綠色化學的進展以及利用

賈軍偉　張濤

摘要：綠色化學可以簡單理解為：研究從一種物質向另一種物質轉化的科學。傳統化學雖然可以發現人類需要的新物質，但在很多情況下卻沒有有效地利用資源，既浪費了資源，也產生了大量的廢棄物污染環境，在生態環保方面帶來很大的壓力。因此，發展綠色化學是我國的當務之急。

關鍵詞：綠色化學；物質轉換；溶劑

一、 綠色化學的概念和理念

近幾年，綠色化學逐漸出現在人們的眼中，綠色化學的最大特點在于，它是在化學反應開始就考慮到污染預防的科學手段，因而過程和終端均為零污染或零排放。由于它在通過化學轉化獲取新物質的過程中就已經充分利用了每個原料的原子，具有“原子經濟性”，因此綠色化學既充分地利用了資源，又有效地防止了環境污染。顯然，綠色化學并不是過去對產物或過程污染進行控制或進行處理，所以它區別于那些通過對已產生的廢棄物加以處理與利用來治理污染的化學方法，因為這些化學方法都是對已經產生的污染進行控制而不是在化學反應的開始就進行預防。綠色化學可以變廢為寶，可使經濟效益大幅度提高，它是環境友好型技術的基礎，但同時它也更突出對化學基礎的研究；綠色化學與環境化學是既相關又有區別，環境化學研究對環境影響的化學，而綠色化學研究與環境友好的化學反應。對于傳統化學中那些破壞環境的反應，綠色化學的出現將尋找新的環境友好型反應來代替它們。

二、 綠色化學的產生及普及

19世紀以來，隨著化工學科和化學技術的發展，化石燃料等自然資源遭到掠奪式的開采，廢水、廢氣、固體廢棄物被隨意地大量排放，化肥、農藥以及其他許多被認為具有“重要價值”的新物質（如利昂等）被不斷開發、生產及應用，其結果導致地球生態環境的急劇變化，各種生態災害從天而降。于是，越來越多的人對化學技術及其產品產生懷疑和抵制，人們幻想能使用不含任何“化學物質”添加的化妝品，甚至拒絕購買有“人工添加劑”的食品，在西方的媒體中出現了一個新詞匯“ChemoPhobia”（化學恐懼癥）。在這種情形下，一種倡導人類與環境友好相處的理念——“綠色化學”便應運而生。

綠色化學由美國化學會（ACS）在1991年率先提出，而后迅速得到世界各國的積極響應。其主導思想是實施“環境無害化學”，變當今的污染治理為污染預防，最終實現人類與自然的和諧相處。為此，要求化學反應全過程自始至終追求綠色化，保證危害環境物質的零排放。

然而在綠色化學產生至今的15年以來，應用和普及程度卻并不容樂觀。隨著全球通貨的膨脹、資源和能源的短缺、環境污染問題日益突出，世界各國政府以及人們在享受現代科學技術給人們帶來巨大便利的同時，也逐漸意識到人們未來面臨著巨大的環境問題和資源問題。因此為了喚起人們對環境保護的重視和綠色產品的關注，許多諸如可持續發展、循環經濟、綠色產品、綠色化學等詞匯大量涌現。盡管當今社會“綠色化學”這個詞的使用頻率非常之高，政府和一些環境保護的企業一直在盡他們的努力普及綠色化學的概念和理念，但是真正對綠色化學有所了解的非化工專業人員卻寥寥無幾。

三、 綠色化學的利用

（一） 綠色化學與化工

綠色化工產品要求對環境的影響達到最小化，這包括設計過程中的生命周期分析和循環回收、二次開發利用等。如果一個產品使用中會產生污染，僅僅降低其成本和改進其生產工藝是不夠的，化學工業需要思考更多的是產品整個生命周期中的成本與收益，特別要考慮社會和環境的成本。因此，國家在這方面的法律法規對產品的設計是否綠色化具有很大的影響。其中發達國家對化工產品“綠色化”的要求，以及發展中國家在“綠色壁壘”的限制，使得化工產品設計生產的綠色化成為趨勢。在綠色化工產品設計時，同時要注重再循環和再利用、降低原料和能量消耗，以及利用計算機技術進行綠色化工產品的設計等原則。

在傳統化工生產中，經常要使用到有毒、有刺激并對生態不利的用于合成的原料，對于這些原料的綠色化是提升化工工藝和技術綠色程度的重要手段。例如碳酸二甲酯是近年來受到廣泛關注的用途極廣的基本有機合成原料，由于其分子中含有甲氧基、羰基和羰甲基，具有很好的反應活性，有望在許多重要化工產品的生產中替代光氣、硫酸二甲酯、氯甲烷及氯甲酸甲酯等劇毒或致癌物。綠色氧化劑如氧氣、雙氧水因最終的氧化產物為水，已經在多類反應過程中替代傳統的金屬鹽或金屬氧化物氧化劑以及有機過氧化物，并且使反應條件更加溫和，選擇性更高。

（二） 溶劑的綠色化及綠色溶劑

化學制品的污染不僅僅來源于原料和產品，也源自產品制造生產過程中使用的物質。最常見的是在反應介質、分離中所用的溶劑。目前廣泛使用的溶劑是揮發性有機化合物（VOCs），其在使用過程中有的會引起臭氧層的破壞，有的會引起水源和空氣污染，因此需要限制這類溶劑的使用。采用無毒無害的溶劑，代替揮發性有機化合物作溶劑已成為綠色化學的重要研究方向。綠色化學追求在新工藝過程需要限制這些有害溶劑的使用，最好不用，或用環境友好的代替物。對溶劑實現閉環循環，是解決溶劑對人類和環境影響最終解決方法。研究開發出一種無害的綠色溶劑，將會使綠色化學的研究邁進一大步。

四、 總結

綠色化學是化學發展行業的一個趨勢，我國應該增加綠色化學科研投資，大力發展綠色化學產業，制造出環境友好型產品，創建資源節約型社會，提前為國家未來而發展做好打算。

參考文獻：

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[2]徐冰，譚宏.淺析當代我國綠色化工技術與工藝進展[J].城市建設，2010，（23）.

[3]王廣杰.淺談綠色化工工藝在我國的發展[J].中國科技財富，2012，（4）.

作者簡介：

賈軍偉，張濤，浙江省臨安市，浙江農林大學。