試論綠色化學(xué)與制藥行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展

譚啟達(dá)

(四川大學(xué)，四川 成都610065)

21 世紀(jì)以來，醫(yī)藥行業(yè)迎來了發(fā)展的“春天”，以此同時(shí)作為基礎(chǔ)性支撐的化學(xué)制藥行業(yè)也獲得巨大的發(fā)展。但是化學(xué)制藥行業(yè)原料消耗大，資源、能源利用率低下，廢水、廢氣、廢渣排放量大、循環(huán)利用率低等一系列問題較為突出。制藥行業(yè)引入綠色化學(xué)大有可為，綠色化學(xué)貫穿環(huán)保的理念，通過綠色工藝技術(shù)使生成物實(shí)現(xiàn)零污染或零排放，極大提高了制藥行業(yè)的現(xiàn)代化水平。綠色化學(xué)與制藥行業(yè)的融合將有利于提高經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益，有利于生態(tài)文明建設(shè)和人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

1 綠色化學(xué)的概述

1.1 綠色化學(xué)的出現(xiàn)

當(dāng)前社會(huì)公眾對(duì)化學(xué)的認(rèn)知發(fā)生了一些微妙的變化。我們的生活離不開化學(xué)，但是化學(xué)工業(yè)帶來的環(huán)境污染問題的凸顯，使化學(xué)似乎蒙上了污染的面紗。一方面人類美好生活的開創(chuàng)需要化學(xué)工業(yè)發(fā)展的支持，另一方面環(huán)境保護(hù)的形勢又有待規(guī)避化學(xué)生產(chǎn)帶來的危害。這一巨大的挑戰(zhàn)橫亙?cè)诨瘜W(xué)學(xué)科的發(fā)展面前。“綠色”是自然、生命、自然、和諧的標(biāo)志，在當(dāng)今它已經(jīng)成為環(huán)境保護(hù)的象征。1992 年，里約熱內(nèi)盧會(huì)議提出了“綠色科技”的概念。隨之，綠色化學(xué)也相應(yīng)誕生。綠色化學(xué)的出現(xiàn)不是科學(xué)家或?qū)W者主觀意志的產(chǎn)物，而是在全球環(huán)境危機(jī)面前，人類面對(duì)發(fā)展困境作出的必然選擇。

1.2 綠色化學(xué)的界定

何為綠色化學(xué)？在全球科學(xué)家不斷探索和研究下，目前學(xué)術(shù)界對(duì)綠色化學(xué)的界定已經(jīng)取得基本的共識(shí)。美國綠色化學(xué)研究所長P.T.Anastas 博士指出，“綠色化學(xué)就是在化學(xué)品的設(shè)計(jì)、制造和使用過程中利用一系列的原則來減少、甚至消除有毒有害物質(zhì)的使用或者在過程中的生成?！本科涓?，綠色化學(xué)的核心內(nèi)容主要涵蓋兩個(gè)方面，首先是“原子的經(jīng)濟(jì)性”，即以原子的產(chǎn)生率來衡量原料的經(jīng)濟(jì)性，在反應(yīng)過程中同時(shí)統(tǒng)籌兼顧資源的有效運(yùn)用與化學(xué)污染的有效降低兩個(gè)方面的因素，最大程度發(fā)揮反應(yīng)物中的原子，促進(jìn)零污染及零排放的目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。因?yàn)橛袡C(jī)綠色合成環(huán)節(jié)中越充分提高原子的使用率，相應(yīng)帶來的廢棄物和污染物就越少，就能達(dá)到環(huán)保的要求；其次是“5R”，“5R”具體是指減少污染物的排放量、化學(xué)催化劑能實(shí)現(xiàn)多次反復(fù)的利用；能將沒有使用完全的資源進(jìn)行回收利用、將廢物化解為有用的資源、杜絕對(duì)無法回收及會(huì)帶來嚴(yán)重污染的原料的使用等五項(xiàng)措施，“5R”的全面實(shí)施能夠從源頭上杜絕污染的產(chǎn)生。

1.3 綠色化學(xué)的特點(diǎn)

綠色化學(xué)作為當(dāng)前國際化工行業(yè)研究的前沿?zé)狳c(diǎn)，其特點(diǎn)主要表現(xiàn)在：首先，綠色化學(xué)立足于人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，旨在促進(jìn)人與自然關(guān)系的和諧。在資源利用方面，綠色化學(xué)一方面大力開發(fā)植物、農(nóng)作物，以及其他通過光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物等最理想的綠色資源及能源，另一方面綠色化學(xué)還充分挖掘風(fēng)能、太陽能及地?zé)崮艿刃律Y源，以此來為化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供不竭動(dòng)力。

其次，綠色化學(xué)體現(xiàn)預(yù)防污染優(yōu)于治理污染的新思維。治理污染是指對(duì)已被污染的環(huán)境進(jìn)行治理。這是一種末端治理，是粗放型的治理，存在著許多弊端，如治理污染費(fèi)用高額、浪費(fèi)大量資源和能源、治標(biāo)不治本、易出現(xiàn)二次污染、有些污染的潛在危害持久難以消除等。對(duì)此，綠色化學(xué)可以說是實(shí)現(xiàn)了治理理念及思維的創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)化學(xué)和化學(xué)生產(chǎn)的技術(shù)路線方式從原有的“先污染，后治理”更新為“從源頭上根除污染”。這是對(duì)原有化學(xué)生產(chǎn)思維的一個(gè)創(chuàng)造性的突破，使綠色化學(xué)從源頭上避免和消除了對(duì)環(huán)境的破壞。

再次，綠色化學(xué)致力于環(huán)境友好型化學(xué)反應(yīng)及技術(shù)的探索，尤其關(guān)注新的催化技術(shù)的開發(fā)。對(duì)生產(chǎn)原料的選擇執(zhí)行低污染或無污染的原則，而且在反應(yīng)過程中堅(jiān)持選擇環(huán)境友好型媒介及工藝技術(shù)，例如生物工程技術(shù)、酶催化反應(yīng)、膜催化反應(yīng)、清潔合成技術(shù)等，由此從原料到過程的嚴(yán)控把關(guān)最終使化學(xué)反應(yīng)技術(shù)真正走向綠色化方向。

2 綠色化學(xué)對(duì)制藥行業(yè)的積極意義

2.1 當(dāng)前制藥行業(yè)的困境

隨著時(shí)代的發(fā)展人們的環(huán)保意識(shí)不斷加強(qiáng)，當(dāng)前世界各國對(duì)環(huán)境問題重視程度不斷攀升，環(huán)境保護(hù)及治理的工作力度也不斷增強(qiáng)。經(jīng)過多年的發(fā)展，目前我國已經(jīng)成為僅次于美國的世界第二制藥大國，具有強(qiáng)大的生產(chǎn)實(shí)力。近年來醫(yī)藥工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，產(chǎn)值、產(chǎn)量穩(wěn)步增長，連年創(chuàng)出新高。如可生產(chǎn)化學(xué)原料藥達(dá)到1300 多種，總產(chǎn)量有80 余萬噸，其中將近60 多個(gè)品種具有較強(qiáng)國際競爭力；化學(xué)藥品制劑 有30 多種劑型、4500 余個(gè)品種等?？v觀我國醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品構(gòu)成，化學(xué)制藥約占到55%左右，化學(xué)合成類制藥工業(yè)更成為了醫(yī)藥工業(yè)的主要支柱。我國已經(jīng)成為全世界最大的化學(xué)原料藥出口國。

藥物制造工業(yè)中不可避免的涉及化學(xué)技術(shù)。在制藥生產(chǎn)領(lǐng)域中，藥物大多都是通過化工合成來獲得的。最初的原料藥乃至藥物制劑的生產(chǎn)都是化工生產(chǎn)。即使是從天然物質(zhì)中提取和分離有效藥物成分等環(huán)節(jié)都和化學(xué)制藥生產(chǎn)有著密不可分的關(guān)系。而化學(xué)制藥大多原輔料眾多，而且大部分為有機(jī)溶劑，并含有一些“致畸、致癌、致突變”等物質(zhì)，若生產(chǎn)廢棄物沒有妥善加以處理，直接排放就會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生極大的危害乃至不可消除的影響，從而使人類的生存和生活環(huán)境面臨嚴(yán)重的威脅。

當(dāng)前作為中國特色社會(huì)主義建設(shè)五位一體之一的生態(tài)文明建設(shè)的步伐不斷推進(jìn)，國家層面對(duì)于制藥行業(yè)的環(huán)保監(jiān)管也越來越嚴(yán)厲。而傳統(tǒng)的制藥行業(yè)又是氨氮及化學(xué)需氧量排放的主要行業(yè)。因此，面對(duì)環(huán)境保護(hù)愈來愈嚴(yán)峻的壓力，制藥行業(yè)不可避免的陷入了兩大沖突：一是污染治理的難度不斷加大與治理技術(shù)相對(duì)匱乏之間的矛盾沖突；二是企業(yè)污染治理成本攀升與經(jīng)濟(jì)效益低下之間的矛盾沖突。如果這些矛盾沖突無法有效應(yīng)對(duì)與解決，制藥行業(yè)將會(huì)面臨更加嚴(yán)重的環(huán)保困境。

2.2 綠色化學(xué)是我國制藥工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路

面對(duì)當(dāng)前的發(fā)展困境，我國制藥工業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展必須另辟新路。隨著時(shí)代的進(jìn)步，人們已經(jīng)慢慢達(dá)成一致的認(rèn)識(shí)，積極主動(dòng)的高水平的治本之策，可持續(xù)發(fā)展的生產(chǎn)方式，只有立足于從源頭上杜絕污染的產(chǎn)生才能實(shí)現(xiàn)。制藥行業(yè)的環(huán)保關(guān)鍵應(yīng)該改變思路，不應(yīng)再繼續(xù)關(guān)注對(duì)污染物的處理，而要從藥品設(shè)計(jì)及生產(chǎn)的起始環(huán)節(jié)加以謀劃應(yīng)如何控制、減少和消除污染的源頭。當(dāng)前，綠色化學(xué)已開始成為化工生產(chǎn)可持續(xù)健康發(fā)展的趨勢,，而無毒無污染的合成技術(shù)，如環(huán)境友好型“潔凈”反應(yīng)介質(zhì)的研究和發(fā)展也成綠色化學(xué)的研究重點(diǎn)。綠色制藥工業(yè)就是將綠色化學(xué)的原理和技術(shù)運(yùn)用于制藥工業(yè)，實(shí)現(xiàn)制藥行業(yè)綠色工藝的技術(shù)需求。比如在化學(xué)制藥工業(yè)中運(yùn)用超聲化學(xué)技術(shù)、催化技術(shù)、膜技術(shù)、生物技術(shù)、超臨界流體技術(shù)等，以提高化學(xué)反應(yīng)收率為目的，通過對(duì)化學(xué)制藥領(lǐng)域原有工藝技術(shù)進(jìn)行升級(jí)改造，或者也可以為使反應(yīng)過程原材料能夠?qū)崿F(xiàn)充分轉(zhuǎn)化，在生產(chǎn)過程中選擇通過不對(duì)稱合成獲得光學(xué)活性物質(zhì)，從而減少有毒及有害物質(zhì)排放量最終實(shí)現(xiàn)了零排放無污染的環(huán)保目的。他山之石可以攻玉，如美國藥廠不惜加大科研經(jīng)費(fèi)投入，重金聘請(qǐng)有機(jī)合成專家和化工博士，專門致力于制藥工藝的開發(fā)和制藥過程的優(yōu)化，這種做法很值得我們思考與借鑒。制藥行業(yè)要重視增加在“綠色化學(xué)”領(lǐng)域的投入，從源頭上根除生產(chǎn)污染的弊端，面對(duì)污染治理改變治理思路，要將污染物消滅于生產(chǎn)過程之中，而不是在污染產(chǎn)生后才去采取治理措施。所以，綠色化學(xué)理念是一種與環(huán)保及可持續(xù)發(fā)展相一致的理念，綠色化學(xué)技術(shù)則是一種符合當(dāng)前環(huán)保需求及促進(jìn)人與自然和諧共存的綠色生產(chǎn)技術(shù)，其以保護(hù)環(huán)境為出發(fā)點(diǎn)，生產(chǎn)過程盡可能優(yōu)化，降低了對(duì)外界的排放，極大提升了制藥行業(yè)的現(xiàn)代化生產(chǎn)水平，有利于我國制藥行業(yè)整體競爭力的質(zhì)的提升，從而實(shí)現(xiàn)制藥行業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展。

總之，當(dāng)前制藥行業(yè)的發(fā)展面對(duì)著我國人口基數(shù)大，資源日趨緊張，生態(tài)環(huán)境破壞及污染日趨嚴(yán)重的現(xiàn)實(shí)狀況，在資源不斷減少及環(huán)境危機(jī)凸顯的困境中，制藥行業(yè)要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)健康發(fā)展，制藥研發(fā)中綠色化學(xué)的應(yīng)用已經(jīng)成為必然的選擇。我們要處理好發(fā)展和環(huán)保這一矛盾，用綠色化學(xué)的理念來指導(dǎo)制藥行業(yè)的發(fā)展，有效平衡經(jīng)濟(jì)增長和生態(tài)可持續(xù)發(fā)展，引領(lǐng)制藥業(yè)朝著更加健康美好的方向前進(jìn)。