绿色化学:为生态安全护航

□余 地

绿色化学:为生态安全护航

□余 地

据统计，我国平均每两天就要发生一次污染事故，在这些污染事件中，化学毒物的排放所导致的事件要占70%。世界上第一座炼焦炉1919年点火，化学污染也随着化学工业的诞生一起开始了。人类需要化学，但不需要化学污染。

生态安全的杀手

化学工业合成的物质，多是生物圈中没有的，同生物体的内环境也不相容，大多具有毒性。化工生产中使用的助剂很多都是重金属，排放到自然环境中进入食物链，对生物的生长和发育也不利。1956年，日本水俣湾附近发现了一种奇怪的病猫，它们步态不稳，抽搐、麻痹，甚至跳海自杀。不久后便发现了患这种病症的人，轻者口齿不清、步履蹒跚、面部痴呆、视觉丧失、手足变形，重者神经失常，或酣睡，或兴奋，身体弯弓高叫，直至死亡，这就是轰动世界的“水俣病”。后查明致病原因，罪魁祸首是在制造氯乙烯和醋酸乙烯过程中使用的含汞的催化剂。常年的工业废水排放，严重污染了水俣湾水体，甲基汞在鱼虾体内积累，人食用后被肠胃吸收，侵害脑和身体其他器官。数十万人因食用了被甲基汞污染的鱼虾得病，至今影响还没有完全消除。

“水俣病”的发生，引起了科学家对化学污染的重视。同样的还有DDT大面积喷洒对鸟类和其它动物的伤害，制造出“寂静的春天”。但人们在生产和生活中向环境排放有毒化学物的现象，至今没有得到有效的遏制。就重金属铅一项而言，1000多年前产量才1万吨，现在已达300万吨，蓄电池、颜料、涂料、磁器、塑料稳定剂都需要用铅。含铅的产品被废弃后，铅就从空气、水、土壤、食品等途径进入人体，积聚在血液和骨骼中。据医学检测，现代人的血铅浓度已达200～300微克/升，比工业革命前增加了200～300倍，到了安全剂量的上限。特别是儿童血铅偏高影响智力，问题很严重。有专家称，这个问题如果不加以解决，再过20年中国人的智力将下降5%。

当今，化学合成的有机物已由上世纪70年代的7万种增加到10万种，产量已突破4亿吨，其中有一半以上没有经过安全性测定。有数据表明，家具和建材中使用的醛类、苯类，严重污染室内空气，引发的呼吸道疾病、过敏、头晕，成了医院门诊的常见病。聚氯乙烯塑料已经充满世界各地，白色污染不但带来环境危机，更难办的是废弃塑料燃烧会产生二恶英，这是一种强致癌物质，毒性极大。一滴二恶英能毒死1000人，30克二恶英能置100万人于死地，毒性远远超过沙林和氰酸钾，科学家称它是“世纪之毒”。世界卫生组织规定的日摄入的安全标准为1～4微克，虽然现在环境中的二恶英极微，但通过食物链的积累，二恶英对人类的健康将是灾难性的。

情寄绿色化学

化学既能创造巨大财富，又能给环境制造灾难，不符合可持续发展原则。化学反应是物质分子的化分和化合，只要设计合理，形成化工循环链，实现绿色生产是完全可能的。例如，柠檬酸是基础化工产品，它是食品、制药的基本原料，用淀粉、糖蜜等发酵生产，排放的污水臭气扑鼻，严重污染环境。如果先将发酵残液中的菌丝体和蛋白质回收，可制成高档饲料。废水进入沼气池产生沼气发电，1吨柠檬酸有机废水产生的沼气，可发电220千瓦时（度）以上。发电后的尾气温度在500℃，可用于溴化钾中央空调或用于热风炉干燥菌渣。废水从沼气池中泵出进行无害化处理，水中的固体废物制成活性颗粒污泥，成为很好的吸污材料。如此一来，则基本做到零排放。

当今，95%以上的有机化学品都来自石油和煤，而它们储量有限，属不可再生能源，开采和加工又严重污染环境。采用可再生的生物质，如淀粉、纤维素、沼气、糖类等取代传统的石油、煤等工业原料进行化学生产，既可保护资源又有利于环境，是绿色化学的重要方向。

绿色化学采用新工艺、新原料、新配方，能合成对环境无毒、无害的绿色产品。如，针对限塑令，科学家开发出新型的、可生物降解的高分子材料制造包装袋，解决了“白色污染”。涂料里含有大量的有毒物质，如苯类、甲醛、重金属铅以及固化剂残留，用于室内装饰严重影响人体健康。德国舒尔茨制漆及涂料公司生产的舒尔茨系列环保涂料，没有上述的有毒物质，获得世界最高环保标准“蓝天使”标志。他们生产的内外墙乳胶漆、水性木器漆、水性磁漆、水性防锈漆等用于家装，可以确保家居安全，国内也有了合作生产的产品。

任重而道远

绿色化学从源头上防止污染的新观念，是解决生态困境的必由之路。从家用清洁剂、燃料、化妆品到胶水，都少不了使用有污染的物质苯、四氯乙烯和三氯乙烯等，家用清洁剂(如清洗剂或去污剂)和装修用料(如粘合剂)已成了人类健康的杀手。现在，用纳米二氧化钛为基质生产的空气洁净剂，已成为消除居室污染的首选。这是中国绿色化学科学家的奉献，但它的高售价却不能让普通百姓都能享用。生物降解塑料筐同用石油产品制造的塑料相比很容易处理，农民在收获草莓或生菜以后，只需采取简单的措施就能让它回归大自然。但它的高价格也让农民在选购时难下决心。

科学家们认为，绿色化学的高成本是普及应用的拦路虎，所以现在绿色化工产品的产量有限，使用的人也不多。例如生物柴油是一种十分环保的燃料，但在价格上却不能同传统柴油竞争，现在全球的产量只有数百万吨，相当于传统柴油消费量的1%。科学家最近用甜菜糖和一种植物油研制出新的生物降解的软化剂和乳化剂，产品无毒无害，在食品工业上也可以使用，同样是由于价格原因，很难被生产厂家接受。利益最大化是现代化生产的法则，绿色化学如不能降低成本，就无法在各国推开。现在，各国科学家正在动脑筋，从生产工艺和原料上下功夫，千方百计地降低绿色化学的成本。

据统计，科学家的智慧在绿色化学上已转化为上千项专利，但要实现产业化，对传统的化工生产进行改造，还需要时日。传统的化工生产，原料是三酸二碱、石油和煤中提取的苯、烃等，这些对环境都是有毒的，到目前为止科学家还没有找到它们的替代品。直接用原子进行化工生产，更是尖端课题，没有上百年的努力恐难实现。