淺談綠色化學(xué)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)

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化學(xué)是自然科學(xué)中一門十分重要的基礎(chǔ)學(xué)科,它的發(fā)展對人類社會生活質(zhì)量的提高產(chǎn)生著重要的影響,與人類生活環(huán)境的改善亦有著密不可分的關(guān)系。21 世紀(jì)的今天，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展日新月異，化學(xué)的發(fā)展自然也非常迅速。 20 世紀(jì)當(dāng)中，人類發(fā)現(xiàn)以及人工合成的各種化合物種類己超過2285 萬種，是之前發(fā)現(xiàn)的所有化合物總數(shù)的41 倍還多。 但是，20 世紀(jì)這些化學(xué)科學(xué)的巨大成就，并沒有獲得應(yīng)有的社會認(rèn)可。

一、傳統(tǒng)化學(xué)科學(xué)面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，制約了社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)， 目前全世界每年產(chǎn)生的廢物危險品約在3至4 億噸，我國工業(yè)有毒廢水排放量約300 億噸，其中化工廢水約80 億噸，造成了江河及近海的大量水生動、植物的死亡，乃至滅絕。 當(dāng)然，如果把所有的環(huán)境問題全部歸結(jié)到化學(xué)科學(xué)的發(fā)展上面，顯然是不合情理的，比如森林面積的銳減、煤炭的開采燃燒等就不是直接與化學(xué)有關(guān)系。 人們對化學(xué)科學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生一些疑惑，與化學(xué)本身沒能夠樹立相應(yīng)的品牌有一定的關(guān)系。 因?yàn)樵诤茉绲幕瘜W(xué)工藝?yán)铮?就沒能針對化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的廢氣和廢渣，考慮將如何進(jìn)行處理，所以很多的化學(xué)工藝都會帶來一定的環(huán)境污染。 如今，有一些人認(rèn)為，化學(xué)和化工就是環(huán)境的污染源。談到化學(xué)人們甚至開始有些厭惡， 以至于對化學(xué)產(chǎn)生了莫名的恐懼，造成對有“人工添加劑”的相關(guān)食品都產(chǎn)生抵觸情緒，個別化妝品生產(chǎn)商、經(jīng)銷商還會反復(fù)宣傳：本產(chǎn)品不含有任何的“化學(xué)物質(zhì)”。 實(shí)際這是對化學(xué)科學(xué)的一種偏見，我們?nèi)粘Ｉ町?dāng)中，承擔(dān)環(huán)境的分析、監(jiān)測、治理工作的正是大批化學(xué)科技工作者。

二、綠色化學(xué)的12 項(xiàng)原則和5R 原則

為了明確闡述綠色化學(xué)的主要內(nèi)涵，P.T.Anastas 和J.C.Waner 提出了綠色化學(xué)的12 項(xiàng)原則， 這些原則對我們以后從事綠色化學(xué)的相關(guān)研究無疑具有重要的指導(dǎo)作用。 包括：

1、防止，就是要防止反應(yīng)所產(chǎn)生的廢棄物，這比產(chǎn)生后再去處理和凈化要好。

2、原子經(jīng)濟(jì)性，即設(shè)計(jì)出的合成工藝，能盡可能的使參與反應(yīng)的各物料最大限度地進(jìn)入到最終產(chǎn)物當(dāng)中。

3、具有危害性的合成反應(yīng)較少出現(xiàn)，即盡可能使用可行的方法，只選用或產(chǎn)出對人體或環(huán)境產(chǎn)生毒性很小的合成程序，最好是無毒的化學(xué)物質(zhì)。

4、要設(shè)計(jì)生成安全的化學(xué)產(chǎn)品，就是所設(shè)計(jì)的化學(xué)反應(yīng)生成物不僅具有所需的性能，還應(yīng)該具有最小的毒性。

5、選用的化學(xué)溶劑和輔料應(yīng)是比較安全的，即盡量不用輔料，如溶劑或析出劑等，當(dāng)必須使用時，也應(yīng)盡可能選擇無毒害的。

6、能量使用講究效率，就是盡可能去降低化學(xué)反應(yīng)過程所需要的能量，充分考慮環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。 合成工藝盡可能在常溫常壓下進(jìn)行。

7、使用可回收的原料，即只要在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上可行，原料應(yīng)能保證回收而不使之變壞。

8、盡可能的減少衍生物，即應(yīng)盡可能避免或減少不必要的衍生反應(yīng)（用來保護(hù)基團(tuán)或取消保護(hù)以及短暫的改變物理、化學(xué)的過程），因?yàn)槿绻M(jìn)行這些步驟，需要添加一些反應(yīng)物質(zhì)，同時也伴隨產(chǎn)生廢棄物。

9、催化作用，具有選擇性的催化劑比符合化學(xué)計(jì)量的反應(yīng)物更有優(yōu)勢。

10、降解，就是要按照設(shè)計(jì)生產(chǎn)的化學(xué)物，在其有效作用完成后，可分解成無害的降解產(chǎn)物，在環(huán)境中不會繼續(xù)存在。

11、能夠進(jìn)行實(shí)時分析，防止污染進(jìn)程。 不斷研究、發(fā)展分析方法，在實(shí)時、進(jìn)程中分析監(jiān)測，尤其是對產(chǎn)生危害物質(zhì)的控制方面。

12、特別要重視化學(xué)反應(yīng)的安全，防止發(fā)生事故。 在化學(xué)反應(yīng)過程中，著重于選擇使用發(fā)生事故的可能性、危害性最低最小的物質(zhì)，包括火災(zāi)、爆炸、能量釋放等。

關(guān)于綠色化學(xué)在資源使用上的要求， 有人提出了更為明確的表述，也即5R 理論：

1、減量（Reduction），即減少用量，是從節(jié)約資源，減少污染環(huán)境的角度提出來的。 在保證產(chǎn)量的前提下， 如何減少使用數(shù)量，其有效途徑是：第一，提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率、減少損失率。 第二，減少排放“三廢”量。 主要是減少廢水、廢氣、廢渣（副產(chǎn)物）排放量，使其控制在排放標(biāo)準(zhǔn)范圍。

2、重復(fù)使用（Reuse）， 重復(fù)使用是降低成本和減少三廢排放的需要。 如化學(xué)工藝過程的催化劑以及載體使用等，從開始就要考慮重復(fù)使用的問題。

3、回收（Recycling），即回收可再利用的物質(zhì)，它主要包括：未反應(yīng)的原料、副產(chǎn)物、助溶劑、催化劑、穩(wěn)定劑等非反應(yīng)物質(zhì)。

4、再生（Regeneration）, 再生是循環(huán)利用，變廢為寶，節(jié)省資源，減少污染的有效途徑。 在化工工藝設(shè)計(jì)中，應(yīng)充分考慮有關(guān)原材料的再生利用。

5、拒用（Rejection），也即拒絕使用，它是有效消除污染的根本辦法，是針對有些無法替代，無法回收、再生和重復(fù)使用的有毒副作用、污染作用非常明顯的原料，在化學(xué)過程中拒絕使用。

三、結(jié)束語

作為一種新型的經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式和經(jīng)濟(jì)理論模式， 循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理論意蘊(yùn)具體表現(xiàn)在如下方面：在經(jīng)濟(jì)倫理層面，人類中心主義讓位于生態(tài)中心主義， 體現(xiàn)出人類社會與自然環(huán)境之間關(guān)系的演化：即從崇拜自然、征服自然到協(xié)調(diào)自然，從環(huán)境屈從、環(huán)境破壞到環(huán)境友好；在經(jīng)濟(jì)增長模式層面，在要素投入上，從資源消耗型轉(zhuǎn)變?yōu)橘Y源節(jié)約型， 從財(cái)務(wù)資本節(jié)約型到自然資本節(jié)約型；在經(jīng)濟(jì)效益上從粗放式的價值轉(zhuǎn)移到集約式的價值創(chuàng)造；在經(jīng)濟(jì)形態(tài)層面，從物本經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)槿恕匀粸楸镜慕?jīng)濟(jì)，從生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)到服務(wù)經(jīng)濟(jì)；在技術(shù)運(yùn)用層面，強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)活動的軟化（即知識化、信息化，亦即減物質(zhì)化或輕化）和綠化（生態(tài)化）。

面向新世紀(jì)，綠色化學(xué)將伴隨著循環(huán)經(jīng)濟(jì)，是新世紀(jì)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的必然選擇。