浅谈绿色化学化工的发展

摘要

关键词 绿色化学 绿色化工 原则 重要性 发展趋势

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1 引言

化学与化工对人类做出了巨大贡献。人类生活的各个方面, 从衣、食、住、行的生活必需品到汽车、电视、洗衣机等高档耐用消费品, 无不同化学和化工有关。高科技的发展更是离不开化学和化工的有力支持。但化学和化工的这些巨大贡献伴随着一定的代价, 那就是制造、使用与处理这些合成化学物质对人类健康及生活环境造成的负面影响。仲崇立, 施力田. 绿色化学与化工的原理及应用:Ⅰ. 绿色化学与化工概论[J]. 石化技术与应用,2001,01:62-65.

人们对于化学物质的危害性的认识是逐渐深入的, 所采取的预防与治理的方法与措施也是逐渐发展的。大致经历了以下几个阶段ANASTAS P T,WARNER J C. Green Chemistry. Theory and Practice[M].Oxford:Oxford University Press,1998.

(1)利用稀释来解决污染问题

在人类对化学物质的危害性认识还很肤浅的时候, 人们将其直接排放到水、大气及土壤里作为最后的处理方法。没有制定任何法规与标准来控制化学物质向环境中释放。

(2)通过管理规则来进行废物处理与抑制

随着对毒性作用点进一步了解, 人们制定了一些环境保护方面的条例, 来严格控制有害物质的排放数量, 规定出一些标准及某一化学物质的最大安全浓度。但没有考虑其他物质的存在的叠加影响。

(3)防止污染

1990年, 美国国会通过了/污染防止条例。该条例制定了国家环境政策, 并指出最佳的环境保护方法是在源头防止污染的产生。通过一系列的方法与技术, 污染是可以防止的, 从而避免了进一步处理的必要。

(4)绿色化学

随着对环境污染认识的深入及知识水平的提高, 人们提出了绿色化学(Green Chemistry) 的概念, 并将其作为防止环境污染的根本途径。绿色化学是开发从源头解决污染的一门科学，对环境保护及社会的可持续发展具有极其重要的意义。本文将对绿色化学与化工其原理及应用等进行介绍。

2 绿色化学化工定义、原则以及发展重要性

2.1绿色化学与化工的定义

绿色化学（Green Chemistry ）又称为环境友好化学（Environmental Benign Chemistry ）， 是近几十年来国际化学界提出的一个新概念。它的核心理念是：

在化学反应过程和化工生产过程中不使用或减少使用有害物质，减少或消除有害产物的生成，从源头上消除化学、化工生产对环境和人类健康的负面影响。如今绿色化学的理念已经被全世界化学工作者所认同，提倡按照绿色化学要求的各项原则进行研发和应用，将会对生态环境和人们的生活质量的提高产生深远的影响。王大伟, 赵宁, 杨斌, 泽桑梓. 绿色化学理念及其应用[J]. 绿色科技,2014,06:217-218. 环境友好化学是绿色化学的另一种称呼，根据其基础发展的技术主要主有环境友好技术、绿色技术或洁净技术。将环境污染的程度在最大程度上降低到最小是绿色化工的目的，绿色化工的工作原理就是化工本身的特性。这一工艺严格杜绝副作用的产生，使排放损失量达到最小化，并且拒绝使用毒害材料和附加品，添加剂等。绿色化工和绿色化学化工有着基本相似的概念，都体现了化学化工与绿色概念之间的联系。把污染和损伤环境的问题扼杀在生产阶段，因此提倡将绿色化工代替传统工艺，发展成为全新的模式。郭鑫. 绿色化工的进展及前景[J]. 科技与企业,2013,11:118. 2.2 绿色化学化工12 条原则王静康. 绿色化学化工发展前景与人才培养[J]. 中国大学教学,2013,01:9-12+22.

国际上对绿色化学化工有着比较统一的认识，即：

（1）源头防止废弃物产生要比废弃物产生之后再去处理净化更为可取；

（2）设计的合成方法应使反应过程中所用物料最大限度地转化为最终产物；

（3）在任何可行的情况下，设计的合成方法都应当采用和产出那些对人类健康和环境毒性很小甚至是无毒的物质；

（4）化学产品的设计要考虑到维持高效并减少毒性；

（5）尽可能不使用辅助物质（如溶剂、析出剂等），在不得不使用时，也尽量使用无害物质；

（6）应当认识到能量需求对环境及经济的影响并应使之降到最低，合成方法应在常温常压下进行；

（7）只要在技术和经济上可行，所用未加工材料或原料都应当是可回收而不是纯消耗的；

（8）尽量避免产生不必要的化学衍生物（如基团封闭、保护/去保护、在化学/物理过程中暂时修饰）；

（9）催化剂（尽可能具有选择性）更优于符合化学计量的试剂；

（10）设计出的化学产品在完成其效用后不应持续残留于环境，而应分解为无害的降解产物；

（11）需要进一步发展分析方法，以便在危险物质形成以前进行实时在线检测与控制；

（12）合理选择化学过程中所使用的物质及其形态，避免或尽量减少发生包括泄露、爆炸及火灾等化学事故。这就要求我们在开展研究工作时，要向多尺度集成 研究（时间及空间尺度）发展；在绿色化学与化工过程中，由传统流程向集约型耦合过程发展。

2.3绿色化学化工的重要性刘欣悦. 试论绿色化学化工基本问题的发展[J]. 科技与企业,2014,10:259.

(1) 世界各国在发展建设过程中不断造成对环境的影响，例如泥石流，地震的频频发生，以致于对绿色化工越来越重视。

(2) 绿色化学化工基本的问题是技术与人才问题，绿色化工可以很好的保护环境和带动一系列的化工产业的飞速发展，在工业上起到经济效益好，实用性强的理念，还可以消除化工工业对社会和环境的各种影响。

(3) 绿色化学化工具有一定的循环利用性，工业的加速发展，使得一些资源的利用率得到百分百的提高，绿色化学在国际上被称为是解决污染物的科学杀手。从目前看来，绿色化学化工前景广阔。

(4) 化工上要解决一些技术上的难题，从观念上强化，在制造绿色

产品方面，要有好的建设，制度要明确。

3绿色化学化工的发展趋势陈晓隆. 绿色化学化工的现状与发展研究[J]. 黑龙江科学,2014,03:282.

4 中国绿色化学化工发展面对的挑战与机遇王静康. 绿色化学化工发展前景与人才培养[J]. 中国大学教学,2013,01:9-12+22.

（1）中国面临资源、能源和环境严峻的挑战

中国人口占世界的 21 %，但国土面积只占全世界的7.1%、耕地占7.1%、水资源占7%、石油占2.34%、煤占10.97%。我国在发展经济时资源、能源消耗过大，环境污染严重。我国温室气体排放量大，如SO2 排放近2000 万吨/年，已为世界第一位。我国CO2排放量已超过20 亿吨/年，也是世界首位。

（2）中国化学工业还面临进入WTO 的竞争

绿色化学化工科学与技术是新兴产业发展的技术基础与支撑，是产品高端化的核心共性技术，绿色化学化工技术与智能化设备是推动我国制造产业高质化、高端化发展的技术保证。但被国际专利所封锁。中国必须自主发展绿色化工创新能力，开拓绿色科学与技术自主创新的体系，才能保证中国化工产业发展的技术安全。

（3）要以发展绿色化学与化工为契机，建设一流生态工业园区

以“发展绿色化学与化工创新能力建设”为目标，依托“产学研用”创新联盟及多学科交叉融合的团队，开展有组织的创新，开拓绿色化学与化工科学与技术的自主创新体系，提升我国大化工产业至国际前沿水平。要设计并建设好具有中国特色的国际一流生态工业园区——建设成循环经济示范区，这是中国应对全球资源、能源与环境危机的挑战，保持可持续发展的重要战略举措。