探索可持續發展的綠色化學

王瑩莎

摘 要：在科學技術迅猛發展的今天，化學在人類社會的飛速進步中發揮著重要作用，帶領人們認識新物質世界的奧妙，探索微觀世界的本質現象，在科技進步的同時我們也應當全力避免或減少化學所帶來的負面影響，創建可持續發展的綠色化學科學。

關鍵詞：可持續發展；綠色化學；環境

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.12.201

1 綠色化學的定義

綠色化學又稱之為環境無害化學、清潔化學[1]。所謂環境清潔無害即是指在生產化學品和化學工藝設計的過程中，盡量避免或減少有毒有害物質的使用而減小對環境的污染。其綠色化學的核心是利用化學基本原理在源頭上避免或減少反應產物等對環境的污染及盡可能實現反應物完全轉化為所需要目標產物，最后實現始終端與過程的零污染、零排放。

2 綠色化學的特點

充分利用自然界中的綠色原料，即具有再循環利用、凈化吸收功能、與環境和諧共存、利于人類健康的綠色原料。在無毒無害、可操作性高的條件下進行綠色無污染的化學反應，消除或減少廢物排放至環境。其綠色化學反應具有高選擇性，極少副產物，甚至實現零排放、零污染，[2]對人類、環境的危害最小，同時生產出對人體健康無傷害、對環境無污染及社會安全的環境友好型產品。

3 可持續發展與綠色化學的關系探索

從二十世紀科學發展至今，人類隨意利用化學方法對大自然進行破壞，如果一直這樣沿襲下去，那么我們的地球終將受到嚴重污染。在這種情況下，需及時改變傳統的發展理念，從根本上解決環境問題和能源問題，綜合思考、聯合布局，全面統一協調發展，這將是人類文明的又一大進步。[3]因而我們應當全力避免或減少化學所帶來的負面影響，努力探索并實現可持續的綠色化學發展。

4 如何實現持續發展的綠色化學

（1）盡可能實現反應物的完全轉化及產物利用。侯氏制堿法制純堿：氨氣、水和二氧化碳反應生成一分子的碳酸氫銨：NH3+H2O+CO2═NH4HCO3；碳酸氫銨與氯化鈉反應生成一分子的氯化銨和碳酸氫鈉沉淀：NH4HCO3+NaCl═NH4Cl+NaHCO3↓（由于此時碳酸氫鈉的溶解度很小因而出現沉淀）；加熱碳酸氫鈉，最后得到碳酸鈉即純堿：2NaHCO3═Na2CO3+H2O+CO2。在這個系列反應中，保留了氨堿法的優點，反應原料易得，其中生成的NH4Cl可以用作氮肥，且食鹽的利用率達到90%以上，體現出可持續發展的綠色化學核心價值。

（2）防止實驗過程中尾氣、廢物等環境的污染。在探究性化學實驗的過程中，很多情況下不可避免的存在著有危害性物質，因而需要加強對尾氣、廢物的吸收和處理，對實驗的最終產物或過程產物盡可能重復再次利用且妥善處置實驗產生的廢物。

①NO的尾氣處理：通過Fe（II）-EDTA溶液絡合吸收法能有效吸收一氧化氮：NO+Fe（II）-EDTAFe（II）（NO）-EDTA，其凈化程度高、操作簡便且經濟合理，經過對Fe（II）-EDTA吸收NO動力學研究發現，在實驗中維持較低的吸收溫度、保持溶液中性，提高液相反應物濃度及加強氣側擾動以降低氣側阻力是提高本過程吸收速度的有效措施。[4]若在基礎化學實驗中，可以將NO通入到NaOH溶液中以吸收NO減少其污染環境：4NO+3O2+4NaOH═2H2O+4NaNO3；也可以將NO通入含氧的溶液中以吸收NO以減少其污染環境：

4NO+3O2+2H2O═4HNO3

②SO2的尾氣處理：SO2是一種無色有刺激性、窒息性臭味的氣體，同時具有較強的腐蝕作用，因此在涉及有SO2的試驗中可用NaOH來處理尾氣SO2，以防止SO2對人體的傷害，對環境的污染。

（3）開發綠色實驗。涉及一些有毒、有害試劑的實驗內容時，用一些低毒性的試劑來代替有毒有害試劑進行實驗。或在不影響實驗效果觀察的前提下，盡量減少有毒有害實驗試劑的用量，使危險實驗微型化卻又不影響實驗結果的觀察。

①在萃取物溴與碘的選擇時，由于溴具有比碘更易揮發的性質，因此選用碘做萃取物便防止了溴的大量揮發而造成的空氣污染。此外在萃取劑：苯、汽油、四氯化碳中，由于苯有毒且易揮發，而汽油常常呈現黃色，易揮發且多數為裂化汽油，因此四氯化碳是較為理想的萃取劑。

②在正溴丁烷制備實驗中，正丁醇用量為4mL，產物可得2.4--3.5mL，正丁醇用量減少，實驗中的其他試劑也都相應減少，在這個制備實驗中的小用量也可得到最后產物且不影響實驗效果，這樣的微型化實驗既節約了化學試劑，也減少了對環境的污染，同時實驗時間由原來的5h減少到3h。

③在乙酰苯胺制備實驗中，苯胺是一種有毒物質且僅少量苯胺就能引起中毒，此外乙酸酐是一種強腐蝕性物質，若在本實驗中將苯胺的用量由5.5mL減少至2mL，乙酸酐的用量由7.3mL減少至3mL，最后實驗結果任然可得2.5 g 左右產品，[5]不會對實驗觀察產生影響。

5 綠色化學的意義

綠色化學在其開發與發展的過程中，具有重大的社會意義、賴以生存的環境效益以及所帶給人類發展的經濟效益。尤其是可持續發展的綠色化學在當前社會環境下應運而生，展現出化學科學與社會、科學技術發展的相互聯系和相互作用。社會經濟效益的提升是化學科學高度發展的產物，體現在既能控制環境污染，又能增加原子利用率及化學反應合成的效率[6]。因而可持續的綠色化學就本身意義而言象征著一個新階段的到來，作為新世紀的新青年，我們更應當在當前社會環境下拓展全新的環境友好化學領域。

參考文獻：

[1]李慶林.淺談綠色化學[J].中國科教創新導刊，2010（21）：180.

[2]鐘國清，蔣琪英.無機及分析化學實驗教學的綠色化探索與實踐[J].實驗室研究與探索，2010，29（09）：150-153.

[3]鄭瑞.綠色化學與可持續發展研究[J].當代化工研究，2017（09）：80-81.

[4]李華生，方文驥.Fe（Ⅱ）-EDTA吸收一氧化氮動力學研究[J].化工學報，1988（01）：89-97.

[5]馬楠，王筱平.有機化學實驗教學中體現綠色化學的探索[J].實驗室研究與探索，2011，30（07）：141-143.

[6]古書奇.綠色化學的研究進展探析[J].化工管理，2016（01）：124.