绿色化学与农业可持续发展

李晓+谢久凤+李海霞

摘 要：该文系统地论述了化学科学的产生和发展历史，化学的应用为人类做出了巨大贡献，同时也产生了负面效应，指出21世纪化学科学发展的新方向——绿色化学。绿色化学是从源头上防止污染，能最大限度地从资源合理利用、环境保护及生态平衡等方面满足人类可持续发展的一门综合学科，是实现农业可持续发展的关键。该文进一步阐述了绿色化学在我国的最新发展领域及其农业应用，通过分析绿色化学与可持续发展的关系，指出绿色化学是实现我国农业可持续发展战略的重要途径。

关键词：绿色化学 发展历程 正负效应 农业可持续发展

中图分类号：F322 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）04（a）-0124-02

“化学”（英语：Chemistry）是“变化的科学”，它是一门研究物质的性质、组成、结构、变化、用途、制法以及物质变化规律的自然科学。化学以实验为基础，具体研究物质的组成、结构、性质、及变化规律，这是化学变化的核心。化学与工业、农业、日常生活、医学、材料等均有十分紧密的联系，如煤、石油和天然气燃烧后产生了二氧化碳等物质。从本质上来讲，化学研究的对象涉及物质之间的相互关系，或物质和能量之间的关联。

1 化学的贡献及负面影响

化学作为自然科学的重要学科之一，其发展历程大致可分为三大阶段：古代化学时期，近代化学时期和现代化学时期。随着科技的进步，目前化学已发展有无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、高分子化学与化学工程学等分支及边缘性的学科。现代化学的高速发展在特定的社会时期为社会做出了巨大贡献。化学科学给生物学、材料、化肥、农药、医药、能源、冶金带来了深远的影响。

化学科技的进步也引发了各种公害和破坏自然环境的问题。例如早期冰箱使用的“氟利昂”气体致冷剂，持续性地严重破坏臭氧层。化学工业发展的环境问题，主要是人造化学物质在自然环境下难以分解，且难以转化成无害物质，在环境中逐渐积累，破坏生态平衡。生存环境的逐渐恶化使人们意识到环境的重要性，环境污染必须要进行治理，而治理环境问题的方法则是要依靠化学方法，依靠科技进步。

2 绿色化学的提出

人类发展存在10个主要环境问题（全球变暖、大气污染、臭氧层破坏、生物多样性减少、环境公害、土地退化和沙漠化、海洋污染、淡水资源污染、森林锐减以及有毒危化学品）日益突出，都是与化学产物的污染有关。发展绿色化学有可能是解决人类可持续发展过程中遇到的人口、资源和环境挑战的重要途径。

“绿色化学”是在20世纪90年代提出的，其核心就是利用化学最经济原理和技术来防止环境污染，它从源头上避免和消除对生态环境有毒有害的原料、催化剂、溶剂和试剂，力求使化学反应是有原子经济性，实现废物的零排放。“绿色化学”也称为无害化学、环境友好化学和清洁化学，在此基础上发展起来的技术称之为绿色技术、环境友好技术和清洁生产技术。绿色化学是发展生态经济、工业及生态农业的关键，是实现农业可持续发展的重要组成部分，包括：（1）实现原料的绿色化；（2）提高反应的选择性；（3）催化剂的绿色化；（4）溶剂的绿色化。绿色化学彻底跳出了那种先发展后治理的怪圈，抛弃了发展经济以牺牲环境为代价的低级发展模式，进而采用绿色与环境友好相容的绿色发展模式，满足了现代农业、地球及人类可持续发展的绿色愿景及时代要求。

3 绿色化学的应用领域

我国学者已经对绿色化学作了系统论述。笔者认为我国绿色化学应选择5大领域进行突破，尤其是与人类生活密切相关的农业领域，以便大力促进我国绿色化学的发展，从而承担起我国在世界环境保护中所应尽的责任及义务，为全世界人民谋福利。

3.1 高效低毒农药

高效低毒农药逐步替代传统的有机农药已成为现代农药发展的趋势，是解决农药环境污染问题的关键所在。我国目前使用的农药多为高毒品种，生产过程也有公害，使用高效低毒农药势在必行。未来，我国将建立全面详实的农药残留和环境毒理学数据库，通过分子设计技术，创制全新的生态友好型农药。

3.2 生态生物肥料

目前农作物对化肥的吸收利用率较低，而且易造成土地贫瘠化，约有一半以上的化肥随地下水流失，对环境造成污染，为了适应生态农业的发展，生态肥料的开发将是优先发展方向。该肥料可被微生物分解吸收，再把排泄物供农作物吸收利用，既具有很高的肥性，又可以改良土壤。近几年有机复合（混）肥是发展迅速，它主要是集生物肥、有机质及无机营养为一体，既发挥了生物菌的活化土壤、转化土壤养分的功能，又利用有机物质培肥土壤、改良土壤的特点。

3.3 生物物质的化学转化

生物质包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物为食物的动物及其生产的废弃物，如农作物、农作物废弃物、木材、木材废弃物和动物粪便。目前95%以上的有机化学品来自煤和石油，其生产过程带来了很大的环境负面影响。地球上的绿色植物每年产生的碳氢化合物高达300亿吨以上，能量储备相当于8万亿吨煤或800亿吨石油，而且可以在自然环境中降解，将生物物质用作化学原料和能源是绿色化学的战略目标。据此计算，生物物质中有90%的有机物可以转换为沼气，沼气燃烧产生能量。可以将秸杆制作成为饲料，用动物粪便制取沼气，沼渣用于食用菌栽培，沼液制成无公害液体肥料，从而综合利用生物物质再生资源制取沼气及其副产物，提高经济效益。

3.4 无污染可降解塑料其种类

塑料在农业生产中用作地膜，给农业生产带来迅猛发展，使农作物在任何季节均能结果，丰富了农产品供应品类，满足了人民生活多样化消费需求。然而，传统塑料属于高分子化合物，极难降解。随着使用地膜栽培年限的延长，残留地膜越积越多，“白色污染”带来的环境污染危害对农业可持续发展构成严重威胁。采用可降解塑料是使“白色垃圾”处理达到减量化、资源化和无害化最有效的办法，这种塑料能够在光和生物双重作用下协同双降解。

4 绿色化学是农业可持续发展的有效途径

随着科技的发展以及生产和生活方式的转变，世界各国都在不断探索人类社会发展的可持续途径。21世纪，一些发达国家和国际组织相继强调绿色化学及其发展理念是环境管理体系中的一个关键的环节和重要组成部分。人类必须重视环境问题与人类社会的发展协调，人类需要从工业文明的发展模式转向生态文明的模式，并逐渐最终成为可持续发展模式。

我國是世界上最大的发展中国家，目前存在人口多、经济转型慢、生态环境脆弱等突出问题。纵观我国农业发展，存在的问题很多，例如：40%以上国土面积受到酸雨污染；盲目使用农药和化肥，土壤贫瘠化加剧，水体“富营养状态”，废弃塑料“白色污染”，水源及土壤重金属污染等，以上这些突出问题严重威胁我国人民生产和生活水平提高，制约着我国经济的健康发展。而要彻底治理环境污染和实现农业健康发展，根本出路就是基于社会、经济、资源与环境协调要求，依靠科技创新，重点开发高利用率无污染的生态肥料和高效低毒的生态农药，以及绿色粮储、加工以及农副产物高附加值等转化技术，才能解决社会经济增长与资源环境制约的矛盾，实现农业可持续发展。

参考文献

[1] 朱清时.绿色化学的进展[J].大学化学，1997，12（6）：7-11.

[2] 闵恩泽，吴巍.绿色化学与化工[M].北京：化学工业出版社，2000.

[3] 林松柏.绿色化学与可持续发展[J].福建化工，2001（1）：38-41.