化学是社会可持续发展的基础

刘海纯

摘要：化学不仅与人们的生活有非常紧密的联系，与信息、生命、材料、环境、能源、地球、空间和核科学等新兴学科也有紧密的联系。没有化学学科的发展，上述新兴学科的建立与迅速发展是难以想象的。社会的可持续发展离不开化学学科。本文对此进行详细探讨。

关键词：社会发展；化学；依赖

中图分类号：G427文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2014）04-020-1

一、化学在推动人类进步和科技发展中起到了核心科学的作用

作为一门基础科学，化学为其他科学技术的发展提供了基础，同时它与其他学科之间的相互渗透对各门学科的发展起了推动作用，还产生了许多交叉学科。

1.为人类进步提供物质基础。进入20世纪以来，人类开始遇到人口增长、资源匮乏、环境恶化等问题。不过在过去的100多年中，化学以其理论和方法通过分析、合成和控制化学过程等手段，在解决这些问题时起到了核心和基础作用。

2.在相关学科的发展中起了牵头作用。化学促进其他学科向分子层次发展，带动其他学科的过程研究，带动了材料科学的发展。化学实验方法学推动其他学科在分子层次上观察和测定物质的变化过程。化学不断研究和建立各种分析和检测方法，检测物质组成、形态、结构、理化性质的原理、方法和技术，推动了各个学科的发展。

二、化学是环境保护事业的强大支柱

1.科学技术是双刃剑。传统化学工业给人类环境带来的污染已十分严重，引起了社会各界的关注，而且物质经化学变化而转化为对人类有用的产品。世界化学化工产品已达到七万种之多。化学品极大地丰富了人类的物质生活，提高了生活质量，并在控制疾病、延长寿命、增加农作物品种和产量、在食物的储存和防腐等方面起到了重要作用。但在生产、使用这些化学产品的过程中也产生了大量的废物，污染了环境，全世界目前每年产生的3～4亿吨危险废物（中国化学工业排放的废水、废气和固体废物分别占全国工业排放总量的22.5%，7.82%，5.93%），给人类带来了灾难，解决污染已成为21世纪人类环境问题的科学挑战。我国的乡镇企业，特别是化工、染料、造纸、皮革等污染较严重的工厂应从环境保护大局出发，一方面研究和改革工艺流程，采用符合绿色化学要求的化学过程，减少和消除污染；另一面要重视现有的废物处理，要严格控制排放标准，解决三废治理问题。做好环境保护，为子孙后代造福，这是对人类负责和关心的态度。

2.绿色化学。绿色化学是指化学反应和过程以“原子经济性”为基本原则，即在获取新物质的化学反应中充分利用参与反应的每个原料原子，实现“零排放”，不仅充分利用资源，而且不产生污染；并采用无毒、无害的溶剂、助剂和催化剂，生产有利于环境保护、社区安全和人身健康的环境友好产品。绿色化学化工的目标是寻找充分利用原材料和能源，且在各个环节都洁净和无污染的反应途径和工艺。对生产过程来说，绿色化学包括：节约原材料和能源，淘汰有毒原材料，在生产过程排放废物之前减降废物的数量和毒性；对产品来说，绿色化学旨在减少从原料的加工到产品的最终处置的全周期的不利影响。绿色化学不仅将为传统化学工业带来革命性的变化，而且必将推进绿色能源工业及绿色农业的建立与发展。

从绿色化学的目标来看，有两方面必须重视：一是开发以“原子经济性”为基本原则的新化学反应过程，另一个是改进现有化学产业，减少和消除污染。

3.光合作用——一个值得各学科共同研究的重大课题。植物的光合作用是地球上规模最大的化学反应，它把太阳光能转变成化学能，把无机物、二氧化碳和水变成有机物并释放出氧气。在生物体内把光能变成化学能的能量传递效率为90%～98%。可以说，植物是地球上的第一生产力。

过去人们不知道光合作用使二氧化碳和水转化为有机物的内在过程。有了更为精确和先进的研究方法、手段和仪器后，化学科学就可能把这一过程搞清楚，这样才能模拟光合作用，让水和二氧化碳作用放出氧气生成有机物。这将为太阳能的利用开辟新途径。

三、未来化学的作用和地位

未来化学在人类生存、生存质量和安全方面将以新的思路、观念和方式发挥核心科学的作用。应该说，20世纪的化学科学在保证人们衣食住行需求、提高人民生活水平和健康状态上起了重大作用。展望未来，人口、环境、资源、能源问题更趋严重，人类的生存会不会成问题？生存质量是会再提高，还是要下降？这些都成为亟待解决的难题。虽然这些难题的解决要依赖各个科学，但是无论如何总要依靠物质基础。那就要优化资源利用，更有效地控制自然和人为的过程，提供更有效、安全的化学品等。在这些方面，未来化学将仍然是提供解决人类进步的物质基础这一难题的核心科学。

化学对人类社会发展作出的贡献是多方面的和全方位的，从人类的衣食住行到高科技发展的各个领域，到处留下了化学研究的足迹，享受着化学发展的成果，特别是进入21世纪，人类社会面临着资源、能源、材料、环境等众多问题的挑战，给化学的进步提供了广阔的天地，即在发展新材料学、新能源与可再生能源科学技术、生命科学技术、信息科学技术及有益于环境的高新技术中，化学都将能发挥十分重要的作用。