綠色化學與農業可持續發展

李曉+謝久鳳+李海霞

摘 要：該文系統地論述了化學科學的產生和發展歷史，化學的應用為人類做出了巨大貢獻，同時也產生了負面效應，指出21世紀化學科學發展的新方向——綠色化學。綠色化學是從源頭上防止污染，能最大限度地從資源合理利用、環境保護及生態平衡等方面滿足人類可持續發展的一門綜合學科，是實現農業可持續發展的關鍵。該文進一步闡述了綠色化學在我國的最新發展領域及其農業應用，通過分析綠色化學與可持續發展的關系，指出綠色化學是實現我國農業可持續發展戰略的重要途徑。

關鍵詞：綠色化學 發展歷程 正負效應 農業可持續發展

中圖分類號：F322 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）04（a）-0124-02

“化學”（英語：Chemistry）是“變化的科學”，它是一門研究物質的性質、組成、結構、變化、用途、制法以及物質變化規律的自然科學。化學以實驗為基礎，具體研究物質的組成、結構、性質、及變化規律，這是化學變化的核心。化學與工業、農業、日常生活、醫學、材料等均有十分緊密的聯系，如煤、石油和天然氣燃燒后產生了二氧化碳等物質。從本質上來講，化學研究的對象涉及物質之間的相互關系，或物質和能量之間的關聯。

1 化學的貢獻及負面影響

化學作為自然科學的重要學科之一，其發展歷程大致可分為三大階段：古代化學時期，近代化學時期和現代化學時期。隨著科技的進步，目前化學已發展有無機化學、有機化學、分析化學、物理化學、高分子化學與化學工程學等分支及邊緣性的學科。現代化學的高速發展在特定的社會時期為社會做出了巨大貢獻。化學科學給生物學、材料、化肥、農藥、醫藥、能源、冶金帶來了深遠的影響。

化學科技的進步也引發了各種公害和破壞自然環境的問題。例如早期冰箱使用的“氟利昂”氣體致冷劑，持續性地嚴重破壞臭氧層。化學工業發展的環境問題，主要是人造化學物質在自然環境下難以分解，且難以轉化成無害物質，在環境中逐漸積累，破壞生態平衡。生存環境的逐漸惡化使人們意識到環境的重要性，環境污染必須要進行治理，而治理環境問題的方法則是要依靠化學方法，依靠科技進步。

2 綠色化學的提出

人類發展存在10個主要環境問題（全球變暖、大氣污染、臭氧層破壞、生物多樣性減少、環境公害、土地退化和沙漠化、海洋污染、淡水資源污染、森林銳減以及有毒危化學品）日益突出，都是與化學產物的污染有關。發展綠色化學有可能是解決人類可持續發展過程中遇到的人口、資源和環境挑戰的重要途徑。

“綠色化學”是在20世紀90年代提出的，其核心就是利用化學最經濟原理和技術來防止環境污染，它從源頭上避免和消除對生態環境有毒有害的原料、催化劑、溶劑和試劑，力求使化學反應是有原子經濟性，實現廢物的零排放。“綠色化學”也稱為無害化學、環境友好化學和清潔化學，在此基礎上發展起來的技術稱之為綠色技術、環境友好技術和清潔生產技術。綠色化學是發展生態經濟、工業及生態農業的關鍵，是實現農業可持續發展的重要組成部分，包括：（1）實現原料的綠色化；（2）提高反應的選擇性；（3）催化劑的綠色化；（4）溶劑的綠色化。綠色化學徹底跳出了那種先發展后治理的怪圈，拋棄了發展經濟以犧牲環境為代價的低級發展模式，進而采用綠色與環境友好相容的綠色發展模式，滿足了現代農業、地球及人類可持續發展的綠色愿景及時代要求。

3 綠色化學的應用領域

我國學者已經對綠色化學作了系統論述。筆者認為我國綠色化學應選擇5大領域進行突破，尤其是與人類生活密切相關的農業領域，以便大力促進我國綠色化學的發展，從而承擔起我國在世界環境保護中所應盡的責任及義務，為全世界人民謀福利。

3.1 高效低毒農藥

高效低毒農藥逐步替代傳統的有機農藥已成為現代農藥發展的趨勢，是解決農藥環境污染問題的關鍵所在。我國目前使用的農藥多為高毒品種，生產過程也有公害，使用高效低毒農藥勢在必行。未來，我國將建立全面詳實的農藥殘留和環境毒理學數據庫，通過分子設計技術，創制全新的生態友好型農藥。

3.2 生態生物肥料

目前農作物對化肥的吸收利用率較低，而且易造成土地貧瘠化，約有一半以上的化肥隨地下水流失，對環境造成污染，為了適應生態農業的發展，生態肥料的開發將是優先發展方向。該肥料可被微生物分解吸收，再把排泄物供農作物吸收利用，既具有很高的肥性，又可以改良土壤。近幾年有機復合（混）肥是發展迅速，它主要是集生物肥、有機質及無機營養為一體，既發揮了生物菌的活化土壤、轉化土壤養分的功能，又利用有機物質培肥土壤、改良土壤的特點。

3.3 生物物質的化學轉化

生物質包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物為食物的動物及其生產的廢棄物，如農作物、農作物廢棄物、木材、木材廢棄物和動物糞便。目前95%以上的有機化學品來自煤和石油，其生產過程帶來了很大的環境負面影響。地球上的綠色植物每年產生的碳氫化合物高達300億噸以上，能量儲備相當于8萬億噸煤或800億噸石油，而且可以在自然環境中降解，將生物物質用作化學原料和能源是綠色化學的戰略目標。據此計算，生物物質中有90%的有機物可以轉換為沼氣，沼氣燃燒產生能量。可以將秸桿制作成為飼料，用動物糞便制取沼氣，沼渣用于食用菌栽培，沼液制成無公害液體肥料，從而綜合利用生物物質再生資源制取沼氣及其副產物，提高經濟效益。

3.4 無污染可降解塑料其種類

塑料在農業生產中用作地膜，給農業生產帶來迅猛發展，使農作物在任何季節均能結果，豐富了農產品供應品類，滿足了人民生活多樣化消費需求。然而，傳統塑料屬于高分子化合物，極難降解。隨著使用地膜栽培年限的延長，殘留地膜越積越多，“白色污染”帶來的環境污染危害對農業可持續發展構成嚴重威脅。采用可降解塑料是使“白色垃圾”處理達到減量化、資源化和無害化最有效的辦法，這種塑料能夠在光和生物雙重作用下協同雙降解。

4 綠色化學是農業可持續發展的有效途徑

隨著科技的發展以及生產和生活方式的轉變，世界各國都在不斷探索人類社會發展的可持續途徑。21世紀，一些發達國家和國際組織相繼強調綠色化學及其發展理念是環境管理體系中的一個關鍵的環節和重要組成部分。人類必須重視環境問題與人類社會的發展協調，人類需要從工業文明的發展模式轉向生態文明的模式，并逐漸最終成為可持續發展模式。

我國是世界上最大的發展中國家，目前存在人口多、經濟轉型慢、生態環境脆弱等突出問題。縱觀我國農業發展，存在的問題很多，例如：40%以上國土面積受到酸雨污染；盲目使用農藥和化肥，土壤貧瘠化加劇，水體“富營養狀態”，廢棄塑料“白色污染”，水源及土壤重金屬污染等，以上這些突出問題嚴重威脅我國人民生產和生活水平提高，制約著我國經濟的健康發展。而要徹底治理環境污染和實現農業健康發展，根本出路就是基于社會、經濟、資源與環境協調要求，依靠科技創新，重點開發高利用率無污染的生態肥料和高效低毒的生態農藥，以及綠色糧儲、加工以及農副產物高附加值等轉化技術，才能解決社會經濟增長與資源環境制約的矛盾，實現農業可持續發展。

參考文獻

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