綠色化學(xué)之路

方陵生

在一個(gè)細(xì)雨蒙蒙的下午，美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校的新生亞當(dāng)·安德魯杰斯基走出宿舍，來(lái)到校園的公共洗衣房，收集衣物纖維樣本，尋找衣物上殘留的化學(xué)阻燃劑——多溴二苯醚。

除了空氣，也許當(dāng)今人類接觸最多的就是化學(xué)物質(zhì)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，世界上超過(guò)97%的物品都含有化學(xué)物質(zhì)。但是，并沒(méi)有人確切了解，在迄今投入生產(chǎn)的8.2萬(wàn)種合成化學(xué)物質(zhì)中，究竟有哪些會(huì)對(duì)我們產(chǎn)生不利影響。事實(shí)上，在現(xiàn)代化學(xué)誕生的200年里，也沒(méi)有誰(shuí)會(huì)要求化學(xué)家去考慮這個(gè)問(wèn)題。

但如今，像亞當(dāng)一樣的學(xué)生越來(lái)越多，而且從十幾年前開始，美國(guó)的一些高校也開始開設(shè)綠色化學(xué)這門課程。他們正以更新的方式和視角來(lái)關(guān)注我們周圍的化學(xué)物質(zhì)安全。對(duì)于綠色化學(xué)的未來(lái)，我們有理由保持謹(jǐn)慎的樂(lè)觀態(tài)度。

我們生活在一個(gè)“毒物泛濫”的世界里

約翰·華納是一名化學(xué)家兼企業(yè)家，2001年在麻省大學(xué)波士頓分校建立了首個(gè)綠色化學(xué)博士項(xiàng)目計(jì)劃。他與童年時(shí)代的朋友、現(xiàn)任美國(guó)環(huán)境保護(hù)署（EPA）研發(fā)辦公室主任的保羅·阿納塔斯，合著了為化學(xué)家尋求可持續(xù)設(shè)計(jì)化合物途徑的書籍——《綠色化學(xué)：理論與實(shí)踐》。

華納的父親是一位電工，“如果他要進(jìn)入你家為你換燈泡，那他必須持有相應(yīng)的資格證書。無(wú)論是教師、建筑師還是醫(yī)生，他們都有與其職業(yè)相關(guān)的一系列要求，并要對(duì)其工作負(fù)責(zé)。但令人感到悲哀的是，負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)或制造化學(xué)產(chǎn)品的化學(xué)家，卻不需要承擔(dān)這樣的責(zé)任?！?/p>

化學(xué)試劑、溶劑及其最終產(chǎn)品對(duì)人類健康和環(huán)境的影響，似乎一直都不在化學(xué)家的工作范圍之內(nèi)。在實(shí)驗(yàn)室里工作的他們，在護(hù)目鏡、手套和防護(hù)服的重重保護(hù)下，可免受化學(xué)物質(zhì)的潛在危害，有毒有害物質(zhì)及其影響都不是他們需要關(guān)注的問(wèn)題。

如今，不少人已經(jīng)開始意識(shí)到，之前認(rèn)為會(huì)一直被封閉在電視機(jī)或塑料玩具等產(chǎn)品里的有毒有害化學(xué)分子，極有可能會(huì)逃逸出來(lái)，對(duì)人們的健康造成潛在危害。20世紀(jì)末，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，有害化學(xué)分子不僅進(jìn)入了構(gòu)成我們周圍環(huán)境的空氣、土壤和水體中，而且還進(jìn)入了魚類和哺乳動(dòng)物體內(nèi)，包括我們?nèi)祟愖约?。研究發(fā)現(xiàn)，我們血液中的化學(xué)物質(zhì)種類多達(dá)493種。這些化學(xué)成分對(duì)人體的影響究竟有多大，至今仍是一個(gè)未知數(shù)，但越來(lái)越多的研究顯示，一些化學(xué)物質(zhì)會(huì)結(jié)合在一起并產(chǎn)生反應(yīng)，破壞我們體內(nèi)荷爾蒙、蛋白質(zhì)和其他分子的微妙平衡，最終讓我們罹患疾病。

迄今，大約有85%的新化學(xué)產(chǎn)品的申請(qǐng)書中都沒(méi)有任何安全性方面的數(shù)據(jù)，而6萬(wàn)種化學(xué)物質(zhì)就堂而皇之地走進(jìn)我們的生活。其中，只有極少數(shù)危害特別嚴(yán)重的化學(xué)物質(zhì)被限制，包括阻燃劑中的聚溴二苯醚，以及雙酚A，但絕大多數(shù)有害化學(xué)物質(zhì)其實(shí)并沒(méi)有受到嚴(yán)格管控。目前在美國(guó)，受“有毒物質(zhì)控制法案（TSCA）”監(jiān)管限制的只有5種化學(xué)物質(zhì)：多氯聯(lián)苯、氯氟烴、二惡英、六價(jià)鉻和石棉。

培養(yǎng)未來(lái)的“綠色化學(xué)家”

也許在大多數(shù)人眼里，化學(xué)家的工作通常只是“創(chuàng)造奇跡”，而不是關(guān)注公共衛(wèi)生，但美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校綠色化學(xué)中心的研究人員卻并不這么認(rèn)為。該中心擔(dān)負(fù)著三重使命：教育下一代化學(xué)家，與政策制定者和公眾一起分享化學(xué)和毒理學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的最新科研成果，進(jìn)行健康、化學(xué)、政策和商業(yè)交叉點(diǎn)的跨學(xué)科研究。

“我們的目標(biāo)很崇高，但需要耗費(fèi)的時(shí)間和精力可想而知。”該中心化學(xué)教授約翰·阿諾德說(shuō)，“就如改變?nèi)藗兊哪承┎涣剂?xí)慣一樣，有些改變不可能在一夜之間發(fā)生，往往需要幾代人的努力，但只要我們的工作有助于推動(dòng)事情向正確的方向發(fā)展，那就是值得的?！?/p>

不久前，中心研究人員在一項(xiàng)職業(yè)健康調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，舊金山地區(qū)一些年輕的汽車維修工突然都患上了嚴(yán)重的周圍神經(jīng)損傷癥，很多人最終只能靠輪椅勉強(qiáng)活動(dòng)。他們之間有一個(gè)共同點(diǎn)：都在汽車修理店工作。

調(diào)查研究最終顯示，罪魁禍?zhǔn)资浅Ｓ糜谇逑磩x車片的丙酮和己烷溶劑。這些物質(zhì)被吸進(jìn)人體后會(huì)產(chǎn)生反應(yīng)，并形成另一種會(huì)破壞人體神經(jīng)纖維的分子。這種有毒氣體分子不容易散逸，會(huì)對(duì)長(zhǎng)時(shí)間在汽車底盤下工作的維修工造成嚴(yán)重的毒素暴露風(fēng)險(xiǎn)。

阿諾德說(shuō)：“如果化學(xué)家不與毒理學(xué)家、經(jīng)濟(jì)學(xué)家和公共衛(wèi)生部門的工作人員溝通對(duì)話，那根本無(wú)法解決這些問(wèn)題?！碑?dāng)化學(xué)家在配制一種新的化合物或聚合物時(shí)，他是否該自問(wèn)：這種東西會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生危害嗎？

舉個(gè)例子，鄰苯二甲酸酯這類用于平衡產(chǎn)品的剛性和柔性的化學(xué)物質(zhì)，存在于各種各樣的化工產(chǎn)品中，香水、塑料制品、輸液導(dǎo)管，甚至是每個(gè)人手中持有的信用卡。但如今研究發(fā)現(xiàn)，鄰苯二甲酸酯與新生男嬰女性化傾向增多相關(guān)，如美國(guó)最常見(jiàn)的出生缺陷之一 的“隱睪癥”。

綠色化學(xué)的必行之路是對(duì)化學(xué)領(lǐng)域內(nèi)一些基本知識(shí)和倫理的挑戰(zhàn)，也是化學(xué)家必須要面對(duì)的現(xiàn)實(shí)。他們需要通過(guò)對(duì)基本實(shí)驗(yàn)技能和毒理學(xué)科學(xué)的理解，將其轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)家熟悉的語(yǔ)言：分子的結(jié)構(gòu)。

綠色化學(xué)中心執(zhí)行董事、負(fù)責(zé)課程開發(fā)的馬蒂·穆爾維希相信，如果化學(xué)家能充分了解哪些特定的分子結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生哪些特定的效果，他們就能更敏銳地覺(jué)察到，哪些新合成的分子可能是有毒的，哪些可能是毒性較小或無(wú)毒害作用的。

穆爾維希與加州大學(xué)伯克利分校自然資源學(xué)院毒理學(xué)系的克里斯·弗爾普，設(shè)計(jì)了專為化學(xué)家開設(shè)的毒理學(xué)課程，約翰·華納博士認(rèn)為，有了這樣的課程設(shè)置，未來(lái)將會(huì)產(chǎn)生更多良性的化學(xué)物質(zhì)和產(chǎn)品。

化工企業(yè)向“綠色化學(xué)”轉(zhuǎn)型

當(dāng)然，“設(shè)計(jì)”良性且有效的化學(xué)分子并不只是理想主義者的空想，包括輝瑞、默克、杜邦、陶氏等化學(xué)行業(yè)巨頭在內(nèi)，很多大公司也都在向綠色化學(xué)迅速轉(zhuǎn)型，并將綠色化學(xué)的設(shè)計(jì)原則應(yīng)用于研究與發(fā)展計(jì)劃中?！熬G色化學(xué)之路”不僅會(huì)讓公司更具競(jìng)爭(zhēng)力，而且對(duì)于環(huán)境也更有益。

美國(guó)陶氏化學(xué)公司通過(guò)其慈善基金會(huì)，在哈斯商學(xué)院設(shè)立了一個(gè)1000萬(wàn)美元的可持續(xù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)項(xiàng)目，引起了學(xué)生們對(duì)綠色化學(xué)的濃厚興趣。陶氏化學(xué)工程師托尼·金斯伯里是哈斯商學(xué)院可持續(xù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)項(xiàng)目的主管，他說(shuō)：“我們并不諱言陶氏過(guò)去所犯的錯(cuò)誤。”幾年前，陶氏的化學(xué)家發(fā)明了一種強(qiáng)度超高的“超塑性”材料，但結(jié)果發(fā)現(xiàn)約有1%的人對(duì)這種材料過(guò)敏，結(jié)果數(shù)百萬(wàn)美元的研發(fā)資金打了水漂。對(duì)陶氏這樣的大企業(yè)來(lái)說(shuō)，這點(diǎn)錢當(dāng)然算不了什么，能顯著降低這種風(fēng)險(xiǎn)損失的綠色化學(xué)顯然對(duì)他們更具吸引力。

化學(xué)家與化工企業(yè)不同，不會(huì)因利益而忽略風(fēng)險(xiǎn)。但由于缺乏對(duì)毒理學(xué)知識(shí)和對(duì)有害化學(xué)物質(zhì)在生物體體內(nèi)積累過(guò)程的了解，他們?cè)O(shè)計(jì)的一些化學(xué)產(chǎn)品不經(jīng)意間就可能會(huì)給人們帶來(lái)有害影響。避免這類錯(cuò)誤，不僅可以節(jié)省大量的時(shí)間和金錢，而且隨著越來(lái)越多的消費(fèi)者重視對(duì)所購(gòu)產(chǎn)品的知情權(quán)，化學(xué)產(chǎn)品的安全性也愈顯重要。

陶氏公司相信，行業(yè)將繼續(xù)向綠色化學(xué)方向發(fā)展轉(zhuǎn)變，而大公司為保護(hù)其品牌，對(duì)這方面也會(huì)投入更多關(guān)注。

除了行業(yè)巨頭，越來(lái)越多的普通人也開始通過(guò)各個(gè)渠道意識(shí)到綠色化學(xué)的重要性。美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校的達(dá)拉·奧羅克副教授建立了GoodGuide網(wǎng)站，這上面公布了數(shù)千種化學(xué)物質(zhì)的毒理學(xué)數(shù)據(jù)。消費(fèi)者可通過(guò)品牌或產(chǎn)品類型，搜索到一些產(chǎn)品中有害化學(xué)物質(zhì)的信息，包括清潔噴霧劑、嬰兒濕巾、口紅、智能手機(jī)……對(duì)于搜索到的每一種產(chǎn)品，網(wǎng)站還會(huì)智能推薦其他更安全的替代產(chǎn)品。

綠色化學(xué)追求的目標(biāo)不僅僅是透明度，重要的是要有更安全的替代方案。亞當(dāng)·安德魯杰斯基在洗衣房里追蹤調(diào)查的多溴二苯醚阻燃劑已被社會(huì)淘汰，然而目前市場(chǎng)上還沒(méi)有出現(xiàn)真正安全的阻燃劑，只有危害程度稍小一些的替代方案。多溴二苯醚的例子表明了從根本上設(shè)計(jì)更安全的化學(xué)物質(zhì)和化學(xué)產(chǎn)品的必要性。

約翰·華納對(duì)綠色化學(xué)運(yùn)動(dòng)的影響做了粗略估計(jì)——目前市場(chǎng)上約10%的化學(xué)物質(zhì)可能是安全的，還有25%可以被更安全的選擇代替，但剩下的65%目前還沒(méi)有足夠安全的備選產(chǎn)品。顯然，我們還要重新回到實(shí)驗(yàn)室，利用綠色化學(xué)家發(fā)明的良性分子來(lái)滿足人們對(duì)更安全化學(xué)產(chǎn)品的需求。

也許你會(huì)對(duì)目前的狀況感到沮喪甚至絕望，但如今已有越來(lái)越多的人加入到綠色化學(xué)的改革之路。這樣的變革不僅是對(duì)人類的未來(lái)負(fù)責(zé)，而且更是對(duì)地球的未來(lái)負(fù)責(zé)。相信在不久的將來(lái)，我們就能充分感受到綠色化學(xué)帶來(lái)的變化，這個(gè)世界應(yīng)當(dāng)會(huì)越來(lái)越好。