綠色化學(xué):為生態(tài)安全護(hù)航

□余 地

綠色化學(xué):為生態(tài)安全護(hù)航

□余 地

據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國平均每兩天就要發(fā)生一次污染事故，在這些污染事件中，化學(xué)毒物的排放所導(dǎo)致的事件要占70%。世界上第一座煉焦?fàn)t1919年點(diǎn)火，化學(xué)污染也隨著化學(xué)工業(yè)的誕生一起開始了。人類需要化學(xué)，但不需要化學(xué)污染。

生態(tài)安全的殺手

化學(xué)工業(yè)合成的物質(zhì)，多是生物圈中沒有的，同生物體的內(nèi)環(huán)境也不相容，大多具有毒性?；どa(chǎn)中使用的助劑很多都是重金屬，排放到自然環(huán)境中進(jìn)入食物鏈，對生物的生長和發(fā)育也不利。1956年，日本水俁灣附近發(fā)現(xiàn)了一種奇怪的病貓，它們步態(tài)不穩(wěn)，抽搐、麻痹，甚至跳海自殺。不久后便發(fā)現(xiàn)了患這種病癥的人，輕者口齒不清、步履蹣跚、面部癡呆、視覺喪失、手足變形，重者神經(jīng)失常，或酣睡，或興奮，身體彎弓高叫，直至死亡，這就是轟動(dòng)世界的“水俁病”。后查明致病原因，罪魁禍?zhǔn)资窃谥圃炻纫蚁┖痛姿嵋蚁┻^程中使用的含汞的催化劑。常年的工業(yè)廢水排放，嚴(yán)重污染了水俁灣水體，甲基汞在魚蝦體內(nèi)積累，人食用后被腸胃吸收，侵害腦和身體其他器官。數(shù)十萬人因食用了被甲基汞污染的魚蝦得病，至今影響還沒有完全消除。

“水俁病”的發(fā)生，引起了科學(xué)家對化學(xué)污染的重視。同樣的還有DDT大面積噴灑對鳥類和其它動(dòng)物的傷害，制造出“寂靜的春天”。但人們在生產(chǎn)和生活中向環(huán)境排放有毒化學(xué)物的現(xiàn)象，至今沒有得到有效的遏制。就重金屬鉛一項(xiàng)而言，1000多年前產(chǎn)量才1萬噸，現(xiàn)在已達(dá)300萬噸，蓄電池、顏料、涂料、磁器、塑料穩(wěn)定劑都需要用鉛。含鉛的產(chǎn)品被廢棄后，鉛就從空氣、水、土壤、食品等途徑進(jìn)入人體，積聚在血液和骨骼中。據(jù)醫(yī)學(xué)檢測，現(xiàn)代人的血鉛濃度已達(dá)200～300微克/升，比工業(yè)革命前增加了200～300倍，到了安全劑量的上限。特別是兒童血鉛偏高影響智力，問題很嚴(yán)重。有專家稱，這個(gè)問題如果不加以解決，再過20年中國人的智力將下降5%。

當(dāng)今，化學(xué)合成的有機(jī)物已由上世紀(jì)70年代的7萬種增加到10萬種，產(chǎn)量已突破4億噸，其中有一半以上沒有經(jīng)過安全性測定。有數(shù)據(jù)表明，家具和建材中使用的醛類、苯類，嚴(yán)重污染室內(nèi)空氣，引發(fā)的呼吸道疾病、過敏、頭暈，成了醫(yī)院門診的常見病。聚氯乙烯塑料已經(jīng)充滿世界各地，白色污染不但帶來環(huán)境危機(jī)，更難辦的是廢棄塑料燃燒會(huì)產(chǎn)生二惡英，這是一種強(qiáng)致癌物質(zhì)，毒性極大。一滴二惡英能毒死1000人，30克二惡英能置100萬人于死地，毒性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過沙林和氰酸鉀，科學(xué)家稱它是“世紀(jì)之毒”。世界衛(wèi)生組織規(guī)定的日攝入的安全標(biāo)準(zhǔn)為1～4微克，雖然現(xiàn)在環(huán)境中的二惡英極微，但通過食物鏈的積累，二惡英對人類的健康將是災(zāi)難性的。

情寄綠色化學(xué)

化學(xué)既能創(chuàng)造巨大財(cái)富，又能給環(huán)境制造災(zāi)難，不符合可持續(xù)發(fā)展原則。化學(xué)反應(yīng)是物質(zhì)分子的化分和化合，只要設(shè)計(jì)合理，形成化工循環(huán)鏈，實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)是完全可能的。例如，檸檬酸是基礎(chǔ)化工產(chǎn)品，它是食品、制藥的基本原料，用淀粉、糖蜜等發(fā)酵生產(chǎn)，排放的污水臭氣撲鼻，嚴(yán)重污染環(huán)境。如果先將發(fā)酵殘液中的菌絲體和蛋白質(zhì)回收，可制成高檔飼料。廢水進(jìn)入沼氣池產(chǎn)生沼氣發(fā)電，1噸檸檬酸有機(jī)廢水產(chǎn)生的沼氣，可發(fā)電220千瓦時(shí)（度）以上。發(fā)電后的尾氣溫度在500℃，可用于溴化鉀中央空調(diào)或用于熱風(fēng)爐干燥菌渣。廢水從沼氣池中泵出進(jìn)行無害化處理，水中的固體廢物制成活性顆粒污泥，成為很好的吸污材料。如此一來，則基本做到零排放。

當(dāng)今，95%以上的有機(jī)化學(xué)品都來自石油和煤，而它們儲(chǔ)量有限，屬不可再生能源，開采和加工又嚴(yán)重污染環(huán)境。采用可再生的生物質(zhì)，如淀粉、纖維素、沼氣、糖類等取代傳統(tǒng)的石油、煤等工業(yè)原料進(jìn)行化學(xué)生產(chǎn)，既可保護(hù)資源又有利于環(huán)境，是綠色化學(xué)的重要方向。

綠色化學(xué)采用新工藝、新原料、新配方，能合成對環(huán)境無毒、無害的綠色產(chǎn)品。如，針對限塑令，科學(xué)家開發(fā)出新型的、可生物降解的高分子材料制造包裝袋，解決了“白色污染”。涂料里含有大量的有毒物質(zhì)，如苯類、甲醛、重金屬鉛以及固化劑殘留，用于室內(nèi)裝飾嚴(yán)重影響人體健康。德國舒爾茨制漆及涂料公司生產(chǎn)的舒爾茨系列環(huán)保涂料，沒有上述的有毒物質(zhì)，獲得世界最高環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)“藍(lán)天使”標(biāo)志。他們生產(chǎn)的內(nèi)外墻乳膠漆、水性木器漆、水性磁漆、水性防銹漆等用于家裝，可以確保家居安全，國內(nèi)也有了合作生產(chǎn)的產(chǎn)品。

任重而道遠(yuǎn)

綠色化學(xué)從源頭上防止污染的新觀念，是解決生態(tài)困境的必由之路。從家用清潔劑、燃料、化妝品到膠水，都少不了使用有污染的物質(zhì)苯、四氯乙烯和三氯乙烯等，家用清潔劑(如清洗劑或去污劑)和裝修用料(如粘合劑)已成了人類健康的殺手?，F(xiàn)在，用納米二氧化鈦為基質(zhì)生產(chǎn)的空氣潔凈劑，已成為消除居室污染的首選。這是中國綠色化學(xué)科學(xué)家的奉獻(xiàn)，但它的高售價(jià)卻不能讓普通百姓都能享用。生物降解塑料筐同用石油產(chǎn)品制造的塑料相比很容易處理，農(nóng)民在收獲草莓或生菜以后，只需采取簡單的措施就能讓它回歸大自然。但它的高價(jià)格也讓農(nóng)民在選購時(shí)難下決心。

科學(xué)家們認(rèn)為，綠色化學(xué)的高成本是普及應(yīng)用的攔路虎，所以現(xiàn)在綠色化工產(chǎn)品的產(chǎn)量有限，使用的人也不多。例如生物柴油是一種十分環(huán)保的燃料，但在價(jià)格上卻不能同傳統(tǒng)柴油競爭，現(xiàn)在全球的產(chǎn)量只有數(shù)百萬噸，相當(dāng)于傳統(tǒng)柴油消費(fèi)量的1%?？茖W(xué)家最近用甜菜糖和一種植物油研制出新的生物降解的軟化劑和乳化劑，產(chǎn)品無毒無害，在食品工業(yè)上也可以使用，同樣是由于價(jià)格原因，很難被生產(chǎn)廠家接受。利益最大化是現(xiàn)代化生產(chǎn)的法則，綠色化學(xué)如不能降低成本，就無法在各國推開?，F(xiàn)在，各國科學(xué)家正在動(dòng)腦筋，從生產(chǎn)工藝和原料上下功夫，千方百計(jì)地降低綠色化學(xué)的成本。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，科學(xué)家的智慧在綠色化學(xué)上已轉(zhuǎn)化為上千項(xiàng)專利，但要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，對傳統(tǒng)的化工生產(chǎn)進(jìn)行改造，還需要時(shí)日。傳統(tǒng)的化工生產(chǎn)，原料是三酸二堿、石油和煤中提取的苯、烴等，這些對環(huán)境都是有毒的，到目前為止科學(xué)家還沒有找到它們的替代品。直接用原子進(jìn)行化工生產(chǎn)，更是尖端課題，沒有上百年的努力恐難實(shí)現(xiàn)。