任道

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綠色化學,任重道遠

從煉丹術算起，人類玩化學B有數千年，但直到19世紀

煤化工問世，才有了合成化合物，也有了化工排放的“三

廢”。地球的化學污染是從1919年開始的，經過上百年的排

放，到20世紀末，污染B威脅人類的生存了。在20__年——

國際化學年的開春之際，化學之路瘦怎洋走，引起了入門的深

思。

生活魔術師

2個氫原子同1個氧原子化合成水分子，水在電場中分解

又會得到氫氣和氧氣：高分子纖維素在酸堿和酶的作用下，變

成葡萄糖或生物柴油，這就是化學。科學家明白了化學變化的

原理后，化學便成了人類手中的魔術，變幻無窮，產生了許多

新奇的物質。從食品到肥料，從日常用品到高級材料，從藥品

到營養品，化學為人類制造出大量的生活必需品和工業原料。

當你美容化妝的時候，絕不會想到那些產品同煤有什么關系，

但它們的原料都取自煤焦油。煤焦油烏黑發粘，搞得焦爐周邊

一片狼籍，起初當作廢物倒掉，但化學卻讓它搖身一變，成了

裝扮美麗的代言人。

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化學最值得大書的便是塑料。1910年，XX化學家貝克蘭

德用樹脂和木屑加熱壓制得到了“電木”，用于電器開關、收

音機、無線電，它是塑料的鼻祖。1918年，奧地利化學家約

翰制得脲醛樹脂，用它制成的塑料無色透明，具有很高的硬度

和強度，稱為“電玉”。20世紀20年代，電玉在歐洲被用作

玻璃代用品。30年代，科學家又以尿素為原料，生產出三聚

氰胺一甲醛樹脂，它耐火、耐水、耐油，勝過電玉。此后，聚

乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、有機玻璃等塑料先后被研制出

來。塑料也逐漸成了人們生活里隨處可見、不可或缺的一分

子。

生態安全之困

化學工業合成的物質很多是生物圈中沒有的，同生物體不

相容，還有毒性。如塑料，由于其價廉，逐漸頂替了紙張，成

為各種包裝的首選。我國每年生產塑料袋約160萬噸，以每3

噸石油生產1噸塑料袋計算，石油消耗十分驚人。另一方面，

各種廢塑料袋不易分解，四處漂游，隨垃圾進入農田、水體，

傷害著植物、動物和人，而焚燒又會產生致癌物質噁英，“白

色污染”逐漸成了地球生態的重負。人們開始埋怨，說塑料是

人類最糟糕的發明，各國政府紛紛下達限塑令。從20__年6

月1日起，我國超市禁止使用厚度0.025毫米的塑料袋，號召

居民用可重復使用的環保袋購物。

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化工生產中所用助劑很多都是重金屬，排放后進入食物

鏈，嚴重影響生物的生長和發育。1956年，日本發生了轟動

世界的“水俁病”。“水俁病”的罪魁禍首是在制造氯乙烯和

醋酸乙烯過程中使用的含汞的催化劑。熊本縣是日本化學工業

基地，常年將工業廢水排向下游盛產魚蝦的內海，毒物通過食

物鏈在魚蝦的體內積累，人畜食用了這些魚蝦，便也吸收了大

量的甲基汞，而得了水俁病。

“水俁病”的發生，引起了科學家對化學污染的重視。但

向環境排放有毒化學物的現象，至今沒有得到有效的遏制。就

重金屬鉛而言，一千多年前世界年產量才1萬噸，現在已達

300萬噸。化學合成的有機物也已由70年代的7萬種增加到

現在的10萬種，產量突破4億噸，其中有一半以上沒有經過

安全性測定。蓄電池、顏料、涂料、瓷器、塑料穩定劑、汽油

等都要用鉛。含鉛的產品廢棄后，鉛就從空氣、水、土壤、食

品進入人體，積聚在血液和骨骼中。據醫學檢測，現代人的血

鉛濃度已達200～300υg／L(微克／升)，比工業革命前增加

了200～300倍，已達到安全劑量的上限。特別是兒童血鉛偏

高，已嚴重影響兒童智力發展。有專家稱，如果不解決，20

年后中國人的智力將下降5％。

呼喚綠色化學

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化學在創造財富和帶給人類方便的同時，又制造出種種麻

煩，這不是化學家的初衷，也不符合可持續發展的原則。科學

家認為，化學反應是分子的化分和化合，只要合理設計，就可

以做到不向環境排放廢物，實現綠色化學生產。當然，這不是

件易事。綠色化學首先要選用高效、無毒無害、能回收再利用

的原料、催化劑、溶劑：在生產中要讓反應物充分化合，不產

生副產品或廢物的綠色化產品。

綠色化學的目標是生產綠色的化學產品，采用新原料、新

配方、新工藝，合成新的對人類和環境無毒無害的綠色產品。

如開發新型的制冷劑，代替氟利昂，減少對臭氧層的破壞：開

發新型可生物降解的高分子材料，解決“白色污染”。自上世

紀80年代科學家提出綠色化學以來，科技人員發明了很多化

學品綠色生產的方法，許多綠色產品也已經得到普遍應用。如

燃料電池、可降解塑料、無磷洗滌劑、無氟制冷劑、無酸清洗

液等。很多國家對綠色化學生產在政策上也給予扶持，制定了

環境無害制造技術，建立了大量的綠色化學研究機構。XX還

在1996年設立了“總統綠色化學挑戰獎”，獎勵利用化學原

理從根本上減少化學污染方面的科學成就。

任重而道遠

綠色化學是對傳統化學工業的挑戰，是從源頭上防止污

染，解決生態困境的必由之路。但高成本是綠色化學的攔路

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虎，因此現在綠色化工產品的產量有限，使用也不廣泛。例

如，生物柴油是一種十分環保的燃料，但在價格上卻不能同傳

統柴油競爭，現在全球的產量不過數百萬噸，僅相當于傳統柴

油消費量的1％。再如，苯、四氯乙烯和三氯乙烯是居室污濁

空氣的主要成分，雖然中國化學家成功研制出用納米二氧化鈦

為基質生產的空氣潔凈劑，但它的售價太貴了，普通的老百姓

根本就用不起。

追求利益的最大化是許多生產企業的目標，因而不解決綠

色化學生產的低成本，綠色化學就無法在各國推開。現在各國

科學家正動腦筋從生產原料和工藝上下功夫，千方百計地降低

綠色化學的成本。據統計，科學家在綠色化學上已有上千專

利，但要轉化為生產力，對傳統的化工生產進行改造，需要巨

大的投入。傳統的化工生產原料是三酸二堿、石油和從煤中提

取的苯、烴等，這些對環境都是有毒的，到目前為止，科學家

還沒有找到它們的替代品。直接用原子進行化工生產，更是尖

端課題，沒有幾個世紀的努力恐難實現。目前科學家僅能在化

工生產中的防泄漏、原料循環利用、廢物零排放上做努力。