淺析綠色化學(xué)與環(huán)境污染治理

劉貝濤長沙市第一中學(xué)

淺析綠色化學(xué)與環(huán)境污染治理

劉貝濤
長沙市第一中學(xué)

環(huán)境污染治理是全球普遍關(guān)注的問題，綠色化學(xué)認(rèn)為應(yīng)從最原始污染源的預(yù)防著手消除污染，是污染治理最有效的方法。

環(huán)境污染；綠色化學(xué)；污染治理

改革開放之后，我國的化學(xué)工業(yè)更是獲得了空前的繁榮和發(fā)展，取得了很大的成就。但是存在諸多問題,如技術(shù)落后、能源消耗巨大、原材料和資源使用率低、生產(chǎn)方式粗放等，導(dǎo)致污染嚴(yán)重的不良后果，要改變這種現(xiàn)狀，勢必要求走綠色化工之路。

1、綠色化學(xué)研究概述

1.1 興起的背景

隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，環(huán)境污染日益嚴(yán)重，世界各國環(huán)境保護(hù)、環(huán)境治理的力度大大加強(qiáng)。但是先發(fā)展、后治理的傳統(tǒng)理念與方式并未并未使環(huán)境問題得到有效緩和，反而愈發(fā)嚴(yán)重。為此，人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，污染治本舉措應(yīng)主動(dòng)、從高層次出發(fā)，即從源頭上杜絕污染的產(chǎn)生。二十世紀(jì)六十年代，我國化學(xué)農(nóng)藥造成的污染問題開始引起關(guān)注。改革開放之后，我國的工業(yè)獲得了空前的繁榮和發(fā)展，人們開始注意到在我國人口和人均物資消費(fèi)量不斷急劇增加的同時(shí)，也存在著諸多問題，如能源消耗巨大、生產(chǎn)方式仍舊比較粗放，資源緊缺，污染日趨嚴(yán)重。各類研究人員認(rèn)識(shí)到綠色化學(xué)是改善國家環(huán)境、健康、經(jīng)濟(jì)等的根基，開始關(guān)注新能源、新技術(shù)，開始探究綠色能源、綠色化學(xué)。

1.2 綠色化學(xué)的涵義

美國化學(xué)會(huì)（ACS）提出“綠色化學(xué)”(GreenChemistry)概念，認(rèn)為其就是在化學(xué)品的設(shè)計(jì)、制造和使用過程中減少、甚至消除有毒有害物質(zhì)的使用或生成。其核心是利用化學(xué)原理改變化學(xué)反應(yīng)與化工過程，從源頭上提高化學(xué)反應(yīng)效率，對(duì)生態(tài)環(huán)境有毒有害的原料、溶劑和試劑、催化劑等的使用和產(chǎn)生盡量避免，把污染末端幵始治理變?yōu)樵搭^就控制，實(shí)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)的綠色環(huán)保，減少和消除環(huán)境污染，進(jìn)而從根本上解決環(huán)境治理問題。綠色化學(xué)將傳統(tǒng)的化學(xué)思維既發(fā)展又更新，這一全新的理念得到世界各國尤其是化學(xué)界的廣泛響應(yīng)。

2、綠色化學(xué)的主要內(nèi)容與原則

2.1 主要內(nèi)容

綠色化學(xué)指在技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上可行的化學(xué)品和化學(xué)過程，要求采用的原料、催化劑和溶劑盡可能無毒無害，通過減少污染、降低有毒氣體排放、減少廢物副產(chǎn)品的處理，改善人們生活環(huán)境。原子經(jīng)濟(jì)性最早由美國Stanford大學(xué)著名有機(jī)化學(xué)家Trost提出，是綠色化學(xué)的核心內(nèi)容，是一種新的標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估化學(xué)反應(yīng)過程。如果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，就是理想的原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)原料利用最大化、廢物排放最小化甚至“零排放”。其研究內(nèi)容主要有改革現(xiàn)有工藝過程實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)、清潔合成產(chǎn)出環(huán)境友好產(chǎn)品、設(shè)計(jì)安全化學(xué)品和綠色新材料減少環(huán)境污染、提高原材料和能源利用率使用可再生資源等。

2.2 十二原則

綠色化學(xué)的研究者們總結(jié)出了綠色化學(xué)的12條原則：

（1）不讓廢物產(chǎn)生、提前預(yù)防污染；

（2）全部材料使用最大化、化學(xué)反應(yīng)和過程最有效、提高原子經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)化；

（3）化學(xué)反應(yīng)中使用和生成的物質(zhì)無毒性或毒性最小化；

（4）設(shè)計(jì)化學(xué)產(chǎn)品時(shí)應(yīng)盡量實(shí)現(xiàn)其毒性最小化；

（5）需要使用輔助劑時(shí)，應(yīng)盡量避免采用有毒有害物質(zhì)；

（6）在考慮經(jīng)濟(jì)利益的同時(shí)也考慮生態(tài)環(huán)境，盡可能使能耗最低；

（7）技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上可行時(shí)最大限度地使用可更新原料、可再生資源；

（8）盡量避免衍生反應(yīng)；

（9）盡可能使用性能優(yōu)異的催化劑；

（10）盡可能設(shè)計(jì)使用后易降解為無害物質(zhì)的化學(xué)品；

（11）應(yīng)發(fā)展真正實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測的實(shí)時(shí)分析方法，監(jiān)控和避免有毒有害的生產(chǎn)；

（12）選擇與使用各種物質(zhì)時(shí)應(yīng)使化學(xué)事故隱患最小化甚至實(shí)現(xiàn)零隱患。

以上是國際化學(xué)界所公認(rèn)的綠色化學(xué)十二原則，目的是讓化學(xué)化工清楚對(duì)資源利用、化工生產(chǎn)和化學(xué)反應(yīng)的要求，以及提倡降低污染源以及污染的危害。十二原則是近年來綠色化學(xué)領(lǐng)域研究內(nèi)容的充分反映，也是綠色化學(xué)未來發(fā)展的方向。

3、綠色化學(xué)作用

綠色化學(xué)是當(dāng)今國際化學(xué)工業(yè)研究的前沿領(lǐng)域及主要方向之一，其主要作用如下：

3.1 污染治理

目前，傳統(tǒng)的化學(xué)化工行業(yè)尤其是石油、化工、煤炭等重工業(yè)破壞環(huán)境嚴(yán)重，導(dǎo)致原有生態(tài)失衡，造成重大污染，危害生存環(huán)境，威脅人類生存，世界各國對(duì)此都高度重視。通過采用新技術(shù)大力開發(fā)人類最理想的綠色資源和能源，充分利用植物、農(nóng)作物等再生物質(zhì)，利用光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物替代石油品原料，利用取之不盡、用之不竭的太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮芎秃Ｑ竽艿葘?shí)現(xiàn)零排放或零污染，促進(jìn)化工生產(chǎn)的持續(xù)發(fā)展。這樣既可以充分利用資源，又不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，較好地將傳統(tǒng)的“先污染、后治理”變?yōu)楫?dāng)今世界眾多國家化學(xué)發(fā)展新方向“從源頭上消除污染”，即從化學(xué)生產(chǎn)的源頭上消除環(huán)境污染，使資源得以可持續(xù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)。

3.2 技術(shù)革新綠色化學(xué)研究、應(yīng)用與環(huán)境友好化學(xué)反應(yīng)的各種新技術(shù)，關(guān)注環(huán)境保護(hù)，使環(huán)境可持續(xù)良性發(fā)展。如使用環(huán)保的綠色原料和清潔能源，提高原料的原子使用效率，爭取達(dá)100%的使用率，實(shí)現(xiàn)低污染甚至無污染；采用對(duì)環(huán)境友好的生物技術(shù)、酶技術(shù)及基因重組工程等高新技術(shù)，合成新的化合物與開發(fā)新的化學(xué)反應(yīng)，減少污染排放，乃至實(shí)現(xiàn)零排放、無污染，生產(chǎn)出對(duì)人體健康、環(huán)境友好無害的新產(chǎn)品，能夠?qū)崿F(xiàn)化學(xué)反應(yīng)技術(shù)的綠色化。

3.3 優(yōu)化資源

絕大多數(shù)化學(xué)工業(yè)開發(fā)于上世紀(jì)，當(dāng)時(shí)由于受技術(shù)發(fā)展局限，大多為勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，耗能高、原料浪費(fèi)多、勞動(dòng)力成本高，排放高，導(dǎo)致大氣、水和土壤等環(huán)境污染重。原料浪費(fèi)、能源消耗、污染治理等產(chǎn)生的成本不低，不得不附帶于產(chǎn)品成本中，導(dǎo)致產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)成本抬高。而綠色化學(xué)倡導(dǎo)資源節(jié)約、提高能源及原材料使用效率、降低新產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)成本，有利于建設(shè)環(huán)境和諧型社會(huì)、節(jié)約型社會(huì)。

3.4 節(jié)能減排

節(jié)能減排就是節(jié)約能源、降低能耗、減少污染排放。世界許多國家如美國、日本、中國等國為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，制定了與各自環(huán)境相匹配的節(jié)能減排計(jì)劃，綠色化學(xué)正是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)重要手段之一。在中國，倡導(dǎo)重點(diǎn)領(lǐng)域節(jié)能減排，減少廢棄物；推進(jìn)企業(yè)節(jié)能低碳行動(dòng)，降低化學(xué)生產(chǎn)行業(yè)消耗原材料；發(fā)展綠色技術(shù)與減排新技術(shù)應(yīng)用，減少環(huán)境污染，加大環(huán)境治理力度，著力增強(qiáng)全民節(jié)能減排意識(shí)，引導(dǎo)良性循環(huán)經(jīng)濟(jì)，共創(chuàng)和諧社會(huì)，建設(shè)美好家園。

4、小結(jié)

傳統(tǒng)化學(xué)逐漸弱化，綠色化學(xué)蓬勃發(fā)展是目前世界化學(xué)工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。綠色化學(xué)的出現(xiàn)使綠色化工技術(shù)和科技產(chǎn)品逐漸完善，采用計(jì)算機(jī)模擬化學(xué)，開發(fā)小型化、微型化的綠色實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)物再利用等，是綠色化學(xué)未來發(fā)展趨勢。如今綠色化學(xué)的應(yīng)用越來越廣泛，逐漸延伸到如生物學(xué)、材料學(xué)等其他領(lǐng)域，綠色化學(xué)產(chǎn)業(yè)飛躍發(fā)展。我國的化學(xué)化工業(yè)應(yīng)致力于綠色化學(xué)的開發(fā)和利用，讓資源再生變廢為寶，源頭上減少或消除污染，實(shí)現(xiàn)零排放、節(jié)能減排的標(biāo)本兼治環(huán)境保護(hù)理念，實(shí)現(xiàn)可循環(huán)經(jīng)濟(jì)。

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劉貝濤（1999-），男，湖南婁底人，長沙市第一中學(xué)高三年級(jí)1418學(xué)生，研究方向：化學(xué)與金融。