浅析绿色化学与环境污染治理

刘贝涛长沙市第一中学

浅析绿色化学与环境污染治理

刘贝涛
长沙市第一中学

环境污染治理是全球普遍关注的问题，绿色化学认为应从最原始污染源的预防着手消除污染，是污染治理最有效的方法。

环境污染；绿色化学；污染治理

改革开放之后，我国的化学工业更是获得了空前的繁荣和发展，取得了很大的成就。但是存在诸多问题,如技术落后、能源消耗巨大、原材料和资源使用率低、生产方式粗放等，导致污染严重的不良后果，要改变这种现状，势必要求走绿色化工之路。

1、绿色化学研究概述

1.1 兴起的背景

随着工业技术的发展，环境污染日益严重，世界各国环境保护、环境治理的力度大大加强。但是先发展、后治理的传统理念与方式并未并未使环境问题得到有效缓和，反而愈发严重。为此，人们已经认识到，污染治本举措应主动、从高层次出发，即从源头上杜绝污染的产生。二十世纪六十年代，我国化学农药造成的污染问题开始引起关注。改革开放之后，我国的工业获得了空前的繁荣和发展，人们开始注意到在我国人口和人均物资消费量不断急剧增加的同时，也存在着诸多问题，如能源消耗巨大、生产方式仍旧比较粗放，资源紧缺，污染日趋严重。各类研究人员认识到绿色化学是改善国家环境、健康、经济等的根基，开始关注新能源、新技术，开始探究绿色能源、绿色化学。

1.2 绿色化学的涵义

美国化学会（ACS）提出“绿色化学”(GreenChemistry)概念，认为其就是在化学品的设计、制造和使用过程中减少、甚至消除有毒有害物质的使用或生成。其核心是利用化学原理改变化学反应与化工过程，从源头上提高化学反应效率，对生态环境有毒有害的原料、溶剂和试剂、催化剂等的使用和产生尽量避免，把污染末端幵始治理变为源头就控制，实现化学反应的绿色环保，减少和消除环境污染，进而从根本上解决环境治理问题。绿色化学将传统的化学思维既发展又更新，这一全新的理念得到世界各国尤其是化学界的广泛响应。

2、绿色化学的主要内容与原则

2.1 主要内容

绿色化学指在技术上、经济上可行的化学品和化学过程，要求采用的原料、催化剂和溶剂尽可能无毒无害，通过减少污染、降低有毒气体排放、减少废物副产品的处理，改善人们生活环境。原子经济性最早由美国Stanford大学著名有机化学家Trost提出，是绿色化学的核心内容，是一种新的标准评估化学反应过程。如果原料分子中的原子百分之百地转变成产物，不产生副产物或废物，就是理想的原子经济反应，从而实现原料利用最大化、废物排放最小化甚至“零排放”。其研究内容主要有改革现有工艺过程实现清洁生产、清洁合成产出环境友好产品、设计安全化学品和绿色新材料减少环境污染、提高原材料和能源利用率使用可再生资源等。

2.2 十二原则

绿色化学的研究者们总结出了绿色化学的12条原则：

（1）不让废物产生、提前预防污染；

（2）全部材料使用最大化、化学反应和过程最有效、提高原子经济性最优化；

（3）化学反应中使用和生成的物质无毒性或毒性最小化；

（4）设计化学产品时应尽量实现其毒性最小化；

（5）需要使用辅助剂时，应尽量避免采用有毒有害物质；

（6）在考虑经济利益的同时也考虑生态环境，尽可能使能耗最低；

（7）技术和经济上可行时最大限度地使用可更新原料、可再生资源；

（8）尽量避免衍生反应；

（9）尽可能使用性能优异的催化剂；

（10）尽可能设计使用后易降解为无害物质的化学品；

（11）应发展真正实现在线监测的实时分析方法，监控和避免有毒有害的生产；

（12）选择与使用各种物质时应使化学事故隐患最小化甚至实现零隐患。

以上是国际化学界所公认的绿色化学十二原则，目的是让化学化工清楚对资源利用、化工生产和化学反应的要求，以及提倡降低污染源以及污染的危害。十二原则是近年来绿色化学领域研究内容的充分反映，也是绿色化学未来发展的方向。

3、绿色化学作用

绿色化学是当今国际化学工业研究的前沿领域及主要方向之一，其主要作用如下：

3.1 污染治理

目前，传统的化学化工行业尤其是石油、化工、煤炭等重工业破坏环境严重，导致原有生态失衡，造成重大污染，危害生存环境，威胁人类生存，世界各国对此都高度重视。通过采用新技术大力开发人类最理想的绿色资源和能源，充分利用植物、农作物等再生物质，利用光合作用产生的有机物替代石油品原料，利用取之不尽、用之不竭的太阳能、风能、地热能和海洋能等实现零排放或零污染，促进化工生产的持续发展。这样既可以充分利用资源，又不会对环境造成污染，较好地将传统的“先污染、后治理”变为当今世界众多国家化学发展新方向“从源头上消除污染”，即从化学生产的源头上消除环境污染，使资源得以可持续发展，实现环境保护。

3.2 技术革新绿色化学研究、应用与环境友好化学反应的各种新技术，关注环境保护，使环境可持续良性发展。如使用环保的绿色原料和清洁能源，提高原料的原子使用效率，争取达100%的使用率，实现低污染甚至无污染；采用对环境友好的生物技术、酶技术及基因重组工程等高新技术，合成新的化合物与开发新的化学反应，减少污染排放，乃至实现零排放、无污染，生产出对人体健康、环境友好无害的新产品，能够实现化学反应技术的绿色化。

3.3 优化资源

绝大多数化学工业开发于上世纪，当时由于受技术发展局限，大多为劳动密集型产业，耗能高、原料浪费多、劳动力成本高，排放高，导致大气、水和土壤等环境污染重。原料浪费、能源消耗、污染治理等产生的成本不低，不得不附带于产品成本中，导致产品经济成本抬高。而绿色化学倡导资源节约、提高能源及原材料使用效率、降低新产品经济成本，有利于建设环境和谐型社会、节约型社会。

3.4 节能减排

节能减排就是节约能源、降低能耗、减少污染排放。世界许多国家如美国、日本、中国等国为实现这一目标，制定了与各自环境相匹配的节能减排计划，绿色化学正是实现节能减排和环境保护重要手段之一。在中国，倡导重点领域节能减排，减少废弃物；推进企业节能低碳行动，降低化学生产行业消耗原材料；发展绿色技术与减排新技术应用，减少环境污染，加大环境治理力度，着力增强全民节能减排意识，引导良性循环经济，共创和谐社会，建设美好家园。

4、小结

传统化学逐渐弱化，绿色化学蓬勃发展是目前世界化学工业发展的必然趋势。绿色化学的出现使绿色化工技术和科技产品逐渐完善，采用计算机模拟化学，开发小型化、微型化的绿色实验，实现产物再利用等，是绿色化学未来发展趋势。如今绿色化学的应用越来越广泛，逐渐延伸到如生物学、材料学等其他领域，绿色化学产业飞跃发展。我国的化学化工业应致力于绿色化学的开发和利用，让资源再生变废为宝，源头上减少或消除污染，实现零排放、节能减排的标本兼治环境保护理念，实现可循环经济。

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刘贝涛（1999-），男，湖南娄底人，长沙市第一中学高三年级1418学生，研究方向：化学与金融。