對綠色化學未來的展望

一、"綠色化學"的提出與內涵

"綠色化學"這個名稱最早出現在美國環保局的官方文件中，以突出化學對環境的友好。1995年，美國總統克林頓、副總統戈爾專設了"總統綠色化學挑戰獎"，以推動社會各界進行化學污染預防和工業生態學研究，鼓勵支持重大的創造性的科學技術突破，從根本上減少乃至杜絕化學污染源。由于上述原因，使得"綠色化學"這個名稱廣為傳播。

綠色化學又稱綠色技術、環境無害化學、環境友好化學、清潔化學。綠色化學即是從源頭上用化學及其它技術和方法去減少或消除那些對人類健康、社區安全、生態環境有害的原料、催化劑、溶劑、試劑、產物、副產物等的使用和產生。它是實現污染預防的基本的和重要的科學手段，包括許多化學領域，如合成、催化、工藝、分離和分析監測等。可以看出綠色化學是發展生態經濟和工業的關鍵，是實現可持續發展戰略的重要組成部分。

二、"綠色化學"的作用

過去的一個世紀中，化學對農業的發展產生了巨大的影響。然而，人工合成的化學物質多數不具備環境相容性，地球缺乏對它們的"自凈能力"，隨著它們在環境中的殘留物越來越多，空氣污染、氣候變化、臭氧層損耗、淡水資源枯竭、水污染、森林銳減、水土流失、沙漠化、物種的滅絕、生物多樣性銳減等嚴峻問題日益出現，危害

了生物和人類以及人類賴以生存的生態環境。因此，研究高效低毒的化學技術是綠色化學近期的緊迫任務。

綠色化學要求在綜合考慮環境因素與社會可持續發展的前提下，重新審視傳統的化學問題。隨著全球性環境污染問題的日益加劇和能源、資源急劇減少，環境問題日益嚴峻，綠色化學已成為21世紀的主題，是化學學科發展的必然趨勢。對于化學工業而言，綠色化學是化學工業可持續發展的科學和技術基礎，是提高效益、節約資源和能源、保護環境的有效手段和方法。綠色化學的發展將帶來化學及相關學科的重大進步和生產方式的變革。

綜上所述，綠色化學在21世紀中負有重要使命，這就是在把化學這門基礎學科推向更高層次的同時，也要為解決人類社會面面臨的糧食、能源和環境污染問題作出重要貢獻。我國在環境資源、環境容量方面，總量雖大但人均量相當小。我國經濟生產的特點是工業技術水平整體不高，工業生產的能源和資源消耗及污染排放量高，鄉鎮企業比重逐漸增大，但其"三廢"（廢氣、廢水、廢渣）基本沒有經過任何處理而四處排放，污染十分嚴重。因此把大力開展以生物質為導向的綠色化學研究作為國家目標無疑是明智之舉。

三、我國"綠色化學"的發展領域

綠色化學是２１世紀的中心科學，是實現社會和經濟可持續發展的新科學和新技術，已成為世界各國政府、國際科技界和企業界關注的熱點。我們應抓住機遇，迎接挑戰。

近１０年來，綠色化學及其應用技術在歐美等國發展很快。許多國家已將綠色化學用為一種政府行為，組織實施。例如１９９５年３月１６日美國政府設立"總統綠色化學挑戰獎"，獎勵旨在利用化學原理從根本上減少或消除化學污染物所取得的成就。從１９９６年起，每年頒獎一次，這是世界上首次由一個國家政府出臺的對綠色化學實行的獎勵政策。在英國，英國綠色化學獎也于２０００年開始頒發。瑞典、荷蘭、意大利、德國、丹麥等積極推行清潔生產技術，實施廢物最小化評估辦法，取得了很大的成功。我國各級政府部門應充分認識綠色化學及其產業革命對未來人類社會和經濟發展所帶來的影響，及時調整產業結構，大力發展綠色技術和綠色產業。因為綠色化學及其產業是既能適應我國當前的經濟發展模式，又能適應我國民族特點的科學和產業。綠色化學產業以保護和挽救資源為目的，促進人和自然的和諧與協調，追求可持續的發展，幾乎涉及所有的行業。為了全面推動綠色化學及其產業的發展，應加強對綠色化學與技術的宣傳，制訂對綠色化學與技術的獎勵和扶持政策，以促進我國綠色化學及其產業的發展。

綠色化學的研究目標是運用當代物理先進技術和化學方法相結合，研究和開發環境友好的新反應、新工藝、新技術、新產品，站在可持續發展的高度，實現資源－環

境－經濟－社會發展的協調與和諧。

我國結合了國情，選擇以下重點領域開發綠色化學技術：

（一）、防止污染的潔凈煤制物

潔凈煤技術包括煤炭燃燒前的凈化技術、燃燒過程中的凈化技術、燃燒后的凈化技術，以及煤炭的轉化技術。我國是世界上少數幾個以煤炭為主要能源的國家之一,其生產量和消費量均居世界首位。在已探明的能源資源結構中,煤炭占73.4%,是石油和天然氣貯備量的幾十倍;在能源消費構成中,預計煤炭所占的比例將由1980年的72.2%、1998年的71.6%達到2017年的60%和2050年的44.7%。因此大力研究開發潔凈煤技術，有利于節省能源，改善我國大氣的質量，減少環境污染，是實現綠色產業革命戰略的重中之重。

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（二）、綠色化工生物技術

將廉價的生物質資源轉化為有用的化學工業品和燃料是發展我國綠色化學的戰略目標。發展綠色生物化工技術包括微生物發酵技術、酶工程技術、基因工程技術和細胞工程技術。植物資源是地球上最豐富的可再生的有機資源，每年以1600億噸的速度再生，相當于800億噸石油所含的能量。我國每年農作物秸桿就有10多億噸，但是利用率不到5％（主要用于造紙）。若利用綠色生物化工技術將其轉化為有機化工原料，則至少可制取2×105噸乙醇，8×107噸糠醛和3×105噸木質素，創造數百億元的價值。因此，生物質資源的轉化和利用，綠色化學和技術是大有作為的

（三）、化學資源高效利用的綠色技術

我國是一個人口眾多，資源相對緊缺的國家，開發礦產資源高效利用的綠色技術和低品位礦產資源回收利用的綠色技術，是綠色化學研究的重要目標。目前，生物催化技術、微波化學技術、超聲化學技術、膜分離技術等引起人們的極大關注，并且有的已投入工業應用，展示了廣闊的發展前景。深心綠色化學與技術在礦物資源利用中的研究和應用，將導致選冶工業技術和制度的革新，由此帶來行業面貌的更新。

（四）、精細化學品的綠色合成技術

精細化學品是高新技術發展的基礎，關系到國計民生，在國民經濟中占有極其重要地位。然而，許多精細化學品的制備合成步驟多，原輔材料用量大，總產率比較低。因此，探索和研究既具有高選擇性，又具有高原子經濟性的綠色合成技術，對于精細化學品的制備至關重要。組合合成已成為綠色化學中實現分子多樣性的有效捷徑。

（五）、生態農業的綠色技術

我國是一個農業大國，發展生態農業，利在當代、功在千秋。綠色食品代表著人類食品消費的發展方向，而生態農業產業化代表著農業現代化的發展方向。在我國，積極推動以綠色食品生產為內容的生態農業產業化經營，是實現可持續發展的必然選擇，它標志我國農業發展的戰略性的歷史轉折。但研究開發高利用率無污染的生態肥料和高效低毒的生態農藥，以及農副產物高附加值的綠色轉化技術，對于促進農業綠

色產業化，發展我國的生態業，綠色化學任重而道遠。

四、"綠色化學"是實現可持續發展的明智選擇

綠色化學要求在綜合考慮環境因素與社會可持續發展的前提下，重新審視傳統的化學問題。隨著全球性環境污染問題的日益加劇和能源、資源急劇減少，環境問題日益嚴峻，綠色化學已成為21世紀的主題，是化學學科發展的必然趨勢。對于化學工業而言，綠色化學是化學工業可持續發展的科學和技術基礎，是提高效益、節約資源和能源、保護環境的有效手段和方法。綠色化學的發展將帶來化學及相關學科的重大進步和生產方式的變革。

發展綠色化學是我國化學工業持續發展的必由之路我國在可持續發展戰略的指引下，環境保護受到各級政府部門的高度重視。原化工部在調查各企業廢物綜合利用情況的基礎上，制定并頒發了《化學工業資源綜合利用細則》，明確了依靠科技進步，加強‘三廢’治理，使化學工業資源節約與廢物綜合利用不斷發展，化學工業萬元能耗由1990年的7141×103kg標準煤下降到1996年的418×103kg標準煤，下降35%，實現節能71627×1010kg標準煤，化工廢物綜合利用產值1990年為12157億元人民幣，1996年增加到49177億元人民幣，同時，每年可少排放廢水113×1012kg，廢氣3000多億m3，廢渣近110×1010kg，但是由于人口劇增，工業化進程的加快，大量排放的生活污染物和工業污染物使我國人民面臨著日益嚴重的環境資源危機。據統計，我國目前總能源利用率約30%左右，礦產資源利用率為40%—50%，社會最終產品僅占投入量的20%—30%，單位國民生產總值能耗是發達國家的3—4倍，主要工業產品能源原材料消耗比國外先進水平高30%—90%。我國人均水資源占有量不到世界平均占有量的25%，每年缺水500億m3，但工業單位產品用水量卻高出發達國家的5—10倍。如此巨大的資源、能源消耗，不僅造成了極大的浪費，加大了產品成本，同時也成為環境污染的主要來源。工業廢水每天排放量近108kg，全國27條主要河流其中15條受到嚴重污染;SO2年排放量超過213×1010kg，全國40%國土受到酸雨的危害;由于盲目過量和不合理的施用化肥、農藥，導致土壤貧瘠化加劇，許多地表水域呈“富營養狀態”;廢棄塑料已經帶來很嚴重的白色污染。

目前全世界污染最嚴重的20個大城市中，我國就占了半數。最近進行的一系列檢測表明，我國城市兒童已有一半左右的血鉛含量超過了國際公認的鉛中毒標準。血鉛含量升高將會導致智能降低和注意力的缺失。我們的子孫后代已受到平均智能降低的嚴重威脅!因不符合國際環保標準，每年約有70多億美元的出口商品不能進入國際市場。估算，每年我國國民收入的20%因生態資源破壞而損失掉，其中化學物質污染就占到80%—90%。這表明，環境污染，尤其是化學物質污染，正在危脅著我國人民生產和生活質量的進一步提高，制約著我國經濟的健康發展。而要徹底治理環境污染，實現社會、經濟、資源與環境的可持續發展，根本出路是依靠科技進步，大力發展綠

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色化工。

發展我國綠色化學的對策綠色化學能夠從根本上改善人類生存環境，并可促進經濟效益大幅度提高，由它所帶來的產業革命剛剛在全球興起，并將持續到21世紀，它對我國這樣新興的發展中國家無疑是一個難得的機遇。我們應抓住這一綠色革命的契機，大力發展綠色化學，以對付日益嚴峻的生態危機對我們的挑戰。我們應將綠色化學的推廣與發展作為一種政府行為。

專家預言，能根本改善人類生存環境，并可促進經濟效益大幅度提高的綠色化學及其帶來的產業革命已經在全世界興起，必將對21世紀世界經濟的發展乃至全人類產生深遠的影響。

對綠色化學未來的展望 [篇2]

認識：有機化學是研究有機化合物的來源、制備、結構、性質、應用以及有關理論的科學。“合成高分子化合物”的內容與材料科學密切相關，材料是現代社會賴以發展的基礎，材料科學將是21世紀最重要學科之一，高分子材料是常用材料中非常重要的一類，高分子科學已發展成為集化學、物理等學科綜合起來的一門學科。20世紀末，大量新型高分子材料被合成出來，如高分子光電池、高分子膜、高分子液晶、高分子藥物、醫用高分子等對提高人類生活質量作出了巨大貢獻。

有機化學這個不斷變化，歷史彌新的過程

16世紀開始，歐洲工業生產蓬勃興起，推動了醫藥化學和冶金化學的創立和發展，使煉金術轉向生活和實際應用，繼而更加注意物質化學變化本身的研究。在元素的科學概念建立后，通過對燃燒現象的精密實驗研究，建立了科學的氧化理論和質量守恒定律，隨后又建立了定比定律、倍比定律和化合量定律，為化學進一步科學的發展奠定了基礎。

從1858年價鍵學說的建立，到1916年價鍵的電子理論的引入，是經典有機化學時期。

1858年，德國化學家凱庫勒和英國化學家庫珀等提出價鍵的概念，并第一次用短劃“-”表示“鍵”。他們認為有機化合物分子是由其組成的原子通過鍵結合而成的。由于在所有已知的

化合物中，一個氫原子只能與一個別的元素的原子結合，氫就選作價的單位。一種元素的價數就是能夠與這種元素的一個原子結合的氫原子的個數。凱庫勒還提出，在一個分子中碳原子之間可以互相結合這一重要的概念。

1848年巴斯德分離到兩種酒石酸結晶，一種半面晶向左，一種半面晶向右。前者能使平面偏振光向左旋轉，后者則使之向右旋轉，角度相同。在對乳酸的研究中也遇到類似現象。為此，1874年法國化學家勒貝爾和荷蘭化學家范托夫分別提出一個新的概念，圓滿地解釋了這種異構現象。

1900年第一個自由基，三苯甲基自由基被發現，這是個長壽命的自由基。不穩定自由基的存在也于1929年得到了證實。 現代有機化學時期 在物理學家發現電子，并闡明原子結構的基礎上，美國物理化學家路易斯等人于1916年提出價鍵的電子理論。

1927年以后，海特勒和倫敦等用量子力學，處理分子結構問題，建立了價鍵理論，為化學鍵提出了一個數學模型。后來馬利肯用分子軌道理論處理分子結構，其結果與價鍵的電子理論所得的大體一致，由于計算簡便，解決了許多當時不能回答的問題。

21世紀的化學是一門建立在實驗基礎上的科學，實驗與理論一直是化學研究中相互依賴、彼此促進的兩個方面。進入20世紀以后，由于受到自然科學其他學科發展的影響，并廣泛地應用了當代科學的理論、技術和方法，化學在認識物質的組成、結

構、合成和測試等方面都有了長足的進展，而且在理論方面取得了許多重要成果。在無機化學、分析化學、有機化學和物理化學四大分支學科的基礎上產生了新的化學分支學科。

有機化合物和無機化合物之間沒有絕對的分界。有機化學之所以成為化學中的一個獨立學科，是因為有機化合物確有其內在的聯系和特性。

未來有機化學的發展首先是研究能源和資源的開發利用問題。迄今我們使用的大部分能源和資源，如煤、天然氣、石油、動植物和微生物，都是太陽能的化學貯存形式。今后一些學科的重要課題是更直接、更有效地利用太陽能。

對光合作用做更深入的研究和有效的利用，是植物生理學、生物化學和有機化學的共同課題。有機化學可以用光化學反應生成高能有機化合物，加以貯存；必要時則利用其逆反應，釋放出能量。另一個開發資源的目標是在有機金屬化合物的作用下固定二氧化碳，以產生無窮盡的有。機化合物。這幾方面的研究均已取得一些初步結果。

其次是研究和開發新型有機催化劑，使它們能夠模擬酶的高速高效和溫和的反應方式。這方面的研究已經開始，今后會有更大的發展。

20世紀60年代末，開始了有機合成的計算機輔助設計研究。今后有機合成路線的設計、有機化合物結構的測定等必將更趨系統化、邏輯化。

20世紀以來，化學發展的趨勢可以歸納為：有宏觀向微觀、有定性向定量、有穩定態向亞穩定態發展，由經驗逐漸上升到理論，再用于指導設計和開創新的研究。一方面，為生產和技術部門提供盡可能多的新物質、新材料；另一方面，在與其它自然科學相互滲透的進程中不斷產生新學科，并向探索生命科學和宇宙起源的方向發展。

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