第五节　绿色化学的基本概念与内涵

绿色化学也叫可持续化学（sustainable chemistry），是指利用一系列原理来降低或消除在化工产品的设计、生产及应用中有害物质的使用和产生的科学，或指化学反应和过程以“原子经济性”为基本原则，即在获取新物质的化学反应中充分利用参与反应的单个原料原子，实现废物的“零排放”。绿色化学的核心是利用化学原理从源头消除污染，不仅充分利用资源，而且不产生污染；并采用无毒、无害的溶剂、助剂和催化剂，生产有利于环境保护、社区安全和人身健康的环境友好产品。绿色化学化工的目标是：寻找能够充分利用原材料和能源且对各个环节都洁净和无污染的反应途径和工艺。

一、绿色化学的内涵

绿色化学是当今国际化学科学研究的前沿。它吸收了当代物理、生物、材料、信息等学科的最新理论和技术，是具有明确的科学目标和明确的社会需求的新兴交叉学科。

绿色化学的目标是：在化学过程中不产生污染，即将污染消除于其产生之前。实现这一目标后就不需要治理污染，是一种从源头上治理污染的方法，是一种治本的方法。绿色化学致力于研究经济技术上可行的、对环境不产生污染的、对人类无害的化学过程的设计和应用。即绿色化学是把化学知识、化学技术和化学方法应用于所有的化学品和化学过程，以减少直到消除对人类健康和对环境有害的反应原料/溶剂的使用、反应过程的利用、反应产物的生产和使用，尽可能不生成副产物。也可认为绿色化学是利用化学原理和方法来减少或消除对人类健康、社区安全、生态环境有害的反应原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物的新兴学科，是一门从源头上、从根本上减少或消除污染的化学。

绿色化学概念一经提出就明确了它的现代内涵，是研究和寻找能充分利用无毒害原材料，最大程度地节约能源，在各个环节都实现净化和无污染的反应途径。

简单地讲，绿色化学的现代内涵体现在以下五个方面：①原料绿色化，以无毒、无害、可再生资源为原料；②化学反应绿色化，选择“原子经济性反应”；③催化剂绿色化，使用无毒、无害、可回收的催化剂；④溶剂绿色化，使用无毒、无害、可回收的溶剂；⑤产品绿色化，可再生、可回收。

二、绿色化学与环境保护的差异

绿色化学与环境化学的不同之处在于前者是研究与环境友好的化学反应和技术，特别是新的催化反应技术，如酶催化反应、膜催化反应、清洁合成技术、生物工程技术等，而环境化学则是研究影响环境的化学问题。

绿色化学与环境治理的不同之处在于前者是从源头上防止污染的生成，即污染预防（pollution prevention）；环境治理则是对已被污染的环境进行治理，即“末端治理”，往往治标不治本，只注重污染物的净化和处理，不注意从源头和生产过程中预防和杜绝废物的产生和排放，既浪费资源和能源，治理费用投资又大，综合效益差，甚至造成二次污染。因此，绿色化学的目的是把现有的化学工业生产的技术路线从“先污染、后治理”改变为“从源头上消除污染”。绿色化学是发展生态经济和工业的关键。

三、绿色化学与传统化学的差异

传统的化学及由此形成的化学工业不可避免地是传统发展观的产物。往往只注重原料和产品的价格差，产生了多少效益，从而存在着严重的“原料低价、资源无价”的价格扭曲现象，造成了不同程度的污染。因此，化学界也在不停地思考这些问题。而绿色化学不仅考虑目标分子的性质或某一反应试剂的效率，而且考虑这些物质对人类、对环境的影响，以期减少对人类健康和环境的危害，充分利用资源，求得可持续发展。

绿色化学是化学学科发展的必然选择，是适应人类的需求而逐步形成的，是化学发展的高级阶段。绿色化学与传统化学的不同之处在于前者更多地考虑社会的可持续发展，促进人和自然关系的协调。绿色化学是人类用环境危机的巨大代价换来的新认识、新思维和新科学，是更高层次上的化学。

四、绿色化学与清洁生产

《中华人民共和国清洁生产促进法》规定，“清洁生产是指不断采取改进设计，使用清洁的能源和原料，采用先进的工艺技术与设备，改善管理及综合利用等措施，从源头削减污染，提高资源利用效率，减少或者避免产品生产过程中污染物的产生和排放，以减轻或者消除对人类健康和环境的危害”。

清洁生产和绿色化学的产生反映了人类安全生产和环境保护思想由被动的末端治理到主动源头控制的客观发展过程。清洁生产是绿色化学的重要组成部分和技术应用，而绿色化学是清洁生产技术的重要理论基础。

五、大力发展绿色化学

1.大力发展绿色化学是人类社会可持续发展的必然要求

一个世纪以来，为适应人类社会和工业生产的需要，化学工业取得了十分辉煌的业绩。同时化学工业也向环境排放了大量的污染物，一些化学品被不加节制地滥用，给整个生态环境造成了非常严重的影响。当今全球环境问题与化学工业和化工产品的污染有极大的关系。据美国国家环保署的统计，在所有释放有毒有害物质的工业中，与化学工业相关的产业处于第一位，该行业排放的有毒有害物质是处于第二位的冶金工业的4倍。许多物质排放到环境后，能在环境中残留和积累，对环境造成破坏。另外，化工生产中的偶然事故也会对人类和环境造成突发性的影响。例如，1983年印度Seveso农药厂异氰酸甲酯的泄漏造成2000人死亡，30万人中毒。

人类社会发展到今天已无法离开化学工业。尽管我们处在可怕的白色污染的包围之中，可是如果离开了今天的化学产品，我们的日常生活很难正常进行，尤其是在都市中，这种情况更为突出。发达国家已经或正在将一些有毒有害的化学品生产转移到发展中国家和地区，我国有的地方也把这种生产由城市转移到农村或由沿海转移到内地。这样做的结果无异于是自欺欺人，毁坏整个地球。

因此，我们既要为开创更加美好的生活而发展化学和化学工业，又不能让化学品的生产过程和化学品破坏我们的环境。这就要求我们大力发展绿色化学，这也是人类社会可持续发展的必然要求。

2.发展绿色化学是科学技术和经济发展的需要

在整个工业体系中，化学工业占有很大的比例。在历史上，以制碱法为核心的化学工业的大发展让英国处于兴旺时期。后来依靠煤化工和炼钢业为主的化学工业技术革命，使世界科学技术中心由英国转移到了德国。二战后，美国依靠以石油化工技术为代表的技术创新取得了化学工业的领先地位，使世界科学技术中心由德国转移到了美国。化学工业是美国最大的工业部门之一，1990年的销售额就达2920亿美元，雇员达110万人，是美国少数几个产生贸易顺差的工业部门之一，在所有工业贸易中居第二位。21世纪初，美国化学工业产值约占国民生产总值的35％，化学品出口量占出口产品总量的38％。

很明显，世界各大化学工业公司现在一方面受到生产化学品成本的压力，另一方面也受到国家法律法规的、公众的关于减少环境污染或处理污染物的强大社会压力。它们一方面要想方设法降低成本、提高效益，另一方面又要因为治理污染物而增大成本。

因此，要发展化学工业从而发展经济，就必须寻求新的原理和方法，发展新的技术，以降低化学品生产的显性成本和隐性成本，而绿色化学正好顺应了这一需求。另外，对于一些行业，要治理其产生的污染所需要的费用可能比它本身产生的效益还大很多，如果没有新的原理、新的技术，这些行业就只有停产关门。

综上所述，从科学观点看，绿色化学是对传统化学思维的创新和发展；从环境观点看，它是从源头消除污染，保护生态环境的新科学和新技术；从经济观点看，它是合理利用资源和能源，实现可持续发展的核心战略之一。从这种意义上说，绿色化学是化学工业乃至整个现代工业的革命。所以，我们要大力发展绿色化学。