淺析綠色化學與環境污染治理

劉貝濤長沙市第一中學

淺析綠色化學與環境污染治理

劉貝濤
長沙市第一中學

環境污染治理是全球普遍關注的問題，綠色化學認為應從最原始污染源的預防著手消除污染，是污染治理最有效的方法。

環境污染；綠色化學；污染治理

改革開放之后，我國的化學工業更是獲得了空前的繁榮和發展，取得了很大的成就。但是存在諸多問題,如技術落后、能源消耗巨大、原材料和資源使用率低、生產方式粗放等，導致污染嚴重的不良后果，要改變這種現狀，勢必要求走綠色化工之路。

1、綠色化學研究概述

1.1 興起的背景

隨著工業技術的發展，環境污染日益嚴重，世界各國環境保護、環境治理的力度大大加強。但是先發展、后治理的傳統理念與方式并未并未使環境問題得到有效緩和，反而愈發嚴重。為此，人們已經認識到，污染治本舉措應主動、從高層次出發，即從源頭上杜絕污染的產生。二十世紀六十年代，我國化學農藥造成的污染問題開始引起關注。改革開放之后，我國的工業獲得了空前的繁榮和發展，人們開始注意到在我國人口和人均物資消費量不斷急劇增加的同時，也存在著諸多問題，如能源消耗巨大、生產方式仍舊比較粗放，資源緊缺，污染日趨嚴重。各類研究人員認識到綠色化學是改善國家環境、健康、經濟等的根基，開始關注新能源、新技術，開始探究綠色能源、綠色化學。

1.2 綠色化學的涵義

美國化學會（ACS）提出“綠色化學”(GreenChemistry)概念，認為其就是在化學品的設計、制造和使用過程中減少、甚至消除有毒有害物質的使用或生成。其核心是利用化學原理改變化學反應與化工過程，從源頭上提高化學反應效率，對生態環境有毒有害的原料、溶劑和試劑、催化劑等的使用和產生盡量避免，把污染末端幵始治理變為源頭就控制，實現化學反應的綠色環保，減少和消除環境污染，進而從根本上解決環境治理問題。綠色化學將傳統的化學思維既發展又更新，這一全新的理念得到世界各國尤其是化學界的廣泛響應。

2、綠色化學的主要內容與原則

2.1 主要內容

綠色化學指在技術上、經濟上可行的化學品和化學過程，要求采用的原料、催化劑和溶劑盡可能無毒無害，通過減少污染、降低有毒氣體排放、減少廢物副產品的處理，改善人們生活環境。原子經濟性最早由美國Stanford大學著名有機化學家Trost提出，是綠色化學的核心內容，是一種新的標準評估化學反應過程。如果原料分子中的原子百分之百地轉變成產物，不產生副產物或廢物，就是理想的原子經濟反應，從而實現原料利用最大化、廢物排放最小化甚至“零排放”。其研究內容主要有改革現有工藝過程實現清潔生產、清潔合成產出環境友好產品、設計安全化學品和綠色新材料減少環境污染、提高原材料和能源利用率使用可再生資源等。

2.2 十二原則

綠色化學的研究者們總結出了綠色化學的12條原則：

（1）不讓廢物產生、提前預防污染；

（2）全部材料使用最大化、化學反應和過程最有效、提高原子經濟性最優化；

（3）化學反應中使用和生成的物質無毒性或毒性最小化；

（4）設計化學產品時應盡量實現其毒性最小化；

（5）需要使用輔助劑時，應盡量避免采用有毒有害物質；

（6）在考慮經濟利益的同時也考慮生態環境，盡可能使能耗最低；

（7）技術和經濟上可行時最大限度地使用可更新原料、可再生資源；

（8）盡量避免衍生反應；

（9）盡可能使用性能優異的催化劑；

（10）盡可能設計使用后易降解為無害物質的化學品；

（11）應發展真正實現在線監測的實時分析方法，監控和避免有毒有害的生產；

（12）選擇與使用各種物質時應使化學事故隱患最小化甚至實現零隱患。

以上是國際化學界所公認的綠色化學十二原則，目的是讓化學化工清楚對資源利用、化工生產和化學反應的要求，以及提倡降低污染源以及污染的危害。十二原則是近年來綠色化學領域研究內容的充分反映，也是綠色化學未來發展的方向。

3、綠色化學作用

綠色化學是當今國際化學工業研究的前沿領域及主要方向之一，其主要作用如下：

3.1 污染治理

目前，傳統的化學化工行業尤其是石油、化工、煤炭等重工業破壞環境嚴重，導致原有生態失衡，造成重大污染，危害生存環境，威脅人類生存，世界各國對此都高度重視。通過采用新技術大力開發人類最理想的綠色資源和能源，充分利用植物、農作物等再生物質，利用光合作用產生的有機物替代石油品原料，利用取之不盡、用之不竭的太陽能、風能、地熱能和海洋能等實現零排放或零污染，促進化工生產的持續發展。這樣既可以充分利用資源，又不會對環境造成污染，較好地將傳統的“先污染、后治理”變為當今世界眾多國家化學發展新方向“從源頭上消除污染”，即從化學生產的源頭上消除環境污染，使資源得以可持續發展，實現環境保護。

3.2 技術革新綠色化學研究、應用與環境友好化學反應的各種新技術，關注環境保護，使環境可持續良性發展。如使用環保的綠色原料和清潔能源，提高原料的原子使用效率，爭取達100%的使用率，實現低污染甚至無污染；采用對環境友好的生物技術、酶技術及基因重組工程等高新技術，合成新的化合物與開發新的化學反應，減少污染排放，乃至實現零排放、無污染，生產出對人體健康、環境友好無害的新產品，能夠實現化學反應技術的綠色化。

3.3 優化資源

絕大多數化學工業開發于上世紀，當時由于受技術發展局限，大多為勞動密集型產業，耗能高、原料浪費多、勞動力成本高，排放高，導致大氣、水和土壤等環境污染重。原料浪費、能源消耗、污染治理等產生的成本不低，不得不附帶于產品成本中，導致產品經濟成本抬高。而綠色化學倡導資源節約、提高能源及原材料使用效率、降低新產品經濟成本，有利于建設環境和諧型社會、節約型社會。

3.4 節能減排

節能減排就是節約能源、降低能耗、減少污染排放。世界許多國家如美國、日本、中國等國為實現這一目標，制定了與各自環境相匹配的節能減排計劃，綠色化學正是實現節能減排和環境保護重要手段之一。在中國，倡導重點領域節能減排，減少廢棄物；推進企業節能低碳行動，降低化學生產行業消耗原材料；發展綠色技術與減排新技術應用，減少環境污染，加大環境治理力度，著力增強全民節能減排意識，引導良性循環經濟，共創和諧社會，建設美好家園。

4、小結

傳統化學逐漸弱化，綠色化學蓬勃發展是目前世界化學工業發展的必然趨勢。綠色化學的出現使綠色化工技術和科技產品逐漸完善，采用計算機模擬化學，開發小型化、微型化的綠色實驗，實現產物再利用等，是綠色化學未來發展趨勢。如今綠色化學的應用越來越廣泛，逐漸延伸到如生物學、材料學等其他領域，綠色化學產業飛躍發展。我國的化學化工業應致力于綠色化學的開發和利用，讓資源再生變廢為寶，源頭上減少或消除污染，實現零排放、節能減排的標本兼治環境保護理念，實現可循環經濟。

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劉貝濤（1999-），男，湖南婁底人，長沙市第一中學高三年級1418學生，研究方向：化學與金融。