綠色化工的發(fā)展

1、論文題目 編號(hào)2012321304畢業(yè)論文（2016屆本科）題 目：綠色化工的發(fā)展專 業(yè):化工工程與工藝（石油化工方向）學(xué) 院：化學(xué)化工學(xué)院班 級(jí)： 2012 級(jí)化工（3）班作者姓名：霍雙才指導(dǎo)教師：王麗朋職稱:助教完成日期： 2016 年 5 月 25 日隴東學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）誠(chéng)信聲明本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)），是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果， 成果不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭(zhēng)議，除文中已經(jīng)注 明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果

2、由本人承擔(dān)。作者簽名：二。一六年 月目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 1緒論3化學(xué)發(fā)展中帶來(lái)的污染 4全球十大環(huán)境問(wèn)題4人類早期對(duì)待污染的對(duì)策 6廢物處理與處置的發(fā)展過(guò)程 6 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 2綠色化工的概述7綠色化學(xué)與綠色化工 7綠色化學(xué)7綠色化工9綠色化工的興起10世界各國(guó)重視綠色化學(xué)與化工 10綠色化工的12條原則 12綠色化工與可持續(xù)發(fā)展 12傳統(tǒng)化工面臨的挑戰(zhàn) 13 HYPERLINK l bookmark12 o Current Do

3、cument 3化學(xué)化工技術(shù)綠色化15設(shè)計(jì)源頭一一原料產(chǎn)物綠色化 15原料綠色化15綠色溶劑16綠色催化劑17綠色化學(xué)品19綠色材料22綠色能源26生產(chǎn)方案合成技術(shù)綠色化 26生物技術(shù)26催化技術(shù)29膜技術(shù)30高級(jí)氧化技術(shù)30微波技術(shù)31超聲波技術(shù)31等離子體技術(shù)32高能輻射加工技術(shù) 33超臨界流體技術(shù)33化工過(guò)程綠色化一一強(qiáng)化技術(shù) 34微化工技術(shù) 34超重力技術(shù)35磁穩(wěn)定床技術(shù)35撞擊流技術(shù)36綠色化工工藝36 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 4綠色化工產(chǎn)業(yè)園區(qū) 37化工園區(qū)37化工園區(qū)的特點(diǎn) 37我國(guó)化工園區(qū)存在的問(wèn)題 38化工園區(qū)的發(fā)展

4、方向 39化工園區(qū)的環(huán)保對(duì)策 39 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 5綠色化工發(fā)展方向的展望 41 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 6參考文獻(xiàn)41 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 7附錄42 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 42綠色化工的發(fā)展霍雙才，王麗朋(隴東學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，甘肅 慶陽(yáng)745000)Developmengt on Green Chemical Inustrry HUO

5、Shungcai,WANG Lipeng(Institute Of Chemical Engineering Of Longdong University,Gansu,Qingyang745000)摘要：隨著社會(huì)發(fā)展速度的加快，傳統(tǒng)化工的高能耗，稿排放，高污染 對(duì)紫云和環(huán)境造成了巨大的負(fù)擔(dān)，從事化工學(xué)習(xí)工作者也不斷受到人們的質(zhì)疑，為改變現(xiàn)狀，大力發(fā)展節(jié)能環(huán)保無(wú)污染的綠色化學(xué)化工已成為目前化 學(xué)化工行業(yè)勢(shì)在必行的趨勢(shì)，由此，本文介紹了綠色化學(xué)化工的起源和綠色 化學(xué)化工的內(nèi)容以及化工園區(qū)和發(fā)展概況，同時(shí)著重介紹了綠色化工從產(chǎn)品設(shè)計(jì)的原料選用以及生產(chǎn)方案和生產(chǎn)過(guò)程到目的產(chǎn)品全套的綠色化，也對(duì)現(xiàn)今化工

6、園區(qū)的現(xiàn)狀和未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了 一些整理分析。希望可以幫到有需要的閱讀學(xué)習(xí)者。關(guān)鍵詞：綠色化學(xué)、綠色化工、化工污染、綠色化工技術(shù)、化工園區(qū)Abstract: with the acceleration of the pace of development of the society, the traditional chemical high energy consumption, release emissions, high pollution in Ziyun and environment caused great burden, engaged in chemical worke

7、rs learning is also constantly being people questioned, to change the status quo, and vigorously develop energy-saving, environmental protection and no pollution green chemistry and chemical industry has become the trend of chemical industry is imperative under the situation. Therefore, this paper i

8、ntroduces the origin of green chemistry and chemical engineering and green chemical content and chemical industry park and development situation, and emphatically introduces the green chemical industry from product design, selection of raw materials and production plan and production process to prod

9、ucts of a full set of green, but also to the current chemical park The status quo and future development trend of the area are analyzed, hoping to help the students who need to read.Key words: green chemistry, green chemical industry, chemical pollution, green chemical technology, chemical industry

10、park1緒論自十八世紀(jì)化學(xué)工業(yè)產(chǎn)生以來(lái)，由于工業(yè)化進(jìn)程的加快，生產(chǎn)過(guò)程中大3量排放的工業(yè)污染物以及化工產(chǎn)品的使用工程造成的二次污染，使人們面臨著日益嚴(yán)重的環(huán)境資源危機(jī)?；瘜W(xué)工業(yè)在促進(jìn)人類進(jìn)步的同時(shí)，客觀上也加 劇了環(huán)境污染和溫室效應(yīng)等負(fù)面效應(yīng)。環(huán)境污染多與化學(xué)化工工業(yè)有關(guān)，例 如臭氧層空洞、酸雨、土壤板結(jié)沙化、水體富營(yíng)養(yǎng)化、白色污染等。面對(duì)環(huán) 境污染和資源匱乏等問(wèn)題日趨嚴(yán)重，人們甚至已經(jīng)有些談“化學(xué)品”而色變 了，面對(duì)種種質(zhì)疑，我們從事化學(xué)化工專業(yè)學(xué)習(xí)工作者不能夠要求非專業(yè)者 以專業(yè)的眼光來(lái)看待問(wèn)題，因?yàn)楫吘够瘜W(xué)化工確實(shí)給人類帶來(lái)巨大便利的同 時(shí)，也對(duì)環(huán)境造成了相當(dāng)嚴(yán)重的破壞，為改變現(xiàn)狀，化

11、學(xué)化工綠色化，實(shí)施 可持續(xù)發(fā)展已成為21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要戰(zhàn)略，由此也催生和促進(jìn) 了綠色化學(xué)化工的快速發(fā)展?；瘜W(xué)發(fā)展中帶來(lái)的污染20世紀(jì)60十年代歐洲的藥物“反應(yīng)停”(Thalidomide)曾被用作減輕孕 婦惡心和嘔吐的藥劑，導(dǎo)致一萬(wàn)多名兒童具有出生缺陷，甚至?xí)a(chǎn)生缺胳膊 少腿或嚴(yán)重畸形嬰兒。在巴西，曾用此種藥治療麻瘋病，導(dǎo)致數(shù)十個(gè)生育畸 形。美國(guó)加利福尼亞州洛杉磯地區(qū)的大霧；賓夕法尼亞州匹茲堡市的黃煙。進(jìn)入20世紀(jì)80年代，探明氟氯姓:對(duì)大氣臭氧層的破壞。會(huì)引起紫外光透過(guò)大氣層，增加照射導(dǎo)致皮癌等。1984年印度波帕爾的化工廠，發(fā)生 甲基異氟酸的大量泄漏，致死約 4000人，傷者無(wú)數(shù)

12、。 1986年4月26日， 烏克蘭切爾諾貝利核反應(yīng)堆爆炸，使放射性物質(zhì)傳播遠(yuǎn)至瑞典。死亡45人， 并使500公里外的兒童甲狀腺癌患者明顯增加。1996年4-6月問(wèn)，英國(guó)利物浦附近的一家化工廠溢出了 704磅二氯乙烯和331, 000磅的三氯甲烷。 90年代由于城市生活垃圾造成的白色污染全球十大環(huán)境問(wèn)題(1 )大氣污染：大氣污染中國(guó)是世界上大氣污染最為嚴(yán)重的國(guó)家，1995年大氣污染造成的經(jīng)濟(jì)損失占總損失的 16.1%。1998年，世界衛(wèi)生組織曾對(duì) 53個(gè)國(guó)家的272個(gè)大城市空氣中的三種污染物(總懸浮顆粒物、二氧化硫、 氮氧化物)指標(biāo)作過(guò)統(tǒng)計(jì)調(diào)查，從而確定了世界十大污染城市名單。它們依 次是：太原

13、、米蘭、北京、烏魯木齊、墨西哥城、蘭州、重慶、濟(jì)南、石家 莊、德黑蘭。(2)臭氧層破壞：臭氧層破壞意味著大量紫外線將直接輻射到地面，導(dǎo) 致人類皮膚癌、白內(nèi)障發(fā)病率增高，并抑制人體免疫系統(tǒng)功能；農(nóng)作物受害 而減產(chǎn)；破壞海洋生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈，導(dǎo)致生態(tài)平衡的破壞。研究表明，臭氧層破壞與氟利昂分解時(shí)產(chǎn)生的氯原子有直接關(guān)系。(3)全球變暖：氣溫上升的原因：人類燃燒煤、石油和天然氣，排放大 量CO2等溫室氣體。由于全球氣候變暖，將會(huì)對(duì)全球產(chǎn)生各種不同的影響， 較高的溫度可使極地冰川融化，海平面每 10年將升高6厘米，因而將使一 些海岸地區(qū)被淹沒(méi)。影響農(nóng)業(yè)和自然生態(tài)系統(tǒng)，威脅人類生存。2007年7月10日，

14、冰島杰古沙龍湖，漂浮的冰川。冰島約 10萬(wàn)平方公里的國(guó)土面積 中約有11哪冰川覆蓋。專家稱，未來(lái)200年間，冰島的冰川將受全球變暖 的影響而消失。(4)海洋污染：目前，世界海洋污染狀況最嚴(yán)重的是波羅的海、地中海、日本的獺戶內(nèi)海、東京灣、美國(guó)的紐約灣等。在這些海域里，海洋生物大量 減少，魚(yú)、貝類瀕于絕跡，有些已變成沒(méi)有生命的“死?！薄Ｄ壳?，我國(guó)大 部分海域的水質(zhì)基本保持良好狀態(tài)。但近岸海域已受到不同程度的污染和生 態(tài)破壞。特別是與大中城市毗連的海域、海灣、入海河口處的污染比較嚴(yán)重。(5)淡水資源緊張和污染：目前約有100多個(gè)國(guó)家被列為缺水國(guó)家。全球 約有14億人喝不到安全的飲用水，有23億人沒(méi)有

15、起碼的衛(wèi)生條件，每天有 6000名兒童死于衛(wèi)生不良引起的疾病。中東 14個(gè)國(guó)家中的9個(gè)已面臨缺水 困境，是世界上缺水國(guó)家最集中的地區(qū)。中國(guó)也是淡水資源缺泛的國(guó)家。七 大河流的污染順序是：遼河 海河 淮河 黃河松花江 珠江 長(zhǎng)江。聯(lián)合國(guó) 環(huán)境規(guī)劃署發(fā)布的全球環(huán)境展望四綜合報(bào)告指出，從全球范圍而言，污 染的水源是人類致病、致死的最大單一原因。世界衛(wèi)生組織( WHO的一項(xiàng) 調(diào)查顯示：全世界80%的疾病是由飲用被污染的水而造成。 全世界50%兒童 的死亡是由于飲用水被污染造成。全世界平均每年有4260億噸工業(yè)廢水和生活廢水排入水體，多數(shù)河流和湖泊都受到不同程度的污染，其中約有40%的河流受到較為嚴(yán)重的

16、污染。(6) 土地沙化：全球陸地面積占60%其中沙漠和沙漠化面積29%全世 界每年有600萬(wàn)公頃土地沙漠化，其中320萬(wàn)公頃是牧場(chǎng)，250萬(wàn)公頃是依 靠降雨的耕地，12.5萬(wàn)公頃是灌溉耕地。土地沙漠化使近1/6的人口生存環(huán) 境受到影響。經(jīng)濟(jì)損失每年423億美元。人類文明的搖籃底格里斯河、幼發(fā) 拉底河流域，由沃土變成荒漠。中國(guó)的黃河，水土流失亦十分嚴(yán)重。中國(guó)的 土地沙漠化問(wèn)題之嚴(yán)重更是令人觸目驚心。近 20年來(lái)我國(guó)土地沙化面積， 平均以每年2460平方公里的速度擴(kuò)展，這相當(dāng)于每年損失一個(gè)中等縣的區(qū) 域面積。我國(guó)荒漠化的土地面積高達(dá) 280多萬(wàn)平方公里，占我國(guó)國(guó)土面積的 近1/3。每年因荒漠化造成

17、的直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá) 540億元。(7)森林銳減：全球森林面積的減少主要發(fā)生在 20世紀(jì)50年代以后，其 中1980年至1990年期間全球平均每年損失森林 995萬(wàn)公頃，約等于一個(gè)韓 國(guó)的面積，森林正以平均每年 4000平方公里的速度消失。近100年來(lái)，中 國(guó)的森林面積已經(jīng)減少了 50%木材蓄積量減少了 33%森林覆蓋率為13.92%, 不到全世界森林覆蓋率30%勺一半，居世界第100位左右。(8)生物多樣性減少：目前地球上大約有1000萬(wàn)3000萬(wàn)種生物物種。 然而由于生態(tài)環(huán)境的破壞，地球上生物物種滅絕的速度比歷史上任何時(shí)候都 快：每年大約有5萬(wàn)個(gè)物種滅絕，平均每天滅絕的物種達(dá)140個(gè)。估計(jì)到2

18、1 世紀(jì)初，全世界野生生物的損失可達(dá)其總數(shù)的 15%30%在中國(guó)，由于人口 增長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的壓力，對(duì)生物資源的不合理利用和破壞，生物多樣性所遭 受的損失也非常嚴(yán)重，大約已有 200個(gè)物種已經(jīng)滅絕；估計(jì)約有 5000種植 物在近年內(nèi)已處于瀕危狀態(tài)，這些約占中國(guó)高等植物總數(shù)的20%大約還有398種脊椎動(dòng)物也處在瀕危狀態(tài)，約占中國(guó)脊椎動(dòng)物總數(shù)的7.7%左右。(9)酸雨成災(zāi)：酸雨降落到河流、湖泊中，會(huì)妨礙水中魚(yú)、蝦的成長(zhǎng)(pH 4.8,魚(yú)類就會(huì)死亡)，以致魚(yú)蝦減少或絕跡；酸雨還導(dǎo)致土壤酸化，破壞 土壤的營(yíng)養(yǎng)，使土壤貧脊化，危害植物的生長(zhǎng)，造成作物減產(chǎn)，危害森林的 生長(zhǎng)。止匕外，酸雨還腐蝕建筑材料，有關(guān)

19、資料說(shuō)明，近十幾年來(lái)，酸雨地區(qū) 的一些古跡特別是石刻、石雕或銅塑像的損壞超過(guò)以往百年以上，甚至千年 以上。全球三大酸雨區(qū)美國(guó)和加拿大地區(qū)、北歐地區(qū)、 中國(guó)南方地區(qū)。我國(guó)重慶、貴州、長(zhǎng)江三角洲、珠江三角洲雨水的 pH值經(jīng)常在4左右。全國(guó)每年由于酸雨污染造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá) 200億元左右。(10)有毒的化學(xué)品和危險(xiǎn)廢物：全世界每年排放的各種工業(yè)廢棄物和城 市生活垃圾約有100億噸，其中5%-10囑于危險(xiǎn)廢物。我國(guó)2002年生活垃 圾年產(chǎn)量約為1.36億噸，工業(yè)固體廢物9.5億噸，其中化學(xué)品等危險(xiǎn)廢物 約1000萬(wàn)噸。由于缺乏有效處理，我國(guó)歷年的垃圾存量已超過(guò)60億噸，全國(guó)660多個(gè)城市中有2/3處于

20、垃圾包圍之中.環(huán)境污染帶來(lái)的后果，1/3哺 乳動(dòng)物面臨滅絕，20%淡水魚(yú)瀕臨滅絕，9%樹(shù)種面臨滅絕，50%珊瑚退 化，80%原始森林遭到破壞，20%人口難以獲得安全飲用水，2/3人口面 臨供水困難和大氣污染，環(huán)境污染對(duì)人體的危害，環(huán)境污染導(dǎo)致生活環(huán)境中 的致癌物質(zhì)越來(lái)越多。1991年至2000年，我國(guó)城市居民中的癌癥死亡率上 升了 18.31%,農(nóng)村居民中死亡率上升了 11.03%。1.3人類早期對(duì)待污染的對(duì)策(1)隨意拋棄法：人類社會(huì)的早期，人口密度小，生活水平低下，精 神文明程度低下，垃圾少且易分解。因此當(dāng)時(shí)的人類對(duì)垃圾的采取隨意拋棄 的方式。(2)深埋或遙遠(yuǎn)拋棄法：隨著人類社會(huì)的發(fā)展，隨

21、意拋棄的垃圾已成為 人們的眼中之釘，因此人們則將垃圾深埋或到遙遠(yuǎn)的荒郊野嶺去拋棄。這就 是所謂的“眼不見(jiàn)為凈法”。(3)異國(guó)他鄉(xiāng)拋棄：目前這已成為嚴(yán)重的國(guó)際問(wèn)題，許多發(fā)展中國(guó)家都 大力抵制這種“侵略”。因此異國(guó)他鄉(xiāng)拋棄法是一種“侵略法”。(4)末端處理法：即生產(chǎn)的過(guò)程或生產(chǎn)出的產(chǎn)品出現(xiàn)污染了，馬上進(jìn)行 處理。如：大氣被污染了，馬上進(jìn)行大氣污染治理；水被污染了，又進(jìn)行水 治理。這是一種消極被動(dòng)的處理方法。1.4廢物處理與處置的發(fā)展過(guò)程(1)環(huán)境保護(hù)治理的三個(gè)發(fā)展階段化工給人們帶來(lái)新生活的同時(shí)，也帶來(lái)了一系列有關(guān)環(huán)境的新問(wèn)題?？v觀世 界環(huán)境治理的發(fā)展，一般來(lái)說(shuō)經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段。最早可以追溯到 2

22、0世 紀(jì)中期。由于人們對(duì)一些化學(xué)物質(zhì)的毒性及致癌性等還不了解，而且對(duì)廢水、廢氣、廢渣的排放也沒(méi)有立法來(lái)限制，所以人們普遍認(rèn)為只要把三廢稀釋排 放就可以無(wú)害，這一階段的環(huán)保對(duì)策可以稱為“稀釋廢物來(lái)防治環(huán)境污染”。 到了第二階段，隨著人們對(duì)化學(xué)品對(duì)環(huán)境危害的了解的深人，制定了環(huán)境法 規(guī)，開(kāi)始限制廢物的排放量，特別是廢物排放的濃度，這階段的環(huán)保對(duì)策就 進(jìn)入了 “管制與控制”的時(shí)代。由于環(huán)保法規(guī)日益嚴(yán)格，于是對(duì)一些廢水、 廢氣和廢渣不得不進(jìn)行后處理才能進(jìn)行排放，這樣就開(kāi)發(fā)了一系列三廢的后處理技術(shù)。隨著1990年美國(guó)通過(guò)了污染防治條例 LthePollutionPreventionAct(PPA),環(huán)保

23、治理也就進(jìn)入了第三個(gè)階段。PPA是美國(guó)全國(guó)環(huán)境保護(hù)的政策，宣稱環(huán)境保護(hù)的首選對(duì)策是在源頭防止廢物的 生成，這樣也就避免了對(duì)化學(xué)廢物的進(jìn)一步處理和控制。(2)導(dǎo)致的八大公害事件：馬斯河谷事件，多諾拉事件，洛杉磯光化學(xué)煙霧事件， 倫敦?zé)熿F事件，四日市哮喘事件， 米糠油事件，水俁病事件，骨痛病事件。(3)人類消除污染的代價(jià)：美國(guó)在1990年，用于三廢污染治理費(fèi)用達(dá) 到1200億美元，占GNP勺2.8%。1992年美國(guó)化學(xué)工業(yè)用于環(huán)保的費(fèi)用為 1150 億美元，用于清理已污染區(qū)域的費(fèi)用為 7000億美元。1996年杜邦(Dupont) 公司的化學(xué)品銷售總額為180億美元，但其中用于環(huán)保費(fèi)用卻高達(dá)10億

24、美元。1998年，我國(guó)用于三廢污染治理費(fèi)用也高達(dá)3700億人民幣。高昂的費(fèi)用使環(huán)境治理陷入困境！ !2綠色化工的概述綠色化學(xué)的核心是利用化學(xué)原理從源頭上消除化工過(guò)程對(duì)環(huán)境的污染， 其理想是采用 原子經(jīng)濟(jì)”反應(yīng)，即原料中的每一原子都轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品，不產(chǎn)生 任何廢物和副產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)廢物的零排放；同時(shí)也不采用有毒、有害的原料、 催化劑和溶劑，并生產(chǎn)環(huán)境友好的產(chǎn)品。因此綠色化學(xué)又稱環(huán)境友好化學(xué)。 在其基礎(chǔ)上發(fā)展的化工技術(shù)和化工生產(chǎn)實(shí)踐，即綠色化工。綠色化學(xué)和綠色 化工，前者屬于理論，后者屬于實(shí)踐，二者相互依存不可分割。綠色化學(xué)與綠色化工綠色化學(xué)綠色化學(xué)的產(chǎn)生促使綠色化學(xué)誕生和迅速發(fā)展的重要事件：美國(guó)1990

25、年通過(guò)了污染預(yù)防 法。這是著眼于源頭污染預(yù)防的第一個(gè)環(huán)境法規(guī)。美國(guó)環(huán)境保護(hù)署污染預(yù)防和毒物辦公室的Dr. Paul T. Anastas創(chuàng)造并定義了綠色化學(xué)專用名詞。1991年，綠色化學(xué)由美國(guó)化學(xué)會(huì)首次提出，美國(guó)環(huán)保局率先在官方文件中正 式采用綠色化學(xué)這個(gè)名稱，從而確立了綠色化學(xué)的重要地位。1995年，美國(guó)總統(tǒng)克林頓設(shè)立了總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)。1997年，美國(guó)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、大學(xué)和企業(yè)聯(lián)合成立了綠色化學(xué)院，美國(guó)化學(xué)會(huì)建立了世界第一個(gè)綠色化學(xué)研 究所(GCI)。1998 年，Dr. Paul T. Anastas 和麻省大學(xué)的 John C. Warner 教授提出了有關(guān)綠色化學(xué)的12條原則，為綠色化

26、學(xué)奠定了理論基礎(chǔ)。綠色化學(xué)的定義綠色化學(xué)又稱環(huán)境無(wú)害化學(xué)(Environmentally Benign Chemistry) 、 環(huán)境友好化學(xué)(Environmentally Friendly Chemistry) 、清潔化學(xué)(Clean Chemistry)。是用化學(xué)的技采和方法去減少或消滅那些對(duì)人類健康、社區(qū) 安全、生態(tài)環(huán)境有害的原料、催化劑、溶劑和試劑、產(chǎn)物、副產(chǎn)物等的使用 和產(chǎn)生。其理想是使污染消除在生產(chǎn)的源頭，原料無(wú)毒無(wú)害，使用無(wú)毒無(wú)害 催化劑和無(wú)毒無(wú)害溶劑.使整個(gè)合成過(guò)程和生產(chǎn)過(guò)程原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)，高選擇性反應(yīng)，對(duì)環(huán)境友好，不再產(chǎn)生廢物，不再處理廢物，環(huán)境友好產(chǎn)品，資源可再生。從根本上

27、消除污染。原子經(jīng)濟(jì)性(Atom Economy)定義：反應(yīng)中最大限度地利用原料分子的每一 個(gè)原子，使之結(jié)合到目標(biāo)分子中，達(dá)到零排放。A + B = C + DA + B = C (無(wú)廢物)原子利用率二(預(yù)期產(chǎn)物的分子量/全部反應(yīng)物的分子量之和)X 100%原子經(jīng)濟(jì)性的最大特點(diǎn)：最大限度的利用原料和最小限度的減少?gòu)U物的 排放。合成效率應(yīng)當(dāng)成為今后合成方法學(xué)研究中關(guān)注的焦點(diǎn)。合成效率包括兩個(gè)方面，一是選擇性(化學(xué)、區(qū)域、非對(duì)映體和對(duì)映體選擇性)；另一個(gè)就是原子經(jīng)濟(jì)性，即原料或試劑分子中究竟有百分之幾的原子轉(zhuǎn)化成了產(chǎn)物。 2.1.1.4綠色化學(xué)的涵義 5 R理論(1)減量Reduction既節(jié)省資源

28、，減少“三廢”的排放。a,減少用量：在保護(hù)產(chǎn)量的情況下如何減少用量，有效途徑之一是提高轉(zhuǎn)化率、減少 損失率。b,減少“三廢”排放量。主要是減少?gòu)U氣、廢水及廢棄物(副產(chǎn) 物)排放量，必須排放標(biāo)準(zhǔn)以下。(2)重復(fù)使用一一Reuse重復(fù)使用是降低成本和減廢的需要。如化學(xué) 工業(yè)過(guò)程中的催化劑、載體等，從一開(kāi)始就應(yīng)考慮有重復(fù)使用的設(shè)計(jì)。(3)回收一一Recycling可以有效實(shí)現(xiàn)“省資源、少污染、減成本” 要求。回收主要包括：回收未反應(yīng)的原料、副產(chǎn)物、助溶劑、催化劑、穩(wěn)定 劑等非反應(yīng)試劑。(4)重生Regeneration既變費(fèi)為寶，節(jié)省資源、能源，減少污染。它要求化工產(chǎn)品生產(chǎn)在工藝設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮到有關(guān)原

29、材料的再生利用。(5)重用Rejection拒絕使用是杜絕污染的最根本辦法，它是指對(duì)一些無(wú)法替代，又無(wú)法回收、再生和重復(fù)使用的毒副作用、污染作用明 顯的原料，拒絕在化學(xué)過(guò)程中使用。綠色化學(xué)的12條原則止環(huán)境污染優(yōu)于污染治理.提高原子經(jīng)濟(jì)性： 設(shè)計(jì)合成方法時(shí)，應(yīng)盡可能使用于生產(chǎn)加工過(guò)程的材 料都進(jìn)入最后的產(chǎn)品中。盡量減少化學(xué)合成中的有毒原料和有毒產(chǎn)物：所設(shè)計(jì)的合成方法都應(yīng)該使用和產(chǎn)生對(duì)人類健康和環(huán)境具有小的或沒(méi)有毒性設(shè)計(jì)安全的化學(xué)品：化學(xué)產(chǎn)品應(yīng)該設(shè)計(jì)的使其有效地顯示受期望的功能 而毒性最小。使用安全的溶劑和助劑：所使用的輔助物質(zhì) (包括溶劑，分離試劑，和 其它物品)在使用時(shí)都應(yīng)是無(wú)害的。提高能源

30、經(jīng)濟(jì)性：化學(xué)加工過(guò)程的能源，應(yīng)該考慮它們的環(huán)境的和經(jīng) 濟(jì)的影響，并應(yīng)該盡量節(jié)省。如果可能，合成方法應(yīng)在室溫和常壓下進(jìn)行。原料的再利用：當(dāng)技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上可行，原料和加工廠粗料都應(yīng)可 再生減少官能團(tuán)的引人：如果可能，盡量減少和避免利用衍生化反應(yīng)，因 為，此種步驟需要添加額外的試劑并且可能產(chǎn)生廢物。新型催化劑的開(kāi)發(fā)：合成方法中采用高選擇性的催化劑比使用化學(xué)計(jì) 量助劑更優(yōu)越。產(chǎn)物的易降解性：化學(xué)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)應(yīng)使它們?cè)诠δ芙K了時(shí)分解為無(wú)害的降解產(chǎn)物，并不在環(huán)境中長(zhǎng)期存在。(11)以降低環(huán)污染為宗旨的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際分析：需要進(jìn)一步開(kāi)發(fā)新的分析方法，使可進(jìn)行實(shí)時(shí)的生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)測(cè)，并在有害物質(zhì)形成之前給予控制。(12)

31、防止生產(chǎn)事故的安全生產(chǎn)工藝：在化學(xué)過(guò)程中使用的物質(zhì)和物質(zhì)形 態(tài)的選擇應(yīng)使其盡可能地減少發(fā)生化學(xué)事故的潛在可能性，包括釋放，爆炸 以及著火等。綠色化學(xué)的特點(diǎn)綠色化學(xué)與傳統(tǒng)化學(xué)：傳統(tǒng)化學(xué)是在評(píng)價(jià)化學(xué)反應(yīng)效率時(shí)，它往往考慮的是收率和選擇性，但難以用來(lái)確定生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的污染物的數(shù)量。 綠色化學(xué)主張?jiān)谕ㄟ^(guò)化學(xué)轉(zhuǎn)換獲取新物質(zhì)的過(guò)程中充分利用每個(gè)原子，具有“原子經(jīng)濟(jì)性”，因此它既能夠充分利用資源，又能夠?qū)崿F(xiàn)防止污染。綠色化學(xué)是關(guān)注在現(xiàn)今科技手段和條件下能降低對(duì)人類健康和環(huán)境有負(fù)面影 響的各個(gè)方面和各種類型的化學(xué)過(guò)程。綠色化學(xué)的特點(diǎn)：(1 )化學(xué)反應(yīng)的原子經(jīng)濟(jì)性。(2)化學(xué)反應(yīng)的清潔 性(3)化學(xué)工藝的循

32、環(huán)性和閉路性。(4)化學(xué)反應(yīng)技術(shù)的可持續(xù)性(5)化工 生產(chǎn)的可持續(xù)性從科學(xué)觀點(diǎn)看：綠色化學(xué)是對(duì)傳統(tǒng)化學(xué)思維方式的創(chuàng)新和發(fā)展；從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)看：綠色化學(xué)為我們提供合理利用資源和能源、降低生產(chǎn)成本、符合 經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的原理和方法；從環(huán)境觀點(diǎn)看：綠色化學(xué)是從源頭上消除污 染，保護(hù)環(huán)境的新科學(xué)和新技術(shù)方法。綠色化學(xué)是更高層次的化學(xué)。綠色化工綠色化工又稱為可持續(xù)發(fā)展化工，是指在化工產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中，從工藝 源頭上運(yùn)用環(huán)保理念，推行源頭消減，進(jìn)行生產(chǎn)過(guò)程的優(yōu)化集成、廢物再利 用與資源化，從而降低了成本，減少?gòu)U棄物的排放，降低產(chǎn)品全生命周期對(duì) 環(huán)境的不良影響。綠色化工使化學(xué)工業(yè)環(huán)境污染的治理，從先污染后治理， 轉(zhuǎn)

33、向從源頭上根治環(huán)境污染。即在獲取新物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)中充分利用參與反 應(yīng)的每個(gè)原料原子，盡可能實(shí)現(xiàn)零排放。傳統(tǒng)化工對(duì)三廢的處理一般為末端 處理，綠色化工與傳統(tǒng)化工最主要的區(qū)別是從源頭上阻止環(huán)境污染，即設(shè)計(jì) 和開(kāi)發(fā)在各個(gè)環(huán)節(jié)上采用潔凈和無(wú)污染的反應(yīng)途徑和工藝。綠色化工利用各種高新技術(shù)，用無(wú)毒、無(wú)公害的合成或天然原料，或者 以可再生資源為原料，實(shí)現(xiàn)原料的綠色化；以綠色化的原料在綠色化的高效催化劑、溶劑、助劑等作用下進(jìn)行原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)綠色化；采 用綠色化的原料，在綠色化的催化劑、綠色化的溶劑和綠色化的助劑作用下, 進(jìn)行最優(yōu)化的反應(yīng)，獲得環(huán)境友好或環(huán)境無(wú)毒無(wú)害的綠色化工產(chǎn)品；使原料 分子中的原

34、子百分之百地轉(zhuǎn)變成所需要的綠色化工產(chǎn)品，不產(chǎn)生廢水、廢氣 和廢渣，從而實(shí)現(xiàn)廢物的零排放，避免污染環(huán)境。0綠色化工的興起綠色化工是隨著綠色化學(xué)的發(fā)展而興起的，主要是將綠色化學(xué)所研究的 基本原理應(yīng)用于工程實(shí)踐中去，在保護(hù)環(huán)境的同時(shí)，獲得經(jīng)濟(jì)效益。綠色化學(xué)追求的目 標(biāo)是從源頭上消除污虬而綠色化工的目標(biāo)則要求是經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益協(xié)調(diào)發(fā)展，可以概括為“三高、低”、“兩小”。所謂“三高”是相對(duì)于經(jīng)濟(jì)效益而言的，就是要求反應(yīng) 要高轉(zhuǎn)化率、高選擇性和高能源利用率。而“三低”是從環(huán)境保護(hù)角度出發(fā)的，要求原料、反應(yīng)介質(zhì)（溶劑）、產(chǎn)品三者都要低毒?！皟尚　本褪且螽a(chǎn)生廢物和副產(chǎn)物要小。綠色化學(xué)與化工是當(dāng)今國(guó)際化學(xué)與

35、化工科學(xué)研究的前沿， 它吸收了當(dāng)代化學(xué)、物理、 生物、材料、信息等科學(xué)的最新理論和技術(shù)，是具有明確的社會(huì)需求和科學(xué) 目標(biāo)的新興交叉學(xué)科。目前，綠色化學(xué)作為未來(lái)化學(xué)工業(yè)發(fā)展的方向和基礎(chǔ)， 越來(lái)越受到各國(guó)政府、企業(yè)和學(xué)術(shù)界的關(guān)注世界各國(guó)重視綠色化學(xué)與化工綠色化學(xué)不僅將為傳統(tǒng)化學(xué)工業(yè)帶來(lái)革命性的變化，而且也必將推進(jìn)綠色能源工業(yè)及綠色農(nóng)業(yè)等的建立與發(fā)展。因此綠色化學(xué)是更高層次的化學(xué)，開(kāi)展綠色化 學(xué)與化工是化學(xué)與化一王領(lǐng)域面臨的一項(xiàng)新挑戰(zhàn)。綠色化學(xué)將使化學(xué)工業(yè)改變面貌，這一趨 勢(shì)將在21世紀(jì)更加強(qiáng)勁，并將出現(xiàn)嶄新的局面。國(guó)際上對(duì)推進(jìn)綠色化學(xué)很 重視，1995年3月16日，美國(guó)總統(tǒng)克林頓宣布設(shè)立“總統(tǒng)綠色

36、化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)” （thePresidentialGre” ChemistryChalleng Awa d ）,并于 1996 年 7 月在 華盛頓國(guó)家科學(xué)院頒發(fā)了第一屆獎(jiǎng)項(xiàng)。這是世界上首次由一個(gè)國(guó)家的政府出臺(tái)的對(duì)綠色化學(xué)實(shí)行的獎(jiǎng)勵(lì)政策，其目的是通過(guò)將美國(guó)環(huán)保署與化學(xué)工業(yè)部門(mén)作為環(huán)境保護(hù)的合作伙伴的新模式來(lái)促進(jìn)污染的防止和建立工業(yè)生態(tài)的 平衡，更確切地說(shuō)，設(shè)立該獎(jiǎng)是為了重視和支持些具有基礎(chǔ)性和創(chuàng)新性，并 對(duì)工業(yè)界有實(shí)用價(jià)值的化學(xué)工藝的新方法，以通過(guò)減少資源的消耗來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)污染的防止。美國(guó)設(shè)立的“總統(tǒng)綠色化學(xué) 挑戰(zhàn)獎(jiǎng)”，首次授予Monsanto公司（變更合成路線獎(jiǎng)）,Do”化學(xué)公司（改變?nèi)軇?反應(yīng)條件

37、 獎(jiǎng)），Roh &10M , Holtapple教授(學(xué)術(shù)獎(jiǎng))，以表彰他們?cè)诰G色化學(xué)領(lǐng)域中的杰出成就。表10-2列出了1996-1999年美國(guó)“總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)”的獲獎(jiǎng)情況，從中可以看到 綠色化學(xué)與技術(shù)的主要內(nèi)容和發(fā)展方向。另外由美國(guó)環(huán)保署P.T, Anastas等編寫(xiě)的綠色化學(xué)叢書(shū)陸續(xù)出版，1996年出版的第一輯副標(biāo)題為“為環(huán)境設(shè)計(jì)化學(xué)”， 1998年出版的第二輯副標(biāo)題為“無(wú)害化學(xué)合成和工藝的前沿”。此外，Anastas 等在1998年出版的綠色化學(xué) 理論與實(shí)踐(Theoryand Pra, ti e) 一書(shū) 中詳細(xì)闡述了綠色化學(xué)的定義、原則、評(píng)估方法及發(fā)展趨勢(shì)使之成為綠色化 學(xué)的經(jīng)典之作

38、。進(jìn)人20世紀(jì)90年代，一個(gè)由日本政府規(guī)劃，旨在防止全球 氣候變暖、在21世紀(jì)重建綠色地球的“新陽(yáng)光計(jì)劃”開(kāi)始實(shí)施，其主要內(nèi) 容為能源和環(huán)境技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)，該計(jì)劃提出了 “簡(jiǎn)單化學(xué)”(simplechemistry) 的概念，即采用最大程度節(jié)約能源、資源和減少排放的簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝過(guò)程來(lái) 實(shí)現(xiàn)未來(lái)的化學(xué)工業(yè)，為了地球環(huán)境而變革現(xiàn)有技術(shù)。該計(jì)劃還指出綠色化 學(xué)就是化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展相結(jié)合，其方向是化學(xué)的發(fā)展適應(yīng)于改善人們健康 和保護(hù)環(huán)境的要求。1997年底，德國(guó)聯(lián)邦政府正式通過(guò)了一個(gè)名為“為環(huán)境 而研究”的計(jì)劃，主要包括三個(gè)主題：區(qū)域性和全球性環(huán)境工程、實(shí)施可持 續(xù)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)及進(jìn)行環(huán)境教育，計(jì)劃的年度

39、預(yù)算達(dá)6億美元，其中將實(shí)施可持續(xù)發(fā)展經(jīng)濟(jì)的部分內(nèi)容交給了化學(xué)工業(yè)。止匕外，德國(guó)聯(lián)邦教育科學(xué)研究和 技術(shù)部還與化學(xué)工業(yè)在研究、技術(shù)開(kāi)發(fā)、教育和創(chuàng)新等方面建立了正常的對(duì) 話，可持續(xù)發(fā)展的化學(xué)被確定為這一對(duì)話的固定主題之一。一種由英國(guó)皇家 化學(xué)會(huì)主辦的國(guó)際性雜志綠色化學(xué)于 1999年1月創(chuàng)刊，其內(nèi)容涉及清 潔化工生產(chǎn)技術(shù)各方面的研究成果、綜述和其他信息，并站在現(xiàn)代化學(xué)研究 的前沿，涵蓋了通過(guò)化學(xué)品的應(yīng)用或加工來(lái)減輕對(duì)環(huán)境影響的所有研究活動(dòng)。近幾年，國(guó)內(nèi)有關(guān)綠色化學(xué)的學(xué)術(shù)活動(dòng)也很活躍。中國(guó)也制定了 “科教 興國(guó)”和“可持續(xù)發(fā)展”戰(zhàn)略，并在1993年世界環(huán)境與發(fā)展大會(huì)之后，編制了中國(guó) 21世紀(jì)議程的政府

40、白皮書(shū)，鄭重聲明了走經(jīng)濟(jì)與社會(huì)協(xié)調(diào)蛀展道路的決心。面對(duì)國(guó)際上興 起的綠色化學(xué)與清潔生產(chǎn)技術(shù)浪潮，有關(guān)部門(mén)和機(jī)構(gòu)也開(kāi)展了相應(yīng)的行動(dòng)。1995年，中國(guó)科 學(xué)院化學(xué)部組織了綠色化學(xué)與技術(shù)一一推進(jìn)化工生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的途徑院士咨詢活動(dòng)， 對(duì)國(guó)內(nèi)外綠色化學(xué)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了大量調(diào)研，并結(jié)合國(guó)內(nèi)情況，提出了發(fā)展綠色 化學(xué)與技術(shù)及消滅和減少環(huán)境污染源的七條建議，并建議國(guó)家科技部組織調(diào)研，將綠色化學(xué) 與技術(shù)研究工作列入“九五”基礎(chǔ)研究規(guī)劃。1997年5月，以“可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題對(duì)科學(xué)的挑 戰(zhàn)一一綠色化學(xué)”為主題的香山科學(xué)會(huì)議第 72次學(xué)術(shù)討論會(huì)在北京舉行， 中心議題為：可持續(xù)發(fā)展對(duì)物質(zhì)科學(xué)的挑戰(zhàn)；化學(xué)工業(yè)中的綠

41、色革命；綠色 科技中的一些重大科學(xué)問(wèn)題和中國(guó)綠色化學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略。1998年在合肥舉辦了第一屆國(guó)際綠色化學(xué)高級(jí)研討會(huì)，此后又陸續(xù)召開(kāi)研討會(huì)。111999年12月，由國(guó)家自然科學(xué)基金委組織在北京舉行了第16次九華科學(xué)論壇，從科學(xué)發(fā)展和國(guó)家需求的戰(zhàn)略高度對(duì) “綠色化學(xué)的基本科學(xué)問(wèn)題” 等舉行了充分的研討，并提出了如何在“十五”期間優(yōu)先安排和部署我國(guó)在 該領(lǐng)域的研究工作的意見(jiàn)。1997年由國(guó)家自然科學(xué)基金委和中國(guó)石油化工總 公司聯(lián)合資助的“九五”重大基礎(chǔ)研究項(xiàng)目環(huán)境友好石油化工催化化學(xué)與 化學(xué)反應(yīng)工程正式啟動(dòng)，項(xiàng)目涉及我國(guó)石油化工的一些重要過(guò)程，按導(dǎo)向 基礎(chǔ)性研究、技術(shù)可行性的初步探索和技術(shù)可行與經(jīng)濟(jì)合

42、理性的重點(diǎn)探索三 個(gè)層次，開(kāi)展采用無(wú)毒無(wú)害原料、催化劑和“原子經(jīng)濟(jì)”反應(yīng)等新技術(shù)的探 索研究，為解決現(xiàn)有生產(chǎn)工藝存在的環(huán)境問(wèn)題奠定了基礎(chǔ)。止匕外，一些院校 也紛紛成立了綠色化學(xué)研究機(jī)構(gòu)。開(kāi)展綠色化學(xué)與化工是造福子孫后代，對(duì)人類健康和生存環(huán)境有益的事 業(yè)。綠色化工的12條原則(1)預(yù)防：防止產(chǎn)生廢物，比最生產(chǎn)后最處理清除更好。(2)原子經(jīng)濟(jì)性，設(shè)計(jì)合成方法時(shí)應(yīng)盡可能使用于與生產(chǎn)加工過(guò)程的材料都 進(jìn)入最后的產(chǎn)品。(3)有害或無(wú)害的化工過(guò)程，設(shè)計(jì)的化工過(guò)程所采用的材料與生成的產(chǎn)物對(duì) 人類與環(huán)境都應(yīng)當(dāng)是低毒或無(wú)毒的。(4)設(shè)計(jì)無(wú)危險(xiǎn)化工產(chǎn)品，設(shè)計(jì)生產(chǎn)的產(chǎn)品性能要考慮限制其毒性。(5)安全的溶劑和助劑，

43、所使用的輔助物質(zhì)包括溶劑分試劑和其他物品應(yīng)是 無(wú)害的。(6)設(shè)計(jì)要講求能，效加工過(guò)程的能源要求應(yīng)考慮它們對(duì)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的影響 并應(yīng)盡量節(jié)省。(7)使用可再生的原料，當(dāng)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上可行時(shí)，原料和加工廠粗料都應(yīng)可 再生。(8)減少衍生物，如果可能，盡量減少和避免利用衍生反應(yīng)，因?yàn)榇朔N步驟 需要添加額外的試劑并可能產(chǎn)生廢物。(9)采用高選擇性催化劑，優(yōu)于使用化學(xué)計(jì)量助劑。(10)產(chǎn)物的降解性要好，化學(xué)品應(yīng)設(shè)計(jì)成使用后容易降解為無(wú)害物質(zhì)的類型。(11)發(fā)展分析方法，對(duì)污染物實(shí)行在線監(jiān)測(cè)和控制，對(duì)有害物質(zhì)在形成前加以 控制。(12)防止事故發(fā)生的固有安全化學(xué)。在化學(xué)過(guò)程中使用的物質(zhì)和物質(zhì)形態(tài)的選 擇。并使

44、其盡可能的減少發(fā)生化學(xué)事故的潛在可能性。包括釋放爆炸及著火等。2.3綠色化工與可持續(xù)發(fā)展綠色化學(xué)給人類社會(huì)和自然環(huán)境帶來(lái)積極影響， 控制污染在時(shí)間上的延續(xù)和 空間上的擴(kuò)展，為可持續(xù)發(fā)展提供促進(jìn)作用；綠色化學(xué)為人類可持續(xù)發(fā)展提供調(diào) 節(jié)和制約的保護(hù)作用。綠色化學(xué)為可持續(xù)發(fā)展提供觀察和監(jiān)測(cè)的規(guī)劃作用。綠色化學(xué)為人類的可持續(xù)發(fā)展提供完整的體系和方式，是可持續(xù)發(fā)展的必由之路。綠 色化學(xué)也是貫徹可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的一個(gè)不可分割的一部分。綠色化學(xué)是可持續(xù)發(fā) 展的核心戰(zhàn)略之一。12傳統(tǒng)化工面臨的挑戰(zhàn)隨著傳統(tǒng)化工的快速發(fā)展，諸如能源危機(jī)和環(huán)境污染等一系列問(wèn)題不斷暴露， 使其迎來(lái)巨大的挑戰(zhàn)。(1)化工資源與能源的危機(jī)

45、：石油、煤和天然氣既可用做能源，也是化工的 起始原料。但隨著人類發(fā)展進(jìn)程加快，可利用的石油、煤和天然氣這些非常規(guī)能 源用盡日期已經(jīng)越來(lái)越近。(2)傳統(tǒng)化工對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染自從工業(yè)革命以來(lái)，環(huán)境問(wèn)題一直是困擾全球各國(guó)的問(wèn)題之一?；瘜W(xué)工 業(yè)的急劇發(fā)展為環(huán)境帶來(lái)巨大的壓力。環(huán)保問(wèn)題越來(lái)越受到人們的關(guān)注。治理日益惡化 的生態(tài)環(huán)境，實(shí)行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，這已成為全球各個(gè)國(guó)家和地區(qū)的共識(shí)?；と龔U對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響：在傳統(tǒng)生產(chǎn)、使用化學(xué)產(chǎn)品的過(guò)程中常產(chǎn)生 大量的三廢，即廢水、廢氣和廢渣。例如，據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前全世界每年產(chǎn)生3億4億噸危險(xiǎn)廢物；而中國(guó)化學(xué)工業(yè)排放的廢水、廢氣和固體廢物分別占 全國(guó)工業(yè)排放總量的22.

46、5% 7.82%?口 5.93%。這些廢物污染了環(huán)境，給人類 帶來(lái)了災(zāi)難，引起了社會(huì)各界的關(guān)注。如廢氣對(duì)大氣的污染，CQ的超量排放使地球變暖，含硫氣體的超量排放形成對(duì)農(nóng)作物有害的酸雨，氯姓:對(duì)臭氧 層的破壞，大氣受鍋爐燃煤、汽車排放物的污染，塑料制品的白色污染等。 還有一些造紙廠、農(nóng)藥廠等排放到江海湖泊的廢水造成嚴(yán)重污染，使水生動(dòng) 植物受到滅頂之災(zāi)，也使農(nóng)田、生活用水受到損害，這些都是人們有日共睹 的事實(shí)。有害化學(xué)品對(duì)人類與生態(tài)環(huán)境的影響：世界化學(xué)化工產(chǎn)品已達(dá)到7萬(wàn)種 之多，化工總產(chǎn)值約1萬(wàn)億美元(中國(guó)約5000億人民幣)?；瘜W(xué)品極大地豐富 了人類的物質(zhì)生活，提高了生活質(zhì)量，并在控制疾病、延長(zhǎng)

47、壽命，增加農(nóng)作 物品種和產(chǎn)量，在食物的儲(chǔ)存和防腐等方面起到了重要作用。但從 20世紀(jì) 50年代起，化學(xué)品產(chǎn)量的劇增和化工產(chǎn)品種類的增多，其對(duì)人類健康的危害 性和對(duì)環(huán)境、生態(tài)的破壞也逐漸暴露出來(lái)。例如，化肥造成土壤的貧瘠化， 有害農(nóng)藥使土壤中有害化學(xué)品通過(guò)生物鏈對(duì)人類生存質(zhì)量的影響等，特別是幾件重大事故的發(fā)生，更引起政府和社會(huì)的警覺(jué)。生產(chǎn)和生活上的不當(dāng)會(huì)反 過(guò)來(lái)影響人類的安全。其中最引人注意的是天然資源的濫采和化學(xué)品的濫用 所引起的負(fù)面作用。例如1961年，在歐洲引起了一起對(duì)藥物 Thalido-mide 的恐慌，婦女在孕期為了減輕惡心和嘔吐而服用這一藥物，卻發(fā)現(xiàn)所生的小 孩帶有嚴(yán)重的缺陷，在嚴(yán)

48、重的情況下，產(chǎn)生缺胳膊少腿或嚴(yán)重畸形，估計(jì)由 此生下的小孩全世界有10000人，其中德國(guó)就有5000人。這一悲劇導(dǎo)致在 新藥上市時(shí)，政府部門(mén)要對(duì)新藥進(jìn)行嚴(yán)格的致畸形藥理試驗(yàn)，這也引起了社 會(huì)關(guān)注合成化學(xué)品作為藥物時(shí)對(duì)人類產(chǎn)生的影響。人們對(duì)環(huán)境問(wèn)題的認(rèn)識(shí)始于20世紀(jì)60年代，女海洋生物學(xué)家 RachaelCarsorS時(shí)發(fā)表了著名的寂 靜的春天(SilentSpringL書(shū)，告誡人們有關(guān)農(nóng)藥(如殺蟲(chóng)劑DDT珀危害。殺 蟲(chóng)劑DDT于1941年上市，開(kāi)始DDT被認(rèn)為是對(duì)人類安全的有效農(nóng)藥。但其 對(duì)生態(tài)環(huán)境的危害直到1962年才被人們察覺(jué)。書(shū)中詳細(xì)地?cái)⑹隽?DDT和其 他殺蟲(chóng)劑對(duì)各種鳥(niǎo)類所產(chǎn)蛋的影響。

49、 使用DDT等殺蟲(chóng)劑后，通過(guò)食物鏈會(huì)使13禿頭鷹的數(shù)量急劇減少，同時(shí)也危及其他鳥(niǎo)類，使原來(lái)百鳥(niǎo)歌唱、葉綠花紅 的春天變得“一片寂靜”。止匕外，這些化學(xué)制劑還會(huì)通過(guò)皮膚、消化道進(jìn)人 人體，使人中毒；也會(huì)在地球大氣循環(huán)的作用下，被帶到世界各地，至在北 極的海豹和南極的企鵝體內(nèi)也能發(fā)現(xiàn) DDT。這本書(shū)也被譽(yù)為警世之作，使得 美國(guó)環(huán)保署于1972年立法禁止使用這些有害殺蟲(chóng)劑。這一事例也說(shuō)明認(rèn)識(shí) 一種化學(xué)物質(zhì)對(duì)生態(tài)的危害性要有一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程。 從20世紀(jì)70年代開(kāi)始， 有關(guān)環(huán)境的認(rèn)識(shí)已逐步變?yōu)檎恼J(rèn)識(shí)與行為。例如聯(lián)合國(guó)對(duì)社會(huì)進(jìn)步的提法，考慮經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)所付出的代價(jià)，在 90年代初提出了 “可持續(xù)發(fā)展”，明

50、確 要考慮子孫后代的發(fā)展?？萍及l(fā)展的基本思考一一可持續(xù)性發(fā)展在人類發(fā)展史中，貫穿著一條推動(dòng)人類進(jìn)步的主線，即對(duì)物質(zhì)世界的認(rèn) 識(shí)不斷深化，改造、創(chuàng)造和利用物質(zhì)的能力不斷提高。依靠這兩方面，20世紀(jì)成為人類社會(huì)高速發(fā)展的100年。不過(guò)，反思之余人們不得不想到同時(shí) 發(fā)生的一個(gè)問(wèn)題，過(guò)去人類過(guò)于自信自己的創(chuàng)造力一定能夠無(wú)限地戰(zhàn)勝自然， 忽視了自然的和自己創(chuàng)造的物質(zhì)對(duì)人類的反作用。回顧人類認(rèn)識(shí)和利用物質(zhì)的歷史，可以看出認(rèn)識(shí)提高的三個(gè)階段，在人類社會(huì)初級(jí)階段，人類活動(dòng)只 為滿足生存的基本需要i而后就進(jìn)一步要求滿足日益增長(zhǎng)的生存質(zhì)量的需要， 即進(jìn)入中級(jí)階段$當(dāng)前人類已開(kāi)始進(jìn)人到高級(jí)階段，要在保證生存安全的前

51、 提下提高生存質(zhì)量。既要保證現(xiàn)今地球上的人，也要保證未來(lái)子孫后代，因 此提出了可持續(xù)性發(fā)展的戰(zhàn)略思想。 人們逐漸認(rèn)識(shí)到可持續(xù)性發(fā)展要依賴科 技進(jìn)步，但并非一切科技都支持可持續(xù)性發(fā)展。只有滿足人類生存、生存質(zhì) 量和生存安全三個(gè)方面的要求，科技進(jìn)步才能夠成為人類不斷進(jìn)步的推動(dòng)力?；瘜W(xué)的創(chuàng)造力的確給人們營(yíng)造了一個(gè)全新的物質(zhì)環(huán)境。這些成果一度使人們樂(lè)而忘憂，一些發(fā)達(dá)國(guó)家的人們毫無(wú)顧慮地改變著和影響著自然。在中 國(guó)，所謂“人定勝天”的理念使人們依照人的意愿做著一些違反自然科學(xué)規(guī) 律的事情。事實(shí)上，任何物質(zhì)和能量以至于生物，對(duì)人類來(lái)說(shuō)都有兩面性。 天然化合物也有其兩面性，g；至其中有的毒性非常強(qiáng)。不論化學(xué)

52、創(chuàng)造的新 物質(zhì)和自然界原有的物質(zhì)，都要合理使用?；瘜W(xué)能夠幫助人們了解化學(xué)物質(zhì) 的性質(zhì)和變化規(guī)律，了解它們兩面性的本質(zhì)，化學(xué)也能幫助人們認(rèn)識(shí)自然界 發(fā)生的各種化學(xué)過(guò)程，使之能夠正確地使用它們和控制它們。例如，通 過(guò)化學(xué)的研究，使人們發(fā)現(xiàn)破壞臭氧層的是氟里昂之類的化學(xué)物質(zhì)。但是， 破壞臭氧層的化學(xué)物質(zhì)并非只有氟里昂， 而且影響臭氧層的也并非都是化學(xué) 品。反而是靠化學(xué)才解決了臭氧層的形成和破壞的機(jī)理，才找到了保護(hù)臭氧 層的途徑。Molina、Rowland和Crutzen就是因?yàn)樗麄冊(cè)谘芯看髿鈱踊瘜W(xué)， 特 別是臭氧層的形成和破壞方畫(huà)所取得的成果而獲得了1997年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)?；瘜W(xué)不僅對(duì)于解決化學(xué)品濫

53、用問(wèn)題上起到關(guān)鍵作用，而且在處理物理的和生物的危險(xiǎn)因素方面也能夠發(fā)揮主要作用。例如，對(duì)受到放射性、紫外線等輻 照的人的處理與治療就是利用整合清除金屬，或者用自由基清除劑、抑制劑 以及細(xì)胞保護(hù)劑等化學(xué)物質(zhì)去阻止對(duì)人體的損傷。環(huán)境問(wèn)題涉及許多方面， 一般的廢氣、廢液、廢渣有其共同性，可用共同的或類似的方法處理，而化 工所產(chǎn)生的污染物千變?nèi)f化，難以用一種或幾種方法來(lái)處理，只能由化工工 作者自己設(shè)法解決。在解決化工污染的方法中有環(huán)保工作者所通用的方法， 更有化工工作者所常用的方法或針對(duì)不同污染物的專用方法，而這些專用方14法還得依靠化工工作者來(lái)開(kāi)發(fā)。在可持續(xù)性發(fā)展的戰(zhàn)略方針指導(dǎo)下，為從根 本上解決問(wèn)題

54、，近十年中提出了清潔生產(chǎn)的概念，它指從原料、生產(chǎn)、使用 過(guò)程整個(gè)過(guò)程都要減少或杜絕污染。定義為“清潔生產(chǎn)是一種新的創(chuàng)造性思 想，該思想將整體預(yù)防的環(huán)境戰(zhàn)略持續(xù)應(yīng)用于生產(chǎn)過(guò)程、產(chǎn)品和服務(wù)中，以 增加生態(tài)效益和減少人類及環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)?！迸c過(guò)去相比：國(guó)清潔生產(chǎn)是從源 頭（設(shè)計(jì)）抓起的，力求污染物不生成。清潔生產(chǎn)強(qiáng)調(diào)從原料到使用的全過(guò)程， 改變了過(guò)去只控制出口污染物濃度的辦法；國(guó)不僅對(duì)生產(chǎn)，對(duì)服務(wù)也要考慮 環(huán)境影響；有望提高企業(yè)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益，更受企業(yè)歡迎；固著眼于 全球環(huán)境的徹底保護(hù)。對(duì)于人們的生活，提倡綠色生活和綠色消費(fèi)，環(huán)保選 購(gòu)多次利用；分類回收，循環(huán)再生；保護(hù)自然，萬(wàn)物共存。這些原則，適

55、用 于生活，也適用于生產(chǎn)，當(dāng)然也適用于化工。清潔生產(chǎn)在化工中的反映被稱 為綠色化學(xué)，綠色化學(xué)是相對(duì)的，至今能使用的綠色化學(xué)新工藝還是局部， 大量又多品種的污染物在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)還將生成，化學(xué)工業(yè)對(duì)環(huán)境還造成復(fù)雜的問(wèn)題。對(duì)于化工，工作者而言。一則力求探究或開(kāi)發(fā)綠色化學(xué)新工藝： 二則對(duì)已有的污染物要想方設(shè)法轉(zhuǎn)化或排除，至少要盡量回收，并減少排放 量或降低排放濃度。在進(jìn)人21世紀(jì)前，世界已經(jīng)認(rèn)識(shí)到人類面臨的五大基 本問(wèn)題是人口、糧食、能源、資源和環(huán)境。在化學(xué)化工領(lǐng)域，認(rèn)識(shí)到化工資 源的短缺危機(jī)與傳統(tǒng)化工的三廢對(duì)污染環(huán)境的挑戰(zhàn)促使各國(guó)政府倡導(dǎo)“綠色化學(xué)與化工”。應(yīng)該說(shuō)，人類從過(guò)于自信人類自己的創(chuàng)造力，忽

56、視自然對(duì)人 類的反作用到重視環(huán)保、倡導(dǎo)社會(huì)與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的道路，正是社會(huì)與文明 的進(jìn)步。3化學(xué)化工技術(shù)綠色化綠色化工的內(nèi)容就是從生產(chǎn)材和料助等所需資源劑到生產(chǎn)再到產(chǎn)品投 入使用，都要求在節(jié)能環(huán)保低（甚至無(wú)）污染，所以對(duì)生產(chǎn)原料以及助劑和 產(chǎn)品，還有合成路線和生產(chǎn)過(guò)程都有相當(dāng)高的要求。設(shè)計(jì)源頭一一原料產(chǎn)物綠色化資源環(huán)境綠色化包括生產(chǎn)原料和所用溶劑、催化劑以及生產(chǎn)的化學(xué)品和 材料還有所需能源等各個(gè)方面。涉及原料的綠色化學(xué)評(píng)價(jià)、原料的起源、原 料的可更新性、原料的危害性、原料選擇的下游影響等。原料綠色化化學(xué)反立中，有許多原料是有毒的，甚至是劇毒物質(zhì)，如光氣、氫氟酸、 氯化物、硫酸二甲酯等。它們的化學(xué)

57、性質(zhì)活潑，以它們?yōu)樵仙a(chǎn)一些傳統(tǒng) 的化學(xué)品已經(jīng)相當(dāng)成熟.工藝簡(jiǎn)單，條件緩和，成本較低，所以沿用至今。 但是，大量使用這些原料將危害從業(yè)人員的健康，并對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。 綠色有機(jī)合成的一個(gè)重要任務(wù)是采用無(wú)毒無(wú)害的或低毒的原料來(lái)代替毒 性大的原料。從綠色化學(xué)的高度來(lái)考慮，作為人類能夠長(zhǎng)久依賴的未來(lái)資源 和能源，它必須是儲(chǔ)量豐富，最好是可再生的，而且它的利用不會(huì)引起環(huán)境 污染。目前世界所需能源和有機(jī)化工原料絕大部分來(lái)源于石油、煤和天然氣15 這些不可再生的資源，石油煉制消耗大量的能量，而氧化過(guò)程是所有化學(xué)合 成中污染最嚴(yán)重的過(guò)程。因此，十分有必要開(kāi)發(fā)石油的替代原料，以減少其 在化學(xué)合成中的使用。

58、如果人類不設(shè)法用可再生的資源去替代它，最終這些 資源將會(huì)不可避免地枯竭，人類就無(wú)法實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。止匕外，人類所面臨 的環(huán)境危機(jī)直接或間接地與這些礦物資源的加工和使用有關(guān)。因此，為了人 類能夠可持續(xù)發(fā)展，應(yīng)該采用可再生的且不會(huì)引起環(huán)境污染的資源去代替現(xiàn) 行的消耗性資源。目前普遍認(rèn)為生物質(zhì)資源將是人類未來(lái)的理想選擇。改變反應(yīng)原料的一般原則如下：(1)考慮原料可能帶來(lái)的危害性或者是 否符合綠色化學(xué)要求：是否有毒有害、是否是低能源原料、對(duì)經(jīng)濟(jì)的影響、 對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響等。(2)要注重可再生資源的利用：注重以廢棄物作原 料、選用可循環(huán)使用的物質(zhì)作原料、利用可再生資源作原料等。在現(xiàn)有的化工生產(chǎn)中，劇毒的

59、光氣和硫酸二甲酯以及氫氟酸仍被作為原料 使用，隨著綠色化工的發(fā)展，已經(jīng)有了很多替代品被研發(fā)并投入使用，還有 綠色氧化劑過(guò)氧化氫的廣泛使用和二氧化碳合成有機(jī)物等技術(shù)開(kāi)發(fā)利用。綠色溶劑化學(xué)污染不僅來(lái)源于原料和產(chǎn)品，而且與反應(yīng)介質(zhì)、分離和配方中使用 的溶劑有關(guān)，人們當(dāng)前所用的溶劑是有揮發(fā)性有機(jī)化合物，在使用過(guò)程中有 的會(huì)引起地面臭氧的形成，有的會(huì)引起水源污染，所以采用無(wú)毒無(wú)害的溶劑 代替揮發(fā)性有機(jī)化合物作溶劑是綠色化學(xué)的重要研究方向。. 1超臨界流體超臨界流體(SuperchticalFluids,SCF),是指處于超臨界溫度和超臨界壓力下的流體，是一種介于氣態(tài)和液態(tài)之間的狀態(tài)。其密度與液體接近，

60、而黏度則與氣體接近。這一流體具有可變性，其性質(zhì)隨溫度和壓強(qiáng)的變化而 變化。(1)超臨界二氧化碳超臨界二氧化碳作為綠色介質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)：惰性：二氧化碳分子很穩(wěn)定，不會(huì)導(dǎo)致副反應(yīng)到目前為止未見(jiàn)報(bào)道.在以二氧化碳為介質(zhì)的各類聚合反 應(yīng)中，未發(fā)現(xiàn)二氧化碳引起的鏈轉(zhuǎn)移現(xiàn)象。溶解能力隨壓力而變化：對(duì)一 種聚合物來(lái)說(shuō) 在一定溫度下超臨界 二 氧化碳?jí)毫?越大 可溶解 的該 聚合物的分子量就越大在聚合反應(yīng)中應(yīng)用這一原理可 以得到特定分 子量 的的產(chǎn)品。 產(chǎn)物易純化：超臨界二氧化碳通過(guò)減壓變成氣體，很容 易和產(chǎn)物分離。完全省去了用傳統(tǒng)溶劑帶來(lái)的復(fù)雜的后處理過(guò)程，同 時(shí)在 反應(yīng)結(jié)束后用超臨界萃取技術(shù)除掉體系中未反應(yīng)的單