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浅谈绿色化学与清洁生产

在现今社会中,一提起化学,很多人都要紧皱双眉,因为他们都认为化学是引起环境污染的源泉。其实,这完全是因为对化学这门科学缺乏全面认识而造成的一种误解。你留心地观察和仔细地思考一下,在我们的衣食住行以及战胜疾病等方面,样样都离不开化学家的帮助,可以毫不夸张地说,人类的生活离不开化学!化学改变了生活,化学改变了世界!

先前,化学在为人类创造财富的同时,也给人类也带来了危难。百余年来,传统的化学工业给环境带来的污染已十分严重,目前全世界每年产生的有害废物达3亿吨~4亿吨,严重威胁着人与自然。因此,绿色化学理念呼之欲出。

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一、何为绿色化学

绿色化学GreenChemistry又称"环境友好化学",在制造和应用化学产品时应能效利用原料,消除废物和避免使用有毒的和危险的试剂和溶剂。绿色化学工艺是指能够保护环境的化学技术,它可通过使用自然能源,避免给环境造成负担、避免排放有害物质,利用太阳能为目的的光触媒和氢能源的制造和储藏技术的开发,并考虑节能、节省资源、减少废弃物排放量。

绿色化学是近十年才产生和发展起来的,它涉及合成、催化、生物化学等专业,内容广泛。绿色化学的核心就是要利用化学原理从源头消除污染。绿色化学的最大特点是在一开始就采用预防污染的科学手段,因而过程和终端均为零排放或零污染。世界上很多国家已把"化学的绿色化"作为新世纪化学进展的主要方向之一。如:部分中药的膏、粉在客观上就是绿色化学。

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二、绿色化学的特点

绿色化学它的主要特点是,1.充分利用资源和能源,采用无毒、无害的原料; 2.在无毒、无害的条件下进行反应,以减少废物向环境排放; 3.提高原子的利用率,力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳,实现"零排放";4.生产出有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境友好的产品。5.利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。6.最理想的化工生产方式是,反应物的原子全部转化为期望的最终产物。

三、绿色化学的原则

绿色化学的研究者们总结出了绿色化学的12条原则,这些原则可作为实验化学家开发和评估一条合成路线、一个生产过程、一个化合物是不是绿色的指导方针和标准。

1.防止污染优于污染形成后处理。

2.设计合成方法时应最大限度地使所用的全部材料均转化到最终产品中。

3.尽可能使反应中使用和生成的物质对人类和环境无毒或毒性很小。

4.设计化学产品时应尽量保持其功效而降低其毒性。

5.尽量不用辅助剂,需要使用时应采用无毒物质。

6.能量使用应最小,并应考虑其对环境和经济的影响,合成方法应在常温、常压下操作。

7.最大限度地使用可更新原料。

8.尽量避免不必要的衍生步骤。

9.催化试剂优于化学计量试剂。

10.化学品应设计成使用后容易降解为无害物质的类型。

11.分析方法应能真正实现在线监测,在有害物质形成前加以控制。

12.化工生产过程中各种物质的选择与使用,应使化学事故的隐患最小。

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四、实现绿色化学的理想途径

1.开发"原子经济"反应

2.采用无毒、无害的原料

3.采用无毒、无害的催化剂

4.采用无毒、无害的溶剂

5.利用可再生的资源合成化学品

6.利用环境友好产品

五、绿色化学与清洁生产

要发展绿色化学意味着要从过去的污染环境的化工生产转变为安全的、清洁的生产。

清洁生产的重点在于,1设计比现有产品的毒性更低或更安全的化学品,以防止意外事故的发生;2.设计新的更安全的、对环境良性的合成路线,例如尽量利用分子机器型催化剂、仿生合成等,使用无害和可再生的原材料;3.设计新的反应条件,减少废弃物的产生和排放,以降低对人类健康和环境产生的危害。绿色化学工艺将使化学工业改变面貌,为子孙后代造福。

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六、绿色化学与可持续发展

可持续发展主要是指既满足当代人的需求,又不损害后代人满足其需求的发展,是科学发展观的基本要求之一。可持续发展实际就是对相关资源、能源持续循坏利用,着重强调生态环境与经济的和谐发展,开发相应的节流措施,提高资源的利用率和转化率。  

1.绿色化学有助于生态环境的可持续发展  

工业化急剧发展的同时,也排放了大量的工业污染物,导致生态环境迅速恶化。绿色化学的基本核心是从源头上阻止污染。它对环境治理的要求,从先污染,后治理转变为开发清洁工艺技术,设计新型绿色工艺流程,开发新型绿色化工产品,减少污染源头。这些对生态环境的可持续性发展都起着至关重要的作用。  

2.绿色化学有助于经济的可持续发展  

传统的经济发展是由资源到产品,人们无穷无尽的向大自然索要资源和能源。这种对资源亵渎带来了严重的环境问题,因此人们便投入大量的资金和人力物力去改善环境。而绿色化学便能从根本上解决这类问题。绿色化学存在许多的实施方法。比如:在设计合成过程时,考虑把合成的成本降到最低,能源、资源消耗最少,合成过程尽量是在常温常压下进行,生成产物的效率也会在一定程度上达到最高,所得产物的可降解性好、易于处理,积极使用可再生原料来代替传统的、耗能大的原料,采用绿色催化剂来加快反应进程等。

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3.如何实现可持续发展  

(1)开发新型绿色化工产品  

所谓新型的绿色化工产品最理想的是采用"原子经济"反应,实现反应的绿色化、无污染,真正的实现废物的 "零排放",最终达到达到无污染,无重金属残留的化工产品。而新型的绿色产品能够真正的实现提高经济效益和环保与合理利用资源、降低原材料的损耗有机结合,实现经济和生态环境的可持续发展。  

(2)加强绿色化学的基础教育  

化学教育者首先要自己树立可持续发展的观念,将绿色化学的观念渗入到化学教育的全过程中。通过教学过程让学生明白“不计后果”式的经济发展终归是没有用的,同时也应该使他们明白地球上的资、能源总会有消耗尽的那一天,我们不能为了谋求发展就大肆浪费,过度使用。

  (3)使用可再生能源  

可再生能源通常包括风能、太阳能、地热能、生物质能、海洋能等。我国可再生能源的开发和利用工作早在上世纪70年代就已开始,起步相对来说算是很早,且经过这多年发展,现在也取得了一定的成绩。近几十年来,由于国家对可再生能源的开发利用重视程度提高,投入人力、物力等的加大,可再生能源开发利用不够的局面有了很大改观,在风力发电、光伏发电、太阳能热利用和生物质能高效利用等方面都取得了明显进展,为可持续发展打下了良好基础。而对于化学工作者,加大科研力度,提高能源的利用率,也为可持续发展提供了很好的条件。  

绿色化学是有效的,也是有益的。21世纪绿色化学的进步将会证明我们有能力为我们生存的地球负责。绿色化学是对人类健康和我们的生存环境所作的正义事业。

实现可持续发展,需要我们加大科研力度,加大相应的人力,物力等的投入,实现新型绿色化工产品的开发和投入使用。需要相关的教育工作者,用绿色化学的,可持续发展的思想教导学生,使学生形成可持续发展的观念,将来更好的投身于国家的建设中。也需要我们开发新型的可再生能源,改善现有技术,提高能源利用率。故而可以说绿色化学在一定程度上,极大的推进了经济,生态环境等的可持续发展。

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