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随着21世纪环境污染问题的加重,绿色化学被提出,绿色化学也叫环境友好化学,它是从源头上阻止污染的新兴学科。美国在1996年设立了总统绿色化学挑战奖,以此来奖励那些在减少化学污染方面取得成就的人;1999年英国皇家化学会创办了第一份国际性《绿色化学》杂志,标志着绿色化学的正式产生。绿色化学确实应该提倡,它是我们通向美好生活的必经之路。
绿色化学与传统的化学的共同之处在于都能为人类生活做出贡献,但绿色化学是使反应物的原子100%利用,且实现零排放,即在变废为宝的同时又节约了环境。绿色化学的原子经济性的反映有两个显着有点:一是最大限度的利用了原料,二是最大限度的减少了废物的排放。原子利用率的表达式是:原子利用率=(预期产物的式量/反应物质的式量之和)×100%。
一、绿色原料
绿色原料的选取是进行绿色化学的开始,所以选择原料是十分重要的,要考虑各个方面的影响。如以塑料为例,塑料在工程材料总产量中居第二位,仅次于钢铁材料。但“白色污染”问题引起广泛关注后,可降解塑料成为了化学界的新热点。21世纪初我国塑料制品使用量较大,导致废弃塑料达到几千万吨,其污染所造成的环境压力就相当大了。但如果这些废弃塑料中有少部分是可降解塑料,那对于我们的环境改善将会很有利。据统计,我国生产可降解塑料的厂家还不多,远远达不到市场需求量。
目前世界各国生产可降解塑料的类型主要有光降解塑料、生物降解塑料、化学降解塑料和组合降解塑料等类型。其中光降解塑料和生物降解塑料研究是我国“八五”科技攻关的一个重大项目,已取得一些进展。
二、绿色溶剂
造成环境污染不仅来源于制造产品的原料,也与生产过程中使用的溶剂有关。目前广泛使用的高挥发性的有机化合物溶剂对环境又十分不利,急需找到替代品,即无毒无害的溶剂已经成为研究绿色化学的重要任务。
正如超临界流体,它是指超临界温度及超临界压力下的流体,是一种介于气态与液态之间是流体。超临界流体的特征是具有流体密度、气体粘度、扩散系数适度和具有可压缩性且无毒、不燃性,但可观的还是廉价。
三、绿色催化剂
1836年瑞典化学家Berzelius提出催化剂作用这一概念后,催化剂在化学反应中就一直在发展,但许多传统的催化剂如液体酸催化剂都对设备严重腐蚀、对人的身体也有很大危害,还有就是排泄物对环境的污染很大。
绿色固体酸碱催化剂在工艺上很易实现连续生产,不存在产物与催化剂分离及对设备的损坏等,并且活性高,这就大大提高生产效率。分子筛催化剂的乙苯液相烃化技术较为成熟,彻底消灭了废液排放,废渣也少且无毒无腐蚀性。
四、绿色食品添加剂
我们每天必须摄入一定量的食物来满足自身的生长和发育,但随着生活水平的提高,生产商为了迎合消费者的更高要求,色、香、味和行都要考虑到,且还要延长保存时间。市场上很多食品添加剂是化学合成物质,往往具有一定的毒性,所以在选择时一定要小心。
海藻糖是一种具有很好防腐作用的防腐剂,这是由它的抗干燥特性决定的,它是一种非特异性保护剂,几乎能保护所有的生物分子,且还能在干燥的环境下形成保护膜,达到了防腐和保存的双重效果。
琼脂是一种天然增稠剂,又叫做琼胶,它是一种半乳糖的多糖聚合体,能改善食品物理性质,增加其粘稠性。琼脂在我国很早就可食用了,特别是用于糖果的制造,还有就是增加果酱的粘度。由于琼脂具有粘着性、弹性和持水性,所以它的食用范围非常广泛。
五、绿色农药
农药的种类很多,有的农药可以长期存留在土壤中,很大程度上破坏了生态平衡,还有的进入到食品中,严重的危害了人们的身心健康。
绿色无公害农药有微生物农药、植物源农药、基因工程农药、化学合成类农药、半合成生物农药和激素与信息素等较为广泛。21世纪人类面临的挑战,绿色农药在农业生产甚至国民经济中也会占有重要位置,所以大力开发新型高效低毒的绿色农药是发展的必然趋势。
六、绿色化学品
我们在生活中洗涤用品是必不可少的,但洗涤用品主要是洗涤剂,最终导致大量的洗涤废水被排入环境中,造成污染。
普通的洗衣粉多数含磷,不仅其排泄物对环境污染,其洗出的衣服对人体本身也有害。随着三聚磷酸钠对环境污染的严重,沸石、偏硅酸钠和层状硅酸钠被研制,1990年已研究出4A沸石并已工业化生产;1997年北京工业大学在国内首先开发成功,这都标志我国的洗涤助剂已达到了新水平。
绿色化学是近年来新兴的学科,是实用性强、国计民生急需解决的热点研究领域。绿色化学也是我们人类向前发展的一项重要任务,绿色化学的根本目的是从节约资源和防止污染两个方面来重新审视和改革传统化学,从而使我们对环境的治理从治标中转向治本。绿色化学的发展不仅将对环境保护产生重大影响,而且将为我国与国际接轨创造条件。相信随着科学的进步和人们绿色意识的提高,我们赖以生存的地球环境会变得更加美好。
