綠色化學(xué)化工問題研究

吳姣姣，馬燕良，梁 佩

（海南英利新能源有限公司，?？?570000）

近年來，我國(guó)生產(chǎn)一直追求綠色化學(xué)化工，其通過相關(guān)工藝處理化學(xué)反應(yīng)中的有毒物質(zhì)，將其轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)環(huán)境不造成任何污染的物質(zhì)后，再進(jìn)行排放。隨著國(guó)家對(duì)生態(tài)環(huán)境的重視，綠色化學(xué)化工研究工作得到快速發(fā)展，但是，我國(guó)全面實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)化工依然任重道遠(yuǎn)。

1 綠色化學(xué)化工的概念及與傳統(tǒng)化學(xué)化工的差異

1.1 綠色化學(xué)化工的概念

綠色化學(xué)化工指的是一直對(duì)環(huán)境不造成污染的化學(xué)技術(shù)，綠色化學(xué)出現(xiàn)在20世紀(jì)末，涉及多種學(xué)科，也被稱為清潔化學(xué)、環(huán)境無害化學(xué)，是一種運(yùn)用化學(xué)，旨在減少或消除有害物質(zhì)。綠色化學(xué)的核心是在化學(xué)生產(chǎn)過程中，盡量減少或徹底消除有害物質(zhì)[1]。綠色化學(xué)產(chǎn)生于美國(guó)，它是由美國(guó)化學(xué)協(xié)會(huì)提出的。它與傳統(tǒng)化學(xué)的本質(zhì)不同，綠色化學(xué)利用化學(xué)原理，重組整合化學(xué)物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)，從而改變材料的性質(zhì)，同時(shí)保留了原材料的物理特性，減少對(duì)周圍環(huán)境的污染。綠色化學(xué)體現(xiàn)出“原子經(jīng)濟(jì)”特性，它要求產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為原子，不產(chǎn)生任何廢物和有害物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)零排放、零污染。這種技術(shù)生產(chǎn)的是清潔綠色產(chǎn)品，不產(chǎn)生任何污染環(huán)境的物質(zhì)[2]。

1.2 和傳統(tǒng)化學(xué)化工的差異

首先，綠色化學(xué)化工可以顯著減少對(duì)環(huán)境的污染，其間無污染能源得到利用。綠色化學(xué)化工和傳統(tǒng)化學(xué)化工存在顯著的差異，前者利用環(huán)保節(jié)能材料進(jìn)行生產(chǎn)，將材料最大化利用，避免材料浪費(fèi)，減少對(duì)環(huán)境的污染。

其次，綠色化學(xué)化工有效減少了反應(yīng)物的排放。在傳統(tǒng)化學(xué)化工中，反應(yīng)物量巨大，存在諸多有毒物質(zhì)，對(duì)環(huán)境與人體健康均造成嚴(yán)重的危害[3]。綠色化學(xué)化工則不同，將化學(xué)反應(yīng)物進(jìn)行處理，把物質(zhì)中的有用物質(zhì)進(jìn)行充分利用，并且經(jīng)過處理的反應(yīng)物對(duì)環(huán)境不造成任何影響，該生產(chǎn)方式完全符合我國(guó)所提倡的可持續(xù)發(fā)展觀。

再次，綠色化學(xué)化工提高了能源的使用率。一般情況下，人們往往注重的是生產(chǎn)的結(jié)果，而不注重生產(chǎn)的過程，這也是傳統(tǒng)化學(xué)化工污染嚴(yán)重的原因之一。傳統(tǒng)化學(xué)化工注重的是產(chǎn)生結(jié)果，資源使用率不高，大部分可利用的化學(xué)物質(zhì)都被當(dāng)作廢物而被排放掉，而這些化學(xué)物質(zhì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞。綠色化學(xué)是指在化工生產(chǎn)中綜合運(yùn)用各種方式，充分提高資源使用率，從而實(shí)現(xiàn)資源最大化和零污染。

最后，綠色化學(xué)化工能夠確保產(chǎn)品的環(huán)保性。在傳統(tǒng)的化工生產(chǎn)中，生產(chǎn)方式大多為粗放型，其運(yùn)用的原材料往往沒有經(jīng)過加工，所產(chǎn)生的物質(zhì)為有害物質(zhì)，對(duì)環(huán)境必然會(huì)造成影響[4]。而綠色化學(xué)化工則通過調(diào)整物質(zhì)化學(xué)結(jié)構(gòu)，把其中有毒的物質(zhì)加工處理，盡可能減少或去除污染物質(zhì)。因此，在生產(chǎn)中運(yùn)用綠色化學(xué)化工生產(chǎn)模式，將不會(huì)對(duì)環(huán)境造成不良影響。

2 綠色化學(xué)化工實(shí)現(xiàn)面臨的兩大問題

2.1 原材料問題

綠色化學(xué)是綠色的，其對(duì)環(huán)境的污染可以忽略，這就要求在生產(chǎn)前，嚴(yán)格篩選和分析生產(chǎn)材料，盡可能使用環(huán)保材料。化工過程不是一個(gè)簡(jiǎn)單的過程，而原材料影響整個(gè)化工過程。因此，人們要注意原材料的選擇，一旦出現(xiàn)偏差將造成很多污染。人們不能一味貪圖便宜，否則需要花費(fèi)大量人力和物力去治理污染，得不償失[5]。同時(shí)，人們要注意材料安全和環(huán)境保護(hù)，對(duì)原材料進(jìn)行合理選擇和初步加工，消除污染源頭。例如，如果原料中含有過多氮和硫，人們可以進(jìn)行初步脫氮和脫硫，然后將氮和硫作為原材料進(jìn)行深度加工。

2.2 產(chǎn)品設(shè)計(jì)問題

綠色化學(xué)化工的核心是產(chǎn)品的綠色性，如果制造出的產(chǎn)品對(duì)環(huán)境有巨大污染，那么之前的一切準(zhǔn)備和設(shè)計(jì)都將付諸東流。經(jīng)濟(jì)和技術(shù)是制約生產(chǎn)能力和產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素，很多中小型企業(yè)雖有心進(jìn)行綠色化工生產(chǎn)，卻無法改進(jìn)原有的生產(chǎn)模式。這就需要國(guó)家相關(guān)職能部門推廣和宣傳綠色化學(xué)化工理念，引導(dǎo)相關(guān)企業(yè)進(jìn)行整改和調(diào)整[6]。在整個(gè)化學(xué)化工生產(chǎn)過程中，產(chǎn)品設(shè)計(jì)是綠色的，同時(shí)產(chǎn)品也便于回收再利用。我國(guó)作為一個(gè)工業(yè)大國(guó)，應(yīng)該引導(dǎo)企業(yè)走可持續(xù)發(fā)展道路，從源頭上治理化學(xué)化工污染，推動(dòng)綠色化學(xué)化工的普及。

3 實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)化工的策略

3.1 加強(qiáng)綠色化學(xué)化工產(chǎn)品設(shè)計(jì)

綠色化工產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求環(huán)境影響最小，包括設(shè)計(jì)過程中的生命周期分析、再循環(huán)和再利用設(shè)計(jì)。如果產(chǎn)品對(duì)環(huán)境有害，就不足以降低成本，改善生產(chǎn)過程對(duì)環(huán)境的影響?；瘜W(xué)工業(yè)需要更多地考慮產(chǎn)品整個(gè)生命周期的成本和效益，特別是社會(huì)成本和環(huán)境成本。因此，國(guó)家法律法規(guī)對(duì)產(chǎn)品的綠色設(shè)計(jì)產(chǎn)生了很大的影響[7]。在綠色化工產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，人們應(yīng)遵循生命周期設(shè)計(jì)、回收再利用設(shè)計(jì)、原材料和能耗降低的原則，運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)設(shè)計(jì)綠色化工產(chǎn)品。目前，很多人只考慮產(chǎn)品直接控制的生命周期部分，難于把握化工產(chǎn)品的整個(gè)生命周期，化工產(chǎn)品的綠色設(shè)計(jì)還沒有成為企業(yè)發(fā)展的契機(jī)。綠色設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)和方法尚未建立，也是綠色設(shè)計(jì)發(fā)展的重要障礙。

3.2 加強(qiáng)新技術(shù)研究，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展

從綠色角度來看，許多傳統(tǒng)的有機(jī)合成反應(yīng)都使用有毒試劑和溶劑，因此開發(fā)綠色替代品為這些傳統(tǒng)反應(yīng)的重建提供了機(jī)會(huì)[8]。而反應(yīng)與生物技術(shù)、分離技術(shù)、納米技術(shù)等的結(jié)合，使得新反應(yīng)路徑仍有發(fā)展空間。從專業(yè)角度看，綠色化學(xué)的發(fā)展不應(yīng)只依賴于微觀?；瘜W(xué)分析領(lǐng)域的發(fā)展需要強(qiáng)有力的化學(xué)技術(shù)支持。兩者是相輔相成的。國(guó)家應(yīng)加快建立化學(xué)實(shí)驗(yàn)基地、生產(chǎn)基地等，為該領(lǐng)域的創(chuàng)新和發(fā)展提供技術(shù)平臺(tái)。國(guó)家應(yīng)該建立健全激勵(lì)機(jī)制，為創(chuàng)新基地提供創(chuàng)新資金，鼓勵(lì)創(chuàng)新，從而提高創(chuàng)新水平。創(chuàng)新型化學(xué)發(fā)展模式在工業(yè)發(fā)展和科學(xué)進(jìn)步中起著非常重要的作用，人們必須大力創(chuàng)新來推動(dòng)綠色化學(xué)化工持續(xù)發(fā)展。

3.3 開發(fā)綠色溶劑與化學(xué)化工生產(chǎn)方式

在化工生產(chǎn)中，反應(yīng)介質(zhì)中最常用的溶劑是分離和配制溶劑。目前，揮發(fā)性有機(jī)化合物應(yīng)用廣泛，其中有些會(huì)破壞臭氧層，有些會(huì)污染水和空氣。因此，有必要限制這些溶劑的使用。使用無毒無害溶劑代替揮發(fā)性有機(jī)物已成為綠色化學(xué)的重要研究方向[9]。此外，超臨界流體和離子液體催化相結(jié)合，水作為溶劑和無溶劑體系是當(dāng)前研究者關(guān)注的焦點(diǎn)。我國(guó)綠色化學(xué)化工起步較晚，技術(shù)不成熟，傳統(tǒng)的化學(xué)化工仍占據(jù)主導(dǎo)地位，這就要求國(guó)家探究和應(yīng)用更加規(guī)范、合理的改進(jìn)辦法，使得生產(chǎn)方式朝綠色化方向發(fā)展。相關(guān)部門要加大宣傳力度，使人們理解和接受綠色化學(xué)化工生產(chǎn)模式。從企業(yè)到個(gè)人，都有義務(wù)為綠色化學(xué)做點(diǎn)貢獻(xiàn)。推廣和應(yīng)用綠色化學(xué)化工生產(chǎn)方式，是化學(xué)工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，也是人與自然和諧發(fā)展的客觀要求。

3.4 重視人才培養(yǎng)

從培養(yǎng)綠色化學(xué)化工人才的角度看，當(dāng)務(wù)之急是切實(shí)落實(shí)國(guó)家有關(guān)教育規(guī)劃綱要。積極培養(yǎng)優(yōu)秀工程師，更好地服務(wù)于創(chuàng)新型社會(huì)建設(shè)，是歷史賦予高校的使命[10]。因此，高校必須創(chuàng)新人才培養(yǎng)體制、教育管理體制與教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)制度，大力推進(jìn)教學(xué)內(nèi)容改革，改進(jìn)教學(xué)方法和教學(xué)手段，培養(yǎng)綠色化學(xué)創(chuàng)新人才。同時(shí)，高校必須跟上國(guó)際工程教育的發(fā)展步伐，不斷更新專業(yè)教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)建綠色化學(xué)化工專業(yè)，最終實(shí)現(xiàn)綠色化工的可持續(xù)發(fā)展。

4 結(jié)語(yǔ)

21世紀(jì)以來，世界經(jīng)濟(jì)整體發(fā)展較快，人們卻備受環(huán)境問題的困擾。因此，各國(guó)都致力于研發(fā)和推廣環(huán)保技術(shù)，綠色化學(xué)化工也越來越被重視。綠色化學(xué)化工是我國(guó)企業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展方向，目前，要實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)化工還存在一定難度。但是，企業(yè)要想實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，必須應(yīng)用綠色化學(xué)化工生產(chǎn)模式，從而實(shí)現(xiàn)零污染。

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