绿色化学之路

方陵生

在一个细雨蒙蒙的下午，美国加州大学伯克利分校的新生亚当·安德鲁杰斯基走出宿舍，来到校园的公共洗衣房，收集衣物纤维样本，寻找衣物上残留的化学阻燃剂——多溴二苯醚。

除了空气，也许当今人类接触最多的就是化学物质。据不完全统计，世界上超过97%的物品都含有化学物质。但是，并没有人确切了解，在迄今投入生产的8.2万种合成化学物质中，究竟有哪些会对我们产生不利影响。事实上，在现代化学诞生的200年里，也没有谁会要求化学家去考虑这个问题。

但如今，像亚当一样的学生越来越多，而且从十几年前开始，美国的一些高校也开始开设绿色化学这门课程。他们正以更新的方式和视角来关注我们周围的化学物质安全。对于绿色化学的未来，我们有理由保持谨慎的乐观态度。

我们生活在一个“毒物泛滥”的世界里

约翰·华纳是一名化学家兼企业家，2001年在麻省大学波士顿分校建立了首个绿色化学博士项目计划。他与童年时代的朋友、现任美国环境保护署（EPA）研发办公室主任的保罗·阿纳塔斯，合著了为化学家寻求可持续设计化合物途径的书籍——《绿色化学：理论与实践》。

华纳的父亲是一位电工，“如果他要进入你家为你换灯泡，那他必须持有相应的资格证书。无论是教师、建筑师还是医生，他们都有与其职业相关的一系列要求，并要对其工作负责。但令人感到悲哀的是，负责设计或制造化学产品的化学家，却不需要承担这样的责任。”

化学试剂、溶剂及其最终产品对人类健康和环境的影响，似乎一直都不在化学家的工作范围之内。在实验室里工作的他们，在护目镜、手套和防护服的重重保护下，可免受化学物质的潜在危害，有毒有害物质及其影响都不是他们需要关注的问题。

如今，不少人已经开始意识到，之前认为会一直被封闭在电视机或塑料玩具等产品里的有毒有害化学分子，极有可能会逃逸出来，对人们的健康造成潜在危害。20世纪末，科学家发现，有害化学分子不仅进入了构成我们周围环境的空气、土壤和水体中，而且还进入了鱼类和哺乳动物体内，包括我们人类自己。研究发现，我们血液中的化学物质种类多达493种。这些化学成分对人体的影响究竟有多大，至今仍是一个未知数，但越来越多的研究显示，一些化学物质会结合在一起并产生反应，破坏我们体内荷尔蒙、蛋白质和其他分子的微妙平衡，最终让我们罹患疾病。

迄今，大约有85%的新化学产品的申请书中都没有任何安全性方面的数据，而6万种化学物质就堂而皇之地走进我们的生活。其中，只有极少数危害特别严重的化学物质被限制，包括阻燃剂中的聚溴二苯醚，以及双酚A，但绝大多数有害化学物质其实并没有受到严格管控。目前在美国，受“有毒物质控制法案（TSCA）”监管限制的只有5种化学物质：多氯联苯、氯氟烃、二恶英、六价铬和石棉。

培养未来的“绿色化学家”

也许在大多数人眼里，化学家的工作通常只是“创造奇迹”，而不是关注公共卫生，但美国加州大学伯克利分校绿色化学中心的研究人员却并不这么认为。该中心担负着三重使命：教育下一代化学家，与政策制定者和公众一起分享化学和毒理学领域内的最新科研成果，进行健康、化学、政策和商业交叉点的跨学科研究。

“我们的目标很崇高，但需要耗费的时间和精力可想而知。”该中心化学教授约翰·阿诺德说，“就如改变人们的某些不良习惯一样，有些改变不可能在一夜之间发生，往往需要几代人的努力，但只要我们的工作有助于推动事情向正确的方向发展，那就是值得的。”

不久前，中心研究人员在一项职业健康调查中发现，旧金山地区一些年轻的汽车维修工突然都患上了严重的周围神经损伤症，很多人最终只能靠轮椅勉强活动。他们之间有一个共同点：都在汽车修理店工作。

调查研究最终显示，罪魁祸首是常用于清洗刹车片的丙酮和己烷溶剂。这些物质被吸进人体后会产生反应，并形成另一种会破坏人体神经纤维的分子。这种有毒气体分子不容易散逸，会对长时间在汽车底盘下工作的维修工造成严重的毒素暴露风险。

阿诺德说：“如果化学家不与毒理学家、经济学家和公共卫生部门的工作人员沟通对话，那根本无法解决这些问题。”当化学家在配制一种新的化合物或聚合物时，他是否该自问：这种东西会对人体产生危害吗？

举个例子，邻苯二甲酸酯这类用于平衡产品的刚性和柔性的化学物质，存在于各种各样的化工产品中，香水、塑料制品、输液导管，甚至是每个人手中持有的信用卡。但如今研究发现，邻苯二甲酸酯与新生男婴女性化倾向增多相关，如美国最常见的出生缺陷之一 的“隐睾症”。

绿色化学的必行之路是对化学领域内一些基本知识和伦理的挑战，也是化学家必须要面对的现实。他们需要通过对基本实验技能和毒理学科学的理解，将其转变为化学家熟悉的语言：分子的结构。

绿色化学中心执行董事、负责课程开发的马蒂·穆尔维希相信，如果化学家能充分了解哪些特定的分子结构会产生哪些特定的效果，他们就能更敏锐地觉察到，哪些新合成的分子可能是有毒的，哪些可能是毒性较小或无毒害作用的。

穆尔维希与加州大学伯克利分校自然资源学院毒理学系的克里斯·弗尔普，设计了专为化学家开设的毒理学课程，约翰·华纳博士认为，有了这样的课程设置，未来将会产生更多良性的化学物质和产品。

化工企业向“绿色化学”转型

当然，“设计”良性且有效的化学分子并不只是理想主义者的空想，包括辉瑞、默克、杜邦、陶氏等化学行业巨头在内，很多大公司也都在向绿色化学迅速转型，并将绿色化学的设计原则应用于研究与发展计划中。“绿色化学之路”不仅会让公司更具竞争力，而且对于环境也更有益。

美国陶氏化学公司通过其慈善基金会，在哈斯商学院设立了一个1000万美元的可持续产品设计项目，引起了学生们对绿色化学的浓厚兴趣。陶氏化学工程师托尼·金斯伯里是哈斯商学院可持续产品设计项目的主管，他说：“我们并不讳言陶氏过去所犯的错误。”几年前，陶氏的化学家发明了一种强度超高的“超塑性”材料，但结果发现约有1%的人对这种材料过敏，结果数百万美元的研发资金打了水漂。对陶氏这样的大企业来说，这点钱当然算不了什么，能显著降低这种风险损失的绿色化学显然对他们更具吸引力。

化学家与化工企业不同，不会因利益而忽略风险。但由于缺乏对毒理学知识和对有害化学物质在生物体体内积累过程的了解，他们设计的一些化学产品不经意间就可能会给人们带来有害影响。避免这类错误，不仅可以节省大量的时间和金钱，而且随着越来越多的消费者重视对所购产品的知情权，化学产品的安全性也愈显重要。

陶氏公司相信，行业将继续向绿色化学方向发展转变，而大公司为保护其品牌，对这方面也会投入更多关注。

除了行业巨头，越来越多的普通人也开始通过各个渠道意识到绿色化学的重要性。美国加州大学伯克利分校的达拉·奥罗克副教授建立了GoodGuide网站，这上面公布了数千种化学物质的毒理学数据。消费者可通过品牌或产品类型，搜索到一些产品中有害化学物质的信息，包括清洁喷雾剂、婴儿湿巾、口红、智能手机……对于搜索到的每一种产品，网站还会智能推荐其他更安全的替代产品。

绿色化学追求的目标不仅仅是透明度，重要的是要有更安全的替代方案。亚当·安德鲁杰斯基在洗衣房里追踪调查的多溴二苯醚阻燃剂已被社会淘汰，然而目前市场上还没有出现真正安全的阻燃剂，只有危害程度稍小一些的替代方案。多溴二苯醚的例子表明了从根本上设计更安全的化学物质和化学产品的必要性。

约翰·华纳对绿色化学运动的影响做了粗略估计——目前市场上约10%的化学物质可能是安全的，还有25%可以被更安全的选择代替，但剩下的65%目前还没有足够安全的备选产品。显然，我们还要重新回到实验室，利用绿色化学家发明的良性分子来满足人们对更安全化学产品的需求。

也许你会对目前的状况感到沮丧甚至绝望，但如今已有越来越多的人加入到绿色化学的改革之路。这样的变革不仅是对人类的未来负责，而且更是对地球的未来负责。相信在不久的将来，我们就能充分感受到绿色化学带来的变化，这个世界应当会越来越好。