綠色化學(xué)與人類(lèi)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展

1、第29卷第4期化學(xué)工業(yè)2011年4月CHEMICAL INDUSTRY3綠色化學(xué)與人類(lèi)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展李正啟，謝恩，馬良225009）（江蘇揚(yáng)農(nóng)化工集團(tuán)有限公司，揚(yáng)州摘要：化學(xué)與人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展密切相關(guān)，在做出巨大貢獻(xiàn)的同時(shí)，也帶來(lái)了諸多的問(wèn)題。綠色化學(xué)的提出，旨在消除化學(xué)帶來(lái)的負(fù)面影響，實(shí)現(xiàn)人類(lèi)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。綠色化學(xué)的12條原則可作為實(shí)驗(yàn)化學(xué)家開(kāi)發(fā)和評(píng)估一條合成路線、一個(gè)生產(chǎn)過(guò)程、一個(gè)化合物是不是綠色的指導(dǎo)方針和標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)鍵詞：經(jīng)濟(jì)政策；經(jīng)濟(jì)發(fā)展；化學(xué)工業(yè)；化學(xué)系統(tǒng)工程；綠色化學(xué)；可持續(xù)發(fā)展；學(xué)術(shù)動(dòng)態(tài)文章編號(hào)：1673-9647（）4-0003-032011中圖分類(lèi)號(hào)：TQ文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A化學(xué)

2、是研究物質(zhì)的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、組成及其變化規(guī)律的科學(xué)。它是一門(mén)實(shí)用的“中心學(xué)科”，與數(shù)學(xué)、物理學(xué)等學(xué)科共同構(gòu)成當(dāng)代自然科學(xué)迅猛發(fā)展的大基礎(chǔ)?；瘜W(xué)與其他學(xué)科的交叉與滲透，產(chǎn)生了很多邊緣學(xué)科，如生物化學(xué)、地球化學(xué)、宇宙化學(xué)、海洋化學(xué)、大氣化學(xué)等，使得生物、電子、航天、激光、地質(zhì)、海洋等科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展?；瘜W(xué)的核心知識(shí)已經(jīng)應(yīng)用于自然科學(xué)的方方面面。我國(guó)臺(tái)灣?。┕矆?bào)告了海豹胎1萬(wàn)余例；1984年的博帕爾事件，設(shè)于博帕爾貧民區(qū)附近美國(guó)聯(lián)合碳化物（Union Carbide ）屬下的聯(lián)合碳化物（印度）有限公司（UCIL ）發(fā)生氰化物泄漏事件，當(dāng)時(shí)有2000多名博帕爾貧民區(qū)居民即時(shí)喪命，后來(lái)更有2萬(wàn)人死于這次災(zāi)難

3、，20多萬(wàn)博帕爾居民因而永久殘廢；2000年1月30日，羅馬尼亞西北部巴亞馬雷附近的奧魯爾金礦發(fā)生了震驚歐洲的氰化物劇毒物質(zhì)泄漏事故，造成流經(jīng)羅馬尼亞、匈牙利和南斯拉夫境內(nèi)的蒂薩河受到嚴(yán)重污染，并直接威脅到歐洲黃金水道多瑙河中下游的生態(tài)環(huán)境。1962年，Rachel Carson 寂靜的春天在美國(guó)問(wèn)世，是標(biāo)志人類(lèi)首次關(guān)注環(huán)境問(wèn)題的著作。它那驚世駭俗的關(guān)于農(nóng)藥危害人類(lèi)環(huán)境的預(yù)言，不僅受到與之利害攸關(guān)的生產(chǎn)與經(jīng)濟(jì)部門(mén)的猛烈抨擊，而且也強(qiáng)烈震撼了社會(huì)廣大民眾。由此可見(jiàn)，化學(xué)對(duì)人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展是一把雙刃劍，如何用其優(yōu)避其弊是必須進(jìn)行研究的問(wèn)題。1化學(xué)與人類(lèi)社會(huì)發(fā)展在人類(lèi)社會(huì)發(fā)展過(guò)程中，一個(gè)新生化學(xué)事物的

4、產(chǎn)生往往都是人類(lèi)歷史上的一座里程碑，如1941年DDT 的產(chǎn)生，使得30%35%的作物損失被挽回，養(yǎng)活了地球上眾多的人口；1928年發(fā)現(xiàn)盤(pán)尼西林、1953年發(fā)現(xiàn)DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)，從而產(chǎn)生眾多的抗生素、化學(xué)合成藥、基因藥物，大大提高人口的平均壽命；1928年從天然氣和其它輕烴蒸汽裂解生產(chǎn)乙烯，奠定了現(xiàn)代石油化工產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，提供基礎(chǔ)化工和合成材料的原料；1991年，“綠色化學(xué)”由美國(guó)化學(xué)會(huì)（ACS ）提1930年聚氯乙烯、1938年尼龍、19391945年順丁橡膠的產(chǎn)生，合成材料工業(yè)的興起，改變了人類(lèi)的生活?；瘜W(xué)在做出巨大貢獻(xiàn)的同時(shí)，也帶來(lái)了諸多的問(wèn)題：全球變暖、臭氧層破壞、酸雨、淡水資源危機(jī)、

5、能源短缺、森林資源銳減、土地荒漠化、物種加速滅絕、垃圾成災(zāi)、有毒化學(xué)品污染等。其中，不乏標(biāo)志性事件，如20世紀(jì)50至60年代初期反應(yīng)停事件，從1956年反應(yīng)停進(jìn)入市場(chǎng)至出，并成為美國(guó)環(huán)保署（EPA ）的中心口號(hào)，立即得到了全世界的積極響應(yīng)。2綠色化學(xué)的概念按照美國(guó)GreenChemistry 雜志的定義，綠色化學(xué)是指在制造和應(yīng)用化學(xué)產(chǎn)品時(shí)應(yīng)有效利用（最好可再生）原料，消除廢物和避免使用有毒的和危險(xiǎn)的試劑和溶劑。而今天的綠色化學(xué)是指能收稿日期：2010-12-23作者簡(jiǎn)介：李正啟（1977-），男，山東省人，工程師，現(xiàn)主要從事化工工藝設(shè)計(jì)和研究工作。1962年撤藥，全世界30多個(gè)國(guó)家和地區(qū)（包括

6、化學(xué)工業(yè)4CHEMICAL INDUSTRY 2011年第29卷夠保護(hù)環(huán)境的化學(xué)技術(shù)，它可通過(guò)使用自然能源，避免給環(huán)境造成負(fù)擔(dān)、避免排放有害物質(zhì)，利用太陽(yáng)能為目的的光觸媒和氫能源的制造和儲(chǔ)藏技術(shù)的開(kāi)發(fā)，并考慮節(jié)能、節(jié)省資源、減少?gòu)U棄物排放量1。綠色化學(xué)又稱(chēng)“環(huán)境無(wú)害化學(xué)”、化學(xué)”、“環(huán)境友好“清潔化學(xué)”，綠色化學(xué)是近10年才產(chǎn)生學(xué)學(xué)科最引人矚目的焦點(diǎn)。在化學(xué)合成或生產(chǎn)工藝中去研究新的技術(shù)和方法，探索新的反應(yīng)條件，盡量減少和消除使用有毒有害物質(zhì)，已成為世界各國(guó)科學(xué)家的共識(shí)。有關(guān)綠色化學(xué)主題的學(xué)術(shù)會(huì)議和研究論文不斷增多，反映了科學(xué)界以及公眾對(duì)綠色化學(xué)日益增進(jìn)的關(guān)注度，也說(shuō)明綠色化學(xué)合成和設(shè)計(jì)已從理

7、論研究進(jìn)入了實(shí)際應(yīng)用3。綠色化學(xué)與技術(shù)主要解決與化學(xué)供應(yīng)鏈相關(guān)的創(chuàng)造、合成、優(yōu)化、分析、設(shè)計(jì)、控制以及環(huán)境影響評(píng)價(jià)等多元復(fù)雜問(wèn)題，以建立環(huán)境友好的、可持續(xù)發(fā)展的化工過(guò)程為最終目標(biāo)。綠色化學(xué)的研究?jī)?nèi)容不僅涉及原料、工藝和終端產(chǎn)品的綠色化，而且還涉及到成本、能耗和安全等方面的問(wèn)題，目前其研究?jī)?nèi)容主要包括：原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)和零排放、原料的綠色化、綠色溶劑、綠色催化、助劑的綠色化、新的合成路線的選擇、綠色化學(xué)工藝、綠色過(guò)程系統(tǒng)集成等，而且其內(nèi)涵仍在不斷充實(shí)發(fā)展中。綠色化學(xué)的原則可以運(yùn)用于整個(gè)化學(xué)工業(yè)，在考慮產(chǎn)品純度和收率的同時(shí)，還應(yīng)考慮過(guò)程的三廢、毒性、能耗以及安全性等，只有綜合考慮后才能使一條合成路線

8、、一個(gè)生產(chǎn)過(guò)程、一個(gè)化合物符合社會(huì)發(fā)展的需要，而傳統(tǒng)的落后工藝必須進(jìn)行淘汰4。和發(fā)展起來(lái)的，是一個(gè)“新化學(xué)嬰兒”。它涉及有機(jī)合成、催化、生物化學(xué)、分析化學(xué)等學(xué)科，內(nèi)容廣泛。綠色化學(xué)的最大特點(diǎn)是在始端就采用預(yù)防污染的科學(xué)手段，因而過(guò)程和終端均為零排放或零污染。世界上很多國(guó)家已把“化學(xué)的綠色化”作為新世紀(jì)化學(xué)進(jìn)展的主要方向之一。3綠色化學(xué)12原則綠色化學(xué)的研究者們總結(jié)出了綠色化學(xué)的12條原則2：（1）防止污染優(yōu)于污染形成后處理；（2）設(shè)計(jì)合成方法時(shí)應(yīng)最大限度地使所用的全部材料均轉(zhuǎn)化到最終產(chǎn)品中；（3）盡可能使反應(yīng)中使用和生成的物質(zhì)對(duì)人類(lèi)和環(huán)境無(wú)毒或毒性很?。唬?）設(shè)計(jì)化學(xué)產(chǎn)品時(shí)應(yīng)盡量保持其功效而降

9、低其毒性；（5）盡量不用輔助劑，需要使用時(shí)應(yīng)采用無(wú)毒物質(zhì)；（6）能量使用應(yīng)最小，并應(yīng)考慮其對(duì)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的影響，合成方法應(yīng)在常溫、常壓下操作；（7）最大限度地使用可更新原料；（8）盡量避免不必要的衍生步驟；（9）催化試劑優(yōu)于化學(xué)計(jì)量試劑；（10）化學(xué)品應(yīng)設(shè)計(jì)成使用后容易降解為無(wú)害物質(zhì)的類(lèi)型；（11）分析方法應(yīng)能真正實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)，在有害物質(zhì)形成前加以控制；（12）在生產(chǎn)過(guò)程中各種物質(zhì)的選擇與使用，應(yīng)使化學(xué)事故的隱患最小。這些原則可作為實(shí)驗(yàn)化學(xué)家開(kāi)發(fā)和評(píng)估一條合成路線、一個(gè)生產(chǎn)過(guò)程、一個(gè)化合物是不是綠色的指導(dǎo)方針和標(biāo)準(zhǔn)。5國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài)1990年美國(guó)頒布了污染防止法案，將污染防止確立為美國(guó)的國(guó)策。所謂污

10、染防止就是使得廢物不再產(chǎn)生，不再有廢物處理的問(wèn)題，綠色化學(xué)正是實(shí)現(xiàn)污染防止的基礎(chǔ)和重要工具。1995年4月，美國(guó)副總統(tǒng)Gore 宣布了國(guó)家環(huán)境技術(shù)戰(zhàn)略，其目標(biāo)為：至2020年地球日時(shí)，將廢棄物減少40%50%，每套裝置消耗原材料減少20%25%。1996年，美國(guó)設(shè)立了總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)。這些政府行為都極大地促進(jìn)了綠色化學(xué)的蓬勃發(fā)展。另外，日本也制定了新陽(yáng)光計(jì)劃，在環(huán)境技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)領(lǐng)域確定了環(huán)境無(wú)害制造技術(shù)、減少環(huán)境污染技術(shù)和二氧化碳固定與利用技術(shù)等綠色化學(xué)的內(nèi)容。其他國(guó)家的企業(yè)、政府和學(xué)術(shù)界也把綠色化學(xué)的研究作為重要的研究與開(kāi)發(fā)方向5。我國(guó)在綠色化學(xué)方面的活動(dòng)也逐漸活躍。4綠色化學(xué)的應(yīng)用自

11、1991年首次提出綠色化學(xué)概念以來(lái)，迄今已取得了不少重要成果。特別是近幾年以此為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的環(huán)境友好技術(shù)和潔凈技術(shù)，成為化1995年，中國(guó)科學(xué)院化學(xué)部確定了“綠色化學(xué)與技術(shù)”的院士咨詢課題。1996年，召開(kāi)了“工業(yè)生產(chǎn)中綠色化學(xué)與技術(shù)”研討會(huì)，并出版了綠色第4期李正啟等：綠色化學(xué)與人類(lèi)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展5化學(xué)與技術(shù)研討會(huì)學(xué)術(shù)報(bào)告匯編。1997年，國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)與中國(guó)石油化工集團(tuán)公司聯(lián)合立項(xiàng)資助了“九五”重大基礎(chǔ)研究項(xiàng)目“環(huán)境友好石油化工催化化學(xué)與化學(xué)反應(yīng)工程”。中國(guó)科技大學(xué)綠色科技與開(kāi)發(fā)中心在該校舉行了專(zhuān)題討論會(huì)，并出版了“當(dāng)前綠色科技中的一些重大問(wèn)題”論文集。香山科學(xué)會(huì)議以“可持續(xù)發(fā)

12、展問(wèn)題對(duì)科學(xué)的挑戰(zhàn)綠色化學(xué)”為主題召開(kāi)了第技的范圍比綠色化學(xué)廣得多。所謂綠色科技是指以綠色意識(shí)為指導(dǎo)，研究與環(huán)境兼容、不破壞生態(tài)平衡、節(jié)約資源和能源的綠色科學(xué)和工程技術(shù)。它的目標(biāo)在于，研究可持續(xù)發(fā)展的源頭戰(zhàn)略問(wèn)題。由于當(dāng)今世界主要的環(huán)境問(wèn)題大部分直接與化學(xué)反應(yīng)、化工生產(chǎn)過(guò)程及它們的產(chǎn)物有關(guān)，因此綠色化學(xué)便自然而然地成為綠色科技的重要組成部分。綠色化學(xué)不但有重大的社會(huì)、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益，而且說(shuō)明化學(xué)的負(fù)面作用是可以避免的，顯現(xiàn)了人的能動(dòng)性。綠色化學(xué)體現(xiàn)了化學(xué)科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)的相互聯(lián)系和相互作用，是化學(xué)科學(xué)高度發(fā)展以及社會(huì)對(duì)化學(xué)發(fā)展的產(chǎn)物，對(duì)化學(xué)本身而言是一個(gè)新階段的到來(lái)。作為新世紀(jì)的一代，不但要有

13、能力去發(fā)展新的、對(duì)環(huán)境更友好的化學(xué)，以防止化學(xué)污染；而且要讓年輕的一代了解綠色化學(xué)、接受綠色化學(xué)、為綠色化學(xué)作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。72次學(xué)術(shù)討論會(huì)。1998年，在合肥舉辦了第一屆國(guó)際綠色化學(xué)高級(jí)研討會(huì)。化學(xué)進(jìn)展雜志出版了綠色化學(xué)與技術(shù)專(zhuān)輯。四川聯(lián)合大學(xué)也成立了綠色化學(xué)與技術(shù)研究中心。上述活動(dòng)推動(dòng)了我國(guó)綠色化學(xué)的發(fā)展。6結(jié)束語(yǔ)綠色意識(shí)是人類(lèi)追求自然完美的一種高級(jí)表現(xiàn)。它不把人看成大自然的主宰者，而是看作大自然中的普通一員，追求的是人對(duì)大自然的尊重以及人與自然的和諧關(guān)系。綠色意識(shí)與環(huán)保不同，它們屬于兩個(gè)不同層次的概念。通常所說(shuō)的“環(huán)保意識(shí)”帶有明顯的被動(dòng)狀態(tài)，帶有比較強(qiáng)的功利目的。人們經(jīng)常談到環(huán)境污染給

14、人類(lèi)帶來(lái)多少疾病和多大經(jīng)濟(jì)損失，實(shí)際上還是把人放在與自然相對(duì)立的位置上。在這種思想指導(dǎo)下，人們可以去治理和解決一些急迫的污染問(wèn)題，但對(duì)于眼下不對(duì)人產(chǎn)生危害而僅僅對(duì)自然界產(chǎn)生危害的問(wèn)題，反應(yīng)就不那么積極了。只有在以綠色意識(shí)為核心談環(huán)保意識(shí)的時(shí)候，才會(huì)有正確、持續(xù)的產(chǎn)物。綠色意識(shí)的發(fā)展產(chǎn)物就是綠色科技，綠色科參考文獻(xiàn)：1臧樹(shù)良，關(guān)偉. 清潔生產(chǎn)及綠色化學(xué)原理與實(shí)踐M 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006：2282322程慶龍. 綠色化學(xué)的特征及其原則J . 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2010，（8）：119.（12）：178179.3陳軍，顧娟紅. 低碳時(shí)代綠色化學(xué)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展J . 經(jīng)濟(jì)研究導(dǎo)刊，2010

15、，院學(xué)報(bào)，2009，22（4）：7781.5李文明，王建國(guó)綠色化學(xué)研究進(jìn)展J 天津化工，4余紅霞，李攀. 綠色化學(xué)的研究進(jìn)展J . 湖南理工學(xué)2008，22（2）：14Green Chemistry and Sustainable DevelopmentLI Zheng -qi ，XIE En ，MA Liang（Jiangsu Yangnong Chemical Group Co. ，Ltd ，Yangzhou 225009，China ）Abstract:To indicate that green chemistry must be greatly developed in order to realize sustainable development. To describe 12principles and standerdards to evaluate green chemistry. It also can b