綠色化學(xué)與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展

李曉+謝久鳳+李海霞

摘 要：該文系統(tǒng)地論述了化學(xué)科學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展歷史，化學(xué)的應(yīng)用為人類做出了巨大貢獻(xiàn)，同時(shí)也產(chǎn)生了負(fù)面效應(yīng)，指出21世紀(jì)化學(xué)科學(xué)發(fā)展的新方向——綠色化學(xué)。綠色化學(xué)是從源頭上防止污染，能最大限度地從資源合理利用、環(huán)境保護(hù)及生態(tài)平衡等方面滿足人類可持續(xù)發(fā)展的一門綜合學(xué)科，是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。該文進(jìn)一步闡述了綠色化學(xué)在我國的最新發(fā)展領(lǐng)域及其農(nóng)業(yè)應(yīng)用，通過分析綠色化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展的關(guān)系，指出綠色化學(xué)是實(shí)現(xiàn)我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要途徑。

關(guān)鍵詞：綠色化學(xué) 發(fā)展歷程 正負(fù)效應(yīng) 農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展

中圖分類號(hào)：F322 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）04（a）-0124-02

“化學(xué)”（英語：Chemistry）是“變化的科學(xué)”，它是一門研究物質(zhì)的性質(zhì)、組成、結(jié)構(gòu)、變化、用途、制法以及物質(zhì)變化規(guī)律的自然科學(xué)?；瘜W(xué)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，具體研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、及變化規(guī)律，這是化學(xué)變化的核心?；瘜W(xué)與工業(yè)、農(nóng)業(yè)、日常生活、醫(yī)學(xué)、材料等均有十分緊密的聯(lián)系，如煤、石油和天然氣燃燒后產(chǎn)生了二氧化碳等物質(zhì)。從本質(zhì)上來講，化學(xué)研究的對(duì)象涉及物質(zhì)之間的相互關(guān)系，或物質(zhì)和能量之間的關(guān)聯(lián)。

1 化學(xué)的貢獻(xiàn)及負(fù)面影響

化學(xué)作為自然科學(xué)的重要學(xué)科之一，其發(fā)展歷程大致可分為三大階段：古代化學(xué)時(shí)期，近代化學(xué)時(shí)期和現(xiàn)代化學(xué)時(shí)期。隨著科技的進(jìn)步，目前化學(xué)已發(fā)展有無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、物理化學(xué)、高分子化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)等分支及邊緣性的學(xué)科。現(xiàn)代化學(xué)的高速發(fā)展在特定的社會(huì)時(shí)期為社會(huì)做出了巨大貢獻(xiàn)?；瘜W(xué)科學(xué)給生物學(xué)、材料、化肥、農(nóng)藥、醫(yī)藥、能源、冶金帶來了深遠(yuǎn)的影響。

化學(xué)科技的進(jìn)步也引發(fā)了各種公害和破壞自然環(huán)境的問題。例如早期冰箱使用的“氟利昂”氣體致冷劑，持續(xù)性地嚴(yán)重破壞臭氧層?；瘜W(xué)工業(yè)發(fā)展的環(huán)境問題，主要是人造化學(xué)物質(zhì)在自然環(huán)境下難以分解，且難以轉(zhuǎn)化成無害物質(zhì)，在環(huán)境中逐漸積累，破壞生態(tài)平衡。生存環(huán)境的逐漸惡化使人們意識(shí)到環(huán)境的重要性，環(huán)境污染必須要進(jìn)行治理，而治理環(huán)境問題的方法則是要依靠化學(xué)方法，依靠科技進(jìn)步。

2 綠色化學(xué)的提出

人類發(fā)展存在10個(gè)主要環(huán)境問題（全球變暖、大氣污染、臭氧層破壞、生物多樣性減少、環(huán)境公害、土地退化和沙漠化、海洋污染、淡水資源污染、森林銳減以及有毒?；瘜W(xué)品）日益突出，都是與化學(xué)產(chǎn)物的污染有關(guān)。發(fā)展綠色化學(xué)有可能是解決人類可持續(xù)發(fā)展過程中遇到的人口、資源和環(huán)境挑戰(zhàn)的重要途徑。

“綠色化學(xué)”是在20世紀(jì)90年代提出的，其核心就是利用化學(xué)最經(jīng)濟(jì)原理和技術(shù)來防止環(huán)境污染，它從源頭上避免和消除對(duì)生態(tài)環(huán)境有毒有害的原料、催化劑、溶劑和試劑，力求使化學(xué)反應(yīng)是有原子經(jīng)濟(jì)性，實(shí)現(xiàn)廢物的零排放?！熬G色化學(xué)”也稱為無害化學(xué)、環(huán)境友好化學(xué)和清潔化學(xué)，在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來的技術(shù)稱之為綠色技術(shù)、環(huán)境友好技術(shù)和清潔生產(chǎn)技術(shù)。綠色化學(xué)是發(fā)展生態(tài)經(jīng)濟(jì)、工業(yè)及生態(tài)農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵，是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分，包括：（1）實(shí)現(xiàn)原料的綠色化；（2）提高反應(yīng)的選擇性；（3）催化劑的綠色化；（4）溶劑的綠色化。綠色化學(xué)徹底跳出了那種先發(fā)展后治理的怪圈，拋棄了發(fā)展經(jīng)濟(jì)以犧牲環(huán)境為代價(jià)的低級(jí)發(fā)展模式，進(jìn)而采用綠色與環(huán)境友好相容的綠色發(fā)展模式，滿足了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、地球及人類可持續(xù)發(fā)展的綠色愿景及時(shí)代要求。

3 綠色化學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域

我國學(xué)者已經(jīng)對(duì)綠色化學(xué)作了系統(tǒng)論述。筆者認(rèn)為我國綠色化學(xué)應(yīng)選擇5大領(lǐng)域進(jìn)行突破，尤其是與人類生活密切相關(guān)的農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，以便大力促進(jìn)我國綠色化學(xué)的發(fā)展，從而承擔(dān)起我國在世界環(huán)境保護(hù)中所應(yīng)盡的責(zé)任及義務(wù)，為全世界人民謀福利。

3.1 高效低毒農(nóng)藥

高效低毒農(nóng)藥逐步替代傳統(tǒng)的有機(jī)農(nóng)藥已成為現(xiàn)代農(nóng)藥發(fā)展的趨勢，是解決農(nóng)藥環(huán)境污染問題的關(guān)鍵所在。我國目前使用的農(nóng)藥多為高毒品種，生產(chǎn)過程也有公害，使用高效低毒農(nóng)藥勢在必行。未來，我國將建立全面詳實(shí)的農(nóng)藥殘留和環(huán)境毒理學(xué)數(shù)據(jù)庫，通過分子設(shè)計(jì)技術(shù)，創(chuàng)制全新的生態(tài)友好型農(nóng)藥。

3.2 生態(tài)生物肥料

目前農(nóng)作物對(duì)化肥的吸收利用率較低，而且易造成土地貧瘠化，約有一半以上的化肥隨地下水流失，對(duì)環(huán)境造成污染，為了適應(yīng)生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，生態(tài)肥料的開發(fā)將是優(yōu)先發(fā)展方向。該肥料可被微生物分解吸收，再把排泄物供農(nóng)作物吸收利用，既具有很高的肥性，又可以改良土壤。近幾年有機(jī)復(fù)合（混）肥是發(fā)展迅速，它主要是集生物肥、有機(jī)質(zhì)及無機(jī)營養(yǎng)為一體，既發(fā)揮了生物菌的活化土壤、轉(zhuǎn)化土壤養(yǎng)分的功能，又利用有機(jī)物質(zhì)培肥土壤、改良土壤的特點(diǎn)。

3.3 生物物質(zhì)的化學(xué)轉(zhuǎn)化

生物質(zhì)包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物為食物的動(dòng)物及其生產(chǎn)的廢棄物，如農(nóng)作物、農(nóng)作物廢棄物、木材、木材廢棄物和動(dòng)物糞便。目前95%以上的有機(jī)化學(xué)品來自煤和石油，其生產(chǎn)過程帶來了很大的環(huán)境負(fù)面影響。地球上的綠色植物每年產(chǎn)生的碳?xì)浠衔锔哌_(dá)300億噸以上，能量儲(chǔ)備相當(dāng)于8萬億噸煤或800億噸石油，而且可以在自然環(huán)境中降解，將生物物質(zhì)用作化學(xué)原料和能源是綠色化學(xué)的戰(zhàn)略目標(biāo)。據(jù)此計(jì)算，生物物質(zhì)中有90%的有機(jī)物可以轉(zhuǎn)換為沼氣，沼氣燃燒產(chǎn)生能量?？梢詫⒔諚U制作成為飼料，用動(dòng)物糞便制取沼氣，沼渣用于食用菌栽培，沼液制成無公害液體肥料，從而綜合利用生物物質(zhì)再生資源制取沼氣及其副產(chǎn)物，提高經(jīng)濟(jì)效益。

3.4 無污染可降解塑料其種類

塑料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中用作地膜，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來迅猛發(fā)展，使農(nóng)作物在任何季節(jié)均能結(jié)果，豐富了農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)品類，滿足了人民生活多樣化消費(fèi)需求。然而，傳統(tǒng)塑料屬于高分子化合物，極難降解。隨著使用地膜栽培年限的延長，殘留地膜越積越多，“白色污染”帶來的環(huán)境污染危害對(duì)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成嚴(yán)重威脅。采用可降解塑料是使“白色垃圾”處理達(dá)到減量化、資源化和無害化最有效的辦法，這種塑料能夠在光和生物雙重作用下協(xié)同雙降解。

4 綠色化學(xué)是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑

隨著科技的發(fā)展以及生產(chǎn)和生活方式的轉(zhuǎn)變，世界各國都在不斷探索人類社會(huì)發(fā)展的可持續(xù)途徑。21世紀(jì)，一些發(fā)達(dá)國家和國際組織相繼強(qiáng)調(diào)綠色化學(xué)及其發(fā)展理念是環(huán)境管理體系中的一個(gè)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)和重要組成部分。人類必須重視環(huán)境問題與人類社會(huì)的發(fā)展協(xié)調(diào)，人類需要從工業(yè)文明的發(fā)展模式轉(zhuǎn)向生態(tài)文明的模式，并逐漸最終成為可持續(xù)發(fā)展模式。

我國是世界上最大的發(fā)展中國家，目前存在人口多、經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型慢、生態(tài)環(huán)境脆弱等突出問題?？v觀我國農(nóng)業(yè)發(fā)展，存在的問題很多，例如：40%以上國土面積受到酸雨污染；盲目使用農(nóng)藥和化肥，土壤貧瘠化加劇，水體“富營養(yǎng)狀態(tài)”，廢棄塑料“白色污染”，水源及土壤重金屬污染等，以上這些突出問題嚴(yán)重威脅我國人民生產(chǎn)和生活水平提高，制約著我國經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展。而要徹底治理環(huán)境污染和實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)健康發(fā)展，根本出路就是基于社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、資源與環(huán)境協(xié)調(diào)要求，依靠科技創(chuàng)新，重點(diǎn)開發(fā)高利用率無污染的生態(tài)肥料和高效低毒的生態(tài)農(nóng)藥，以及綠色糧儲(chǔ)、加工以及農(nóng)副產(chǎn)物高附加值等轉(zhuǎn)化技術(shù)，才能解決社會(huì)經(jīng)濟(jì)增長與資源環(huán)境制約的矛盾，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

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