浅谈绿色化学与循环经济

何术(淮安博大检测技术有限公司 江苏 223001)

化学是自然科学中一门十分重要的基础学科,它的发展对人类社会生活质量的提高产生着重要的影响,与人类生活环境的改善亦有着密不可分的关系。21 世纪的今天，科学技术的发展日新月异，化学的发展自然也非常迅速。 20 世纪当中，人类发现以及人工合成的各种化合物种类己超过2285 万种，是之前发现的所有化合物总数的41 倍还多。 但是，20 世纪这些化学科学的巨大成就，并没有获得应有的社会认可。

一、传统化学科学面临着严峻挑战，制约了社会经济的可持续发展

据不完全统计， 目前全世界每年产生的废物危险品约在3至4 亿吨，我国工业有毒废水排放量约300 亿吨，其中化工废水约80 亿吨，造成了江河及近海的大量水生动、植物的死亡，乃至灭绝。 当然，如果把所有的环境问题全部归结到化学科学的发展上面，显然是不合情理的，比如森林面积的锐减、煤炭的开采燃烧等就不是直接与化学有关系。 人们对化学科学的发展产生一些疑惑，与化学本身没能够树立相应的品牌有一定的关系。 因为在很早的化学工艺里， 就没能针对化学反应所产生的废气和废渣，考虑将如何进行处理，所以很多的化学工艺都会带来一定的环境污染。 如今，有一些人认为，化学和化工就是环境的污染源。谈到化学人们甚至开始有些厌恶， 以至于对化学产生了莫名的恐惧，造成对有“人工添加剂”的相关食品都产生抵触情绪，个别化妆品生产商、经销商还会反复宣传：本产品不含有任何的“化学物质”。 实际这是对化学科学的一种偏见，我们日常生活当中，承担环境的分析、监测、治理工作的正是大批化学科技工作者。

二、绿色化学的12 项原则和5R 原则

为了明确阐述绿色化学的主要内涵，P.T.Anastas 和J.C.Waner 提出了绿色化学的12 项原则， 这些原则对我们以后从事绿色化学的相关研究无疑具有重要的指导作用。 包括：

1、防止，就是要防止反应所产生的废弃物，这比产生后再去处理和净化要好。

2、原子经济性，即设计出的合成工艺，能尽可能的使参与反应的各物料最大限度地进入到最终产物当中。

3、具有危害性的合成反应较少出现，即尽可能使用可行的方法，只选用或产出对人体或环境产生毒性很小的合成程序，最好是无毒的化学物质。

4、要设计生成安全的化学产品，就是所设计的化学反应生成物不仅具有所需的性能，还应该具有最小的毒性。

5、选用的化学溶剂和辅料应是比较安全的，即尽量不用辅料，如溶剂或析出剂等，当必须使用时，也应尽可能选择无毒害的。

6、能量使用讲究效率，就是尽可能去降低化学反应过程所需要的能量，充分考虑环境效益和经济效益。 合成工艺尽可能在常温常压下进行。

7、使用可回收的原料，即只要在技术、经济上可行，原料应能保证回收而不使之变坏。

8、尽可能的减少衍生物，即应尽可能避免或减少不必要的衍生反应（用来保护基团或取消保护以及短暂的改变物理、化学的过程），因为如果进行这些步骤，需要添加一些反应物质，同时也伴随产生废弃物。

9、催化作用，具有选择性的催化剂比符合化学计量的反应物更有优势。

10、降解，就是要按照设计生产的化学物，在其有效作用完成后，可分解成无害的降解产物，在环境中不会继续存在。

11、能够进行实时分析，防止污染进程。 不断研究、发展分析方法，在实时、进程中分析监测，尤其是对产生危害物质的控制方面。

12、特别要重视化学反应的安全，防止发生事故。 在化学反应过程中，着重于选择使用发生事故的可能性、危害性最低最小的物质，包括火灾、爆炸、能量释放等。

关于绿色化学在资源使用上的要求， 有人提出了更为明确的表述，也即5R 理论：

1、减量（Reduction），即减少用量，是从节约资源，减少污染环境的角度提出来的。 在保证产量的前提下， 如何减少使用数量，其有效途径是：第一，提高反应转化率、减少损失率。 第二，减少排放“三废”量。 主要是减少废水、废气、废渣（副产物）排放量，使其控制在排放标准范围。

2、重复使用（Reuse）， 重复使用是降低成本和减少三废排放的需要。 如化学工艺过程的催化剂以及载体使用等，从开始就要考虑重复使用的问题。

3、回收（Recycling），即回收可再利用的物质，它主要包括：未反应的原料、副产物、助溶剂、催化剂、稳定剂等非反应物质。

4、再生（Regeneration）, 再生是循环利用，变废为宝，节省资源，减少污染的有效途径。 在化工工艺设计中，应充分考虑有关原材料的再生利用。

5、拒用（Rejection），也即拒绝使用，它是有效消除污染的根本办法，是针对有些无法替代，无法回收、再生和重复使用的有毒副作用、污染作用非常明显的原料，在化学过程中拒绝使用。

三、结束语

作为一种新型的经济发展方式和经济理论模式， 循环经济的理论意蕴具体表现在如下方面：在经济伦理层面，人类中心主义让位于生态中心主义， 体现出人类社会与自然环境之间关系的演化：即从崇拜自然、征服自然到协调自然，从环境屈从、环境破坏到环境友好；在经济增长模式层面，在要素投入上，从资源消耗型转变为资源节约型， 从财务资本节约型到自然资本节约型；在经济效益上从粗放式的价值转移到集约式的价值创造；在经济形态层面，从物本经济转变为人——自然为本的经济，从生产经济到服务经济；在技术运用层面，强调经济活动的软化（即知识化、信息化，亦即减物质化或轻化）和绿化（生态化）。

面向新世纪，绿色化学将伴随着循环经济，是新世纪发展循环经济的必然选择。