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绿色化学与环境保护论文(共2篇)
作者:www.cmxx.com 发布于:2019-8-11 0:03:13 点击量:


第1篇:浅谈绿色化学环境保护


  绿色化学也被称作环境友好化学、环境无害化学、清洁化学。绿色化学解决了化工产业在生态环境、资源和经济等方面的问题,是一门从源头上阻止污染的化学。为了避免生态环境遭到严重的破坏,科学家已经开始研究和开发从本质上减少污染的清洁产品,即绿色化学与环境保护。

  一、绿色化学

  绿色化学是一门能够保护地球环境的化学技术。它可通过使用自然能源、化学技术和方法来避免给环境造成污染、避免排放有害物质、副产品和废物。并考虑节能和节省资源。它消除了各种有害化学物质对生态环境和人类健康危害,是控制化工污染的最有效手段。

  绿色化学代表的是一种理念和愿望,它本身在不断的发展变化中逐步趋于实际应用,绿色化学的发展趋势和目标就是适应社会发展对环境、健康和能源等方面日益严格的要求,绿色化学从其现在代表的意义来看,暂时还可用环境友好化学、可持续发展、清洁生产等词汇来进行描述。虽然绿色化学与环境化学、可持续发展、清洁生产、循环经济等词汇有密切的联系,但它们代表了不同的概念。

  二、我国发展绿色化学的意义

  近年来,由于我国的传统化学工业许多废水、废气与废渣仍未经严格处理就外排,导致工业生产造成的环境污染变得十分严重。并威胁着人们的生活环境健康。从当前我国的环境保护、经济水平和社会的要求来看,我国化学工业已经无法再承担使用和产生有危害物质的费用,我们需要大力研究与开发从源头上减少和消除污染的绿色化学,绿色化学能够充分利用资源和能源,采用无毒、无害的原料;绿色化学还可以变废为宝,大大的提高了经济效益,同时还能在无毒、无害的条件下进行反应,以减少废物向环境排放;生产出有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境友好的产品。从而尽量做到不再产生和处理废物与副产品,绿色化学在环境保护中起着相当大的作用,我们判断绿色化学正是实现污染防止的基础和重要工作。

  三、绿色化学的内容

  绿色化学包括:

  (一)使用绿色可再生的资源

  以无毒、无害和可再生资源为化工生产的原料。

  (二)绿色化学反应

  它涵盖了对环境友好的化学工艺和“原子经济”反应。

  (三)对环境友好产品

  主要是废物的零排放和易于降解为无毒代谢物。

  (四)无危害的催化剂

  最注重的是生物催化剂和酶催化剂,可以减少副产品和环境污染。

  (五)新的合成技术

  包括有机电合成以及不对称合成。

  (六)采用无副作用溶剂

  其中固态反应无溶剂,如若有溶剂则使用无毒无害的溶剂。

  四、绿色化学与环境保护

  (一)绿色化学与环保的联系

  1.资源再生和使用

  我们都清楚存在于自然界的资源非常有限,然而中国毋庸置疑是一个人口大国,而且“白色污染”和石油资源浪费十分严重。所以是否能回收循环使用各种化学物品,非常之重要。对于资源在再生与使用就是变废为宝,节省资源和能源,减少污染。再者就是降低塑料制品的用量,提高塑料的稳定性,倡导塑料包的再利用,回收废气塑料再生产成其他的可用产品。

  2.减量

  为了推进绿色化学的发展,提高转化率,就必须减少化学试剂的用量,还要减少废气、废水和副产品的排放。

  3.拒绝使用非绿色产品

  每个消费者都自主杜绝使用高塑料、无法回收、再生产和重复使用的化学产品,然而每个工作者都自觉在化学过程中拒绝使用毒副作用、污染作用明显的材料,这将是减少污染的有效办法。

  在我们化工行业不断向前推进的同时,环境保护逐渐引起了全球人民的关注,而与此密切联系的绿色化学化工也随之得到推广,从我们处理日常生活中的社区安全和环境问题不断与绿色化学接触的情况来看,绿色化学已经与人们的生活息息相关。人们开始意识到,在接下了来的环境保护阶段中绿色化学已经成为不可缺少的部分。

  (二)绿色化学的目标

  绿色化学的目标是以绿色意识为指导的可持续方法来降低有害物质的产生和有害物质内在的危害性来达到目的,不仅可以减少污染,还可以预防污染,来达到从源头阻止污染的目标。绿色化学的12条原则度是目前为国际化学界所公认的,它的提出主要是让化学化工清楚对资源利用、化工生产和化学反应的要求,以及提倡降低污染源以及污染的危害。它也反映了近年来在绿色化学领域中所开展的多方面的研究工作内容,同时也指明了未来发展绿色化学的方向。

  五、结论与展望

  绿色化学是一种战略方针,一种指导思想,一种研究策略。随着全球工业化,城市和人口的不断发展扩大,对化学化工的要求将更加严格,而绿色化学的出现为我国化工行业的快速发展提供了良好契机,绿色化工技术和科技产品的逐渐完善,将能够达到资源再生变废为宝的目标,使我国的化学化工业实现可循环经济。

  化学工业的发展在不断促进人类进步的同时,它在环境污染、温室效应等方面带来的负面效应也不可忽视。这些环境事件大多与化学工业相关联,如曾经在全球引起人们关注的臭氧层空洞、白色污染、酸雨和水体富营养化等事件,当然这并不只是化工行业的错误,但我们必须高度重视。为了应对化学工业所面临的挑战,消除人们对化学工业的误解,提倡绿色化学当然是必不可少的方针。

  在近几年来,绿色化学化工已经开始慢慢步入正轨,同时随着全球性环境污染问题的日益加剧和能源、资源急剧减少,公众环境意识逐步提高,绿色化工的日益深入人心,作为更安全、更有利的化学行业,绿色化学化工必将蓬勃发展。


第2篇:绿色化学与环境保护

  绿色化学是一门从源头上阻止污染的化学。介绍了绿色化学的一般概念及绿色化学与

  环境保护的关系,从化学反应条件的绿色化、化学反应途径的绿色化及产品绿色化等方面,就绿色化学对环境的友好性进行了阐述,展望了绿色化学在环境保护方面的发展前景。

  化学是一门古老而又蓬勃发展的学科,化工产业是人类社会发展的支柱产业。传统的化学在给人类带来新的物质的同时,也产生大量排放物而造成严重的环境污染,人类正面临有史以来最严重的环境危机,当代全球十大环境问题::大气污染;臭氧层破坏;全球变暖;海洋污染;淡水资源紧张和污染;土地退化和沙漠化;森林锐减;生物多样化减少;环境公害;有毒化学品和危险废物。其中至少有7项与化学或化工产品的化学物质污染有关,“保护环境“可持续发展”是人类生产活动中必须考虑的重大问题,在这样一个大背景下,绿色化学应运而生。

  1.绿色化学是实现污染防止的重要工具


       绿色化学(GreenChemistry)是近几年才开始出现的,其主要的基本概念“原子经济性”(原子利用率),是1991年由美国著名化学家Trost在〈Science》上提出的,而绿色化学这一新领域是在1995年左右才开始形成的。绿色化学又称为环境无害化学(EvironmentallyBexignChemistry),环境友好化学(EvironmentaUyFriendlyChemistry)清洁化学(CleanChemistry),它所研究的中心问题是使化学反应,化学工艺及其产物具有以下四个方面的特点:(1)采用无毒、无害的原料;(2)在无毒无害的反应条件(溶剂、催化剂等)下进行;(3)使反应具有极高的选择性,极少的副产物,甚至达到“原子经济的程度”一即100%的选择性及废物零排放;(4)产品应是对环

  绿色化学是根据预防污染思想发展起来的,绿色化学的目标是用化学的技术和手段去减少或消灭那些对人类健康有害的原料、产物、副产物、溶剂或试剂等的产生或应用。绿色化学工艺与一般的控制污染的技术有本质的区别,是一个彻底的阻止污染的化学。迄今为止,化学工业的绝大多数工艺都是20多年前开发的,当时的工业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、土壤等排放大量的有毒、有害的物质,所以需要大力研究从源头上减少和消除污染的绿色化学。1990年美国颁布了污染防止法案,将污染防止确立为美国的国策。所谓污染防止就是使得污染不再产生,不再有废物处理的问题。绿色化学是实现污染防止的基本和重要工具。

  2.绿色化学的环境友好性

  绿色化学的主要内容包括采用高选择性的化学反应以减少废物的产生,最好采用“原子经济反应”,不产生废物,实现“零排放”,采用无毒、无害原料和催化剂、溶剂;生产有利于环境保护、社区安全和人健康的环境友好产品。与传统化学的根本区别在于绿色化学是环境友好化学,在反应的整个过程中体现绿色化。

  2.1反应溶剂的绿色化大量的化学品制造相关的污染问题不仅来源于原料与产品,而且源自其制造过程中使用的物质,最常见的是反应介质、分离和配方中所

  境无害的016ChinaAcademicJournalElectronic用的溶剂-当前广泛使用的溶綱军发性有机化-

  合物,其在使用过程中有的会引起臭氧层的破坏,有的会引起水源污染,采用无毒无害的溶剂代替挥发性有机化合物作溶剂,己成为绿色化学的重要研究方向。开发超临界流体(SF),特别是超临界二氧化碳作溶剂,就是一个很好的途径。当二氧化碳被压缩成液体,或超过其临界点(Tc=304.2KPc=739Mpa,Pc=0.468g/ml)成为超临界流体时,它具有许多优良性能:无毒、不可燃、价廉,而且可以使许多反应的速度加快和(或)选择性増加,因此可以成为优秀的绿色化学溶剂。1978年,KZosel成功地用CO2超临界流体(SF—CO2)从咖啡豆中提取出咖啡因,并使之工业化其后,SFE(SF—Extraction)作为一种新型的分离技术,受到世人的瞩目特别是利用SEF技术从天然动植物体内提取某些有价值的化学吕,如P—胡萝卜素、纤维素、甘油酯、生物碱、香精以及鱼油中DHA(二十四碳六烯酸,俗称‘脑黄金”)等;因为SF—CO2表现出良好的溶解和分散能力,因此在高分子材料合成中可替代传统的有机溶剂(如苯、甲苯等)用SF—CO2作反应介质,还可以将相转移催化剂溶于其中,这类反应通常需要的溶剂较昂贵,对环境的危害也大,且不易从产物中分离,但当该体系以SF—CO2为溶剂时,上述问题就可以得到很好的解决;此外,采用超临界的二氧化碳代替有机溶剂作为油漆、涂料的喷雾剂和泡沫塑料的发泡剂也己取得较大的进展,有的己经在工业上应用。

  总之,超临界流体技术虽然兴起仅20余年但其应用领域与前景是非常广阔的,尤其是它在化学化工过程中能替代许多传统的有毒、有害、易燃、易挥发的有机溶剂,为绿色化学提供了全新的溶剂体系,也保护了环境。

  2.2反应催化剂绿色化

  在现代化工生产中,绝大多数化学反应都必须有催化剂的参与,因此,必须使催化剂绿色化,传统的催化剂应进行以下几个方面的改进:(1)催化反应选择性进一步提高,其目标是达到“原子经济性”;(2)既要与反应体系有良好的相溶性,又容易从反应体系中分离出来,以实现催化剂的循环使用;3)催化剂本身对设备无腐蚀

  性,不对环境产生污染。目前,围绕催化剂的绿色化展开的研究中仿酶催化剂、固体酸催化剂等是值得注意的。

  酶催化反应具有高效性、专一性及条件温和的特点,是较理想的绿色催化剂,但天然酶来源有限、难以纯制,对环境敏感、易变性失活,开发与酶具有相似功能甚至更优越的人工酶己成为绿色化学研究的重要课题之一,a—一胰凝乳蛋白酶是一种蛋白质水解酶,M.L.BENDER等人用模拟a—一胰凝乳蛋白酶设计合成的P—Eenzyme催化乙酸间丁基苯脂的水解反应,比天然酶更快,谢有刚等人在仿酶催化领域进行了一系列的研究,如用二(多)胺环糊精成功地摸拟天然缩酶催化CH3COCH3与硝基苯甲醛的缩合,所得卩一醇酮的产率高达90%以上;用咪唑环番仿生体系模拟硫胺素酶,取代传统的剧毒物氰化纳作催化剂,催化苯甲醛缩合生成苯偶姻等等。

  酸催化反应是化学工业中重要的生产工艺,目前普遍使用的氢氟酸、硫酸、三氯化铝等液体酸催化剂,它们的共同特点是,对设备的腐蚀严重,对人体危害和生产废渣,污染环境,而固体酸催化剂如分子筛、杂多酸、固体超强酸则可以最大限度减少环境的污染。

  2.3化工原料的绿色化

  150年前,大多数工业有机化学物品都是来自植物提供的生物质(Biomass),少数来自动物物质。后来煤被用作化学原料。20世纪40年代以后,石油又逐渐成为主要的化学原料。今天95%以上的有机化学品来自石油,随着人类逐渐认识到煤和石油化学工业对环境的负面影响,科学家己经开始考虑如何重新利用生物质代替煤和石油来生产人类所需要的化学物质。

  利用生物质代替广泛使用的石油,是保护环境的一个长远发展方向,1996年美国“总统绿色化学挑战奖”的学术奖授予M。Hdtzapple教授,就是由于其开发了一套用石灰处理和细菌发酵技术,把废生物质转化为动物饲料、工业化学品和燃料。

  生物质主要是由淀粉及纤维素雛前者易

  于转化为葡萄糖,而后者则由于结晶及与木质共生等原因,通过纤维酶转化为葡萄糖,难度较大。DmthsW等报导以葡萄糖为原料,通过酶反应可制得己二酸、邻苯二酚等,尤其是不需要从传统的开始来制造作为尼龙原料的己二酸取得了显著进展。由于苯是己知的致癌物质,以经济和技术上可行的方式,从合成大量的有机原料中去除苯是具有竞争力的绿色化学目标。

  另外,Gross首创了利用生物质或农业废物如多糖类制造新型聚合物的工作。由于其同时解决了多个环保问题,因此,引起了人们的特别兴趣,其优越性在于聚合物原料单体实现了无害化;生物催化转化方法优于常规的聚合方法,Gross的聚合物还具有生物降解功能。

  2.4产品绿色化

  产品绿色化或称环境友好产品,1996年美国“总统绿色化学挑战奖”中更安全化学品奖被授予者就是由于其开发一种环境友好的海洋生物防垢剂,小企业奖获得者是因其开发了高效工艺以生产热聚天冬氨酸,它是一种代替丙烯酸的可生物降解产品。

  3.展望

  绿色应成为今后化学的特征之一,国际上一些发达国家非常重视绿色化学,是由于人们对环境保护、社区安全、人身保健的要求日益严格。化学逐渐由污染演化成环境友好,人类的需求支配着化学的发展轨迹;同样,人类的绿色需求也必将使化学朝着绿色的方向发展。绿色化学与绿色技术的研究己成为国外企业,政治和学术界

  的重要研究与开发方向。这对我国既是严峻的挑战,也是难得的发展机遇。21世纪化学面临的挑战是:一方面要继续为人类的衣、食、住、行和医疗保健等事业做出卓越的贡献,同时,又要不生产对人类健康和环境有害的产品。所以,现在迫切的任务是探索绿色化学的新概念和实现绿色的途径,只有零排放和可接受的原料等概念成为化学家工作的指导思想的时候,未来的以化学为基础的工业才可能绿色化。

  



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