浅议提倡绿色化学的必要性及实施途径
2018-12-20邓忆
邓忆
摘要:目前化学工业面临着巨大的挑战,其中之一就是如何处理其产生的废弃物。绿色化学当此情况,应运而生,从源头解决化工污染问题。基本即基于此展开论述。
关键词:绿色化学;严峻挑战;必要性;途径
目前化学工业面临着巨大的挑战,其中之一就是如何处理其产生的废弃物。若单独处理数量庞大的废弃物无疑是极为耗损人、才、物力。绿色化学当此情况,应运而生,从源头解决化工污染问题,对构建两型社会具有深远意义。基本即基于此展开论述。
1、现代化学面临的挑战
作为一门开创时间不过300年的自然科学,化学与工业、农业、医学、材料等均有十分紧密的联系,而现代日常生活更是到处可见与化學相关的工业品。可以说,没有化学工业的兴起,就没有现代人如此丰富的物质生活。
我们的衣、食、住、行无一不与化学有着或浅或深的联系。
我们日常吃的主食,在其生长过程中,难以避免会施用化肥、农药等化学制品。年轻人爱吃的零食,在其加工过程中,更是离不开食用香精、防腐剂、味精、色素等各种食品添加剂-----其间的大多数,是依靠化学合成方法,或者是化学分离方法制造而成的。医药方面,手术器具多半进行了化学加工,日常使用的通过化学方法合成的药品占药品总数更是超过95%。
又如大家所居住的房屋,无论是水泥、石灰,还是塑料、玻璃、合金等,无一不是化学制品?更遑论那些每天都用到的生活日常用品,牙刷、杯子、清洁用品、化妆品,无一不与化学有千丝万缕的关系。
我们现在所穿的衣物,有哪一件没有合成纤维?又有哪一件没有进行化学处理?而我们日常出行,走过的马路是柏油和混凝土,乘坐的车辆有合金与合成橡胶,更别提汽油、柴油、润滑油的使用了。
然而,化学带给人类繁荣与便利的生活同时,给人类也带来了危难。众所周知,传统化工的制作与生产过程,往往伴随着大量“三废”的产生,严重污染着我们赖以生存的环境。据不完全统计,每年全球新产生的有害废物就有3至4亿吨之多,危害程度可见一斑,人类生存受到了严重的威胁。如何解决化学工业造成的污染已经成为现代化学工业继续发展下去所面临的严峻挑战。
因此,为了应对化学所面临的挑战,提倡绿色化学是刻不容缓!
2绿色化学的概念及特点
绿色化学,也被人们称作"清洁化学"环境友好化学"""环境无害化学"等。
根据美国《绿色化学》(GreenChemistry)杂志的定义,绿色化学具体所指,即在制造与应用化学产品时,要坚持高效利用原则使用原料,或者尽可能地使用可再生原料,同时避免使用危险有毒的溶剂与试剂,以此来达到消除废物的目的。绿色化学不同于环境保护,它不是一种被动的治污行为,而是从源头干预,积极主动地去防止化学污染,从根子上切断污染。故而,大家也把绿色化学,称作是一种更高层次的环境友好化学。绿色化学发展到今天,内涵与外延得到不断丰富,作为一种保护环境的化学技术,它通过对自然能源的巧妙运用,实现节能节源、减少废弃物排放的多重目的。
绿色化学主要具有以下四个特点:一是对资源与能源充分利用,倡导采用无害无毒的原料;二是反应条件需在无害无毒标准治下,力求最大限度地减少环境的废物排放;三是主张提高原子的利用率,试图令全部作为原料的原子悉数被产品消纳,从而实现"零排放";主张输出有利于人体健康、社区安全、环境保护的环境友好的产品。
而绿色化学的最大特点,则是在源头就采取预防污染产生的现代科技手段,最终达到无论过程、还是终端,都实现污染零排放的目的。
3实现绿色化学的必要性及其实施途径
3.1必要性
第一,实行绿色化学能够推动我国绿色经济的发展。绿色化学能够减少化工生产中原料的损耗,从而在一定程度上减少生产成本。传统的化工生产原料消耗量大,同时由于流程反应原理不合理,产生了不必要的损耗。
第二,实行绿色化学是保护环境的有效途径。化工生产中不合理的生产流程会导致废水、废气、废渣(也就是我们所说的“三废”)的大量产生,而不彻底的净化使之无法达标排放,从而给环境造成不可预测的危害。
3.2实施途径
绿色化学的研究对象,重点围绕溶剂、催化剂、原料、化学反应和产品的绿色化而开展的。因此,绿色化学可围绕以下几点来实施。
一是强化绿色化学意识:绿色化学不同于传统的化学,它是将绿色理念贯穿于化学过程的始终,令设计、合成、分析等化学加工的每个环节都与环境相容不斥,无毒无害。 贯彻绿色化学意识,对于新型绿色产品的研发、绿色化工流程的制定以及“原子经济”的实行都有相当大的益处。
二是采用无害无毒的原料:在传统化工制造过程中,为令中间体具有进一步转化所需的官能团和反应性,仍会选择以含有剧毒的光气、氢氰酸等为原料。为了人类健康和美好环境,公众越来越倡导选择采用无毒无害的原料代替含毒有害的化工产品。
三是设计、应用“原子经济”反应路线:“原子经济”就是最大限度地利用原料分子中的每一个原子,使之与目标分子相互结合,不产生任何废物或者副产物,真正的零排放。
四是使用无毒无害的催化剂:当前,烃类的烷基化反应一般使用三氯化铝、氧氟酸、硫酸等液体酸催化剂,其共同缺点是对设备的腐蚀较为严重、对人身有危害,并向环境输入大量的废渣,严重污染环境。而无毒无害的催化剂无疑会改善生产环境,同时减少副产物的产生。
五是使用无毒无害的溶剂:与化学品制造相关的大量污染问题,不单来自原料和产品,还来自其加工制造过程。最常见的是在反应介质、分离和配方中所用的溶剂。虽然水是最绿色的溶剂,但对于有机化工工业来说,却不能使反应物很好地溶解。因此化工工业通常选用各种有机溶剂,然而有机溶剂的挥发性和毒性较大,此时选择以无毒无害的溶剂来代替挥发性有机化合物作溶剂,已变得刻不容缓。
开发和应用绿色化学工艺,已成为现代化学工业的发展趋势和前沿技术,是实现可持续发展的关键。“绿色技术”已成为本世纪化工技术的学科前沿和应用热点,其发展必然会推动人类社会的进步,创造以更美好的人居环境。
参考文献:
[1]吴泳.绿色化学──化学教育的新课题[J]. 化学教育. 1998(08)
[2]王秀娟,张延昌,王娅娟. 浅谈绿色化学[J]. 山东教育学院学报. 2003(05)
[3]和英.绿色化学大有可为[J]. 今日科技. 1999(11)