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人类到了需要绿色化学的时代
来源:中华干燥网  |  日期: 2011-8-23

   绿色化学,让我们的星球未来更美好!
   ——保罗·阿纳斯塔斯
 

    8月17日傍晚,美国副总统拜登抵达北京,开始对中国进行正式访问。据了解,在拜登此次长达6天的访问安排中,加强中美两国在环保、新能源等方面的合作是重要内容之一。而在美国拥有“绿色化学之父”尊称的美国环保局助理局长保罗·阿纳斯塔斯,在本月初访华期间,多次谈到了他的绿色化学观。借此,我们向读者推荐这位美国环保人士在访华期间的一次讲话。这位“绿色化学之父”所传达的理念,对中国化工产业的发展,不无裨益。
  
  化学工业的治污费已超过加工费
  
  1991年,绿色化学由美国化学会(ACS)提出,并成为美国环保局的中心口号。绿色化学不单是一门学科或产业单元,而是一种新的思维方式,是关于日常生活的产品及生产过程的重新设计。其核心是利用化学原理从源头减少和消除工业生产对环境的污染,将反应物的原子全部转化为期望的最终产物。


  上世纪90年代末,我和同事约翰·华纳提出了绿色化学的12项基本原则,并致力于推动绿色化学生产。这些原则现已成为世界化工界的共识。目前,绿色化学的研究网络已经遍布全球30多个国家。根据美国环保局的调查,绿色化学产品和加工使得危险废料的年产量减少至30亿磅,每年节约400亿加仑水资源,每年节约能源为220亿千瓦。


  构成社会和经济的基础都是化学物质。化学影响了每一个构成我们社会与经济看得见、摸得着与感觉得到的东西。绿色化学强调的是在传统化学的基础上,必须考虑绝对减少毒性物质和废弃物产生,并且在材料的获取、生产、储存与流通等所有过程实现环境友好。可以说,绿色化学和绿色工程是从根本上解决环境问题的可持续方案。


  化学工业的绝大多数工艺都是多年前开发的。当时的加工费用主要包括原材料、能耗和劳动力的费用。近年来,由于化学工业向大气、水和土壤等排放了大量有毒、有害的物质,加工费用已发生了很大变化。以我提出绿色化学概念的第二年即1992年为例,美国化学工业用于环保的费用为1150亿美元,而清理已污染地区的费用却高达7000亿美元。


  大量与化学品制造相关的污染问题不仅来源于原料和产品,更多的是来自其制造过程中使用的物质。最常见的是在反应介质、分离和配方中使用的溶剂。当前广泛使用的溶剂是挥发性有机化合物(VOC),其在使用过程中有的会引起臭氧的形成,有的会引起水源污染。因此,采用无毒无害的溶剂代替VOC已成为绿色化学的重要研究领域。


  在无毒无害溶剂的研究中,最活跃的研究项目是开发超临界流体(SCF),特别是超临界二氧化碳作溶剂。超临界二氧化碳是指温度和压力均在其临界点以上的二氧化碳流体。它通常具有液体的密度,因而有常规液态溶剂的溶解度。在相同条件下,它又具有气体的黏度,因而又具有很高的传质速度。超临界二氧化碳的最大优点是无毒、不可燃、价廉等。这种物质用途非常广泛,如干洗衣物、制造塑料,甚至可以去除咖啡中的咖啡因等。而且,这种技术并不释放二氧化碳,而是固定和利用二氧化碳,这也是在气候变化的背景下特别需要的。


  我们一直在消耗资源、产生废物,然后投入巨资来清洁环境。但是,我们必须得向前看,让过去出现的问题未来不再出现。绿色化学让我们欣慰的正是这一点,可以让我们发挥创造力,从源头杜绝污染,不让曾经的错误一犯再犯。

   

    绿色化学不仅可行,而且有利可图
  
  目前,绿色化学不仅在美国,在全球的实施情况都很好。这是因为绿色化学最特别之处在于,它可以使环境保护和经济效益齐头并进,实现环境保护优化经济发展的目标。


  1990年,美国颁布了污染防治法案,将污染防治确立为美国的国策。1995年,美国副总统戈尔宣布了国家环境技术战略,其目标为:至2020年地球日时,将废弃物减少40%~50%,每套装置消耗原材料减少20%~25%。同年,美国总统克林顿宣布了“总统绿色化学挑战计划”,美国环保局设立了“总统绿色化学挑战奖”这一国家荣誉,这是化学化工领域内惟一的总统奖。


  这一奖项可以为公司及大学教授带来好的声誉,鼓励他们在绿色化学领域作出更多贡献。截至目前,已有近80人荣获这一奖项。其他一些国家,如澳大利亚、日本、英国、意大利等也设立了类似的奖项。这些政府行为都极大地促进了绿色化学的蓬勃发展。而很多企业愿意推动绿色化学,是因为这项技术可以让他们获利。所以,人们自然而然地就接受了绿色化学的概念,推广也并不困难。


  事实上,每一个工业领域都在试图通过绿色化学来实现环境和经济目标。能源、农业、塑料、电子、医学是采用绿色化学理念的主要领域。这些成绩令人振奋,但这些成绩只展现了绿色化学的一小部分潜力,未来的成就远不止于此。


  现在,我们已经在化学、生物化学和相关工程等领域做了大量研究,这些研究在中国和美国仍在进行。中国从事绿色化学研究领域的优秀科学家已经向其他研究机构作出了表率,使用绿色化学是有可能实现双赢的。无论在中国、美国还是其他国家,我们要做的是让所有的公司和科学家都这么做,观念是最重要的。怎么让人们自然而然地接纳这一理念,如何让人们对绿色化学的了解越来越充分,理念的普及是推动实践的关键。


  而要普及理念,美国则重视从教育入手,在很多大学都设置有专业课程,并可授予博士学位。美国还创办了专门期刊《绿色化学》,来促进科技创新。此外,美国环保局还及时将绿色化学的成果向公众展示,让科研成果和实践成就得到公众的认可,让公众意识到绿色化学“不仅可行,而且有利可图”。
  
  绿色合作是两国关系的重要部分
  
  20年来,绿色化学一直是美国环保局的中心口号。多年来,我们的工作一直关注几十个领域,而近期我们对所有领域进行了重新调整,将其归纳为4个领域,分别为化学安全和可持续性,大气、气候和能源,可持续性水资源,安全、健康的社区。进行此调整的目的是,我们试图从系统的角度来研究环境问题。很多问题都不是孤立的,环境问题尤其如此。将问题孤立地、一个个研究,没有系统观念,不利于环境问题的解决。


  对于大气领域,我们不仅要了解大气中存在哪些物质,更重要的是了解这些物质和人体健康的关联性。这就需要采用最新的技术。这也是技术研发部门一直努力的方向。比如,我们一直关注如何降低大气中的汞含量,也很关注如何减缓气候变化。而要做好这些工作,我们时刻强调科学技术的研究和创新,这是工作的重点。


  在美国,所有环境政策(法律、法规、标准等)的制定是建立在科学研究基础上的,尤其关注对人体健康的风险管理。在整个环境决策中,科学是重要的、核心的基础,而科学一旦变成立法,就能够转化为具有约束力的工具。绿色化学正是一项主要的科学技术。不过,技术革新是一个持续的过程,不同国家不同,同一国家的不同时期也不同。


  有趣的是,始于上世纪70年代初的中美科技交往是中美两国关系恢复最早的领域之一,而且一直是两国关系的重要组成部分。1979年1月邓小平先生率团访美期间,于1月31日在华盛顿签署了《中美科技合作协定》,并同时建立了执行这一协定的两国政府间部长级“中美科技合作联合委员会”。


  我此次访华的目的,不仅是回顾我们合作的历史,还要和中国的环境保护部、科技部对话,积极探讨未来的合作领域。我相信,中美两国未来在科技领域的合作会更密切,议题会更广泛。目前,我们正和中国的环境科研机构开展一些技术合作,如遥感技术。另外,让我们兴奋的是在可持续性技术开发方面的合作,具体技术虽然目前无法确定,但是中美两国的合作将同样是持续性的对话过程。

   

    人物简介 保罗·阿纳斯塔斯(Paul Anastas),曾任美国化学会绿色化学研究所所长、克林顿和布什政府白宫科技政策局环境政策部门助理主管、耶鲁大学绿色化学与绿色工程中心主任,在环境科学领域有着很高的学术地位,被尊称为“绿色化学之父”。由阿纳斯塔斯编写的《绿色化学:理论与实践》已成为绿色化学领域的经典之作。2009年5月,美国总统奥巴马提名阿纳斯塔斯为美国环保局负责研究开发的助理局长。

 

 

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