淺談綠色化學與循環經濟

何術(淮安博大檢測技術有限公司 江蘇 223001)

化學是自然科學中一門十分重要的基礎學科,它的發展對人類社會生活質量的提高產生著重要的影響,與人類生活環境的改善亦有著密不可分的關系。21 世紀的今天，科學技術的發展日新月異，化學的發展自然也非常迅速。 20 世紀當中，人類發現以及人工合成的各種化合物種類己超過2285 萬種，是之前發現的所有化合物總數的41 倍還多。 但是，20 世紀這些化學科學的巨大成就，并沒有獲得應有的社會認可。

一、傳統化學科學面臨著嚴峻挑戰，制約了社會經濟的可持續發展

據不完全統計， 目前全世界每年產生的廢物危險品約在3至4 億噸，我國工業有毒廢水排放量約300 億噸，其中化工廢水約80 億噸，造成了江河及近海的大量水生動、植物的死亡，乃至滅絕。 當然，如果把所有的環境問題全部歸結到化學科學的發展上面，顯然是不合情理的，比如森林面積的銳減、煤炭的開采燃燒等就不是直接與化學有關系。 人們對化學科學的發展產生一些疑惑，與化學本身沒能夠樹立相應的品牌有一定的關系。 因為在很早的化學工藝里， 就沒能針對化學反應所產生的廢氣和廢渣，考慮將如何進行處理，所以很多的化學工藝都會帶來一定的環境污染。 如今，有一些人認為，化學和化工就是環境的污染源。談到化學人們甚至開始有些厭惡， 以至于對化學產生了莫名的恐懼，造成對有“人工添加劑”的相關食品都產生抵觸情緒，個別化妝品生產商、經銷商還會反復宣傳：本產品不含有任何的“化學物質”。 實際這是對化學科學的一種偏見，我們日常生活當中，承擔環境的分析、監測、治理工作的正是大批化學科技工作者。

二、綠色化學的12 項原則和5R 原則

為了明確闡述綠色化學的主要內涵，P.T.Anastas 和J.C.Waner 提出了綠色化學的12 項原則， 這些原則對我們以后從事綠色化學的相關研究無疑具有重要的指導作用。 包括：

1、防止，就是要防止反應所產生的廢棄物，這比產生后再去處理和凈化要好。

2、原子經濟性，即設計出的合成工藝，能盡可能的使參與反應的各物料最大限度地進入到最終產物當中。

3、具有危害性的合成反應較少出現，即盡可能使用可行的方法，只選用或產出對人體或環境產生毒性很小的合成程序，最好是無毒的化學物質。

4、要設計生成安全的化學產品，就是所設計的化學反應生成物不僅具有所需的性能，還應該具有最小的毒性。

5、選用的化學溶劑和輔料應是比較安全的，即盡量不用輔料，如溶劑或析出劑等，當必須使用時，也應盡可能選擇無毒害的。

6、能量使用講究效率，就是盡可能去降低化學反應過程所需要的能量，充分考慮環境效益和經濟效益。 合成工藝盡可能在常溫常壓下進行。

7、使用可回收的原料，即只要在技術、經濟上可行，原料應能保證回收而不使之變壞。

8、盡可能的減少衍生物，即應盡可能避免或減少不必要的衍生反應（用來保護基團或取消保護以及短暫的改變物理、化學的過程），因為如果進行這些步驟，需要添加一些反應物質，同時也伴隨產生廢棄物。

9、催化作用，具有選擇性的催化劑比符合化學計量的反應物更有優勢。

10、降解，就是要按照設計生產的化學物，在其有效作用完成后，可分解成無害的降解產物，在環境中不會繼續存在。

11、能夠進行實時分析，防止污染進程。 不斷研究、發展分析方法，在實時、進程中分析監測，尤其是對產生危害物質的控制方面。

12、特別要重視化學反應的安全，防止發生事故。 在化學反應過程中，著重于選擇使用發生事故的可能性、危害性最低最小的物質，包括火災、爆炸、能量釋放等。

關于綠色化學在資源使用上的要求， 有人提出了更為明確的表述，也即5R 理論：

1、減量（Reduction），即減少用量，是從節約資源，減少污染環境的角度提出來的。 在保證產量的前提下， 如何減少使用數量，其有效途徑是：第一，提高反應轉化率、減少損失率。 第二，減少排放“三廢”量。 主要是減少廢水、廢氣、廢渣（副產物）排放量，使其控制在排放標準范圍。

2、重復使用（Reuse）， 重復使用是降低成本和減少三廢排放的需要。 如化學工藝過程的催化劑以及載體使用等，從開始就要考慮重復使用的問題。

3、回收（Recycling），即回收可再利用的物質，它主要包括：未反應的原料、副產物、助溶劑、催化劑、穩定劑等非反應物質。

4、再生（Regeneration）, 再生是循環利用，變廢為寶，節省資源，減少污染的有效途徑。 在化工工藝設計中，應充分考慮有關原材料的再生利用。

5、拒用（Rejection），也即拒絕使用，它是有效消除污染的根本辦法，是針對有些無法替代，無法回收、再生和重復使用的有毒副作用、污染作用非常明顯的原料，在化學過程中拒絕使用。

三、結束語

作為一種新型的經濟發展方式和經濟理論模式， 循環經濟的理論意蘊具體表現在如下方面：在經濟倫理層面，人類中心主義讓位于生態中心主義， 體現出人類社會與自然環境之間關系的演化：即從崇拜自然、征服自然到協調自然，從環境屈從、環境破壞到環境友好；在經濟增長模式層面，在要素投入上，從資源消耗型轉變為資源節約型， 從財務資本節約型到自然資本節約型；在經濟效益上從粗放式的價值轉移到集約式的價值創造；在經濟形態層面，從物本經濟轉變為人——自然為本的經濟，從生產經濟到服務經濟；在技術運用層面，強調經濟活動的軟化（即知識化、信息化，亦即減物質化或輕化）和綠化（生態化）。

面向新世紀，綠色化學將伴隨著循環經濟，是新世紀發展循環經濟的必然選擇。