綠色化學(xué)研究淺析

呂景云

摘要：綠色化學(xué)又稱環(huán)境無(wú)害化學(xué)、環(huán)境友好化學(xué)或清潔化學(xué)。它是基于人與自然和諧發(fā)展的可持續(xù)發(fā)展理論，為化學(xué)的發(fā)展注入了新的活力，發(fā)展前景廣闊。“綠色技術(shù)”已成為21世紀(jì)化工技術(shù)與化學(xué)研究的熱點(diǎn)和重要科技前沿。

關(guān)鍵詞：綠色化學(xué) 原子經(jīng)濟(jì)性 可持續(xù)發(fā)展

化學(xué)是一門中心科學(xué)，它與生命、材料等八大朝陽(yáng)科學(xué)都有著非常密切的聯(lián)系。化學(xué)產(chǎn)業(yè)一直以來(lái)都是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，但是隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，化學(xué)的污染也不斷加大，排放出來(lái)各類有毒化學(xué)物質(zhì)，嚴(yán)重影響了人民的身體健康。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，發(fā)展新的、對(duì)環(huán)境更友好的化學(xué)，以防止化學(xué)污染，迫在眉睫。這就誕生了綠色化學(xué)這個(gè)重要的概念。綠色化學(xué)體現(xiàn)了化學(xué)科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)的相互聯(lián)系和相互作用，是化學(xué)科學(xué)高度發(fā)展以及社會(huì)對(duì)化學(xué)科學(xué)發(fā)展的作用的產(chǎn)物，對(duì)化學(xué)本身而言是一個(gè)新階段的到來(lái)。那么，綠色化學(xué)的涵義是什么呢？

一、綠色化學(xué)的涵義

按照美國(guó)《綠色化學(xué)》（Green Chemistry）雜志的定義，綠色化學(xué)是指：在制造和應(yīng)用化學(xué)產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)有效利用（最好可再生）原料，消除廢物和避免使用有毒的和危險(xiǎn)的試劑和溶劑，即充分利用參與反應(yīng)的每個(gè)原料原子，在始端就采用實(shí)現(xiàn)污染預(yù)防的科學(xué)手段，獲取新物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)，這就是所說(shuō)的“原子經(jīng)濟(jì)性”。其基本原則是讓過(guò)程和終端均為零排放和零污染，從源頭就阻止污染，因此，綠色化學(xué)又稱環(huán)境無(wú)害化學(xué)、環(huán)境友好化學(xué)或清潔化學(xué)，與其相對(duì)應(yīng)的技術(shù)稱為綠色技術(shù)、環(huán)境友好技術(shù)。通過(guò)具有一定轉(zhuǎn)化率的高選擇性化學(xué)反應(yīng)來(lái)生產(chǎn)目的的產(chǎn)品，不生成或很少生成副產(chǎn)品或廢物，實(shí)現(xiàn)或接近廢物“零排放”的過(guò)程就是理想的綠色技術(shù)。“綠色技術(shù)”已成為21世紀(jì)化工技術(shù)與化學(xué)研究的熱點(diǎn)和重要科技前沿。因此，綠色化學(xué)又被稱為是更高層次的環(huán)境友好化學(xué)。

二、研究綠色化學(xué)的意義

化工科技的進(jìn)步，為人類帶來(lái)巨大的益處。要治愈不少疾病，延長(zhǎng)人類的壽命，就要使藥品發(fā)展；要有新的制衣和建造材料，就要進(jìn)行聚合物科技創(chuàng)造；要控制蟲害，要提高生產(chǎn)，就要發(fā)展農(nóng)藥化肥。然而，這些化學(xué)品的傳統(tǒng)的化學(xué)制造工業(yè)，給環(huán)境帶來(lái)了十分嚴(yán)重的污染。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前全世界每年產(chǎn)生的有害廢物達(dá)3億噸～4億噸，給環(huán)境造成了危害、也威脅著人類的生存。那么，對(duì)環(huán)境無(wú)害的化學(xué)品能否生產(chǎn)出？不產(chǎn)生廢物的工藝能否開發(fā)出？針對(duì)這些問(wèn)題，有識(shí)之士提出了綠色化學(xué)的號(hào)召。最早提出綠色化學(xué)口號(hào)的是化學(xué)工業(yè)非常發(fā)達(dá)的美國(guó)。今天，研究人員正努力應(yīng)付各種環(huán)境問(wèn)題，探討各種物質(zhì)對(duì)環(huán)境造成的影響，以及研究怎樣清除污染。發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)在開發(fā)清潔工業(yè)技術(shù)，從末端治理污染，消減污染源頭，從治標(biāo)轉(zhuǎn)向治本，治理環(huán)境，生產(chǎn)環(huán)境友好產(chǎn)品。這對(duì)持久的人類發(fā)展來(lái)說(shuō)，補(bǔ)救環(huán)境工作是非常必要的，也是，必然的。

三、原子經(jīng)濟(jì)性是綠色化學(xué)的核心內(nèi)容

在人類文明的進(jìn)步中，化學(xué)在人們的衣、食、住、行中起著十分重要的作用。怎樣讓化學(xué)這門科學(xué)向著有利于社會(huì)發(fā)展，有利于人民生活的方向發(fā)展，加快傳統(tǒng)工業(yè)過(guò)程的轉(zhuǎn)型升級(jí)，研究人員提出了原子經(jīng)濟(jì)性這一概念。即是指在化學(xué)反應(yīng)中究竟有多少原料的原子進(jìn)入到產(chǎn)品之中，用原子利用率來(lái)衡量化學(xué)過(guò)程的原子經(jīng)濟(jì)性。如在合成反應(yīng)中，要減少?gòu)U物排放的關(guān)鍵，是提高目標(biāo)產(chǎn)物的選擇性和原子利用率，即化學(xué)反應(yīng)中，到底有多少反應(yīng)物的原子轉(zhuǎn)變到了目標(biāo)產(chǎn)物中。這就體現(xiàn)出綠色化學(xué)原子經(jīng)濟(jì)性的兩個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)：一是最大限度地利用了原料，二是最大限度地減少了廢物的排放，實(shí)現(xiàn)廢物的“零排放”。

四、綠色化學(xué)的發(fā)展前景

化學(xué)的發(fā)展在不斷促進(jìn)人類進(jìn)步的同時(shí)，在客觀上使環(huán)境污染成為可能。現(xiàn)代人類，由于急劇增加的人口，日益擴(kuò)大的資源消耗，資源占有量逐漸減少的人均耕地、淡水和礦產(chǎn)等，越來(lái)越尖銳的人口與資源矛盾，環(huán)保問(wèn)題正面臨有史以來(lái)最嚴(yán)重的危機(jī)，也成為經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展的重要問(wèn)題之一。但是起決定性的是人的因素，最終要靠人們的認(rèn)識(shí)不斷提升來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。“綠色化學(xué)”的出現(xiàn)，像一盞明燈照亮了科技發(fā)展的前途。它激勵(lì)人們研究開發(fā)多種技術(shù)，諸如新的合成方法、高效率催化技術(shù)、工藝設(shè)計(jì)技術(shù)、結(jié)構(gòu)控制技術(shù)、納米技術(shù)、轉(zhuǎn)基因微生物技術(shù)、超臨界流體控制技術(shù)、微反應(yīng)器技術(shù)等等，還可以選擇反應(yīng)原料綠色化、選擇環(huán)境友好催化劑、物理方法促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)、酶促有機(jī)化學(xué)反應(yīng)，提高反應(yīng)的高效性、選擇性，生產(chǎn)出各種環(huán)境友好產(chǎn)品。如可降解塑料、環(huán)境友好農(nóng)藥、綠色燃料、綠色涂料和CFCs替代物等，更加經(jīng)濟(jì)合理地利用原料分子中的每一個(gè)原子，減少中間產(chǎn)物的形成，少用或不用保護(hù)基或離去基，避免副產(chǎn)物或廢棄物的產(chǎn)生。綠色化學(xué)正是基于人與自然和諧發(fā)展的可持續(xù)發(fā)展理論，發(fā)展前景廣闊。當(dāng)今世界，可持續(xù)發(fā)展觀是世人普遍認(rèn)同的發(fā)展觀。它強(qiáng)調(diào)人口、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境和資源的協(xié)調(diào)發(fā)展，既要發(fā)展經(jīng)濟(jì)，又要保護(hù)自然資源和環(huán)境，使子孫后代能永續(xù)發(fā)展。科學(xué)不但要認(rèn)識(shí)世界和改造世界，還要保護(hù)世界。化學(xué)也如此，為了應(yīng)對(duì)化學(xué)所面臨的挑戰(zhàn)，綠色化學(xué)為化學(xué)的發(fā)展注入了新的活力，也成為應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)的，必然。相信隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步、人們綠色意識(shí)的提高，我們賴以生存的地球環(huán)境會(huì)變得更加美好。