绿色化学与环境保护

绿色化学与环境保护

摘要：绿色化学是指利用一系列原理来降低或消除在化工产品的设计、生产及应用中有

害物质的使用和产生的科学。它致力于从源头上制止污染物的生成。发展绿色化学是实现环境保护的途径。

关键词：绿色化学、环境保护、可持续发展

从七八百年前人类开始用煤产生的空气污染到当代多方面的全球环境问题，无不与化学科学密切相关。化学工业的迅猛发展，在为人类创造大量物质财富的同时，产生的大量排放物对生态环境造成极大的威胁。为了保护环境和促进经济社会可持续发展，大力研究和开发从源头上减少和消除污染的绿色化学势在必行。

1传统化学的贡献与危害

化学对人类做出了巨大贡献，我们每个人的衣食住行都离不开化学。化学，尤其是有机合成化学的发展和进步，在很大程度上提高了人类的生活质量，改变了人类的生活方式。药品的发展减轻了人类的痛苦，延长了人类的寿命；农药、化肥的大力发展使人类得以增产增收，减轻了人121增长对食物需求的压力；聚合物技术的创新促进了制衣等日用产品和建筑材料以及电视、电话、计算机等高科技产品部件的更新换代。20世纪化学工业的巨大成就举世瞩目，它在国民经济中的发展速度超出了其他任何部门。不幸的是，在许多成功的故事中蕴涵着一些化学家们所始料不及的不良后果。例如，当时人们没有认识到那些多氯代杀虫剂像l，l—双(4—氯苯基)—2，2，2—三氯乙烷(DDT)，会由鸟类进行生物富集，引起蛋壳变薄和筑巢失败，从而导致游隼、秃鹰、鹗和鹈鹕等鸟类数量的急剧下降[1]。传统的化学化工对整个人类赖以生存的生态环境造成的严重污染和破坏是不争之事实，人类正面临着有史以来最为严峻的环境危机。

随着世界人口的急剧增加、各国工业化进程的加快、资源和能源的大量消耗与日渐枯竭、工农业污染物和生活废弃物等的大量排放，人类生存的生态环境迅速恶化，主要表现为大气被污染、酸雨成灾、全球气候变暖、臭氧层被破坏、淡水资源紧张和被污染、海洋被污染、土地资源退化和沙漠化、森林锐减、生物多样性减少、固体废弃物造成污染等。目前，人类赖以生存的自然环境遭到破坏，人与自然的矛盾激化。

2绿色化学的兴起

在过去的20多年中，化学工业在致力于减少污染危害方面作了巨大的努力，化学家们发展了许多新方法来处理化学废物及减轻废物排放的后果，新的分析检测手段、新的控制程序、综合治疗技术等被不断提出，这些努力对减少污染危害的作用值得称道，但这些被动的污染控制技术并不是绿色化学。

那么什么是绿色化学?绿色化学就是在化学品的设计、制造和使用过程中利用一系列的原则来减少、甚至消除有毒有害物质的使用或在过程中的生成。

绿色化学又称可持续化学、环境友好化学、环境无害化学、清洁化学，是指利用一系列原理来降低或消除在化工产品的设计、生产及应用中有害物质的使用和产生的科学。它是从最基本的分子科学出发提供解决环境问题的根本办法，而不是以“绷带和补丁”的方式来降低危害[2]。从1991年绿色化学概念的形成到现在，绿色化学已成为全球研究的热点。研究内容涉及再生的原材料、溶剂、催化剂、试剂、设计安全的化学品及合成方法等领域。面对生态环境问题的挑战，绿色化学及技术将成为人类强有力的武器而发挥重要作用。

绿色化学与传统化学的不同在于前者更多的考虑环境、经济和社会的和谐发展，使环境资源的化学变换体系成为一种更有效的运行模式，对环境支持系统的破坏作用更小，进而改善环境质量，促进人类和自然关系的协调。传统化学只对目标产物有兴趣，常常用收率和选择性两个指标来评价化学效率，而对这一化学过程所产生的其他物质统统视为废物，对环境对资源关注甚少。

绿色化学与环境化学的不同之处在于前者是研究对环境友好的化学反应和技术，特别是新的催化反应技术，而环境化学则是研究影响环境的化学问题。

绿色化学与环境治理的不同在于前者是污染预防，即从源头上防止污染的生成；环境治理是末端治理，即对已经污染的环境进行治理。

自从绿色化学这一颇具生命力的新兴交叉学科出现以来，受到我国高等院校、科研院所以及相关工农业部门的积极和热情关注，并纷纷展开研究和探索。然而，绿色化学在我国尚属于起步阶段，面对机遇和挑战，应大力推广绿色化学的知识、研究和应用。

绿色化学这一新兴学科绝非仅与合成化学和工程学有关，从美国提出至今，包括环境化学家和化学、化工分支学科专家都发挥着相当重要的作用。要从节约能源、资源，特别是防止生态和环境污染的观点重新审视和革新传统化学[3]。

3绿色化学十二条原理

1998年，明确了绿色化学的十二条原则，简称前十二条：

(1)预防防止产生废物比在其产生后再处理或清除更好。

(2)原子经济性设计合成方法时，应尽可能使用于生产加工过程的材料都进入最后的产品中。

(3)无害(或少害)的化学合成所设计的合成方法应该对人类

健康和环境具有小的或没有毒性。

(4)设计无危险的化学品化学产品应该设计为使其有效地显示所期望的功能而毒性最小。

(5)安全的溶剂和助剂所使用的辅助物质包括溶剂、分离试剂盒其他物品，当使用时都应该是无害的。

(6)设计要讲求能效化学加工过程的能源要求应该考虑它们的环境和经济的影响并应尽量节省。如果可能，合成方法应在室温和常压下进行。

(7)使用可再生的原料当技术和经济上可行，原料和加工厂粗料都应

可再生。

(8)减少衍生物如果可能，尽量减少和避免利用衍生化反应。因为，此种步骤需要添加额外的试剂并且可能产生废弃物。

(9)催化作用采用具有高选择性的催化剂比化学计量学助剂要优越得多。

(10)设计要考虑降解设计化学产品应使它们在功能终了时，分解为无害的降解产物并不在环境中长期存在。

(11)为了预防污染进行实时分析需要进一步开发新的分析方法，使其可进行实时的生产过程监测并在有害物质形成之前予以控制。

(12)防止事故发生的固有安全化学在化学过程中使用的物质和物质形态的选择，应使其尽可能地减少发生包括释放、爆炸以及着火等化学事故的潜在可能性。

绿色化学的12条原理是相互关联的，综合的考虑施行更为有效。然而，在一项绿色化学研究项目中不易同时体现这12条原理，实质上最关键的核心精神就是在化学品的创造、应用乃至报废的整个过程中做到少废、无废和无毒、无害。

绿色化学的这12条原理可被进～步浓缩成两个主要的观点。第一观点是可持续发展性：也就是说，反应应该在尽可能产生少量废料的情况下发生。第二点是减少废料：也就是说，反应最后产生的废物中应该还有尽量少的有毒、有害和其他废料[4]。