绿色化学论文
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绿色化学 人类正面临有史以来最严重的环境危机,由于人口急剧的增加,资源的消耗日益扩大,人均耕地、淡水和矿产等资源占有量逐渐减少,人口与资源的矛盾越来越尖锐;环保问题就 成为经济与社会发展的重要问题之一。作为国民经济支柱产业之一的化学工业及相关产业,在为创造人类的物质文明作出重要贡献的同时,在生产活动中不断排放出大量有毒物质,化 学工业也为环境和人类的健康带来一定的危害。发达国家对环境的治理,已开始从治标,即 从末端治理污染转向治本,即开发清洁工业技术,消减污染源头,生产环境友好产品。“绿 色技术”已成为 21 世纪化工技术与化学研究的热点和重要科技前沿。绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学或清洁化学,是指化学反应和过程以“原子 经济性”为基本原则,即在获取新物质的化学反应中充分利用参与反应的每个原料原子,在始 端就采用实现污染预防的科学手段,因而过程和终端均为零排放和零污染,是一门从源头阻 止污染的化学。绿色化学不同于环境保护,绿色化学不是被动地治理环境污染,而是主动的 防止化学污染,从而在根本上切断污染源,所以绿色化学是更高层次的环境友好化学。化工科技的进步,为人类带来巨大的益处。药品的发展有助治愈不少疾病,延长人类的 寿命; 聚合物科技创造新的制衣和建造材料; 农药化肥的发展,控制了虫害,也提高了生产。然而,制造?@些化学品时,亦带来了新的问题,也就是对环境造成污染。今天,研究人员正 努力应付各种环境问题,探讨各种物质对环境造成之影响及研究怎样清除污染。对持久的发 展来说,补救环境工作是必要的,但仍有不足之 造成环境污染的污染物发生源,通常指向环境排放有害物质或对环境产生有害影响的 场所、设备和装置。按污染物的来源可分为天然污染源和人为污染源。天然污染源是指自然 界自行向环境排放有害物质或造成有害影响的场所,如正在活动的火山。人为污染源是指人 类社会活动所形成的污染源。后者是环境保护工作研究和控制的主要对象。据专家介绍,目前对人类健康影响最大的室内空气污染物大致可分为三类:一是可吸 入颗粒物:粉尘、烟雾、花粉等,主要影响人体呼吸系统和消化系统;二是微生物类:细菌、病毒等;三是有机和无机有害气体污染物。对于一、二类污染物,人们熟知治理措施,对于 第三类即室内有害气体的危害性和来源,人们知之不多。从室内建筑材料、装修材料和家具 制品中不断释放出来的有毒有害气体,实际上是室内空气的主要污染源,其中四大有害气体 是氡、甲醛、苯和氨。生物降解塑料渐渐成了农民们的必备之物。同用石油产品生产的塑料相反,生物降解 塑料很容易处理掉。农民在收获了草莓或生菜以后,只需采取简单的措施就能处理掉生物降 解塑料。用石油产品生产的塑料则不然,农民只能把这种塑料扔在地头,等待开发者来处理。今后,人们将不许采取燃烧的办法处理石油产品塑料,而采取其它的办法处理石油产品塑料,其费用大约是每吨 45 欧元。所以,今后人们将普遍使用生物降解塑料。不足之处是生物降 解塑料比较贵。化学的发展在不断促进人类进步的同时,在客观上使环境污染成为可能,但是起决定 性的是人的因素,最终要靠人们的认识不断提升来解决这个问题。一些著名的环境事件多数 与化学有关,诸如臭氧层空洞、白色污染、酸雨和水体富营养化等;另一方面把所有的环境 问题都归结为化学的原因,显然是不公平的,比如森林锐减、沙尘暴和煤的燃烧等。这当然 与化学没有树立好自己的品牌有关系,在最早的化学工艺流程里面,根本没有把废气和废渣 的处理纳入考虑范围,因此很多化学工艺都是会带来环境污染的。现在,有些人把化学和化 工当成了污染源。人们开始厌恶化学,进而对化学产生了莫名其妙的恐惧心理,结果造成凡 是有“人工添加剂”的食品都不受欢迎,有些化妆品厂家也反复强调本产品不含有任何“化学 物质”。事实上,这些是对化学的偏见,监测、分析和治理环境的却恰恰是化学家。为了节约资源和减少污染,合成效率成了当今合成方法学研究中关注的焦点。合成效
率包括两方面,一是选择性(化学、区域、非对映体和对映体选择性),另一个就是原子经 济性,即原料分子中究竟有百分之几的原子转化为产物,理想的原子经济反应是原料分子中 的原子百分之百的转变为产物,不产生副产物或废弃物,实现废物的“零排放”。为此,化学 化工工作者在设计合成路线时,要减少“中转”、增加“直快”、“特快”,更加经济合理地利用 原料分子中的每一个原子,减少中间产物的形成,少用或不用保护基或离去基,避免副产物 或废弃物的产生。发展“绿色化学”需要开发多种技术,诸如新的合成方法、高效率催化技术、工艺设 计技术、结构控制技术、纳米技术、转基因微生物技术、超临界流体控制技术、微反应器技 术等等。二十世纪化学发展成绩显著,我们日常生活中都用上各种各样的化工环境。随着我们 踏入二十一世,如果要维持及改善生活质素和自然环境,绿色化学将更为重要。