绿色化学的进展以及利用

onanabuz

摘要：绿色化学可以简单理解为：研究从一种物质向另一种物质转化的科学。传统化学虽然可以发现人类需要的新物质，但在很多情况下却没有有效地利用资源，既浪费了资源，也产生了大量的废弃物污染环境，在生态环保方面带来很大的压力。因此，发展绿色化学是我国的当务之急。
关键词：绿色化学；物质转换；溶剂
一、 绿色化学的概念和理念
近几年，绿色化学逐渐出现在人们的眼中，绿色化学的最大特点在于，它是在化学反应开始就考虑到污染预防的科学手段，因而过程和终端均为零污染或零排放。由于它在通过化学转化获取新物质的过程中就已经充分利用了每个原料的原子，具有“原子经济性”，因此绿色化学既充分地利用了资源，又有效地防止了环境污染。显然，绿色化学并不是过去对产物或过程污染进行控制或进行处理，所以它区别于那些通过对已产生的废弃物加以处理与利用来治理污染的化学方法，因为这些化学方法都是对已经产生的污染进行控制而不是在化学反应的开始就进行预防。绿色化学可以变废为宝，可使经济效益大幅度提高，它是环境友好型技术的基础，但同时它也更突出对化学基础的研究；绿色化学与环境化学是既相关又有区别，环境化学研究对环境影响的化学，而绿色化学研究与环境友好的化学反应。对于传统化学中那些破坏环境的反应，绿色化学的出现将寻找新的环境友好型反应来代替它们。
二、 绿色化学的产生及普及
19世纪以来，随着化工学科和化学技术的发展，化石燃料等自然资源遭到掠夺式的开采，废水、废气、固体废弃物被随意地大量排放，化肥、农药以及其他许多被认为具有“重要价值”的新物质（如利昂等）被不断开发、生产及应用，其结果导致地球生态环境的急剧变化，各种生态灾害从天而降。于是，越来越多的人对化学技术及其产品产生怀疑和抵制，人们幻想能使用不含任何“化学物质”添加的化妆品，甚至拒绝购买有“人工添加剂”的食品，在西方的媒体中出现了一个新词汇“ChemoPhobia”（化学恐惧症）。在这种情形下，一种倡导人类与环境友好相处的理念——“绿色化学”便应运而生。
绿色化学由美国化学会（ACS）在1991年率先提出，而后迅速得到世界各国的积极响应。其主导思想是实施“环境无害化学”，变当今的污染治理为污染预防，最终实现人类与自然的和谐相处。为此，要求化学反应全过程自始至终追求绿色化，保证危害环境物质的零排放。
然而在绿色化学产生至今的15年以来，应用和普及程度却并不容乐观。随着全球通货的膨胀、资源和能源的短缺、环境污染问题日益突出，世界各国政府以及人们在享受现代科学技术给人们带来巨大便利的同时，也逐渐意识到人们未来面临着巨大的环境问题和资源问题。因此为了唤起人们对环境保护的重视和绿色产品的关注，许多诸如可持续发展、循环经济、绿色产品、绿色化学等词汇大量涌现。尽管当今社会“绿色化学”这个词的使用频率非常之高，政府和一些环境保护的企业一直在尽他们的努力普及绿色化学的概念和理念，但是真正对绿色化学有所了解的非化工专业人员却寥寥无几。
三、 绿色化学的利用
（一） 绿色化学与化工
绿色化工产品要求对环境的影响达到最小化，这包括设计过程中的生命周期分析和循环回收、二次开发利用等。如果一個产品使用中会产生污染，仅仅降低其成本和改进其生产工艺是不够的，化学工业需要思考更多的是产品整个生命周期中的成本与收益，特别要考虑社会和环境的成本。因此，国家在这方面的法律法规对产品的设计是否绿色化具有很大的影响。其中发达国家对化工产品“绿色化”的要求，以及发展中国家在“绿色壁垒”的限制，使得化工产品设计生产的绿色化成为趋势。在绿色化工产品设计时，同时要注重再循环和再利用、降低原料和能量消耗，以及利用计算机技术进行绿色化工产品的设计等原则。
在传统化工生产中，经常要使用到有毒、有刺激并对生态不利的用于合成的原料，对于这些原料的绿色化是提升化工工艺和技术绿色程度的重要手段。例如碳酸二甲酯是近年来受到广泛关注的用途极广的基本有机合成原料，由于其分子中含有甲氧基、羰基和羰甲基，具有很好的反应活性，有望在许多重要化工产品的生产中替代光气、硫酸二甲酯、氯甲烷及氯甲酸甲酯等剧毒或致癌物。绿色氧化剂如氧气、双氧水因最终的氧化产物为水，已经在多类反应过程中替代传统的金属盐或金属氧化物氧化剂以及有机过氧化物，并且使反应条件更加温和，选择性更高。
（二） 溶剂的绿色化及绿色溶剂
化学制品的污染不仅仅来源于原料和产品，也源自产品制造生产过程中使用的物质。最常见的是在反应介质、分离中所用的溶剂。目前广泛使用的溶剂是挥发性有机化合物（VOCs），其在使用过程中有的会引起臭氧层的破坏，有的会引起水源和空气污染，因此需要限制这类溶剂的使用。采用无毒无害的溶剂，代替挥发性有机化合物作溶剂已成为绿色化学的重要研究方向。绿色化学追求在新工艺过程需要限制这些有害溶剂的使用，最好不用，或用环境友好的代替物。对溶剂实现闭环循环，是解决溶剂对人类和环境影响最终解决方法。研究开发出一种无害的绿色溶剂，将会使绿色化学的研究迈进一大步。
四、 总结
绿色化学是化学发展行业的一个趋势，我国应该增加绿色化学科研投资，大力发展绿色化学产业，制造出环境友好型产品，创建资源节约型社会，提前为国家未来而发展做好打算。
参考文献：
[1]秦双琦.浅谈绿色化学化工问题的发展和创新[J].中国化工贸易，2012，（7）.
[2]徐冰，谭宏.浅析当代我国绿色化工技术与工艺进展[J].城市建设，2010，（23）.
[3]王广杰.浅谈绿色化工工艺在我国的发展[J].中国科技财富，2012，（4）.
作者简介：
贾军伟，张涛，浙江省临安市，浙江农林大学。