鄧憶
摘要:目前化學工業面臨著巨大的挑戰,其中之一就是如何處理其產生的廢棄物。綠色化學當此情況,應運而生,從源頭解決化工污染問題。基本即基于此展開論述。
關鍵詞:綠色化學;嚴峻挑戰;必要性;途徑
目前化學工業面臨著巨大的挑戰,其中之一就是如何處理其產生的廢棄物。若單獨處理數量龐大的廢棄物無疑是極為耗損人、才、物力。綠色化學當此情況,應運而生,從源頭解決化工污染問題,對構建兩型社會具有深遠意義。基本即基于此展開論述。
1、現代化學面臨的挑戰
作為一門開創時間不過300年的自然科學,化學與工業、農業、醫學、材料等均有十分緊密的聯系,而現代日常生活更是到處可見與化學相關的工業品。可以說,沒有化學工業的興起,就沒有現代人如此豐富的物質生活。
我們的衣、食、住、行無一不與化學有著或淺或深的聯系。
我們日常吃的主食,在其生長過程中,難以避免會施用化肥、農藥等化學制品。年輕人愛吃的零食,在其加工過程中,更是離不開食用香精、防腐劑、味精、色素等各種食品添加劑-----其間的大多數,是依靠化學合成方法,或者是化學分離方法制造而成的。醫藥方面,手術器具多半進行了化學加工,日常使用的通過化學方法合成的藥品占藥品總數更是超過95%。
又如大家所居住的房屋,無論是水泥、石灰,還是塑料、玻璃、合金等,無一不是化學制品?更遑論那些每天都用到的生活日常用品,牙刷、杯子、清潔用品、化妝品,無一不與化學有千絲萬縷的關系。
我們現在所穿的衣物,有哪一件沒有合成纖維?又有哪一件沒有進行化學處理?而我們日常出行,走過的馬路是柏油和混凝土,乘坐的車輛有合金與合成橡膠,更別提汽油、柴油、潤滑油的使用了。
然而,化學帶給人類繁榮與便利的生活同時,給人類也帶來了危難。眾所周知,傳統化工的制作與生產過程,往往伴隨著大量“三廢”的產生,嚴重污染著我們賴以生存的環境。據不完全統計,每年全球新產生的有害廢物就有3至4億噸之多,危害程度可見一斑,人類生存受到了嚴重的威脅。如何解決化學工業造成的污染已經成為現代化學工業繼續發展下去所面臨的嚴峻挑戰。
因此,為了應對化學所面臨的挑戰,提倡綠色化學是刻不容緩!
2綠色化學的概念及特點
綠色化學,也被人們稱作"清潔化學"環境友好化學"""環境無害化學"等。
根據美國《綠色化學》(GreenChemistry)雜志的定義,綠色化學具體所指,即在制造與應用化學產品時,要堅持高效利用原則使用原料,或者盡可能地使用可再生原料,同時避免使用危險有毒的溶劑與試劑,以此來達到消除廢物的目的。綠色化學不同于環境保護,它不是一種被動的治污行為,而是從源頭干預,積極主動地去防止化學污染,從根子上切斷污染。故而,大家也把綠色化學,稱作是一種更高層次的環境友好化學。綠色化學發展到今天,內涵與外延得到不斷豐富,作為一種保護環境的化學技術,它通過對自然能源的巧妙運用,實現節能節源、減少廢棄物排放的多重目的。
綠色化學主要具有以下四個特點:一是對資源與能源充分利用,倡導采用無害無毒的原料;二是反應條件需在無害無毒標準治下,力求最大限度地減少環境的廢物排放;三是主張提高原子的利用率,試圖令全部作為原料的原子悉數被產品消納,從而實現"零排放";主張輸出有利于人體健康、社區安全、環境保護的環境友好的產品。
而綠色化學的最大特點,則是在源頭就采取預防污染產生的現代科技手段,最終達到無論過程、還是終端,都實現污染零排放的目的。
3實現綠色化學的必要性及其實施途徑
3.1必要性
第一,實行綠色化學能夠推動我國綠色經濟的發展。綠色化學能夠減少化工生產中原料的損耗,從而在一定程度上減少生產成本。傳統的化工生產原料消耗量大,同時由于流程反應原理不合理,產生了不必要的損耗。
第二,實行綠色化學是保護環境的有效途徑。化工生產中不合理的生產流程會導致廢水、廢氣、廢渣(也就是我們所說的“三廢”)的大量產生,而不徹底的凈化使之無法達標排放,從而給環境造成不可預測的危害。
3.2實施途徑
綠色化學的研究對象,重點圍繞溶劑、催化劑、原料、化學反應和產品的綠色化而開展的。因此,綠色化學可圍繞以下幾點來實施。
一是強化綠色化學意識:綠色化學不同于傳統的化學,它是將綠色理念貫穿于化學過程的始終,令設計、合成、分析等化學加工的每個環節都與環境相容不斥,無毒無害。 貫徹綠色化學意識,對于新型綠色產品的研發、綠色化工流程的制定以及“原子經濟”的實行都有相當大的益處。
二是采用無害無毒的原料:在傳統化工制造過程中,為令中間體具有進一步轉化所需的官能團和反應性,仍會選擇以含有劇毒的光氣、氫氰酸等為原料。為了人類健康和美好環境,公眾越來越倡導選擇采用無毒無害的原料代替含毒有害的化工產品。
三是設計、應用“原子經濟”反應路線:“原子經濟”就是最大限度地利用原料分子中的每一個原子,使之與目標分子相互結合,不產生任何廢物或者副產物,真正的零排放。
四是使用無毒無害的催化劑:當前,烴類的烷基化反應一般使用三氯化鋁、氧氟酸、硫酸等液體酸催化劑,其共同缺點是對設備的腐蝕較為嚴重、對人身有危害,并向環境輸入大量的廢渣,嚴重污染環境。而無毒無害的催化劑無疑會改善生產環境,同時減少副產物的產生。
五是使用無毒無害的溶劑:與化學品制造相關的大量污染問題,不單來自原料和產品,還來自其加工制造過程。最常見的是在反應介質、分離和配方中所用的溶劑。雖然水是最綠色的溶劑,但對于有機化工工業來說,卻不能使反應物很好地溶解。因此化工工業通常選用各種有機溶劑,然而有機溶劑的揮發性和毒性較大,此時選擇以無毒無害的溶劑來代替揮發性有機化合物作溶劑,已變得刻不容緩。
開發和應用綠色化學工藝,已成為現代化學工業的發展趨勢和前沿技術,是實現可持續發展的關鍵。“綠色技術”已成為本世紀化工技術的學科前沿和應用熱點,其發展必然會推動人類社會的進步,創造以更美好的人居環境。
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