綠色化學(xué)與化工相關(guān)研究

杜婧

【摘要】：經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的同時對于環(huán)境造成的破壞是令人觸目驚心的，在綠色環(huán)保理念的指導(dǎo)下，綠色化學(xué)化工的發(fā)展正逐漸成熟。與傳統(tǒng)的化學(xué)化工不同，綠色化學(xué)化工是基于對化學(xué)物質(zhì)的分子進(jìn)行重構(gòu)來保證在基本性能完整的前提下進(jìn)行的生產(chǎn)活動不會排放出有毒有害物質(zhì)，綠色化學(xué)化工是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。本文從綠色化學(xué)化工的基本概念、原則及其優(yōu)勢著手，對其發(fā)展進(jìn)行一些簡單的探究。

【關(guān)鍵詞】：綠色；化學(xué)化工；研究

一、綠色化學(xué)化工概述

（一）綠色化學(xué)化工的概念

綠色化學(xué)化工是上世紀(jì)九十年代出現(xiàn)的一個新的研究領(lǐng)域，其核心內(nèi)涵是利用化學(xué)技術(shù)和方法來將生產(chǎn)過程中所使用的原材料中的有毒有害物質(zhì)消除或降低，從而實現(xiàn)對環(huán)境最低程度的污染破壞，甚至在某些生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了零污染、零排放。綠色化學(xué)化工是指利用化學(xué)化工的原理來對物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行重組，使得重組后的化學(xué)物質(zhì)能夠在滿足基本的化工生產(chǎn)需求下減少污染的排放，而且在原材料、催化劑與溶劑的選擇上也是基于無毒無害的原則。從其概念及其所能達(dá)到的綠色環(huán)保目的來看，綠色化學(xué)化工的產(chǎn)生和發(fā)展是必然，為實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，綠色化學(xué)化工是首要的選擇。

（二）綠色化學(xué)化工的基本原則

根據(jù)綠色化學(xué)化工的概念分析其具有以下幾個基本原則：其一是綠色設(shè)計原則，即設(shè)計更安全的化合物降低有毒有害物質(zhì)的產(chǎn)生；其二是使用綠色催化劑，保證在催化化學(xué)反應(yīng)過程中不會產(chǎn)生有害的衍生物；其三是使用綠色可再生的原料，避免對不可再生資源的過度浪費；其四是原子經(jīng)濟(jì)最大化原則，即在進(jìn)行物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)重組時從分考慮利用原始物質(zhì)的原子，從而提高物質(zhì)利用效率實現(xiàn)資源節(jié)約；其五是設(shè)計可降解產(chǎn)物，在化學(xué)反應(yīng)后產(chǎn)生的不可利用的廢物要保證可快速降解不會對環(huán)境造成污染或破壞；其六是化學(xué)化工生產(chǎn)安全原則，即在進(jìn)行綠色化學(xué)化工生產(chǎn)過程中要將可能發(fā)生事故的概率降至最低，尤其是在化學(xué)反應(yīng)過程中避免出現(xiàn)火災(zāi)、爆炸或者泄漏。

（三）綠色化學(xué)化工的優(yōu)勢

從綠色化學(xué)的概念及其基本原則分析來看。綠色化學(xué)化工具有以下幾大優(yōu)勢：一是綠色化學(xué)化工充分利用了無毒害無污染的資源，在源頭上降低了有毒有害物質(zhì)的產(chǎn)生概率，綠色化學(xué)化工與傳統(tǒng)的化學(xué)化工選擇原材料、催化劑、溶劑等基于經(jīng)濟(jì)因素的考慮不同，綠色化學(xué)化工在這些資源的選擇上都要基于綠色環(huán)保無毒無害的原則進(jìn)行考量；二是綠色化學(xué)化工在生產(chǎn)過程中的化學(xué)反應(yīng)對外界環(huán)境的破壞性低，傳統(tǒng)的化學(xué)化工生產(chǎn)會排放大量的有毒有害物質(zhì)對環(huán)境造成破壞，而綠色化學(xué)化工在反應(yīng)開始前就對化學(xué)物質(zhì)的分子進(jìn)行了重組，使其中的有害物質(zhì)的性質(zhì)發(fā)生了變化，從而保證了在生產(chǎn)過程中不會產(chǎn)生大量的有毒有害廢棄物；三是綠色化學(xué)提高的化學(xué)物質(zhì)的利用率實現(xiàn)了資源節(jié)約，與傳統(tǒng)化學(xué)化工另一個不同之處在于綠色化學(xué)化工前期對化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行分子重組時充分考慮到了對每一個分子的有效利用，基本上實現(xiàn)了對物質(zhì)的完全利用，避免了某些無用物質(zhì)的產(chǎn)生，實現(xiàn)了資源節(jié)約的目的。

二、綠色化學(xué)化工的發(fā)展研究

（一）綠色化學(xué)化工產(chǎn)品設(shè)計

基于環(huán)境保護(hù)的考慮，綠色化學(xué)化工的產(chǎn)品設(shè)計應(yīng)該在降低原料和能源消耗、再循環(huán)設(shè)計、綠色原料選擇等方面著手對原有的產(chǎn)品設(shè)計進(jìn)行改良，保證其實現(xiàn)低污染排放的目的。隨著當(dāng)前的綠色化學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對傳統(tǒng)的生產(chǎn)原料的有害物質(zhì)的分離技術(shù)也得到了極大的發(fā)展，而且在新技術(shù)條件下不斷發(fā)現(xiàn)并使用的新型環(huán)保材料也使得綠色化學(xué)化工的產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)與工藝流程更加完善。此外，先打?qū)嶒灄l件越來越先進(jìn)，對綠色化學(xué)化工的研究保障也越來越雄厚，許多產(chǎn)品在投入生產(chǎn)之前可以實現(xiàn)了前期的多環(huán)境條件下的模擬，從而尋找到最優(yōu)的設(shè)計路徑或生產(chǎn)路徑。

（二）綠色化學(xué)化工原料的選擇和制造

發(fā)展綠色化學(xué)化工不僅要在技術(shù)上進(jìn)行綠色革新，而且要在源頭的材料選擇上有所改變，傳統(tǒng)的化學(xué)反應(yīng)原料的選擇大多是出于經(jīng)濟(jì)效益方面的考慮，沒有綜合考慮到其在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)對環(huán)境造成污染和破壞，因此，綠色化學(xué)化工在原料的選擇上注重的是生產(chǎn)排污最低化。此外，由于發(fā)達(dá)的技術(shù)條件支持，許多新型無污染的綠色化學(xué)化工原料被不斷發(fā)現(xiàn)或制造，同時由于分子重組技術(shù)的發(fā)達(dá)也使得當(dāng)前投入使用的原料的毒害性大大降低。

（三）創(chuàng)新新型反應(yīng)技術(shù)減少污染

除了在化學(xué)反應(yīng)之前利用化學(xué)技術(shù)將化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行分子重組外，綠色化學(xué)還需要其他諸如綠色催化劑和溶劑技術(shù)上進(jìn)行必要的創(chuàng)新。傳統(tǒng)的化學(xué)化工生產(chǎn)過程中往往伴隨的是刺鼻的氣味，這是由于在反應(yīng)過程中對于有毒有害物質(zhì)沒有進(jìn)行有效的控制，其選擇使用的催化劑和溶劑的性能單一，難以在化學(xué)反應(yīng)過程中對有毒有害物質(zhì)的產(chǎn)生進(jìn)行有效的控制。因此，綠色化學(xué)化工需要在新型反應(yīng)技術(shù)上有所創(chuàng)新，選擇或者制造新型催化反應(yīng)試劑和溶劑，用綠色替代物來減少傳統(tǒng)化學(xué)物質(zhì)的使用從而實現(xiàn)減少污染的目的。

（四）重視專業(yè)綠色化學(xué)化工人才的培養(yǎng)

前述列舉了技術(shù)上的發(fā)展及其應(yīng)用，但技術(shù)的創(chuàng)新與使用還需要專業(yè)化的人才來進(jìn)行操作，因此，綠色化學(xué)化工的發(fā)展離不開專業(yè)綠色化學(xué)化工人才的培養(yǎng)。首先要落實國家的人才培養(yǎng)教育規(guī)劃綱要，制定切合發(fā)展實際的人才培養(yǎng)計劃，在課程選擇、課時安排、教師選派以及實驗室建設(shè)等方面要做到安排科學(xué)合理。其次，要鼓勵教育教學(xué)理念與方法的創(chuàng)新，綠色化學(xué)化工是一門實踐性很強(qiáng)的學(xué)科領(lǐng)域，要鼓勵教師進(jìn)行必要的創(chuàng)新，激勵學(xué)生參與到實踐當(dāng)中并在實踐中大膽嘗試。

（五）加強(qiáng)宣傳改變傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式

雖然綠色化學(xué)化工在環(huán)境保護(hù)方面的作用巨大，但是從我國當(dāng)前企業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀來看，除經(jīng)濟(jì)實力雄厚的大型企業(yè)外，許多中小企業(yè)仍然選擇使用傳統(tǒng)的化學(xué)化工生產(chǎn)方式。除了各地大張旗鼓地“抓環(huán)?！睍谝欢ǔ潭壬嫌绊懫髽I(yè)的選擇，基于經(jīng)濟(jì)效益的考慮，許多企業(yè)甚至地方政府對綠色化學(xué)化工的認(rèn)可度不高。因此，要在國家大力推廣綠色生態(tài)文明建設(shè)的大旗下，加大對綠色化學(xué)化工的宣傳力度，鼓勵和支持中小企業(yè)選擇綠色化學(xué)生產(chǎn)方式，對其進(jìn)行必要的稅收優(yōu)惠與財政支持等。倡導(dǎo)綠色化學(xué)化工生產(chǎn)，提高全體企業(yè)經(jīng)營者的綠色環(huán)保意識，改變傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式是實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會與環(huán)境共同發(fā)展的必然。

三、結(jié)語

綠色化學(xué)化工是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇，經(jīng)濟(jì)發(fā)展不能再以犧牲環(huán)境為代價，綠色生態(tài)文明建設(shè)要求我們必須要在技術(shù)創(chuàng)新上有更大的突破，同時要加大宣傳力度，加強(qiáng)綠色化學(xué)化工人才的培養(yǎng)，不斷促進(jìn)綠色化學(xué)化工持續(xù)健康發(fā)展，為我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展與環(huán)境保護(hù)提供強(qiáng)有力的保障。

參考文獻(xiàn)：

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[3]趙穎俊.《綠色化學(xué)化工相關(guān)問題研究》.科技展望.2016年第36期