環(huán)境保護(hù)與日常生活中綠色化學(xué)的應(yīng)用,應(yīng)用化學(xué)論文

環(huán)境保護(hù)與日常生活中綠色化學(xué)的應(yīng)用,應(yīng)用化學(xué)論文摘要：當(dāng)今時(shí)代,化學(xué)浸透到人們生活的各個(gè)角落,它幫助人們大大提高了生活質(zhì)量,但同時(shí)它帶來(lái)的害處也成為世界急需解決的問(wèn)題。綠色化學(xué)就是這樣一門(mén)在應(yīng)勢(shì)而生的學(xué)科,它發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造新的能源,利用化學(xué)及其他技術(shù)減少和消除那些對(duì)人類(lèi)健康、生態(tài)環(huán)境有害的物質(zhì)。綠色化學(xué)的興起對(duì)全球的發(fā)展都有著重要的作用。本文關(guān)鍵詞語(yǔ)：綠色化學(xué);化學(xué)與生活;環(huán)境;Abstract：Innowadays,chemistryattachedmuchimportancetothepeopleslife,whichgreatlyimprovedthequalityoflife.Atthesametime,itbroughtheavyproblems,whichbecametheworldsurgentneedtosolvetheproblem.Greenchemistryappearedduringthespecialtime,whichaimedtofindandcreatenewsourcesofenergy,usechemicalandothertechnologytoreduceandeliminatethoseharmfulsubstancestohumanhealthandecologicalenvironment.Theriseofgreenchemistryhadanimportantroleinthedevelopmentoftheworld.Keyword：GreenchemistryChemistryandlifeenvironment;隨著化學(xué)在生活中扮演著越來(lái)越重要的角色,我們的衣食住行已經(jīng)離不開(kāi)化學(xué)了,化學(xué)染料將生活變得五彩繽紛,但同時(shí)不當(dāng)?shù)氖褂?也會(huì)對(duì)身體造成傷害;食品添加劑一定程度上改進(jìn)了食物的色香味,但同時(shí)也讓越來(lái)越多的毒害食品應(yīng)運(yùn)而生;高科技材料讓生活更便利,同時(shí)造成的環(huán)境問(wèn)題不容小覷[1]?；瘜W(xué)是一把雙刃劍,我們只要好好利用才能充分發(fā)揮它的優(yōu)點(diǎn)。綠色化學(xué)就是以愈加健康,無(wú)害的方式使用化學(xué),減少化學(xué)帶來(lái)的危害。1、綠色化學(xué)的基本概念1.1、綠色化學(xué)的概念綠色化學(xué)由美國(guó)化學(xué)會(huì)(ACS)提出,核心是利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的污染;反響物的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物。根據(jù)美國(guó)(綠色化學(xué)〕(GreenChemistry)雜志的定義,綠色化學(xué)是指:在制造和應(yīng)用化學(xué)產(chǎn)品時(shí)應(yīng)有效利用(最好可再生)原料,消除廢物和避免使用有毒的和危險(xiǎn)的試劑和溶劑。而今天的綠色化學(xué)是指能夠保衛(wèi)環(huán)境的化學(xué)技術(shù).它可通過(guò)使用自然能源,避免給環(huán)境造成負(fù)擔(dān)、避免排放有害物質(zhì).利用太陽(yáng)能為目的的光觸媒和氫能源的制造和儲(chǔ)藏技術(shù)的開(kāi)發(fā),并考慮節(jié)能、節(jié)省資源、減少?gòu)U棄物排放量。綠色化學(xué)又稱(chēng)環(huán)境無(wú)害化學(xué)、環(huán)境友好化學(xué)、清潔化學(xué),它牽涉有機(jī)合成、催化、生物化學(xué)、分析化學(xué)等學(xué)科,內(nèi)容廣泛。世界上很多國(guó)家已把化學(xué)的綠色化作為新世紀(jì)化學(xué)進(jìn)展的主要方向之一[2]。1.2、綠色化學(xué)產(chǎn)生的背景隨著現(xiàn)今人口的急劇增加,各行業(yè)的迅猛發(fā)展,全球人類(lèi)正面臨著有史以來(lái)非常嚴(yán)重的環(huán)境危機(jī)。而作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)之一的化學(xué)工業(yè)及相關(guān)產(chǎn)業(yè),其大范圍的普及在為創(chuàng)造物質(zhì)文明做出重要奉獻(xiàn)的同時(shí),在生產(chǎn)活動(dòng)經(jīng)過(guò)中不斷排放大量有毒有害物質(zhì),危害人類(lèi)健康,給全球環(huán)境帶來(lái)不可忽視的威脅[3]。環(huán)境問(wèn)題:全球氣候變暖、核冬天的威脅、臭氧層的毀壞、光化學(xué)煙霧與大氣污染、酸雨、生物多樣性銳減、森林的毀壞、荒漠化。綠色化學(xué)的產(chǎn)生是必然的,我們要為創(chuàng)始美妙的生活而發(fā)展化學(xué)利用化學(xué),而不能讓化學(xué)的過(guò)度使用毀掉了我們的生活環(huán)境。2、可發(fā)展的綠色能源綠色能源也指清潔能源,指的是對(duì)環(huán)境友好的能源,意思為環(huán)保,排放少,污染程度小。包括可再生能源與非可再生能源。華而不實(shí)可再生能源指消耗后可得到恢復(fù)補(bǔ)充,不產(chǎn)生或極少產(chǎn)生污染物。如太陽(yáng)能、風(fēng)能,生物能、水能,地?zé)崮?氫能等。非再生能源指在生產(chǎn)及消費(fèi)經(jīng)過(guò)中盡可能減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染,包括使用低污染的化石能源(如天然氣等)和利用清潔能源技術(shù)處理過(guò)的化石能源,如干凈煤、干凈油等。2.1、太陽(yáng)能太陽(yáng)能是由內(nèi)部氫原子發(fā)生氫氦聚變釋放出宏大核能而產(chǎn)生的能,來(lái)自太陽(yáng)的輻射能量。人類(lèi)所需能量的絕大部分都直接或間接地來(lái)自太陽(yáng)[4]。植物通過(guò)光合作用釋放氧氣、吸收二氧化碳,并把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能在植物體內(nèi)儲(chǔ)存下來(lái)。煤炭、石油、天然氣等化石燃料也是由古代埋在地下的動(dòng)植物經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代演變構(gòu)成的一次能源。地球本身蘊(yùn)藏的能量通常指與地球內(nèi)部的熱能有關(guān)的能源和與原子核反響有關(guān)的能源。2.2、風(fēng)能風(fēng)能蘊(yùn)藏量豐富,是全球水能的10倍以上;風(fēng)能能夠再生,取之不盡,用之不竭。風(fēng)能作為一種清潔、安全的可再生能源,千百年來(lái)一直遭到人類(lèi)的重視,成為21世紀(jì)人類(lèi)理想的能源資源。以風(fēng)電取代煤電,可減少大量污染物的排放量,如:二氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、粉塵等。隨著風(fēng)電技術(shù)的逐步成熟和風(fēng)電機(jī)性能價(jià)格比的提高,使風(fēng)電成本降低,逐步具備了與其他能源競(jìng)爭(zhēng)的實(shí)力。風(fēng)電在某些國(guó)家能源構(gòu)成及消費(fèi)中的比例越來(lái)越高,而且隨著技術(shù)的進(jìn)步,社會(huì)的發(fā)展,這一比例還會(huì)更高層次。風(fēng)能等干凈、可再生能源的開(kāi)發(fā)與利用將成為人類(lèi)施行能源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要舉措與途徑。同時(shí)太陽(yáng)能具有普遍性、無(wú)害性、宏大而長(zhǎng)久等優(yōu)點(diǎn),加大太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)利用,可大大減少煤石油產(chǎn)生的污染物,對(duì)環(huán)境保衛(wèi)起著重要作用。2.3、水能水能是一種可再生能源,水能主要用于水力發(fā)電。水力發(fā)電將水的勢(shì)能和動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能。以水力發(fā)電的工廠稱(chēng)為水力發(fā)電廠,簡(jiǎn)稱(chēng)水電廠,又稱(chēng)水電站。水力發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)是成本低、可連續(xù)再生、無(wú)污染。缺點(diǎn)是分布受水文、氣候、地貌等自然條件的限制大。水能資源最顯著的特點(diǎn)是可再生、無(wú)污染。開(kāi)發(fā)水能對(duì)江河的綜合治理和綜合利用具有積極作用,對(duì)促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展,改善能源消費(fèi)構(gòu)造,緩解由于消耗煤炭、石油資源所帶來(lái)的環(huán)境污染有重要意義。2,5、核能核能是通過(guò)轉(zhuǎn)化其質(zhì)量從原子核釋放的能量,利用核反響堆中核裂變所釋放出的熱能進(jìn)行發(fā)電的方式。它與火力發(fā)電極其類(lèi)似。只是以核反響堆及蒸汽發(fā)生器來(lái)代替火力發(fā)電的鍋爐,以核裂變能代替礦物燃料的化學(xué)能。核能的優(yōu)點(diǎn):核能發(fā)電不像化石燃料發(fā)電那樣排放巨量的污染物質(zhì)到大氣中,因而核能發(fā)電不會(huì)造成空氣污染,也不會(huì)造成空氣污染;核燃料能量密度比起化石燃料高上幾百萬(wàn)倍,能產(chǎn)生宏大的能量,并方便儲(chǔ)存運(yùn)輸。固然核能也存在很多缺點(diǎn):核能電廠會(huì)產(chǎn)生高低階放射性廢料,或者是使用過(guò)之核燃料具有放射性,必須嚴(yán)格保證安全,防止射線對(duì)人們和環(huán)境造成傷害,同時(shí)核電廠會(huì)產(chǎn)生大量的熱污染,若是小心慎重的使用核能,或是采取有效措施避免核能帶來(lái)的危害,核能也將是將來(lái)清潔能源的主力軍。3、綠色工廠化工廠是造成環(huán)境污染的一大源頭,排出的廢氣廢水廢渣對(duì)環(huán)境造成了宏大的危害,甚至嚴(yán)重影響了周邊居民的生活,近年來(lái),隨著環(huán)保的呼聲越來(lái)越高,人們開(kāi)場(chǎng)反對(duì)化工廠,當(dāng)代化工廠必須考慮環(huán)境帶來(lái)的后果[5]。同時(shí)工業(yè)三廢的治理也是一項(xiàng)讓人頭疼重大工程。然而在工廠的運(yùn)作中引進(jìn)綠色原料,使用綠色催化劑,并設(shè)計(jì)一個(gè)綠色有效的生產(chǎn)道路,從源頭開(kāi)場(chǎng)減少污染,將比忙著處理污染帶來(lái)的危害更有實(shí)際作用。3.1、綠色原料有機(jī)合成反響中,有很多原料是有毒的,甚至是劇毒物質(zhì),如光氣、氫氰酸、氰化物、硫酸二甲酯等[6]。它們的化學(xué)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。選擇環(huán)保有效原料,盡量將污染降低,如能夠通過(guò)對(duì)CO2的利用合成所需的有機(jī)產(chǎn)物,氧化劑上能夠選擇雙氧水,生成的產(chǎn)物無(wú)毒無(wú)污染。使用DMC在眾多領(lǐng)域全面替代光氣、硫酸二甲酯(DMS)、氯甲烷及氯甲酸甲酯等劇毒或致癌物進(jìn)行羰基化、甲基化、甲酯化及酯交換等反響生成多種重要化工產(chǎn)品。選擇綠色的原料也許會(huì)消耗損費(fèi)更多的資金,但是最大限度的保衛(wèi)了環(huán)境,這才是一份無(wú)價(jià)的財(cái)富。3.2、綠色溶劑大量的與化學(xué)制造相關(guān)的污染問(wèn)題不僅來(lái)源于原料和產(chǎn)品,而且源自在其制造經(jīng)過(guò)中使用的物質(zhì)。最常見(jiàn)的是在反響介質(zhì),分離和配方中所用的溶劑。在傳統(tǒng)的有機(jī)反響中,有機(jī)溶劑是最常用的反響介質(zhì),這主要是由于它們能較好地溶解有機(jī)化合物。但有機(jī)溶劑的毒性和難以回收又使之成為對(duì)環(huán)境有害的因素。因而,在無(wú)溶劑存在下進(jìn)行的有機(jī)反響,用水作反響介質(zhì),以及超臨界流體作反響介質(zhì)或萃取溶劑將成為發(fā)展干凈合成的重要途徑。超臨界流體是指超臨界溫度及超臨界壓力下的流體,是一種介于氣態(tài)與液態(tài)之間的流體。在無(wú)毒無(wú)害溶劑的研究中,最活潑踴躍的研究項(xiàng)目是開(kāi)發(fā)超臨界流體(SCF),十分是超臨界CO2作溶劑。超臨界CO2是指溫度和壓力在其臨界點(diǎn)(31.10℃,7477.79KPa)以上的CO2流體。它通常具有流體的密度,因此有常規(guī)常態(tài)溶劑的溶解度;在一樣條件下,它又具有氣體的粘度,因此又具有很高的傳質(zhì)速度[7]。而且,由于具有很大的可壓縮性,流體的密度,溶劑溶解度和粘度等性能可由壓力和溫度的變化來(lái)調(diào)節(jié)。其最大優(yōu)點(diǎn)是無(wú)毒、不可燃、價(jià)廉等。3.3、綠色催化劑工廠的運(yùn)作離不開(kāi)催化劑,好的催化劑將大大提高生產(chǎn)效率,綠色化學(xué)要求化學(xué)品的生產(chǎn)最大限度地合理利用資源,最低限度地產(chǎn)生環(huán)境污染和最大限度地維護(hù)生態(tài)平衡。它對(duì)化學(xué)反響的要求是:采用無(wú)毒、無(wú)害的原料;在無(wú)毒無(wú)害及溫和的條件下進(jìn)行;反響必須具有高效的選擇性;產(chǎn)品應(yīng)是環(huán)境友好的。這四點(diǎn)要求之中有兩點(diǎn)牽涉到催化劑,人們將這類(lèi)催化反響成為綠色催化反響,其使用的催化劑也就稱(chēng)為綠色催化劑[8]。當(dāng)前烴類(lèi)的烷基化反響一般使用氫氟酸、硫酸、三氯化鋁等液體酸催化劑,這些液體催化劑的共同缺點(diǎn)是,對(duì)設(shè)備的腐蝕嚴(yán)重、對(duì)人身危害和產(chǎn)生廢渣、污染環(huán)境。為了保衛(wèi)環(huán)境,多年來(lái)國(guó)外正從分子篩、雜多酸、超強(qiáng)酸等新催化材料中大力開(kāi)發(fā)固體酸烷基化催化劑。華而不實(shí)采用新型分子篩催化劑的乙苯液相烴化技術(shù)引人矚目,這種催化劑選擇性很高,而且催化劑壽命長(zhǎng),污染小。3.4、綠色反響在化學(xué)合成十分是有機(jī)合成中,減少?gòu)U物的關(guān)鍵是提高選擇性問(wèn)題,即選擇最佳反響途徑,使反響物原子盡可能多地轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物原子,最大限度地減少副產(chǎn)物,才會(huì)真正減少?gòu)U物的生成。對(duì)于大宗基本有機(jī)原料的生產(chǎn)來(lái)講,選擇原子經(jīng)濟(jì)反響特別重要。對(duì)原子的利用率大,能夠節(jié)約原料,節(jié)約成本,還能夠減少反響廢料,以減少其對(duì)環(huán)境造成的污染。4、綠色食品隨著農(nóng)用化學(xué)物質(zhì)源源不斷地、大量地向農(nóng)田中輸入,造成有害化學(xué)物質(zhì)通過(guò)土壤和水體在生物體內(nèi)富集,并且通過(guò)食物鏈進(jìn)入到農(nóng)作物和畜禽體內(nèi),導(dǎo)致食物污染,最終損害人體健康。綠色食品在中國(guó)是對(duì)無(wú)污染的安全、優(yōu)質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)類(lèi)食品的總稱(chēng)。由于先后出現(xiàn)大量的有毒食品:毒奶粉,毒大米,打了激素的水果,肉類(lèi)這些不健康的食物時(shí)刻威脅著我們的生命安全。在培養(yǎng)食物的經(jīng)過(guò)中,不隨意添加化學(xué)物質(zhì),讓他們自然的生長(zhǎng),同時(shí)注意保證土地、水源的干凈,防止污染進(jìn)入食物。在食物的加工經(jīng)過(guò)中,不因某種目的,隨意添加食品添加劑,或?yàn)檫_(dá)指標(biāo)參入危害健康的化學(xué)物質(zhì)。在食品的保存經(jīng)過(guò)中,也不能由于延長(zhǎng)保質(zhì)期而隨意添加化學(xué)物質(zhì)。4.1、綠色農(nóng)藥在我們國(guó)家的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,為保證農(nóng)作物增產(chǎn),農(nóng)藥不可避免地被運(yùn)用。農(nóng)藥在防治農(nóng)作物病蟲(chóng)害,保證農(nóng)作物正常生長(zhǎng),提高單位面積產(chǎn)量上起到了舉足輕重的作用。但由于農(nóng)藥種類(lèi)冗雜,長(zhǎng)期使用或?yàn)E用會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境,給動(dòng)植物和人類(lèi)造成嚴(yán)重危害。由于農(nóng)藥的頻繁使用,導(dǎo)致各種害蟲(chóng)的抗藥性逐步加強(qiáng),最終導(dǎo)致農(nóng)藥的使用次數(shù)和濃度不斷增加。農(nóng)藥的使用不僅影響農(nóng)作物本身的生產(chǎn),同時(shí)還對(duì)周?chē)纳鷳B(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響。生物農(nóng)藥主要包括三個(gè)類(lèi)別:微生物農(nóng)藥,包括細(xì)菌、真菌、病毒和原生動(dòng)物等制劑;農(nóng)用抗生素,即微生物新陳代謝中產(chǎn)生的活性物質(zhì),