化學是社會可持續(xù)發(fā)展的基礎

劉海純

摘要：化學不僅與人們的生活有非常緊密的聯(lián)系，與信息、生命、材料、環(huán)境、能源、地球、空間和核科學等新興學科也有緊密的聯(lián)系。沒有化學學科的發(fā)展，上述新興學科的建立與迅速發(fā)展是難以想象的。社會的可持續(xù)發(fā)展離不開化學學科。本文對此進行詳細探討。

關鍵詞：社會發(fā)展；化學；依賴

中圖分類號：G427文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2014）04-020-1

一、化學在推動人類進步和科技發(fā)展中起到了核心科學的作用

作為一門基礎科學，化學為其他科學技術的發(fā)展提供了基礎，同時它與其他學科之間的相互滲透對各門學科的發(fā)展起了推動作用，還產(chǎn)生了許多交叉學科。

1.為人類進步提供物質基礎。進入20世紀以來，人類開始遇到人口增長、資源匱乏、環(huán)境惡化等問題。不過在過去的100多年中，化學以其理論和方法通過分析、合成和控制化學過程等手段，在解決這些問題時起到了核心和基礎作用。

2.在相關學科的發(fā)展中起了牽頭作用。化學促進其他學科向分子層次發(fā)展，帶動其他學科的過程研究，帶動了材料科學的發(fā)展。化學實驗方法學推動其他學科在分子層次上觀察和測定物質的變化過程。化學不斷研究和建立各種分析和檢測方法，檢測物質組成、形態(tài)、結構、理化性質的原理、方法和技術，推動了各個學科的發(fā)展。

二、化學是環(huán)境保護事業(yè)的強大支柱

1.科學技術是雙刃劍。傳統(tǒng)化學工業(yè)給人類環(huán)境帶來的污染已十分嚴重，引起了社會各界的關注，而且物質經(jīng)化學變化而轉化為對人類有用的產(chǎn)品。世界化學化工產(chǎn)品已達到七萬種之多。化學品極大地豐富了人類的物質生活，提高了生活質量，并在控制疾病、延長壽命、增加農(nóng)作物品種和產(chǎn)量、在食物的儲存和防腐等方面起到了重要作用。但在生產(chǎn)、使用這些化學產(chǎn)品的過程中也產(chǎn)生了大量的廢物，污染了環(huán)境，全世界目前每年產(chǎn)生的3～4億噸危險廢物（中國化學工業(yè)排放的廢水、廢氣和固體廢物分別占全國工業(yè)排放總量的22.5%，7.82%，5.93%），給人類帶來了災難，解決污染已成為21世紀人類環(huán)境問題的科學挑戰(zhàn)。我國的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，特別是化工、染料、造紙、皮革等污染較嚴重的工廠應從環(huán)境保護大局出發(fā)，一方面研究和改革工藝流程，采用符合綠色化學要求的化學過程，減少和消除污染；另一面要重視現(xiàn)有的廢物處理，要嚴格控制排放標準，解決三廢治理問題。做好環(huán)境保護，為子孫后代造福，這是對人類負責和關心的態(tài)度。

2.綠色化學。綠色化學是指化學反應和過程以“原子經(jīng)濟性”為基本原則，即在獲取新物質的化學反應中充分利用參與反應的每個原料原子，實現(xiàn)“零排放”，不僅充分利用資源，而且不產(chǎn)生污染；并采用無毒、無害的溶劑、助劑和催化劑，生產(chǎn)有利于環(huán)境保護、社區(qū)安全和人身健康的環(huán)境友好產(chǎn)品。綠色化學化工的目標是尋找充分利用原材料和能源，且在各個環(huán)節(jié)都潔凈和無污染的反應途徑和工藝。對生產(chǎn)過程來說，綠色化學包括：節(jié)約原材料和能源，淘汰有毒原材料，在生產(chǎn)過程排放廢物之前減降廢物的數(shù)量和毒性；對產(chǎn)品來說，綠色化學旨在減少從原料的加工到產(chǎn)品的最終處置的全周期的不利影響。綠色化學不僅將為傳統(tǒng)化學工業(yè)帶來革命性的變化，而且必將推進綠色能源工業(yè)及綠色農(nóng)業(yè)的建立與發(fā)展。

從綠色化學的目標來看，有兩方面必須重視：一是開發(fā)以“原子經(jīng)濟性”為基本原則的新化學反應過程，另一個是改進現(xiàn)有化學產(chǎn)業(yè)，減少和消除污染。

3.光合作用——一個值得各學科共同研究的重大課題。植物的光合作用是地球上規(guī)模最大的化學反應，它把太陽光能轉變成化學能，把無機物、二氧化碳和水變成有機物并釋放出氧氣。在生物體內把光能變成化學能的能量傳遞效率為90%～98%。可以說，植物是地球上的第一生產(chǎn)力。

過去人們不知道光合作用使二氧化碳和水轉化為有機物的內在過程。有了更為精確和先進的研究方法、手段和儀器后，化學科學就可能把這一過程搞清楚，這樣才能模擬光合作用，讓水和二氧化碳作用放出氧氣生成有機物。這將為太陽能的利用開辟新途徑。

三、未來化學的作用和地位

未來化學在人類生存、生存質量和安全方面將以新的思路、觀念和方式發(fā)揮核心科學的作用。應該說，20世紀的化學科學在保證人們衣食住行需求、提高人民生活水平和健康狀態(tài)上起了重大作用。展望未來，人口、環(huán)境、資源、能源問題更趨嚴重，人類的生存會不會成問題？生存質量是會再提高，還是要下降？這些都成為亟待解決的難題。雖然這些難題的解決要依賴各個科學，但是無論如何總要依靠物質基礎。那就要優(yōu)化資源利用，更有效地控制自然和人為的過程，提供更有效、安全的化學品等。在這些方面，未來化學將仍然是提供解決人類進步的物質基礎這一難題的核心科學。

化學對人類社會發(fā)展作出的貢獻是多方面的和全方位的，從人類的衣食住行到高科技發(fā)展的各個領域，到處留下了化學研究的足跡，享受著化學發(fā)展的成果，特別是進入21世紀，人類社會面臨著資源、能源、材料、環(huán)境等眾多問題的挑戰(zhàn)，給化學的進步提供了廣闊的天地，即在發(fā)展新材料學、新能源與可再生能源科學技術、生命科學技術、信息科學技術及有益于環(huán)境的高新技術中，化學都將能發(fā)揮十分重要的作用。