綠色化

　　從煉丹術算起，人類玩化學B有數千年，但直到19世紀煤化工問世，才有了合成化合物，也有了化工排放的“三廢”。地球的化學污染是從1919年開始的，經過上百年的排放，到20世紀末，污染B威脅人類的生存了。在2011年——國際化學年的開春之際，化學之路瘦怎洋走，引起了入門的深思。
　　
　　生活魔術師
　　
　　2個氫原子同1個氧原子化合成水分子，水在電場中分解又會得到氫氣和氧氣：高分子纖維素在酸堿和酶的作用下，變成葡萄糖或生物柴油，這就是化學?？茖W家明白了化學變化的原理后，化學便成了人類手中的魔術，變幻無窮，產生了許多新奇的物質。從食品到肥料，從日常用品到高級材料，從藥品到營養品，化學為人類制造出大量的生活必需品和工業原料。當你美容化妝的時候，絕不會想到那些產品同煤有什么關系，但它們的原料都取自煤焦油。煤焦油烏黑發粘，搞得焦爐周邊一片狼籍，起初當作廢物倒掉，但化學卻讓它搖身一變，成了裝扮美麗的代言人。
　　化學最值得大書的便是塑料。1910年，美國化學家貝克蘭德用樹脂和木屑加熱壓制得到了“電木”，用于電器開關、收音機、無線電，它是塑料的鼻祖。1918年，奧地利化學家約翰制得脲醛樹脂，用它制成的塑料無色透明，具有很高的硬度和強度，稱為“電玉”。20世紀20年代，電玉在歐洲被用作玻璃代用品。30年代，科學家又以尿素為原料，生產出三聚氰胺一甲醛樹脂，它耐火、耐水、耐油，勝過電玉。此后，聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、有機玻璃等塑料先后被研制出來。塑料也逐漸成了人們生活里隨處可見、不可或缺的一分子。
　　
　　生態安全之困
　　
　　化學工業合成的物質很多是生物圈中沒有的，同生物體不相容，還有毒性。如塑料，由于其價廉，逐漸頂替了紙張，成為各種包裝的首選。我國每年生產塑料袋約160萬噸，以每3噸石油生產1噸塑料袋計算，石油消耗十分驚人。另一方面，各種廢塑料袋不易分解，四處漂游，隨垃圾進入農田、水體，傷害著植物、動物和人，而焚燒又會產生致癌物質噁英，“白色污染”逐漸成了地球生態的重負。人們開始埋怨，說塑料是人類最糟糕的發明，各國政府紛紛下達限塑令。從2008年6月1日起，我國超市禁止使用厚度0.025毫米的塑料袋，號召居民用可重復使用的環保袋購物。
　　化工生產中所用助劑很多都是重金屬，排放后進入食物鏈，嚴重影響生物的生長和發育。1956年，日本發生了轟動世界的“水俁病”?！八畟R病”的罪魁禍首是在制造氯乙烯和醋酸乙烯過程中使用的含汞的催化劑。熊本縣是日本化學工業基地，常年將工業廢水排向下游盛產魚蝦的內海，毒物通過食物鏈在魚蝦的體內積累，人畜食用了這些魚蝦，便也吸收了大量的甲基汞，而得了水俁病。
　　“水俁病”的發生，引起了科學家對化學污染的重視。但向環境排放有毒化學物的現象，至今沒有得到有效的遏制。就重金屬鉛而言，一千多年前世界年產量才1萬噸，現在已達300萬噸。化學合成的有機物也已由70年代的7萬種增加到現在的10萬種，產量突破4億噸，其中有一半以上沒有經過安全性測定。蓄電池、顏料、涂料、瓷器、塑料穩定劑、汽油等都要用鉛。含鉛的產品廢棄后，鉛就從空氣、水、土壤、食品進入人體，積聚在血液和骨骼中。據醫學檢測，現代人的血鉛濃度已達200～300υg／L(微克／升)，比工業革命前增加了200～300倍，已達到安全劑量的上限。特別是兒童血鉛偏高，已嚴重影響兒童智力發展。有專家稱，如果不解決，20年后中國人的智力將下降5％。
　　
　　
　　呼喚綠色化學
　　
　　化學在創造財富和帶給人類方便的同時，又制造出種種麻煩，這不是化學家的初衷，也不符合可持續發展的原則?？茖W家認為，化學反應是分子的化分和化合，只要合理設計，就可以做到不向環境排放廢物，實現綠色化學生產。當然，這不是件易事。綠色化學首先要選用高效、無毒無害、能回收再利用的原料、催化劑、溶劑：在生產中要讓反應物充分化合，不產生副產品或廢物的綠色化產品。
　　綠色化學的目標是生產綠色的化學產品，采用新原料、新配方、新工藝，合成新的對人類和環境無毒無害的綠色產品。如開發新型的制冷劑，代替氟利昂，減少對臭氧層的破壞：開發新型可生物降解的高分子材料，解決“白色污染”。自上世紀80年代科學家提出綠色化學以來，科技人員發明了很多化學品綠色生產的方法，許多綠色產品也已經得到普遍應用。如燃料電池、可降解塑料、無磷洗滌劑、無氟制冷劑、無酸清洗液等。很多國家對綠色化學生產在政策上也給予扶持，制定了環境無害制造技術，建立了大量的綠色化學研究機構。美國還在1996年設立了“總統綠色化學挑戰獎”，獎勵利用化學原理從根本上減少化學污染方面的科學成就。
　　
　　任重而道遠
　　
　　綠色化學是對傳統化學工業的挑戰，是從源頭上防止污染，解決生態困境的必由之路。但高成本是綠色化學的攔路虎，因此現在綠色化工產品的產量有限，使用也不廣泛。例如，生物柴油是一種十分環保的燃料，但在價格上卻不能同傳統柴油競爭，現在全球的產量不過數百萬噸，僅相當于傳統柴油消費量的1％。再如，苯、四氯乙烯和三氯乙烯是居室污濁空氣的主要成分，雖然中國化學家成功研制出用納米二氧化鈦為基質生產的空氣潔凈劑，但它的售價太貴了，普通的老百姓根本就用不起。
　　追求利益的最大化是許多生產企業的目標，因而不解決綠色化學生產的低成本，綠色化學就無法在各國推開。現在各國科學家正動腦筋從生產原料和工藝上下功夫，千方百計地降低綠色化學的成本。據統計，科學家在綠色化學上已有上千專利，但要轉化為生產力，對傳統的化工生產進行改造，需要巨大的投入。傳統的化工生產原料是三酸二堿、石油和從煤中提取的苯、烴等，這些對環境都是有毒的，到目前為止，科學家還沒有找到它們的替代品。直接用原子進行化工生產，更是尖端課題，沒有幾個世紀的努力恐難實現。目前科學家僅能在化工生產中的防泄漏、原料循環利用、廢物零排放上做努