浅谈绿色化学与环境保护

浅谈绿色化学与环境保护

摘要：目前环境污染问题日益严重，公众对环境问题日益关心，防污、治污，提倡绿色已成为当今的主题。绿色化学的着眼点就是使污染消灭在生产的源头，使整个合成过程和生产工艺对环境友好，这是治本、治根、从根本上消除污染的对策，对保护人类的生存环境有着十分重要的意义。绿色化学体现了化学科学、技术与社会的相互联系和相互作用，其产生与发展必将对环境起到大力推进作用，有利于实现人类社会的可持续发展。

关键字：绿色化学环境保护可持续发展

一．人类面临严重的环境问题

目前人类正面临有史以来最严重的环境危机。由于人口急剧增加，资源消耗日益扩大，人均耕地、淡水和矿产等资源占有量逐渐减少，人口与资源的矛盾越来越尖锐；此外，人类的物质生活随着工业化而不断改善的同时，大量排放的生活污染物和工农业污染物使人类的生存环境迅速恶化，人类的生产生活受到了严重的影响。

在“绿色化学与环境保护的讲座”中，周钰明教授向我们介绍了当下人类面临的十大环境问题：⑴酸雨污染。⑵全球气候变暖。⑶臭氧层破坏。⑷土地沙漠化。⑸森林面积减少（每年约1700万公顷森林消失）。⑹物种灭绝与生物多样性锐减。⑺水环境污染与水资源危机。⑻水土流失。⑼城市垃圾成灾。⑽大气环境污染等。它们都直接或间接地与化学物质污染有关，因此从根本上治理环境污染的必由之路是大力发展绿色化学。

二．绿色化学

1.基本概念

绿色化学又称“环境无害化学”或“环境友好化学”或“清洁化学”，即是利用新的工艺和方法，减少或消除有害物质的使用，避免有害产物、副产物的产生，实现“零排放”，从而保护人类健康、社会安全和生态环境。绿色化学的理想在于不再使用有毒、有害的物质，不再产生废物，不再处理废物。它涉及有机合成、催化、生物化学、分析化学等学科，是新世纪化学进展的主要方向之一。

2.绿色化学的研究内容（12条原则）

⑴防止废物的产生而不是产生后再来处理；⑵合成方法应设计成能将所有的起始物质嵌入到最终产物中；⑶只要可能，反应中使用和生成的物质应对人类健康和环境无毒或毒性很小；

⑷设计的化学产品应在保护原有功效的同时尽量使其无毒或毒性很小；⑸尽量不使用辅助性

物质（如溶剂、分离试剂等），如果一定要用，也应使用无毒物质；⑹能量消耗越小越好，应能为环境和经济方面的考虑所接受；⑺只要技术上和经济上可行，使用的原材料应是能再生的；⑻应尽量避免不必要的衍生过程（如基团的保护，物理与化学过程的临时性修改等）；⑼尽量使用选择性高的催化剂，而不是提高反应物的配料比；⑽设计化学产品时，应考虑当该物质完成自己的功能后，不再滞留于环境中，而可降解为无毒的产品；⑾分析方法也需要进一步研究开发，使之能做到实时、现场监控，以防有害物质的形成；⑿化学过程中使用的物质或物质的形态，应考虑尽量减少实验事故的潜在危险，如气体释放、爆炸和着火等。

3.绿色化学的特点

绿色化学实质上就是设计没有或只有尽可能小的对环境产生负面影响的。并在技术上、经济上可行的化学品和化学过程的科学。绿色化学它是从源头阻止污染的化学，是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料。最大限度地节约能源。它的过程为零排放和零污染，具体内涵：

1．减量(Reduction)——“减量”是从省资源、少污染角度提出的，包括两层意思：减少资源用量和减少“三废”排放量。

2．重复使用(Reuse)——重复使用是降低成本和减废的需要。诸如化学工业过程中的催化剂、载体等。从一开始就应考虑有重复使用的设计。

3．回收(Recycling)——回收主要包括：回收未反应的原料、副产物、助溶剂、催化剂等非反应试剂。化工生产中的循环操作程序就是一种常见的回收方式。

4．再生(Regeneration)——再生是变废为宝、节省资源能源、减少污染的有效途径。

5．拒用(Rejection)——拒绝使用是杜绝污染的最根本办法，它是指对一些无法替代，又无法回收、再生和重复使用的药品原料，拒绝在化学反应过程中使用。

4.绿色化学的目标

⑴通过研发新技术开发以“原子经济性”为基本原则的新化学。

⑵改进现有的化学工业，减少和消除污染。通过发展新的分析方法与分析技术，实现在线、原位监测，并在有害物质形成以前加以控制，从而实现在源头预防、控制污染的目标。尽可能做到“零排放或零污染”；这是发展生态经济和生态工业的关键。

三．绿色化学的发展阶段

1.全球发展过程

⑴美国1990年通过了污染预防法（Pollution Prevention Act of 1990）。它促进美国环保局

于1991年建立了绿色化学规划。

⑵1994年8月于美国华盛顿市召开的208届美国化学会全国年会环境化学分会，首次以“绿色化学”为主题。

⑶1997年5月在美国先是由工业界、学术界、国家重点实验室等联合在互联网上组成了一个虚拟非盈利组织，以后演变建立了世界第一个绿色化学研究院（Green Chemistry Institute, GCI）。

⑷同年6月在美国首都召开了第一届绿色化学和工程年会。

⑸1999年初，英国皇家化学会创办了国际性的“Green Chemistry”学术刊物。

2.绿色化学在我国的兴起

⑴1995年，中国科学院化学部的院士们提出以“绿色化学与技术——推进化工生产可持续发展的途径”作为重要的科研选题。

⑵1997年，举办了以“可持续发展问题对科学的挑战——绿色化学”为主题的香山科学会议。

⑶1999年底又在北京举行了以“绿色化学基本科学问题”为主题的21世纪核心科学问题论坛。

⑷并且，在国家科技部的支持下，已在中国科技大学等国内多个大学组建了绿色化学研究中心。

四．绿色化学在环境保护中的地位

绿色化学与环境保护密切相关，其目标和任务是积极主动地防治环境污染，但又绝不是简单意义上的环境保护。绿色化学是在绿色化学新学科基础上开发的从源头上阻止环境污染以及全程治理、综合利用的化工技术，以及在化工生产和使用过程中实现废物的“零排放”，并生产出环境友好安全和无毒的化工产品。绿色化学的根本在“防”，而非“治”，其在始端就采取了有效的预防措施，以杜绝污染物的生成。绿色化学的出现得益于环境保护全球重视度的提高，随着科学技术的进步和社会的日益发展，绿色化学必将在环境保护中扮演越来越重要的角色，为环境保护开辟一条崭新途径。

五．生物能前景

众所周知，煤、石油、天然气等矿物质资源是非可再生资源，人类在使用的过程中排放了大量的废气废水废渣，严重污染生态环境，不利于社会经济的可持续发展。随着经济和科技的发展，太阳能、核能、风能、生物能等新能源被逐渐被开发利用。但是太阳能、风能具有不确定性、分散性、效率低和成本高等缺点，核能也因为技术问题不能被广泛应用。所以