化工產業(yè)的希望綠色化工

朱明發(fā)

德州職業(yè)技術學院化輕系，山東 德州 253034

0 引言

20世紀中葉，科學與技術在全球范圍內進入了一個飛速發(fā)展的時期。與此同時，越來越引起人類擔憂的是全球資源的掠奪性開發(fā)和伴隨工業(yè)化發(fā)展而產生的大量“三廢”排放，這些對人類的生存環(huán)境造成了嚴重的破壞。由于環(huán)境的污染和生態(tài)平衡的失調，對生命和健康造成了極大的威脅，人們越來越清楚地認識到保護環(huán)境的重要性，利用化學原理從源頭上消除環(huán)境污染，研發(fā)綠色化工技術勢在必行。

1 化學工業(yè)現(xiàn)狀

化學工業(yè)是與人類生活關系最密切的工業(yè)，已滲透到人類生活的各個方面，包括衣、食、住、行乃至當代高科技的發(fā)展都與化學化工的進步直接相關，因此，化學工業(yè)所表現(xiàn)出的“環(huán)境污染”和“特殊貢獻”兩重性，對廣大化工研究人員和生產人員提出了挑戰(zhàn)。最初的辦法是對化工生產過程中產生的污染進行治理，政府和企業(yè)投入大量資金和人力，對環(huán)境污染的治理方法和技術開展了大量而卓有成效的研究，發(fā)展了水處理技術，大氣污染治理技術，固體廢棄物處理技術和噪聲治理技術等環(huán)境保護手段，對環(huán)境生態(tài)的保護作出了重要貢獻。但是人們發(fā)現(xiàn)，隨著人類社會的不斷進步，生產規(guī)模的迅速增長，環(huán)境治理的速度遠遠落后于環(huán)境污染的速度，而且用于污染治理的費用不斷上升。地球的生態(tài)環(huán)境隨著工業(yè)生產的不斷進步而迅速惡化，已嚴重威脅著人類的生存。因此，根本的解決辦法只有一條，這就是徹底改變傳統(tǒng)工業(yè)的生產模式，倡導綠色化生產，從污染源頭防止污染發(fā)生，走可持續(xù)發(fā)展道路。特別是化學工業(yè)，只有用“綠色化學工藝”來替代傳統(tǒng)化學工藝，實施化學工業(yè)的清潔生產，才有可能完全改變化學工業(yè)的面貌，使化學工業(yè)實現(xiàn)跳躍式發(fā)展。在這樣的背景下，產生了從源頭上減少和消除污染的清潔生產，即綠色化工。

2 綠色化工的原理

通過利用一系列的化學原理與方法來降低或除去化學產品設計、制造與應用中有害物質的使用與產生，使化學產品或過程的設計更加環(huán)?；?，包括所有可以降低對人類健康產生負面影響的化學方法的技術，在此基礎上產生的無害化工過程，被稱為綠色化工。綠色化工的最大特點在于它是在始端就采用實現(xiàn)污染預防的科學手段，因而過程和終端均為零排放和零污染。

3 研發(fā)綠色化工的緊迫性

隨著經濟的快速發(fā)展，環(huán)境問題、化學污染問題日益被提高到愈來愈重的位置，在各地大力發(fā)展工業(yè)的同時，環(huán)境污染問題實行一票否決制，由此催生各類廠礦企業(yè)加大綠色環(huán)保、綠色產品的研發(fā)，尤其是化工類企業(yè)更是下大力氣進行科技研發(fā)，探討環(huán)境友好，節(jié)約能源的新工藝；探索綠色原料，盡可能選用無毒無害的化工原料進行化學合成；開發(fā)綠色工藝，利用全新的化工技術，從工藝上清除有毒有害物質的產生，做到清潔生產，最終實現(xiàn)廢物的零排放；生產綠色產品。近幾年，中國科學院化學部加大了《綠色化學與技術》院士咨詢課題，并多次召開了研討會，探索“可持續(xù)發(fā)展問題對科學的挑戰(zhàn)--綠色化學”，由此推動了綠色化工的發(fā)展。

4 研發(fā)綠色化工的內容

1）選擇可更新的原材料；設計低公害的化學合成方法；原子經濟性化學反應；應用催化轉化并開發(fā)新催化劑；設計更安全的化學產品和化工過程；降低化學過程能耗，盡可能采用在環(huán)境溫度和常壓下進行的合成方法；盡可能不用助劑或附料，必要時選用無毒的助劑或附料；選用本質上更安全的化學產品；防止產生污染的過程分析；化學品的可降解性。

2）研發(fā)可替代的原料、試劑、溶劑，新型催化劑與合成過程等等。如通過對廢棄的物質進行處理，將其轉化為動物飼料和有機化學品；利用無毒無害的原料代替劇毒的光氣、氫氰酸生產有機原料；利用生物技術以廢棄物為原料生產常用的有機原料；采用超臨界CO2代替有機溶劑作為油漆和涂料的噴霧劑等。

3）具有可回收利用性、可處理性或可重新加工性能的清潔化學產品，近年來在這方面的研究有：（1）可降解塑料。目前，降解塑料主要分為光降解塑料和生物降解塑料。（2）氟氯烴替代產品。臭氧層的破壞是當前國際上面臨的三大全球性環(huán)境問題之一，為了保護臭氧層必須禁止使用CFCs（氟氯碳化合物）。（3）綠色涂料產品：傳統(tǒng)的涂料產品含有大量揮發(fā)性有機化合物（VOC），污染環(huán)境，危害人身健康。不含VOC的綠色涂料產品主要為：水基涂料、粉末涂料和無溶劑涂料。在綠色產品的要求下聚合方法也得到了發(fā)展，特別是在乳膠型涂料方面通過改進的微乳聚合方法成功地制備了固含量高達30%～50%，乳化劑含量為1%～5%，微粒小于2nm的含反應性官能團的丙烯酸酯類乳膠，其VOC含量為零。

5 研發(fā)綠色化工的經濟實用性

綠色化工是解決污染問題的一種根本方法，與傳統(tǒng)的污染處理不同，綠色化工通過改變化學產品的結構與性質或產生工藝過程來減少或消除有害物質的產生與使用。綠色化工通過設計或重新設計化學物質的分子結構，使其具備所需的特性又避免或減少有毒基團的產生與使用。同時，綠色化學追求高選擇性化學反應，副產品極少，甚至達到原子經濟性，實現(xiàn)零排放。因此，研發(fā)綠色化工不僅可以防止環(huán)境污染，亦可提高資源與能源的利用率，提高化工過程的經濟效益，對化工過程的可持續(xù)發(fā)展具有巨大的推動作用。隨著化工行業(yè)清潔生產的持續(xù)推進，綠色化工產品將以綠色優(yōu)勢贏得市場。短期來看，推進綠色化工技術和生產規(guī)范會提升生產成本。長期來看，隨著社會和公眾對綠色化工產品的認可，通過推進企業(yè)和產品的綠色化，先行的企業(yè)和產品將會贏得公眾，贏得市場；許多尚無綠色意識和改進措施的產品將被禁止而為綠色替代產品提供機會。因此，開發(fā)綠色化工前景廣闊，應用廣、實用性強、經濟效益顯著。

[1]徐立青，唐方敏.千方百計實現(xiàn)我國化學工業(yè)可持續(xù)發(fā)展.