淺析綠色化學的核心內容及應用前景

林莎琪

摘 要：綠色化學不同于環(huán)境保護，綠色化學不是被動地治理環(huán)境污染，而是主動的防止化學污染，從而在根本上切斷污染源，所以綠色化學是更高層次的環(huán)境友好化學。本文從化學所面臨的挑戰(zhàn)入手，深入分析了綠色化學的定義、幾大核心內容以及重要原則，并聯(lián)系我國實際能源現(xiàn)狀，分析了綠色化學在我國的發(fā)展前景。

關鍵詞：綠色化學 ； 能源利用 ； 發(fā)展前景

引言

綠色化學又稱環(huán)境無害化學、環(huán)境友好化學或清潔化學，是指化學反應和過程以“原子經濟性”為基本原則，即在獲取新物質的化學反應中充分利用參與反應的每個原料原子，在始端就采用實現(xiàn)污染預防的科學手段，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。

1化學所面臨的挑戰(zhàn)

1.1化學的形象正在被與其交叉的學科的巨大成功所埋沒

化學是一門中心科學，化學與生命、材料等八大朝陽科學有非常密切的聯(lián)系，產生了許多重要的交叉學科，但化學作為中心學科的形象反而被其交叉學科的巨大成就所埋沒?；瘜W這門重要的中心科學（centralscience）反而被社會看作是伴娘科學（bridesmaidscience）而不受重視。

1.2化學正被各種各樣的環(huán)境污染問題所困擾

化學的發(fā)展在不斷促進人類進步的同時，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，最終要靠人們的認識不斷提升來解決這個問題。一些著名的環(huán)境事件多數與化學有關，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)境問題都歸結為化學的原因，顯然是不公平的，比如森林銳減、沙塵暴和煤的燃燒等。這當然與化學沒有樹立好自己的品牌有關系，在最早的化學工藝流程里面，根本沒有把廢氣和廢渣的處理納入考慮范圍，因此很多化學工藝都是會帶來環(huán)境污染的?，F(xiàn)在，有些人把化學和化工當成了污染源。人們開始厭惡化學，進而對化學產生了莫名其妙的恐懼心理，結果造成凡是有“人工添加劑”的食品都不受歡迎，有些化妝品廠家也反復強調本產品不含有任何“化學物質”。事實上，這些是對化學的偏見，監(jiān)測、分析和治理環(huán)境的卻恰恰是化學家。

2 綠色化學核心內容

綠色化學從原料、過程、產品都需要綠色，整個周期都需要綠色化。綠色化學應該是經濟上必須合理，歸納起來，就是對它的原料、生產過程、產品和經濟上都有很高的要求，正是因為這樣，它符合人類與環(huán)境的協(xié)調發(fā)展，也是化學、化工方面未來的必然發(fā)展趨勢。

綠色化學的定義是：用化學的技術，原理和方法去消除對人體健康，安全和生態(tài)環(huán)境有毒有害的化學品，因此也稱環(huán)境友好化學或潔凈化學。其核心內容之一就是“原子經濟性”；核心內容之二涉及五個方面，分別是：“減量”，即減少“三廢”排放；“重復使用”，諸如化學工業(yè)過程中的催化劑、載體等，這是降低成本和減廢的需要；“回收”，可以有效實現(xiàn)“省資源、少污染、減成本”的要求；“再生”，即變廢為寶，節(jié)省資源、能源，減少污染的有效途徑；“拒用”，指對一些無法替代，又無法回收、再生和重復使用的，有毒副作用及污染作用明顯的原料，拒絕在化學過程中使用，這是杜絕污染的最根本方法。

3 綠色化學的基本原則

為了簡述了綠色化學的主要觀點，P.T.Anastas和J.C.Waner曾提出綠色化學的12項原則，這12項原則對我們今后從事綠色化學的研究具有一定的指導作用。

Ⅰ.防止——防止產生廢棄物要比產生后再去處理和凈化好得多。

Ⅱ.講原子經濟——應該設計這樣的合成程序，使反應過程中所用的物料能最大限度地進到終極產物中。

Ⅲ.較少有危害性的合成反應出現(xiàn)——無論如何要使用可以行得通的方法，使得設計合成程序只選用或產出對人體或環(huán)境毒性很小最好無毒的物質。

Ⅳ.設計要使所生成的化學產品是安全的——設計化學反應的生成物不僅具有所需的性能，還應具有最小的毒性。

Ⅴ.溶劑和輔料是較安全的——盡量不同輔料（如溶劑或析出劑）當不得已使用時，盡可能應是無害的。

Ⅵ.設計中能量的使用要講效率——盡可能降低化學過程所需能量，還應考慮對環(huán)境和經濟的效益。合成程序盡可能在大氣環(huán)境的溫度和壓強下進行。

Ⅶ.用可以回收的原料——只要技術上、經濟上是可行的，原料應能回收而不是使之變壞。

Ⅷ.盡量減少派生物——應盡可能避免或減少多余的衍生反應（用于保護基團或取消保護和短暫改變物理、化學過程），因為進行這些步驟需添加一些反應物同時也會產生廢棄物。

Ⅸ.催化作用——催化劑（盡可能是具選擇性的）比符合化學計量數的反應物更占優(yōu)勢。

Ⅹ.要設計降解——按設計生產的生成物，當其有效作用完成后，可以分解為無害的降解產物，在環(huán)境中不繼續(xù)存在。

Ⅺ.防止污染進程能進行實時分析——需要不斷發(fā)展分析方法，在實時分析、進程中監(jiān)測，特別是對形成危害物質的控制上。

Ⅻ.特別是從化學反應的安全上防止事故發(fā)生——在化學過程中，反應物（包括其特定形態(tài)）的選擇應著眼于使包括釋放、爆炸、著火等化學事故的可能性降至最低。

4 我國能源利用現(xiàn)狀

從能源方面來講，人類到目前為止，主流的能源是化學能源，煤、石油、天然氣，而且在可以預見的未來，我們還不可能找到任何能源來替代它，在可以預見的未來化學能源仍然占主導地位，但是主導地位會越來越弱，它還會延長很長的時間。碳資源的利用非常重要，有些碳資源，利用再加工的過程中，就放出大量的二氧化碳，二氧化碳循環(huán)利用很好，一個是大氣中的碳不斷增加，使碳的平衡造成破壞，這是碳的一個核心的問題。

歸納起來，發(fā)展綠色產業(yè)，我國非常重視，其實從化學、化工材料上來講，無外乎有兩個途徑，一方面比如說現(xiàn)在的技術路線，它產生污染，產生大量的副產品，這些副產品又沒有辦法消耗，在這種情況下，我們對一些重要產品可以發(fā)展一些新的路線，盡量把原料變成產品，不產生或非常少的產生廢棄物，這是一條路線。另一條路線，就是從化學上來講，完全都設計這種路線，對許多產品來講是不現(xiàn)實的，那怎么辦？應該利用循環(huán)經濟的概念，通過一些工業(yè)園區(qū)，把生產某一個產品的副產物，作為下一個產品的燃料，總而言之，就是形成一種循環(huán)，把一個原料能夠吃干、榨凈，這樣也能消除污染。

結論

綠色化學是人類和環(huán)境協(xié)調發(fā)展的化學，實際上需要重新考慮許多化學、化工問題，綠色化學現(xiàn)在已經成為化學、化工材料等生物技術、自動化等等的許多相關領域，相互交叉、交叉滲透的一個重大的研究領域，也可以說，綠色化學是21世紀的最重要的主題之一，在整個經濟、環(huán)境、資源三者之間的矛盾過程中，綠色化學必然會發(fā)揮它自己重要的作用。

參考文獻：

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[2] 張鎖江，張香平. 綠色過程系統(tǒng)集成[M]. 中國石化出版社， 2006