第一部分 綠色化學的基本內(nèi)涵和主要內(nèi)容

1、循環(huán)經(jīng)濟綠色化學1、汪朝陽主編、綠色化學通用教程，中國紡織出版社2、胡常偉，李賢均 主編、綠色化學原理和應用，中國石化出版社循環(huán)經(jīng)濟：周宏春、劉燕華主編、循環(huán)經(jīng)濟學，中國發(fā)展出版社Nanjing University of Technology綠色化學的基本內(nèi)涵和主要內(nèi)容杜 艷南京工業(yè)大學環(huán)境學院循環(huán)經(jīng)濟人類面臨著挑戰(zhàn)化學是一門“核心、實用、創(chuàng)造性”的科學，可以說，人類的衣、食、住、行、用以及保持健康等無一項可以離開化學隨著人類社會的發(fā)展，人類正面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)：環(huán)境問題、資源問題、人類健康問題等可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略思想的提出面對這些挑戰(zhàn)，化學怎么辦？在思考過程中，人們使用了環(huán)境無害化學、環(huán)境友好化

2、學、清潔化學、原子經(jīng)濟和無害設計化學等來描述迎接人類未來挑戰(zhàn)的化學世界部分礦物耗竭年限預測按1975年消費水平的耗竭年限消費水平增長下的耗竭年限耗竭年限(年)綠色化學的提出“綠色化學”這一理念1991年由美國化學會（ACS）提出，很快成為美國環(huán)境保護局的中心口號，現(xiàn)在已成為所有化學工作者的中心口號。1991年，美國有機化學家Trost在Science上提出“原子經(jīng)濟性”的概念1992年，荷蘭有機化學家Sheldon提出“E因子”概念1996.6，克林頓頒發(fā)美國首屆“總統(tǒng)綠色化學挑戰(zhàn)獎”1999年，世界第一本綠色化學雜質在英國創(chuàng)辦綠色化學的目的預防優(yōu)于治理綠色化學的根本目的是從節(jié)約資源和防止污染

3、的觀點出發(fā)，重新審視和改革傳統(tǒng)化學，使對環(huán)境的治理從治標轉向治本。防止廢物的產(chǎn)生優(yōu)于在其生成后再進行處理或清理，“預防優(yōu)于治理”綠色化學的特點從注重產(chǎn)率到注重原子經(jīng)濟性傳統(tǒng)上，描述某一合成方法的有效性和效率的概念主要是產(chǎn)率產(chǎn)率忽略了副產(chǎn)物的產(chǎn)生綠色化學的主要特點就是原子經(jīng)濟性，即在獲得新物質的化學過程中充分利用每個原料原子，實現(xiàn)零排放原子經(jīng)濟性在數(shù)值上用E因子、原子利用率來衡量原子利用率原子利用率 =目標產(chǎn)物的量按化學計量式所得所有產(chǎn)物的量之和 =目標產(chǎn)物的量各反應物的量之和 100% 100%Examples Example 1 ：環(huán)氧乙烷的制備 Example 2：環(huán)氧丙烷的制備 Exam

4、ple 3：甲基丙烯酸甲酯的制備Example 1環(huán)氧乙烷的制備殺菌消毒劑致癌物傳統(tǒng)方法氯化乙醇法CH2=CH2 + Cl2 + H2O ClCH2CH2OH + HCl ClCH2CH2OH + Ca(OH)2 + HCl C2H4O + CaCl2 + 2H2OCH2=CH2 + Cl2 + Ca(OH)2 C2H4O + CaCl2 + H2O 2871744411118 44 111+ 18 = 12944111+ 18 + 44 100%=4428+ 71 + 74 100%=25%= 傳統(tǒng)方法的缺點1. 原子利用率只能達到 25%, 即生產(chǎn)1公斤環(huán)氧乙烷（目標產(chǎn)物）就會產(chǎn)生3公斤的

5、副產(chǎn)物（廢物） 2. 使用有毒有害 Cl2 作為原料，這就需要特殊的設備和保護措施，以防泄漏. 3. 為了得到產(chǎn)品還需要分離和提純過程假定每一步反應的產(chǎn)率100：過程中使用銀作為催化劑新方法催化氧化法CH2=CH2 + 1/2O2ashsska44C2H4O2816 ashsska 440ashsska4428+16= 100% 100%=44ashsska44=100% 高的原子利用率 (100%) 反應物氧氣對人以及環(huán)境都是安全的 不需要分離和提純過程新方法的優(yōu)點假定該反應的選擇性為100：Example 2環(huán)氧丙烷的制備ka4271587411118ashsskaashaashaasha

6、58asha111+ 18 = 12958111+ 18 + 58 100%=5842+ 71 + 74 100%=31% C3H6O + CaCl2 + H2OCH3CH=CH2 + Cl2 + Ca(OH)2 =傳統(tǒng)方法氯醇法傳統(tǒng)方法的缺點1.原子利用率只能達到 31%,即生產(chǎn)1kg 的目標產(chǎn)物會產(chǎn)生2公斤的廢物.2. 反應物 Cl2 對人是有害的，還可以損壞設備，所以需要特殊的設備和保護措施.3.為了得到產(chǎn)品還需要分離和提純過程假定每一步反應的產(chǎn)率100：使用催化劑：鈦硅分子篩新方法催化氧化法ka42345818ashsskaashaasha C3H6O + H2OCH3CH=CH2 +

7、 H2O2 Ashs skaTitania- sillica molecular sieveashsska5818asha5858 + 18 100%=58 42 + 34 100%=76%=aThe amount of target product formed 高的原子利用率 (76 %) 唯一的副產(chǎn)物-water. 與氯氣相比，雙氧水對人和環(huán)境相對安全新方法的優(yōu)點假定該反應的選擇性為100：Problem?CH3CH=CH2 + 1/2 O2 C3H6O 1最佳原子經(jīng)濟性和較低投資費用2- 產(chǎn)率低、選擇性低選擇合適的催化劑，提高選擇性3-大連海事大學：低溫等離子體反應器中，直接引發(fā)自由基

8、反應Example 3甲基丙烯酸甲酯的制備傳統(tǒng)方法是利用制取苯酚的副產(chǎn)物丙酮(H3CCOCH3)和丙烯腈工業(yè)的副產(chǎn)物HCN經(jīng)兩步反應制取，是一個廢物充分利用的典型例子傳統(tǒng)方法held CH3C(CN)(OH) CH3CH3COCH3 + HCNAhs skaCH3OOC(CH3)C=CH2 + NH4HSO4CH3OH, H2SO4CH3COCH3+ HCN + CH3OH + H2SO4CH3OOC(CH3)C=CH2 + NH4HSO4AA100+115 100%=a58a273298100115100115 100%10058+27+32+98100AAAAAA=46%AA傳統(tǒng)方法的缺點

9、 1. 原子利用率為 46%, 即生產(chǎn) 1kg的目標產(chǎn)物可產(chǎn)生 1.15kg 廢物. 2. 反應物 HCN 為劇毒物質 3. 需要額外的分離和提純過程假定每一步反應的產(chǎn)率、選擇性均為100：該方法利用石腦油裂解的副產(chǎn)物丙炔為原料新方法Pb(OAc)2一步催化法 高的原子利用率 (100 %) 與HCN相比，CO和甲醇相對安全. 沒有廢物產(chǎn)生新方法的優(yōu)點假定該反應的選擇性為100：小 結原子利用率達到100%的反應有兩個最大的特點：最大限度地利用了反應原料，最大限度地節(jié)約了資源最大限度地減少了廢物排放（理論上可以達到零廢物排放），因為最大限度地減少了環(huán)境污染，或者說從源頭上消除了由化學反應副產(chǎn)物

10、引起的污染化學反應的原子經(jīng)濟性定義： 原子經(jīng)濟性是指反應物中有多少進入了產(chǎn)物，一個理想的原子經(jīng)濟性的反應，就是反應物中的所有原子進入目標產(chǎn)物的反應，也就是原子利用率為100%的反應，這就要求目標產(chǎn)物就是反應物原子的結合原子經(jīng)濟反應：1991，Barry M. Trost獲得1998年美國“總統(tǒng)綠色化學挑戰(zhàn)獎”的學術獎不飽和鍵的簡單加成反應無機化學中的元素與元素作用生成化合物的反應? 如何設計原子經(jīng)濟反應A + BC D廢物傳統(tǒng)反應：目標產(chǎn)物E + FC目標產(chǎn)物原子經(jīng)濟反應：沒有副產(chǎn)物生成沒有廢物需要處理沒有污染盡量提高反應的轉化率和選擇性原子經(jīng)濟反應是最大限度利用資源、最大限度減少污染的必要條

11、件，但不是充分條件。一些化學反應，從計量式來看，是原子經(jīng)濟的，但若反應平衡的轉化率很低，而反應物與產(chǎn)物分離又有困難，反應物難于循環(huán)使用造成污染及資源的浪費一些反應，反應本身是原子經(jīng)濟的，但兩反應物還能同時發(fā)生其他平行反應，生成不需要的副產(chǎn)物我們選擇的反應還必須是高選擇性的原子經(jīng)濟的反應、高的反應物轉化率、高的反應選擇性是實現(xiàn)資源合理利用、避免污染缺一不可的CH3CH=CH2 + 1/2 O2 C3H6O CH3CH=CH2 + 1/2 O2 丙醛 CH3CH=CH2 + 1/2 O2 丙烯醛 E因子（環(huán)境因子）相對于每種化工產(chǎn)品而言，期望產(chǎn)品以外的任何東西都是廢物。1992年，荷蘭有機化學家R

12、oger A.Sheldon 提出環(huán)境因子的概念，表示一個產(chǎn)品生產(chǎn)過程中對環(huán)境造成的影響。E因子定義為每生產(chǎn)1kg期望產(chǎn)品同時產(chǎn)生的廢物的量E因子E因子= 廢物質量 產(chǎn)品質量The larger E廢物越多，污染越嚴重如果原子利用率=100%，則E=0不同化工部門的E因子 工業(yè)部門 產(chǎn)量/t E 煉油 106 108 0.1 基本化工 104 10 6 1 5 精細化工 102 1 04 5 50 制藥 10 103 25 100產(chǎn)品的生產(chǎn)規(guī)模越小，E因子越大環(huán)境商值（EQ）E因子僅僅體現(xiàn)了廢物與目標產(chǎn)物的相對比例廢物排放到環(huán)境后，其對環(huán)境的影響和污染程度還與相應廢物的性質以及廢物在環(huán)境中的毒

13、性行為有關。精確評價一種合成方法、一個過程對環(huán)境的好壞，必須同時考慮廢物排放量和廢物的環(huán)境行為本質的綜合表現(xiàn)。Q值：根據(jù)廢物在環(huán)境中的行為給出的對環(huán)境不友好度環(huán)境商值（EQ） 環(huán)境商值（EQ）是以化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢物量的多少、物理、化學性質及其在環(huán)境中的毒性行為等綜合評價指標來衡量合成反應對環(huán)境造成的影響 E-E因子Q-對環(huán)境不友好度 若將無害的氯化鈉和硫酸胺的Q值定為1，則重金屬【如銅、汞等】離子的鹽類基于其毒性大小，Q=1001000.其綜合表現(xiàn)為EQEQ綠色化學的理想零排放如果根本沒有廢物排放，則E因子為0，EQ值必然為0，這就是零排放，它是綠色化學最根本的特征，也是綠色化學的最

14、終理想因此，綠色化學在理論上是一個新的觀念；在實踐上，更多地是一個過程，即綠色化過程設計安全有效的目標分子 尋找安全有效的反應原料 尋找安全有效的合成路線 尋找新的轉化方法 尋找安全有效的反應條件Greener, Safer綠色化學的任務設計安全有效的目標分子從源頭上消除污染，必須保證我們需要的物質分子目標分子是安全有效的。1983年，美國華盛頓召開專題學術討論提出設計安全化學品的概念設計安全化學品就是“利用分子結構與性能的關系和分子控制方法，獲得最佳所需功能的分子，且分子的毒性最低”我們有超過1800萬個化合物，且每年還要增加約60萬個。設計安全有效分子的傳統(tǒng)方法實際需要合成試驗性質合成試驗

15、性質設計安全有效分子的新方法計算機模擬反復試驗實際需要通過分子結構性能關系合成理論指導試驗性質三位一體新的化學實驗室：實驗臺+計算機+通風櫥設計安全有效的目標分子 Example 1 聚氨酯制備過程中用CO2 取代光氣 Example 2 氫氰酸的取代 Example 3 己二酸生產(chǎn)工藝的改進尋找安全有效的反應原料用無毒無害原料取代有毒有害原料聚氨酯制備過程中用CO2取代光氣Example 1異氰酸酯是由光氣和胺反應合成的，然后再由異氰酸酯合成聚胺酯傳統(tǒng)方法聚胺酯的合成按照化學RNH2 + COCl2 RNCO + 2HCl RNHCO2R1R1OH光氣（毒氣彈）劇毒，是一種強刺激、窒息性氣體

16、。吸入光氣引起肺水腫、肺炎等，具有致死危險。2008年的端午，齊齊哈爾光氣泄漏事件，造成18人死亡在該反應中，光氣提供了什么官能團? 什么樣的化合物能夠取代光氣?providing -CO group在合成異氰酸酯的過程中，用CO2取代光氣來提供羰基光氣的功能: providing -CO group按照化學RNH2 + CO2RNCO + H2ORNHCO2R1新的綠色工藝生產(chǎn)過程中原料HCN的取代Example 2 己二腈（Hexane dinitrile）; 甲基丙烯酸系列(Series of methylpropenoic acid); 化學中間體系列（Series of interm

17、ediate chemicals such as chelator / chelating agent(螯合劑), methionine (蛋氨酸) etc）.HCN 被廣泛地用于下列化合物的生產(chǎn)過程中：亞氨基二乙酸二鈉的合成傳統(tǒng)方法分兩步合成:按照化學 NH3 + 2CH2O + 2HCN NCCH2NHCH2CN + 2NaOH NaO2CCH2NHCH2 CO2Na + NH3傳統(tǒng)方法的缺點1.HCN劇毒，生產(chǎn)過程中必須采用嚴格的保護措施，以確保生產(chǎn)操作者及環(huán)境的安全2. 生產(chǎn)的產(chǎn)品中含有微量的甲醛和HCN，需要進一步分離提純處理以無毒無害的二乙醇胺（HOCH2CH2NHCH2CH2OH

18、）為原料，在銅催化劑作用下得到目標產(chǎn)物新的綠色工藝Example 3己二酸的合成傳統(tǒng)方法這種方法有哪些缺點 光化學煙霧 臭氧消耗 酸雨 全球氣候變暖傳統(tǒng)方法的缺點原料苯 (Benzene) 是已知的致癌物質使用硝酸（腐蝕性強）作為氧化劑，會有N2O副產(chǎn)物釋放出來，N2O是一種“多功能”污染物使用了重金屬銅和鎳這一過程不使用溶劑、不再使用有毒害的原料苯，過氧化氫的腐蝕性也遠比硝酸小，同時也不產(chǎn)生其他有害的污染物，是一條安全清潔的己二醇生產(chǎn)途徑Kamzuhiko Sato, 1998, Science, 281:1646-1647按照化學新的綠色化工藝 1拓展了己二酸的原料路線Drath and

19、Frost, 1990, 1991按照化學新的綠色化工藝 2這一方法除不再使用有毒害的苯作原料之外，采用了可再生的生物資源葡萄糖作為原料幾百年以前，大多數(shù)工業(yè)化學品都是來自植物提供的生物質，少數(shù)來自動物尋找安全有效的反應原料以可再生資源為原料煤、石油、天然氣等均是不可再生資源，因此用生物質作為化學化工原料重新受到了人們的普遍重視。煤石油（95）天然氣 原料：生物質工業(yè)革命生物質能的原始能量來源于太陽,所以從廣義上講,生物質能是太陽能的一種表現(xiàn)形式生物質：淀粉玉米、小麥、土豆等 木質纖維素農(nóng)業(yè)廢料（如玉米桿、麥苗桿等）、森林廢物和草等，是地球上最豐富的生物質，而且每年以1640億噸的速度不斷再生

20、，但至今人類僅利用了其1.5。 淀粉和木質纖維素都含有糖類聚合物，把他們破碎成單體后就可用于發(fā)酵，例如，從生物質中提取出的蔗糖和葡萄糖就可以作為化學化工原料，在酶催化或細菌作用下生產(chǎn)我們需要的化學物質以可再生資源為原料 5 億噸麥稈; 1000萬噸米糠； 1000萬噸玉米棒; 2000萬噸 稻殼; 700萬噸沼氣;大約每年2.83.5 億噸的生物質可作為能源/年中國以可再生資源為原料稻草的燃燒：原料的浪費同時伴隨著污染尋找安全有效的合成路線 理想的合成路線Paul A Wender 1996操作過程應該是簡單的、安全的、環(huán)境可接受的、資源可有效利用的可快速和高產(chǎn)率地得到目標分子，不管這一目標分

21、子是天然物分子還是我們根據(jù)需要設計的分子反應原料應該是價格便宜的、易得的; 在尋找安全有效的合成路線時，在路線的每一步均利用原子經(jīng)濟的化學反應，則這一合成路線必然也是原子經(jīng)濟的。但由于化學反應本身受到化學原理的制約，大多數(shù)情況下要在一條合成路線中達到每一步都是原子經(jīng)濟的有一定困難，此時，就要對合成路線進行全面的分析，通過合成路線中各步的整合，達到最終整條合成路線的原子經(jīng)濟性尋找安全有效的合成路線 Example由硝基苯合成對苯二胺Let us analyze four possible routes in a green chemistry viewpointRoute 1反應物中原子的質量之

22、和: 1062目標產(chǎn)物: 108廢物: 954原子利用率: 總反應方程: 10%按照化學Route 2總反應方程： 反應物中原子的質量之和: 300目標產(chǎn)物: 108廢物: 192原子利用率: 36%路線1路線2按照化學Route 3總反應方程： 反應物中原子的質量之和: 543目標產(chǎn)物: 108廢物: 435原子利用率: :20%Route 4Route 3總反應方程 反應物中原子的質量之和: 162目標產(chǎn)物: 108廢物: 54原子利用率: :67%綜合分析 從原子經(jīng)濟性來看，路線4是最優(yōu)的路線1：原子利用率10%路線2：原子利用率36%路線3：原子利用率20%路線4：原子利用率67%共5

23、步共3步計算機輔助設計建立一個盡可能全的化學反應的資料庫，哪些物質在一起在什么樣的條件下會發(fā)生什么樣的化學反應提出我們的要求，即確定目標產(chǎn)物和可能采用的原料讓計算機找出能生產(chǎn)目標產(chǎn)物的反應及所需原料以上一步的原料為目標產(chǎn)物再做搜尋，找出該目標產(chǎn)物的合成反應及原料。直到得到我們預定的原料比較各可能反應路線的經(jīng)濟技術及環(huán)境效應，從中選出最佳途徑在化學過程中要減少有毒有害物質的使用，可以采用多種方法，近年來的研究發(fā)現(xiàn)，采用一些特別的非傳統(tǒng)化學方法，可獲得多種環(huán)境效果。尋找新的轉化方法 催化等離子體法 more電化學法 more光和其他輻射相結合 more由二氧化碳和甲烷合成燃料油 CO2 + CH4

24、2CO + 2H2燃料油Nickel catalystFT process劉昌俊, 天津大學傳統(tǒng)方法CO2 + CH4燃料油催化劑& 等離子體等離子體: 破壞反應物分子催化劑：形成產(chǎn)物分子催化等離子體法合成氣的制備是一個高能耗過程，且催化劑的使用容易積炭失活降低能耗 電化學過程利用電子這一清潔的試劑實現(xiàn)氧化還原過程，避免了常規(guī)化學過程可能產(chǎn)生的二次污染問題，采用電化學過程可以消除有毒有害原料的使用，而且還可以使反應在常溫常壓下進行。電化學法光催化法它一種是低溫深度反應技術，光催化劑在一定波長的光線照射下受激生成電子空穴對，空穴分解催化劑表面吸附的水產(chǎn)生氫氧自由基，電子使其周圍的氧還原成活性離子

25、氧，從而具備極強的氧化還原作用，將光催化劑表面的各種污染物摧毀。 在合成化學品的過程中，采用的反應條件對整個過程對環(huán)境的影響的大小起著決定性作用。經(jīng)濟上比較容易估價考慮較多的是能耗反應所用的催化劑和溶劑是兩個重要的因素尋找安全有效的反應條件尋找安全有效的催化劑用負載型催化劑代替均相催化劑 more用固體酸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的液體酸催化劑 more尋找安全有效的反應介質用超臨界流體作為反應介質 more用水作為反應介質 more用負載型催化劑代替均相催化劑由于催化劑在化學反應中起到多種作用，因此幾乎所有的化學化工過程均要使用催化劑石油煉制中傳統(tǒng)的烴類裂解、重整、異構化、烯烴的水合、芳烴烷基化、醇酸酯化等反

26、應：氫氟酸, 硫酸, 三氯化鋁, 磷酸, 三氟化硼等作為催化劑.缺點：均相條件下進行，催化劑不易與原料和產(chǎn)物分離、催化劑對設備有較大的腐蝕作用，對環(huán)境造成污染等用固體酸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的液體酸催化劑（1)Bronsted的定義：凡是能夠給出質子的固體謂之固體酸（B酸）；能夠接受質子的固體謂之固體堿（B堿）：B酸又稱質子酸，如SiO2-Al2O3表面上有許多羥基，在反應過程中能給出質子H+，成為B酸中心。（2）Lewis定義：凡是能夠接受電子的固體謂之固體酸（L酸）；凡是能夠給出電子的固體謂之固體堿（L堿）：L酸又稱非質子酸。如SiO2-Al2O3表面上裸露的Al3+，外層有空軌道，可以接受外來的電子對

27、，是L酸中心。優(yōu)點： （1）：在一定程度上緩解或徹底解決均相反應帶來的不可避免的問題 （2）：固體酸催化劑可在高達700-800K的溫度范圍內(nèi)使用，大大擴展了熱力學上可能進行的酸催化反應的應用范圍Example ：苯與乙烯烷基化反應生成乙苯傳統(tǒng)方法: 催化劑AlCl3, BF3, HF 設備腐蝕嚴重操作條件苛刻收率低脫 HCl、RCl困難催化劑與反應產(chǎn)物難于分離有廢水需要處理HF的使用使用滲磷 ZSM 5分子篩作催化劑可克服上述缺點尋找安全有效的反應介質在化學反應中，許多情況下都要用到有機溶劑，這些有機溶劑（苯乙烯、三氯乙烯、二氯甲烷、正己烷、乙腈等）不僅危害人體健康，對水、大氣也有污染。當前

28、綠色化學研究中，在溶劑方面最活躍的是超臨界流體（CO2）和水作為溶劑的有機反應 以水為溶劑：水對環(huán)境無害。但有些反應物不溶于水，且廢棄的水會對人類生活產(chǎn)生影響。況且，人類面臨淡水供給危機，這種做法無異于雪上加霜。超臨界二氧化碳溶劑的優(yōu)點二氧化碳在常溫下是氣體，無色、無味、不燃燒、化學性質穩(wěn)定不會形成光化學煙霧，也不會破壞臭氧層來源豐富，價格低廉超臨界二氧化碳可很好地溶解一般有機化合物如果把二氧化碳置于封閉體系中升溫和加壓后，當溫度和壓力超過二氧化碳的臨界溫度（31.1）和臨界壓力(7.39MPa )即超過臨界點后, 則二氧化碳就轉變?yōu)槌R界流體狀態(tài)。此時的二氧化碳便具有許多獨特的性質。綠色化學

29、十二原則Paul Anastas and John C Warner1. 不讓廢物產(chǎn)生優(yōu)于當廢物生成后處理廢物或清除廢物正常成本：原料和試劑費用危險化學品的處理和處置費用美國的許多大化學工業(yè)公司.:用于研究和發(fā)展的經(jīng)費與其用于環(huán)境保護和安全的費用相當化學科學和工業(yè)的成長和新發(fā)明由于環(huán)境保護費用的日益增長而受到抑制。最常見的廢物之一就是未轉化的原料和試劑，原料作為廢物排放是很不經(jīng)濟的，同時也會造成環(huán)境污染首先我們要花費金錢購買原料，然后又花錢處理掉而處理這些“廢物”的費用又往往數(shù)倍于其作為原料時的費用這樣，這部分原料未給我們帶來任何效益，事實上我們付出的不止是雙倍的代價1. 不讓廢物產(chǎn)生優(yōu)于當廢

30、物生成后處理廢物或清除廢物1. 不讓廢物產(chǎn)生優(yōu)于當廢物生成后處理廢物或清除廢物目前處理危險物品的費用在一直呈上升趨勢，所以這一費用就必須計入成本之中，除非可以預防而要想不付出這一代價，唯一的方法就是利用綠色化學技術，通過設計化學避免使用和產(chǎn)生有害物質，即源頭上消除2: 盡可能有效地設計合成方法，最大可能地使過程中所用物質進入產(chǎn)物中原子經(jīng)濟反應，原子利用率最高3: 只要可能就應設計合成方法，應不使用和不產(chǎn)生對人的健康和環(huán)境有毒有害的物質綠色化學的基礎就是應盡可能減少危險品的使用有兩種方法可避開被危險品傷害的危險:減少與危險品的接觸可采用多種方法來減少接觸比如穿救護衣、工程控制、戴防毒面罩等.我們

31、不可能在不增加費用的情況下控制與危險品的接觸，所有的預防方法，均需要費用，這樣就增加了成本. 一旦控制失敗，人就有極大危險.消除危險品的使用4: 應盡可能有效地設計化學品，使其功效卓越而毒性等危險性大減設計更加安全的化學品 通過分子結構的知識，我們能夠在很大程度上確定化合物的特性 設計更加安全的化學品是可能的，為什么？ 化學毒性的認識 多種方法設計更加安全的化學品的方法如果知道了某物質的毒性機理，知道是由“什么反應”引發(fā)的毒性，我們就可以改變和修飾該物質的結構，使得“致毒反應”不至于發(fā)生，當然，修飾后，分子的功能不能發(fā)生改變?nèi)绻恢来_切的毒性機理，可以關聯(lián)分子的 化學結構和毒性，設法除去分子

32、中的“毒效”基團減少分子的“生物藥效性”如果一種物質是有毒的，但不能被生物器官（胃、肺、肝等）吸收或不能到達這些器官，則它就不能表現(xiàn)出其毒性，通過某些手段改變其物理化學性能（如極性、水溶性等），使分子既“有效”又“無毒”。5:盡可能不使用輔助物質（例如：溶劑、分離試劑等），既使用，也要采用無危險性的物質作為輔助物質輔助物質的普遍使用溶劑問題氯仿、四氯化碳等普遍使用的溶劑都是致癌物溶劑對環(huán)境的影響如何消除輔助物質的使用Supercritical fluids （超臨界流體）Solventless（非溶劑化）Aqueous (水作溶劑)Immoblized (固定化)6: 在考慮環(huán)境和經(jīng)濟效益時，

33、應考慮能耗因素，盡可能使能耗最低化學工業(yè)的能耗 能量的產(chǎn)生和消耗均伴有環(huán)境效應。 在獲得能量，把物質轉化為能量，把已存的能量轉化為社會可用的其他形式方面，化學均起著十分重要的作用。6: 在考慮環(huán)境和經(jīng)濟效益時，應考慮能耗因素，盡可能使能耗最低能量的利用?反應混合物的預熱用熱能加速化學反應用冷卻方法控制反應分離需要的能量新形式的能量微波超聲光化學反應和輻射輔助的反應優(yōu)化反應條件，使能耗最小7: 在經(jīng)濟技術條件許可的情況下，盡可能使用可再生的物質作反應原料，而不用一次性原料“可重復使用”與“一次性”是由時間尺度來確定的. 通常“一次性原料”指的是化石燃料可重復使用的原料常指生物和植物原料，在人的壽

34、命尺度內(nèi)可再生CO2可從普遍存在的資源產(chǎn)生，故可認為是可再生資源，許多天然物質也可在人的壽命尺度內(nèi)轉化成甲烷，因此甲烷也是可再生資源8:盡量減少派生物應盡可能避免或減少多余的衍生反應，如阻擋基團的使用、保護基團的使用保護基團：要使分子的某一部位發(fā)生反應，分子中的敏感部分（活潑部分）也可能隨之發(fā)生發(fā)應，就需要引入保護基團把活潑部分保護起來9:催化作用催化劑（盡可能是具有選擇性的）比符合化學計量數(shù)的反應物更占優(yōu)勢催化劑可提高選擇性催化劑可降低能耗10:研發(fā)可降解的化學替代品應設計這樣的化學品，即在其功能完成后，它不會長期殘留于環(huán)境中，而是降解為無害物質化學品與環(huán)境的關系：“持續(xù)性”和“持續(xù)生物聚集

35、性”塑料的持久性可生物降解塑料的研發(fā)殺蟲劑DDT像設計分子的其他功能一樣，把降解作為一個功能加以設計，化學品除具有某種使用功能外，還應具有可降解這一功能白色污染及治理 “白色污染”指的是大量的廢舊包裝用塑料膜、塑料袋（聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等高分子化合物制成的各類生活塑料制品）和一次性塑料餐具(統(tǒng)稱塑料包裝物)以及使用后的地膜統(tǒng)稱為“白色污染”?！鞍咨廴尽?的危害“視覺污染”：指散落在環(huán)境中的廢塑料制品對市容、景觀的破壞 “潛在危害”：指廢塑料制品進入自然環(huán)境后難以降解而帶來的長期的深層次環(huán)境問題 許多農(nóng)貿(mào)市場在用塑料袋裝熟食品，其實，很多塑料袋存在毒性，尤其是五顏六色的彩色塑料袋，其本

36、身更是含有大量毒素。因為彩色塑料袋屬于再生塑料袋，使用的著色劑通常含有苯并吡，是一種很強的致癌物質，與食品接觸后，可能會轉移到食品中，使人慢性中毒。此外，塑料產(chǎn)品中的增塑劑也是一種致癌物質，而再生塑料因為工藝簡陋等原因，其增塑劑在與食品，尤其是油性食品接觸時更容易滲出。 “人們習慣使用毒袋，既是致癌物質的受害者，又不知不覺地充當了致癌物質的傳播者。”同濟大學醫(yī)學院環(huán)境醫(yī)學教授厲曙光提醒說，不少早點鋪用薄薄的、有刺鼻異味的再生塑料袋裝油條之類的熟食，致癌物質滲出更快危害更大。 可降解塑料 定義： 塑料的降解是指因化學和（或）物理因素和（或）微生物作用引起的構成塑料的大分子（或高分子、聚合物）鏈斷裂的過程。 降解使塑料相對分子質量下降，物性降低，直至喪失可使用性。這種現(xiàn)象也被稱為塑料的老化（有時也稱為劣化）降解。 降解塑料的類型11: 利用實時分析法以防治污染應發(fā)展現(xiàn)場、現(xiàn)時儀器，以監(jiān)測和控制有害物質的生成，使有毒有害物質在生成前就被控而生不成 我們不能控制我們不能控測到的物質需要精確可信的敏感元器件，監(jiān)測器件和分析技術要滿足綠色化學的需要，發(fā)展現(xiàn)場