淺析綠色化學的核心內容及應用前景

林莎琪

摘 要：綠色化學不同于環境保護，綠色化學不是被動地治理環境污染，而是主動的防止化學污染，從而在根本上切斷污染源，所以綠色化學是更高層次的環境友好化學。本文從化學所面臨的挑戰入手，深入分析了綠色化學的定義、幾大核心內容以及重要原則，并聯系我國實際能源現狀，分析了綠色化學在我國的發展前景。

關鍵詞：綠色化學 ； 能源利用 ； 發展前景

引言

綠色化學又稱環境無害化學、環境友好化學或清潔化學，是指化學反應和過程以“原子經濟性”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，在始端就采用實現污染預防的科學手段，因而過程和終端均為零排放和零污染，是一門從源頭阻止污染的化學。

1化學所面臨的挑戰

1.1化學的形象正在被與其交叉的學科的巨大成功所埋沒

化學是一門中心科學，化學與生命、材料等八大朝陽科學有非常密切的聯系，產生了許多重要的交叉學科，但化學作為中心學科的形象反而被其交叉學科的巨大成就所埋沒。化學這門重要的中心科學（centralscience）反而被社會看作是伴娘科學（bridesmaidscience）而不受重視。

1.2化學正被各種各樣的環境污染問題所困擾

化學的發展在不斷促進人類進步的同時，在客觀上使環境污染成為可能，但是起決定性的是人的因素，最終要靠人們的認識不斷提升來解決這個問題。一些著名的環境事件多數與化學有關，諸如臭氧層空洞、白色污染、酸雨和水體富營養化等；另一方面把所有的環境問題都歸結為化學的原因，顯然是不公平的，比如森林銳減、沙塵暴和煤的燃燒等。這當然與化學沒有樹立好自己的品牌有關系，在最早的化學工藝流程里面，根本沒有把廢氣和廢渣的處理納入考慮范圍，因此很多化學工藝都是會帶來環境污染的。現在，有些人把化學和化工當成了污染源。人們開始厭惡化學，進而對化學產生了莫名其妙的恐懼心理，結果造成凡是有“人工添加劑”的食品都不受歡迎，有些化妝品廠家也反復強調本產品不含有任何“化學物質”。事實上，這些是對化學的偏見，監測、分析和治理環境的卻恰恰是化學家。

2 綠色化學核心內容

綠色化學從原料、過程、產品都需要綠色，整個周期都需要綠色化。綠色化學應該是經濟上必須合理，歸納起來，就是對它的原料、生產過程、產品和經濟上都有很高的要求，正是因為這樣，它符合人類與環境的協調發展，也是化學、化工方面未來的必然發展趨勢。

綠色化學的定義是：用化學的技術，原理和方法去消除對人體健康，安全和生態環境有毒有害的化學品，因此也稱環境友好化學或潔凈化學。其核心內容之一就是“原子經濟性”；核心內容之二涉及五個方面，分別是：“減量”，即減少“三廢”排放；“重復使用”，諸如化學工業過程中的催化劑、載體等，這是降低成本和減廢的需要；“回收”，可以有效實現“省資源、少污染、減成本”的要求；“再生”，即變廢為寶，節省資源、能源，減少污染的有效途徑；“拒用”，指對一些無法替代，又無法回收、再生和重復使用的，有毒副作用及污染作用明顯的原料，拒絕在化學過程中使用，這是杜絕污染的最根本方法。

3 綠色化學的基本原則

為了簡述了綠色化學的主要觀點，P.T.Anastas和J.C.Waner曾提出綠色化學的12項原則，這12項原則對我們今后從事綠色化學的研究具有一定的指導作用。

Ⅰ.防止——防止產生廢棄物要比產生后再去處理和凈化好得多。

Ⅱ.講原子經濟——應該設計這樣的合成程序，使反應過程中所用的物料能最大限度地進到終極產物中。

Ⅲ.較少有危害性的合成反應出現——無論如何要使用可以行得通的方法，使得設計合成程序只選用或產出對人體或環境毒性很小最好無毒的物質。

Ⅳ.設計要使所生成的化學產品是安全的——設計化學反應的生成物不僅具有所需的性能，還應具有最小的毒性。

Ⅴ.溶劑和輔料是較安全的——盡量不同輔料（如溶劑或析出劑）當不得已使用時，盡可能應是無害的。

Ⅵ.設計中能量的使用要講效率——盡可能降低化學過程所需能量，還應考慮對環境和經濟的效益。合成程序盡可能在大氣環境的溫度和壓強下進行。

Ⅶ.用可以回收的原料——只要技術上、經濟上是可行的，原料應能回收而不是使之變壞。

Ⅷ.盡量減少派生物——應盡可能避免或減少多余的衍生反應（用于保護基團或取消保護和短暫改變物理、化學過程），因為進行這些步驟需添加一些反應物同時也會產生廢棄物。

Ⅸ.催化作用——催化劑（盡可能是具選擇性的）比符合化學計量數的反應物更占優勢。

Ⅹ.要設計降解——按設計生產的生成物，當其有效作用完成后，可以分解為無害的降解產物，在環境中不繼續存在。

Ⅺ.防止污染進程能進行實時分析——需要不斷發展分析方法，在實時分析、進程中監測，特別是對形成危害物質的控制上。

Ⅻ.特別是從化學反應的安全上防止事故發生——在化學過程中，反應物（包括其特定形態）的選擇應著眼于使包括釋放、爆炸、著火等化學事故的可能性降至最低。

4 我國能源利用現狀

從能源方面來講，人類到目前為止，主流的能源是化學能源，煤、石油、天然氣，而且在可以預見的未來，我們還不可能找到任何能源來替代它，在可以預見的未來化學能源仍然占主導地位，但是主導地位會越來越弱，它還會延長很長的時間。碳資源的利用非常重要，有些碳資源，利用再加工的過程中，就放出大量的二氧化碳，二氧化碳循環利用很好，一個是大氣中的碳不斷增加，使碳的平衡造成破壞，這是碳的一個核心的問題。

歸納起來，發展綠色產業，我國非常重視，其實從化學、化工材料上來講，無外乎有兩個途徑，一方面比如說現在的技術路線，它產生污染，產生大量的副產品，這些副產品又沒有辦法消耗，在這種情況下，我們對一些重要產品可以發展一些新的路線，盡量把原料變成產品，不產生或非常少的產生廢棄物，這是一條路線。另一條路線，就是從化學上來講，完全都設計這種路線，對許多產品來講是不現實的，那怎么辦？應該利用循環經濟的概念，通過一些工業園區，把生產某一個產品的副產物，作為下一個產品的燃料，總而言之，就是形成一種循環，把一個原料能夠吃干、榨凈，這樣也能消除污染。

結論

綠色化學是人類和環境協調發展的化學，實際上需要重新考慮許多化學、化工問題，綠色化學現在已經成為化學、化工材料等生物技術、自動化等等的許多相關領域，相互交叉、交叉滲透的一個重大的研究領域，也可以說，綠色化學是21世紀的最重要的主題之一，在整個經濟、環境、資源三者之間的矛盾過程中，綠色化學必然會發揮它自己重要的作用。

參考文獻：

[1] 紀紅兵，佘遠斌. 綠色化學化工基本問題的發展與研究[J].化工進展，2018.

[2] 張鎖江，張香平. 綠色過程系統集成[M]. 中國石化出版社， 2006