淺談綠色化學(xué)

摘要：社會空前發(fā)展的今天，環(huán)境污染越來越嚴(yán)重，綠色化學(xué)是應(yīng)對挑戰(zhàn)的必然，本文論述了綠色化學(xué)的概念、產(chǎn)生及其背景以及綠色化學(xué)的核心內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：綠色化學(xué) 環(huán)境污染 無害 原子經(jīng)濟(jì)性

當(dāng)今，化學(xué)的發(fā)展非常迅速。在20世紀(jì)發(fā)現(xiàn)和人工合成的化合物的種類是2285萬多種，是此之前發(fā)現(xiàn)的所有化合物總數(shù)的41倍強(qiáng)。但“化學(xué)家太謙虛”，20世紀(jì)化學(xué)取得的輝煌成就，并未獲得社會應(yīng)有的認(rèn)可。

一、化學(xué)所面臨的挑戰(zhàn)

1、化學(xué)的形象正在被與其交叉的學(xué)科的巨大成功所埋沒

化學(xué)是一門中心科學(xué)，化學(xué)與生命、材料等八大朝陽科學(xué)有非常密切的聯(lián)系，產(chǎn)生了許多重要的交叉學(xué)科，但化學(xué)作為中心學(xué)科的形象反而被其交叉學(xué)科的巨大成就所埋沒。化學(xué)這門重要的中心科學(xué)（central science）反而被社會看作是伴娘科學(xué)（bridesmaid science）而不受重視。

2、化學(xué)正被各種各樣的環(huán)境污染問題所困擾

化學(xué)的發(fā)展在不斷促進(jìn)人類進(jìn)步的同時(shí)，在客觀上使環(huán)境污染成為可能，但是起決定性的是人的因素，最終要靠人們的認(rèn)識不斷提升來解決這個(gè)問題。一些著名的環(huán)境事件多數(shù)與化學(xué)有關(guān)，諸如臭氧層空洞、白色污染、酸雨和水體富營養(yǎng)化等；另一方面把所有的環(huán)境問題都?xì)w結(jié)為化學(xué)的原因，顯然是不公平的，比如森林銳減、沙塵暴和煤的燃燒等。這當(dāng)然與化學(xué)沒有樹立好自己的品牌有關(guān)系，在最早的化學(xué)工藝流程里面，根本沒有把廢氣和廢渣的處理納入考慮范圍，因此很多化學(xué)工藝都是會帶來環(huán)境污染的?，F(xiàn)在，有些人把化學(xué)和化工當(dāng)成了污染源。人們開始厭惡化學(xué)，進(jìn)而對化學(xué)產(chǎn)生了莫名其妙的恐懼心理，結(jié)果造成凡是有“人工添加劑”的食品都不受歡迎，有些化妝品廠家也反復(fù)強(qiáng)調(diào)本產(chǎn)品不含有任何“化學(xué)物質(zhì)”。事實(shí)上，這些是對化學(xué)的偏見，監(jiān)測、分析和治理環(huán)境的卻恰恰是化學(xué)家。

二、綠色化學(xué)是應(yīng)對挑戰(zhàn)的必然

科學(xué)不但要認(rèn)識世界和改造世界，還要保護(hù)世界。化學(xué)也如此，為了應(yīng)對化學(xué)所面臨的挑戰(zhàn)，提倡綠色化學(xué)是刻不容緩。

1、綠色化學(xué)的概念

綠色化學(xué)又稱環(huán)境無害化學(xué)、環(huán)境友好化學(xué)或清潔化學(xué)，是指化學(xué)反應(yīng)和過程以“原子經(jīng)濟(jì)性”為基本原則，即在獲取新物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)中充分利用參與反應(yīng)的每個(gè)原料原子，在始端就采用實(shí)現(xiàn)污染預(yù)防的科學(xué)手段，因而過程和終端均為零排放和零污染，是一門從源頭阻止污染的化學(xué)。綠色化學(xué)不同于環(huán)境保護(hù)，綠色化學(xué)不是被動地治理環(huán)境污染，而是主動的防止化學(xué)污染，從而在根本上切斷污染源，所以綠色化學(xué)是更高層次的環(huán)境友好化學(xué)。

2、綠色化學(xué)的產(chǎn)生及其背景

當(dāng)今，可持續(xù)發(fā)展觀是世人普遍認(rèn)同的發(fā)展觀。它強(qiáng)調(diào)人口、經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)境和資源的協(xié)調(diào)發(fā)展，既要發(fā)展經(jīng)濟(jì)，又要保護(hù)自然資源和環(huán)境，使子孫后代能永續(xù)發(fā)展。綠色化學(xué)正是基于人與自然和諧發(fā)展的可持續(xù)發(fā)展理論。在1984年，美國環(huán)保局(EPA)提出“廢物最小化”，這是綠色化學(xué)的最初思想。1989年，美國環(huán)保局又提出了“污染預(yù)防”的概念。1990年，美聯(lián)邦政府通過了“防止污染行動”的法令，將污染的防止確立為國策，該法案條文中第一次出現(xiàn)了“綠色化學(xué)”一詞。1992年，美國環(huán)保局又發(fā)布了“污染預(yù)防戰(zhàn)略”。1995年，美國政府設(shè)立了“總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)”。1999年英國皇家化學(xué)會創(chuàng)辦了第一份國際性《綠色化學(xué)》雜志，標(biāo)志著綠色化學(xué)的正式產(chǎn)生。我國也緊跟世界化學(xué)發(fā)展的前沿，在1995年，中國科學(xué)院化學(xué)部確定了《綠色化學(xué)與技術(shù)》的院士咨詢課題。

3、綠色化學(xué)的核心內(nèi)容

原子經(jīng)濟(jì)性是綠色化學(xué)的核心內(nèi)容，這一概念最早是1991年美國Stanford大學(xué)的著名有機(jī)化學(xué)家Trost（為此他曾獲得了1998年度的“總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)”的學(xué)術(shù)獎(jiǎng)）提出的，即原料分子中究竟有百分之幾的原子轉(zhuǎn)化成了產(chǎn)物。理想的原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)是原料分子中的原子百分之百地轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物，不產(chǎn)生副產(chǎn)物或廢物，實(shí)現(xiàn)廢物的“零排放”。他用原子利用率衡量反應(yīng)的原子經(jīng)濟(jì)性，認(rèn)為高效的有機(jī)合成應(yīng)最大限度地利用原料分子的每一個(gè)原子，使之結(jié)合到目標(biāo)分子中。綠色化學(xué)的原子經(jīng)濟(jì)性的反應(yīng)有兩個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)：一是最大限度地利用了原料，二是最大限度地減少了廢物的排放。原子利用率的表達(dá)式是：原子利用率=（預(yù)期產(chǎn)物的式量/反應(yīng)物質(zhì)的式量之和）×100%

如無公害氧化劑過氧化氫的制備可采用乙基蒽醌法，即由氫和氧在2-乙基蒽醌和Pd為催化劑作用下直接合成，2-乙基蒽醌復(fù)出并可循環(huán)使用。此反應(yīng)原子利用率為100%，體現(xiàn)了原子經(jīng)濟(jì)性，減少廢物的生成和排放，是典型的零排放例子。綠色化學(xué)為化學(xué)的發(fā)展注入了新的活力，在２１世紀(jì)化學(xué)必將大有可為。

參考文獻(xiàn)：

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