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绿色化学与人类 论文提要: 传统的化学工艺给人类社会带来了巨大的生产力的同时也 带来了各种各样的环境问题,造成了很多的负面影响,特别是工业, 农业上产生的各种问题。 保护人类赖以生存的生态环境已经是化学家 的首要问题。绿色化学的诞生,体现了人类可持续发展的客观要求, 指出了完整的化学工程链中部应体现"绿色"的思想,而绿色化学,过程 绿色化和环境污染最小化的过程系统综合,正是实现化工生产的绿色 生产的重要意义。 绿色化学的产生, 为人类保护环境提供了技术手段。 关键词:绿色化学 一、绿色化学与人类 “神秘莫测的疾病袭击了成群的小鸡,牛羊病倒和死亡……孩子在玩 耍时突然倒下了,并在几小时内死去……仅能见到的几只鸟儿也奄奄 一息……这是一个没有声息的春天。 ” 引;由于环境污染和资源遗产等问题日趋严重,"可持续发展"已成 为 21 世纪经济和发展的重要战略.可持续发展是把生态经济社会系统 为不可分割的整体,能动的调控自然-经济复合系统,以使人类在不超 越资源与环境承载能力的条件下,促进经济发展,同时保持资源的持续 和生活质量的提高.就化学工业而言,正是可持续发展的最重一环,化 工本身对环境危害大,但是本身持续发展解决环境问题还将从化工入 手.解决污染,解决能源问题新材料都是化工业的宿命,由此近年化工 生产绿色化方兴未艾. 绿色化学技术 绿色化学又称环境无害化学,环境友好化学和清洁化学, 环境保护 技术
它是一门从源头上阻止环境污染的新兴科学.其开展工作主要是围绕 化学反应,原料,催化剂 ,溶剂和产品的绿色化展开的. 它能真正实现化 工生产的绿色化.一方面从源头上减少甚至杜绝了污染,实现废物的 零排放,另外一方面,由于绿色化学还有相当长的路要走,必须从工 艺和设备两方面着手, 大力研究与开发从整个工程链中减少或消除污 染的绿色工程技术,在此基础上进行过程系统综合必能降低能耗,实 现废物最小化,和环境负影响最小化. 绿色化学技术从三废控制等级来说,它属于防治污染的优先等 级,标志防治污染工作由被动转向主动.因此比传统的"末端防治" 相比具有更深远的意义. 二 绿色化学工程 本文提出绿色化学的概念绝对不等同于
边缘的"生物化学"和理想状态的"原子经济' 更有别于传统的"末 端治理'而更多侧重工程观点和全程优化.在整个化学工程过程链中 应用工程化思想, 理论基础和方法来实现"绿色化工"的终极人文关 怀目标,也就是主动地将对象过程对整个环境和社会负影响最小化, 利益最大化."绿色"绝对不是幻想,更加不是白日梦,而是已成的 事实或者在某些方面即将成为事实. 笔者对当下化学前沿科技大量参 考和总结才动笔此文,绿色化"绝对不是滑天下之大稽. 绿色化学工程有两方面的含义.一是单元操作的绿色化,另外一 方面是在前者基础上进行过程系统综合. 单元操作绿色化就是把反应 产物转化为目标产物需要多个单元操作共同完成的过程逐个绿色 化.实现各个环节绿色化是保证整个生产绿色化的基础.过程系统综
合是化工系统工程的核心内容,指的是:按照规定的系统特性寻求所 需的系统结构及其各个子系统的性能, 并且使系统按照规定的目标进 行最优化运转. 三 绿色化工促进循环经济大力发展 绿色化工促进循环经济,
而循环经济是可持续发展经济的重要载体. 能按照整个生态规律组织 整个生产,消费和废物处理的过程.其本质不是现行的"资源_产品 _废物排放"的开循环模式流程, 而是"资源_产品_再资源化"的 闭环模式经济流程.能在经济过程中实现资源的减量化,产品的反复 使用和废弃物的资源化.绿色化工引导循环经济,引导其他行业从现 行环境退化型的经济增长转向环境无害化的经济增长. 综上所述,化工生产的绿色化适应可持续发展的要求,并且能充 分体现化学化工的绿色特点,及其重要作用.从源头上消除污染的绿 色化学技术已经开始得到推广,绿色化工过程技术也日趋成熟,单元 操作的绿色虾问题及环境影响最小化的过程系统综合广泛利用, 从而 能源利用效率提高,三废排放大量减少.我们把绿色化学化工放到自 然_经济-社会的大平台上进行评估, 便不难看出绿色化学化工本身 与无伦比的优越性.眼下绿色化工体系尚不成熟,但其社会主导地位 已是锥处囊中_脱颖而出.化学化工的地位与作用已经不言而喻.
参考文献: 1扬友 可持续发展时代过程系统集成 {J} 化工进展 1 999出版
2梅益等中国大百科全书:化工 出版社
北京:中国大百科全书
3朱家文等化学工业与工程技术
2000年出版
《寂静的春天》 有机化学是一门兴起于 19 世纪的科学,却在人们的生产和日常 生活中影响由来已久,20 世纪中期以来,化学更是影响着世界范围 的生产力。化学在给人类生产生活带来方便的同时,也带来了很大的 负面影响。进入 21 世纪,人们意识到了保护环境的重要性和必要性。 对于化学家而言,要考虑的是,究竟怎么去保护环境和保护环境对化 学提出了什么样的要求? 初学化学时,化学老师告诉我们:化学是一门实践性和应用性很 强的一门科学,生活中无时不刻都有化学现象的发生,化学与我们的 生活息息相关。大二,在学习有机化学时,有机化学老师和实验课老 师在第一节课就告诉我们说: “对于有机化学,不要问哪个有毒,要 问哪个没有毒” 。而且从化学书上看到,化学物质只需要很少的微量 就可以致人于死地,化学的不正当使用导致的危害可见一斑。 据最近的一份科学报告称:一种新的污染物正在破坏环境,并悄 悄的向人类袭击,科学家称它为环境激素,是一种外因性的内分泌干 扰物质,它可以危害生物体的生殖机能也可能引发肿瘤。激素一般是 指在生物内分泌的物质,而环境激素则是一种存在于环境中、具有类 似动物激素作用的化学物质。 这种环境激素会扰乱体内调节各器官工
作的激素,扰乱内分泌物质,还可能损害人体的生殖机能,甚至引发 肿瘤。人体内约有 60 亿个细胞,在人的一生中这些细胞会不断地分 裂。人体常常通过外分泌腺(汗腺)和内分泌腺(甲状腺、性腺)分 泌一些物质,保持内部生理机能的平衡。其中内分泌所产生的微量物 质就是激素,如性腺分泌性激素,它可刺激人的生长发育和生殖系统 的成熟。环境激素并不直接发生毒害作用,它只是扰乱生物体内激素 的合成、激素物质在体内的信息传递。可怕的是,这些环境激素只要 有微小的剂量,就足以影响到生物的正常生长和发育。被列为环境激 素的化学物质在几十种,如臭名昭著的二恶英、多氯联苯、石棉、汞 和 DDT 等。 在联系到我们生活中:由于化学反应的不加节制的破坏,在水资 源日益受到污染的今天,一些价格不菲的饮料、矿泉水等等水商品吸 引了众多的消费者。毫无疑问,优质矿泉水、纯水比起一些受严重污 染的自来水或乡村的井水、污水等,喝起来让人放心得多。但是,无 论是矿泉水、纯水或饮料,对人体健康的作用,都无法取代天然水或 无污染的自来水。饮料虽然给人较好的口感,也有一定的营养,但一 般都含有较多的糖和色素, 过量的糖和色素会转化为脂肪, 引起肥胖, 或使人患糖尿病。从石油或煤焦油中提炼的色素,更是潜在的致癌物 质。 逢年过节时,人们总是喜欢燃放鞭炮庆祝,鞭炮的原料是火药, 主要成分为硫磺、炭粉、火硝(硝酸钾)或氯酸钾。烟花炮或烟火是 在火药中按一定配比另外加入镁、铝、锑等金属粉末和硝酸锶等硝酸
盐制成的。燃放烟火时,不同的金属或金属离子会产生不同的颜色。 鞭炮或烟火点燃后, 它一边迅速燃烧、 爆炸, 喷射出五颜六色的火焰, 一边产生大量的二氧化氮、二氧化硫、二氧化碳、一氧化碳等有害气 体和各种金属氧化物的粉尘,造成空气污染。其中二氧化氮和二氧化 硫具有极强的刺激性和腐蚀性,它们会刺激人的呼吸道,使人咳嗽, 引起气管炎等疾病。 然而对于我们化学专业的学生来讲:在做有机化学实验时,会碰 到很多的有毒物质,不知不觉中损害我们的健康,比如:记得有一次 做乙酰水杨酸的合成实验时,用到乙酸酐,由于有人取药品时,没注 意,洒落出来很多,导致整个实验室的同学都不禁“泪流不止” ,所 以我们更要懂得保护自己,严格规范操作,尤其是不能将化学品倒入 下水道,避免废弃的化学有毒物质污染水,避免化学物质破坏环境。 在实验室,我们应该懂得如何使用最安全的方法完成实验,使用最安 全的方法就是保护环境,学会保护环境就是保护我们自己,因为我们 是离危险最近的人。 面临着这么多的危害,向化学家提出了一项新的严峻的挑战。在 前人的号召下,一个新的理念已经提出,解决这些负面影响的最好办 法是从一开始就不生产有毒的物质和形成废弃物。为此,人们提出了 “绿色化学”(Green Chemistry)和“清洁化学”(Clean Chemistry)等新的 理念。绿色化学改变了传统的“先污染后治理”观念为“污染预防” 为主。 所谓“绿色化学”是指设计对环境没有或者只有尽可能性小的负
面作用,并且在技术和经济上又可行的化学品过程。它是在合成、催 化、工艺、分离等领域实现污染预防的基本的和重要的科学手段。其 研究重点是:设计或重新设计对人类健康和环境更安全的化合物;从 研究、变换基本原料和起始化合物以及引入新试剂入手,探求新的、 更安全的、对环境更友好的化学合成路线和生产工艺;改善化学反应 条件,降低其对人类健康和环境的危害,减少废弃物的生产和排放。 绿色化学体现了化学科学、技术和社会的相互联系和相互作用,是社 会对化学科学发展的新要求。它对于保护人类赖以生存的环境、实现 人类社会的可持续发展具有重要意义。因此,绿色化学实验的理念, 理应成为化学课程与教学改革的重要指导思想。 主要的化学过程可概 括为: (
  1)采用无毒无害的原料; (
  2)采用无毒无害的催化剂采用无 毒无害的溶剂; (
  3)得到环境友好产品。 对于我们学生来讲, 也是最切合我们自身健康利益的是化学实验 的清洁化, 这是指通过一些有效措施使化学实验对实验场所和环境的 污染降低到最低的限度。这些有效措施主要有
  1. 进行密闭实验,对反应产生的气体、液体和固体设法予以收集 和处理,避免敞口操作,防止反应物质逸散到周围环境中。
  2. 在无法密闭实验时,加强回收、通风或其他防护措施。
  3. 加强反应物质的回收利用和消除处理,建立责任制度。
  4. 在设计实验方案时,要尽量避免使用和生成毒性较大的、容易 形成污染的物质,尽量选择污染少的实验方法和实验装置;在无法避 免使用或者产生有害物质和污染的情况下, 实验方案必须包括有效保
护和消害处理措施。 在绿色化学利用方面已经取得了很大的成就,如:关于代替剧 毒氢氰酸原料,Monsanto 公司从无毒无害的二乙醇胺原料出发。 经过催化蜕氢。开发了安全生产氨基二乙酸钠的工艺,改变了过 去的拟氨、 甲醛和氢氰酸为原料的二步合成路线。并因此获得了 1996 年美国总统绿色化学挑战奖中的变更合成路线奖。 综上所述,绿色化学从源头就不使用有毒物质,采用无毒、无 害的原料,在无毒、无害的条件下进行反应,以减少向环境排放 废物,化学反应过程可行,反应后不产生废弃物,充分利用资源和 能源,这样实现了原子的充分利用。充分体现了可持续发展的思 想。 参考文献:
  1.高兆林, 谭丕亨. 绿色化学浅说[J]. 山东化工,19
  99(
  2);
  2.朱清时. 绿色化学和新的产业革命[J]. 现代化工,19
  98(
  6);

  3. 董昌耀,杨士忠.中学绿色化学教育实施策略探讨,化学教育. 20
  02。
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