張興宇

(山西四誠工程技術(shù)咨詢有限公司，山西 太原 030006)

專題討論

淺析我國綠色化工的發(fā)展

張興宇

(山西四誠工程技術(shù)咨詢有限公司，山西 太原 030006)

綠色化學(xué)技術(shù)是在確定目標(biāo)化學(xué)產(chǎn)品主要化學(xué)性質(zhì)不變的條件下，通過重新設(shè)計(jì)或者一定程度上改變目標(biāo)化學(xué)產(chǎn)品的分子結(jié)構(gòu)，來達(dá)到降低或者直接去除目標(biāo)化學(xué)產(chǎn)品在設(shè)計(jì)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的有害中間物的目的，它的制造過程節(jié)能、高效、環(huán)保，與傳統(tǒng)的化工生產(chǎn)過程中高能耗、高污染現(xiàn)象形成鮮明對比。目前，全世界有很多國家大力發(fā)展工業(yè)建設(shè)，提高經(jīng)濟(jì)水平，但對全球的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了越來越大的破壞，因此，推廣綠色化學(xué)有著極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。通過分析綠色化學(xué)的特點(diǎn)及應(yīng)用現(xiàn)狀，提出了未來發(fā)展綠色化學(xué)的相應(yīng)舉措。

綠色化學(xué)；發(fā)展方向；環(huán)境友好型化學(xué)

引 言

綠色化學(xué)又稱“環(huán)境無害化學(xué)”和“清潔化工”，它基于多種化工理論和基礎(chǔ)，在合成、生產(chǎn)和應(yīng)用化工產(chǎn)品時，通過有效利用無毒無害的原料(最好可再生)，并最大限度地降低有毒有害中間產(chǎn)物，從而避免在工業(yè)合成、生產(chǎn)和應(yīng)用化工產(chǎn)品時產(chǎn)生有害物質(zhì)，并產(chǎn)出綠色無污染的目標(biāo)產(chǎn)品，真正的將現(xiàn)有化工企業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)路線從“先污染、后治理”改變?yōu)椤皬脑搭^上根除污染”[1-2]。

1 綠色化工的特點(diǎn)及現(xiàn)狀

綠色化工不同于傳統(tǒng)化工，首先，綠色化工是通過重新設(shè)計(jì)或者一定程度上改變目標(biāo)化學(xué)產(chǎn)品的分子結(jié)構(gòu)，或者尋找可替代的目標(biāo)產(chǎn)品，這種目標(biāo)產(chǎn)物與原產(chǎn)物有非常相近的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)，最大程度地保證目標(biāo)產(chǎn)物所具備原產(chǎn)物的主要理化性質(zhì)，同時，大幅度地減少目標(biāo)產(chǎn)物在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的有害物質(zhì)，同時，在工業(yè)生產(chǎn)過程中所使用的能源均為清潔能源。這種以化學(xué)方法來降低化學(xué)污染的形式在二十世紀(jì)末期開始被重視，并在發(fā)達(dá)國家迅速推廣[3]。

1.1 綠色化工的特點(diǎn)

1) 使用清潔能源，并提高化工合成時能源的利用率，使用有效的節(jié)能措施降低能源消耗。例如，山西運(yùn)城鹽湖區(qū)利用風(fēng)力發(fā)電電解NaCl溶液的生產(chǎn)過程。

2) 化學(xué)反應(yīng)過程無毒、無害，最大程度地降低廢物排放，直接從源頭避免了化工生產(chǎn)過程對環(huán)境產(chǎn)生的影響，是真正意義上的“清潔生產(chǎn)”。

3) 提高了原子的使用率。最大化地利用原材料的原子，通俗說就是提高產(chǎn)品的產(chǎn)率。不僅降低了生產(chǎn)成本，還能實(shí)現(xiàn)污染物排放的降低，向“零排放”靠近。

4) 綠色化工產(chǎn)品本身的環(huán)保性。綠色化工通過先進(jìn)的技術(shù)手段改變了目標(biāo)物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)，最大程度地保留原有產(chǎn)品的主要理化性質(zhì)，并降低了不利性質(zhì)(如對人體、對環(huán)境有害的性質(zhì))，通過這種方式設(shè)計(jì)生產(chǎn)出來的化學(xué)產(chǎn)品也將會是對環(huán)境無害的環(huán)境友好型產(chǎn)品。

1.2 綠色化工的應(yīng)用現(xiàn)狀

從1990年美國頒布《污染防治法案》開始后，他們便對綠色化學(xué)開始進(jìn)行深一步的研究。到目前為止，美國以設(shè)立“總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎”、成立綠色化學(xué)研究所等方式，鼓勵國內(nèi)發(fā)展綠色化工，現(xiàn)在許多發(fā)達(dá)國家，以各種方法來推動本國內(nèi)綠色化學(xué)的發(fā)展。1995年，中國科學(xué)院確定了《綠色化學(xué)與技術(shù)》的院士咨詢課題，連續(xù)幾年內(nèi)，通過開研討會、出版學(xué)術(shù)報編等多種方式推動綠色化學(xué)的發(fā)展。在1997年，我國在召開“可持續(xù)發(fā)展問題對于科學(xué)的挑戰(zhàn)及綠色化學(xué)”研討會后，也極大地推動了我國對綠色化工的相關(guān)研究與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

我國綠色化學(xué)的應(yīng)用和成就案例：

1) 光催化水凈化項(xiàng)目便是一項(xiàng)既有科技含量，又有實(shí)用價值的示范工程?；趯τ卸倦y降解有機(jī)污染物光催化降解、光催化反應(yīng)的扎實(shí)研究，中國科學(xué)院趙進(jìn)才院士團(tuán)隊(duì)研制了光催化水凈化反應(yīng)的小試設(shè)備，并與企業(yè)合作建立了光催化水凈化工程技術(shù)研究中心，直接連接企業(yè)實(shí)際廢水管道，設(shè)計(jì)處理量達(dá)到100 t/d。目前，該項(xiàng)目已經(jīng)完成設(shè)備的加工及山東、內(nèi)蒙古等地示范工程的建設(shè)。

2) 近年來，由清華大學(xué)化學(xué)系李亞棟院士等共同撰寫的綜述文章《新型納米晶催化材料在綠色化學(xué)中的應(yīng)用》已在《國家科學(xué)評論》發(fā)表。這篇綜述論文簡述了納米晶作為綠色催化劑近年來的發(fā)展歷程，闡述了以貴金屬及金屬氧化物為代表的納米晶材料在環(huán)境污染物消除、精細(xì)化學(xué)品合成等催化領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究探索，為我國綠色化工自主研究做出了貢獻(xiàn)。

3) 由于傳統(tǒng)石化燃油給大氣環(huán)境帶來嚴(yán)重污染，造成我國近年來出現(xiàn)大量霧霾天氣。據(jù)有關(guān)報道，國內(nèi)將在2017年使用新標(biāo)號汽油、低硫柴油以及其他無污染燃料，將大大減少汽車尾氣造成的污染，說明我國工業(yè)合成燃油的技術(shù)水平在不斷提高，不斷向綠色化工靠攏。又如，在山東推行的用二甲醚作汽車用燃料，二甲醚既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保，這具有很好的發(fā)展前景。再如，2016年，山西省太原市將所有的燃?xì)?、燃油出租汽車全部替換為電動汽車，并完善相關(guān)服務(wù)，大幅度地減少了汽油和天然氣汽車尾氣的污染，表面上看是汽車尾氣的排放量減少，實(shí)際上，電動汽車需要用電，發(fā)電需要燃煤，而山西這個能源大省的發(fā)電產(chǎn)業(yè)將加大電力生產(chǎn)過程中污染物減排的治理措施，實(shí)現(xiàn)了污染物的集中治理，這是綠色工業(yè)的又一體現(xiàn)。

2 如何促進(jìn)綠色化學(xué)產(chǎn)品的發(fā)展

近幾年，綠色化學(xué)工程在我國發(fā)展勢態(tài)良好，但依舊存在大量問題，如，社會重視力度不夠、發(fā)展思維單一、人才短缺等。因此，若想更進(jìn)一步發(fā)展綠色化工，我們必須采取相應(yīng)措施，促進(jìn)綠色化工的推廣，深化全社會對綠色化工的認(rèn)知，改革傳統(tǒng)化工工藝。這樣，我們才能實(shí)現(xiàn)保護(hù)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的同時進(jìn)行。

1) 鼓勵采用綠色化學(xué)工藝，加強(qiáng)宣傳力度。盡管綠色化學(xué)產(chǎn)業(yè)已興起多時，但由于宣傳力度不夠，在全社會范圍內(nèi)，它仍未被人們認(rèn)知與了解，這在一定程度上，對綠色化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展極為不利。為了實(shí)現(xiàn)人們對綠色化工進(jìn)一步的認(rèn)知與了解，我們可以通過互聯(lián)網(wǎng)傳播、電視資訊、移動信息等各大平面媒體，對“綠色化工”的應(yīng)用和前景，加大宣傳強(qiáng)度。各大工業(yè)省市發(fā)展綠色工業(yè)旅游，讓政府、相關(guān)企業(yè)和高校教育機(jī)構(gòu)等認(rèn)識到發(fā)展綠色化工的意義，促使全社會意識到使用綠色生產(chǎn)方式、節(jié)能減排的重要性，甚至可以通過立法等手段，讓綠色化工在我國有良好的發(fā)展前景。

2) 在學(xué)術(shù)領(lǐng)域設(shè)立相關(guān)專業(yè)和研究課題，引入國外先進(jìn)的綠色化工技術(shù)，在發(fā)展綠色化學(xué)的道路上尋找合作伙伴，并駕齊驅(qū)。綠色化工的發(fā)展既要依靠微觀理論，如，分析化、物理化學(xué)和生物化學(xué)等學(xué)術(shù)，同時，還要依托宏觀的化學(xué)技術(shù)。建議我們要加強(qiáng)全社會對綠色化工產(chǎn)業(yè)建設(shè)資金投入的力度，設(shè)立與綠色化工學(xué)術(shù)應(yīng)用有關(guān)的科學(xué)技術(shù)研究中心和高等實(shí)驗(yàn)室。向發(fā)達(dá)國家學(xué)習(xí)，設(shè)立激勵體制，鼓勵創(chuàng)新，并持續(xù)不斷地為實(shí)驗(yàn)室和科學(xué)技術(shù)研究中心的研發(fā)提供資金保障。

3) 重視人才培養(yǎng)。目前，我國綠色化工處于新發(fā)展階段，人才短缺嚴(yán)重，為了滿足綠色化工發(fā)展所需的儲備人才力量，教育部門必須建立起完善的人才培養(yǎng)體系，如，高等院校開設(shè)綠色化工的相關(guān)專業(yè)學(xué)科；化工生產(chǎn)行業(yè)應(yīng)該制定嚴(yán)格的培訓(xùn)體系，對相關(guān)從業(yè)人員進(jìn)行培訓(xùn)，同時，增加相關(guān)從業(yè)人員的薪資酬勞；高等實(shí)驗(yàn)室以及科學(xué)技術(shù)研究中心的技術(shù)人員積極向國際上綠色化學(xué)產(chǎn)業(yè)較為發(fā)達(dá)的國家學(xué)習(xí)，與國際接軌。

3 結(jié)束語

新世紀(jì)初期，全球均在為改善環(huán)境污染問題而努力，很多國家致力于清潔能源的開發(fā)與研究，綠色化工隨著環(huán)境問題的日益嚴(yán)重，而逐漸被人們所重視，近期，嚴(yán)重的霧霾嚴(yán)重影響我國廣大人們的健康，這期間，相信人們對發(fā)展綠色化工和綠色工業(yè)會有更進(jìn)一步的認(rèn)知和認(rèn)同。在工業(yè)發(fā)展的路程上，人們對環(huán)境問題和工業(yè)發(fā)展總會有新的認(rèn)識，思路應(yīng)當(dāng)逐漸改變過來，傳統(tǒng)化工工業(yè)的發(fā)展和環(huán)境問題成“反比”，而綠色化工工業(yè)的發(fā)展卻有助于環(huán)境問題的治理。所以，努力開發(fā)應(yīng)用綠色化工的生產(chǎn)方法，重視對綠色化工行業(yè)的人才培養(yǎng)，在學(xué)科教育上加大投入，是及其必要的。

[1] 杜群.綠色化學(xué)化工基本問題的發(fā)展與研究[J].硅谷，2012(7):15.

[2] 于賀.論綠色化學(xué)工程與工藝對化學(xué)工業(yè)節(jié)能的促進(jìn)作用[J].科技與企業(yè),2013(5):132.

[3] 謝學(xué)端.實(shí)施全面環(huán)保管理 建設(shè)綠色化工企業(yè)[J].化工管理,2009(12):60-62.

Development of green chemical industry in China

ZHANG Xingyu

(Shanxi Sicheng Engineering Consulting Co., Ltd., Taiyuan Shanxi 030006, China)

Green chemistry technology is to reduce or remove directly target chemical products in the process of our design and production of harmful intermediate, by redesigning or partly change the molecular structure of the target chemicals, under the condition of determining the target chemical product mainly chemically unchanged. In contrast to the high energy consumption, high pollution phenomenon of the traditional chemical production process, its manufacturing process is of energy saving, high efficiency, and environmental protection. At present there are many countries in the world develop industrial construction to improve the economic level, which do great damage to global ecological environment. So the promotion of green chemistry is of great practical significance. By analyzing the characteristics and application status of green chemistry, this paper puts forward the corresponding measures for future development of green chemistry.

green chemistry; development direction; environmentally friendly chemistry

2017-01-10

張興宇，男，1987年出生，2011年畢業(yè)于山西農(nóng)業(yè)大學(xué)，現(xiàn)主要從事化工節(jié)能、環(huán)保工程等技術(shù)咨詢服務(wù)工作。

10.16525/j.cnki.cn14-1109/tq.2017.01.20

X383

A

1004-7050(2017)01-0065-03