浅谈化学工业发展与环境保护的关系

浅谈化学工业发展与环境保护的关系

摘要：化学工业造成的环境问题是当今人类所面临的重大课题之一，化学工业包括石油化工、农业化工、化学医药、高分子、涂料和油脂等。绿色化学是当今国际化学科学研究的前沿，其目的是将现有化工生产的技术路线从“先污染、后治理”改变为“从源头上根除污染”。绿色化学的理想一方面是实现反应的“原子经济”性，要求原料中的每一原子进入产品，不产生任何废物和副产品，实现废物的“零排放”，并采用无毒无害的原料、催化剂和溶剂；另一方面是生产环境友好的绿色产品，不产生环境污染。

关键词：化学工业；环境；环境问题；环境保护；绿色化学

化工工业造成的环境问题是当今人类所面临的重大课题之一，需要从人文社会科学、地理学、大气科学、化学、生物学等角度综合研究，这就导致了新学科—环境科学的诞生。

1. 环境问题以及对人类的影响

1.1. 环境和环境问题

随着现代社会经济与科学技术的飞速发展，环境和环境问题已越来越引起人们的普遍关注。人类与环境之间是一个有着相互作用、相互影响、相互依存关系的对立统一体（图1）。

当代社会的发展使人类与环境之间的作用与反作用不断加剧。在人力所能及的范围，上至太空，下至海底，人类的活动对环境的影响空前强化，环境污染和生态环境破坏已达到危险的程度。

我国环境保护事业起步较晚，在1973年8月召开全国第一次环境保护会议。党的十六届三中全会提出了科学发展观：坚持以人为本，树立全面、协调、可持续的发展观，促进经济、社会和人的全面发展；温家宝总理在十届人大二次会议上政府工作报告指出：大力发展循环经济和清洁生产。

图1 环境与人类之活动间的关系

1.2. 环境污染给人类带来的影响

人类活动排放各种污染物，使环境质量下降或恶化。污染物可以通过各种媒

介侵入人体，使人体的各种器官组织功能失调，引发各种疾病，严重时导致死亡，这种状况称为“环境污染疾病”。

环境污染对人体健康的危害是极其复杂的过程，其影响具有广泛性、长期性和潜伏性等特点，具有致癌、致畸、致突变等作用，有的污染物潜伏期达十几年，甚至影响到子孙后代。

环境污染对人体的危害，按时间分为急性危害、慢性危害和亚急性危害。在短时间内（或者一次性的）有害物大量侵入人体内引起的中毒为急性中毒，如美国多诺拉烟雾事件、伦敦烟雾事件等由于闭塞性换气不良，造成急性缺氧或引起心脏病恶化而死亡。少量的有害物质经过长期的侵入人体所引起的中毒，称为慢性中毒。这种慢性毒作用既是环境污染物本身在体内逐渐积累的结果又是污染引起机体损害逐渐积累的结果。如镉污染引起的痛痛病、氟污染导致氟斑牙、氟骨病等。介于急性中毒和慢性中毒之间称为亚急性中毒。

2. 化工发展对环境的影响

化学工业包括石油化工、农业化工、化学医药、高分子、涂料和油脂等。它们出现于不同历史时期，各有不同涵义，却又关系密切，相互渗透，具有连续性，并在其发展过程中被赋予新的内容。

2.1 化学工业的发展

人类社会迄今已经经历了四个经济时代的变迁，相应的形成了狩猎采集经济、农业经济、工业经济和信息经济四种经济形态。进入工业经济虽然为人类创造了极大的物质基础，但与此同时所造成的环境问题也是不容忽视的。从化学工业的发展过程来看，化工污染大体可分为三个时期：化学工业污染的发生时期、化学工业污染的发展时期、化学工业污染的泛滥时期。

2.2 化工对环境的污染

化学工业是对环境中的各种资源进行化学处理和转化加工的生产部门，其特点是产品多样化、原料路线多样化和生产方法多样化。由于其生产特点决定了化学工业是环境污染较为严重的行业。化工生产的废物从化学组成上讲是多样化的，而且数量也相当大。这些废物含量在一定浓度时大多是有害的，有的还是剧毒物质，进入环境就会造成污染。有些化工产品在使用过程中又会引起一些污染，甚至比生产本身所造成的污染更为严重、更为广泛。

2.2.1 污染物的来源

化工生产中，随着化工产品的原料路线和生产工艺的不同，所排放出的污染物也多种多样。

化学反应不完全。化工生产过程中，随着反应条件和原料纯度的不同，存在

一个转化率的问题，一般的转化率只能达到70%~80%。因此原料不可能全部转化为成品或半成品。余下的低浓度或成分不纯的物料，常作为废弃物排出而进入自然环境。若化工原料为有害物质，排放后便会造成环境污染。

化学反应的副产品、产品和中间产物。化工生产过程中，在进行主反应的同时，也常伴随一些副反应。这些副产品如不加以回收利用，当作废料排出就会污染环境。在贮存运输过程中，产品或中间产品会出现各种各样的损耗，如化学药品、化工产品等因包装不严密，或因容器破损而流失，或因包装容器清洗水的排出，或在贮存过程中，有的内部还继续发生化学变化等情况均会造成环境污染。

化工生产过程中排放的废弃物。化学工业排放出的废弃物，不外乎三种形态的物质，即废水、废气和废渣，总称工业“三废”。

燃烧过程。燃料燃烧可以为化工生产过程提供能量，以保证化工生产在一定的温度和压力下进行。但燃烧产生大量烟气和烟尘对环境产生极大的危害。如烟尘、臭味气体（H2S、NH3、酚）、刺激性气体（SO2、HF、酸雾）、有毒气体（CO、HCN、Cl2、汞蒸气）等

冷却水。无论采用直接冷却还是采用间接冷却，都会有污染物质排出。另外，升温后的废水对水中溶解氧产生极大影响，破坏水生生物和藻类种群的生存结构，导致水质下降。

设备、管路的泄漏。化工生产大都是在气相和液相条件下进行，物料大都使用管道输送，在生产和输送过程中，由于设备和管道不严密、密封不良、腐蚀严重或操作不当等原因，往往造成物料泄漏。尤其是运转设备和活动部件，更容易造成泄漏。由于化学物料或产品从设备和管道中泄漏出来不易回收而造成环境污染。

2.2.2 污染物的污染特点

化工厂一般多集中在水源较丰富的江、河、湖、海附近，生产中的废水大都排入水域，因此化工产业对水域的污染变尤为严重。化工污染的特点可归纳为以下几个方面：

（1）毒性大，有刺激或腐蚀性

化工厂排出的废弃物中，有些是有毒或剧毒物质如废水中所含的氰、酚、砷、汞、镉和铅及无机酸、碱类等带有刺激性、腐蚀性的物质，这此物质对生物或微生物有毒性或剧毒性；废气中含有刺激性和腐蚀性气体很多如二氧化硫、氮氧化物、氯气、氯化氢和氟化氢等，能直接损害人体健康，腐蚀金属、建筑物，污染土壤等

（2）种类多，危害大