M，Holtapple教授(学术奖)，以表彰他们在绿色化学领域中的杰出成就。表10-2列出了

1996-1999 年美国“总统绿色化学挑战奖”的获奖情况，从中可以看到绿色化学与技术

的主要内容和发展方向。另外由美国环保署P.T，Anastas等编写的《绿色化学》丛书陆续出版，1996年出版的第一辑副标题为“为环境设计化学”，1998年出版的第二辑副标题为“无害化学合成和工艺的前沿”。此外，Anastas等在1998年出版的《绿色化学——理论与实践(Theoryand Pra”ti·e)》一书中详细阐述了绿色化学的定义、原则、评估方法及发展趋势使之成为绿色化学的经典之作。进人20世纪90年代，一个由日本政府规划，旨在防止全球气候变暖、在21世纪重建绿色地球的“新阳光计划”开始实施，其主要内容为能源和环境技术的研究开发，该计划提出了“简单化学”(simplechemistry)的概念，即采用最大程度节约能源、资源和减少排放的简化生产工艺过程来实现未来的化学工业，为了地球环境而变革现有技术。该计划还指出绿色化学就是化学与可持续发展相结合，其方向是化学的发展适应于改善人们健康和保护环境的要求。1997年底，德国联邦政府正式通过了一个名为“为环境而研究”的计划，主要包括三个主题：区域性和全球性环境工程、实施可持续发展的经济及进行环境教育，计划的年度预算达6亿美元，其中将实施可持续发展经济的部分内容交给了化学工业。此外，德国联邦教育科学研究和技术部还与化学工业在研究、技术开发、教育和创新等方面建立了正常的对话，可持续发展的化学被确定为这一对话的固定主题之一。一种由英国皇家化学会主办的国际性杂志《绿色化学》于1999年1月创刊，其内容涉及清洁化工生产技术各方面的研究成果、综述和其他信息，并站在现代化学研究的前沿，涵盖了通过化学品的应用或加工来减轻对环境影响的所有研究活动。

近几年，国内有关绿色化学的学术活动也很活跃。中国也制定了“科教兴国”和“可持

续发展”战略，并在1993年世界环境与发展大会之后，编制了《中国21世纪议程》的政府

白皮书，郑重声明了走经济与社会协调蛀展道路的决心。面对国际上兴起的绿色化学与清洁

生产技术浪潮，有关部门和机构也开展了相应的行动。1995年，中国科学院化学部组织了

绿色化学与技术——推进化工生产可持续发展的途径》院士咨询活动，对国内外绿色化学

的现状与发展趋势进行了大量调研，并结合国内情况，提出了发展绿色化学与技术及消灭和

减少环境污染源的七条建议，并建议国家科技部组织调研，将绿色化学与技术研究工作列入

“九五”基础研究规划。1997年5月，以“可持续发展问题对科学的挑战——绿色化学”为主题的香山科学会议第72次学术讨论会在北京举行，中心议题为：可持续发展对物质科学的挑战；化学工业中的绿色革命；绿色科技中的一些重大科学问题和中国绿色化学发展战

略。1998年在合肥举办了第一届国际绿色化学高级研讨会，此后又陆续召开研讨会。

11

1999 年12月，由国家自然科学基金委组织在北京举行了第16次九华科学论坛，从科学发展和国家需求的战略高度对“绿色化学的基本科学问题”等举行了充分的研讨，并提出了如何在“十五”期间优先安排和部署我国在该领域的研究工作的意见。1997年由国家自然科学基金委和中国石油化工总公司联合资助的“九五”重大基础研究项目《环境友好石油化工催化化学与化学反应工程》正式启动，项目涉及我国石油化工的一些重要过程，按导向基础性研究、技术可行性的初步探索和技术可行与经济合理性的重点探索三个层次，开展采用无毒无害原料、催化剂和“原子经济”反应等新技术的探索研究，为解决现有生产工艺存在的环境问题奠定了基础。此外，一些院校也纷纷成立了绿色化学研究机构。

开展绿色化学与化工是造福子孙后代，对人类健康和生存环境有益的事业。

2.2.3绿色化工的12条原则

（1）预防：防止产生废物，比最生产后最处理清除更好。 （2）原子经济性，设计合成方法时应尽可能使用于与生产加工过程的材料都进入最后的产品。 （3）有害或无害的化工过程，设计的化工过程所采用的材料与生成的产物对人类与环境都应当是低毒或无毒的。

（4）设计无危险化工产品，设计生产的产品性能要考虑限制其毒性。 （5）安全的溶剂和助剂，所使用的辅助物质包括溶剂分试剂和其他物品应是无害的。 （6）设计要讲求能，效加工过程的能源要求应考虑它们对环境和经济的影响并应尽量节省。

（7）使用可再生的原料，当技术和经济上可行时，原料和加工厂粗料都应可再 生。

（8）减少衍生物，如果可能，尽量减少和避免利用衍生反应，因为此种步骤需要添加额外的试剂并可能产生废物。

（9）采用高选择性催化剂，优于使用化学计量助剂。

（10）产物的降解性要好，化学品应设计成使用后容易降解为无害物质的类型。 （11）发展分析方法，对污染物实行在线监测和控制，对有害物质在形成前加以控制。

（12）防止事故发生的固有安全化学。在化学过程中使用的物质和物质形态的选择。并使其尽可能的减少发生化学事故的潜在可能性。包括释放爆炸及着火等。

2.3绿色化工与可持续发展

绿色化学给人类社会和自然环境带来积极影响，控制污染在时间上的延续和空间上的扩展，为可持续发展提供促进作用；绿色化学为人类可持续发展提供调节和制约的保护作用。绿色化学为可持续发展提供观察和监测的规划作用。绿色化学为人类的可持续发展提供完整的体系和方式，是可持续发展的必由之路。绿色化学也是贯彻可持续发展战略的一个不可分割的一部分。绿色化学是可持续发展的核心战略之一。

12

2.3.1传统化工面临的挑战

随着传统化工的快速发展，诸如能源危机和环境污染等一系列问题不断暴露，使其迎来巨大的挑战。

（1）化工资源与能源的危机：石油、煤和天然气既可用做能源，也是化工的起始原料。但随着人类发展进程加快，可利用的石油、煤和天然气这些非常规能源用尽日期已经越来越近。

(2)传统化工对生态环境的污染

自从工业革命以来，环境问题一直是困扰全球各国的问题之一。化学工业的急剧发展为

环境带来巨大的压力。环保问题越来越受到人们的关注。治理日益恶化的生态环境，实行可

持续发展战略，这已成为全球各个国家和地区的共识。 化工三废对生态环境的影响:在传统生产、使用化学产品的过程中常产生大量的三废，即废水、废气和废渣。例如，据统计，目前全世界每年产生3亿～4亿吨危险废物；而中国化学工业排放的废水、废气和固体废物分别占全国工业排放总量的22.5%、7.82%和5.93%。这些废物污染了环境，给人类带来了灾难，引起了社会各界的关注。如废气对大气的污染，CO：的超量排放使地球变暖，含硫气体的超量排放形成对农作物有害的酸雨，氯烃对臭氧层的破坏，大气受锅炉燃煤、汽车排放物的污染，塑料制品的白色污染等。还有一些造纸厂、农药厂等排放到江海湖泊的废水造成严重污染，使水生动植物受到灭顶之灾，也使农田、生活用水受到损害，这些都是人们有日共睹的事实。

有害化学品对人类与生态环境的影响:世界化学化工产品已达到7万种之多，化工总产值约1万亿美元(中国约5000亿人民币)。化学品极大地丰富了人类的物质生活，提高了生活质量，并在控制疾病、延长寿命，增加农作物品种和产量，在食物的储存和防腐等方面起到了重要作用。但从20世纪50年代起，化学品产量的剧增和化工产品种类的增多，其对人类健康的危害性和对环境、生态的破坏也逐渐暴露出来。例如，化肥造成土壤的贫瘠化，有害农药使土壤中有害化学品通过生物链对人类生存质量的影响等，特别是几件重大事故的发生，更引起政府和社会的警觉。生产和生活上的不当会反过来影响人类的安全。其中最引人注意的是天然资源的滥采和化学品的滥用所引起的负面作用。例如1961年，在欧洲引起了一起对药物Thalido-mide的恐慌，妇女在孕期为了减轻恶心和呕吐而服用这一药物，却发现所生的小孩带有严重的缺陷，在严重的情况下，产生缺胳膊少腿或严重畸形，估计由此生下的小孩全世界有10000 人，其中德国就有5000人。这一悲剧导致在新药上市时，政府部门要对新药进行严格的致畸形药理试验，这也引起了社会关注合成化学品作为药物时对人类产生的影响。人们对环境问题的认识始于20世纪60年代，女海洋生物学家RachaelCarson当时发表了着名的《寂静的春天》(SilentSpring)一书，告诫人们有关农药(如杀虫剂DDT)的危害。杀虫剂DDT于1941年上市，开始DDT被认为是对人类安全的有效农药。但其对生态环境的危害直到1962年才被人们察觉。书中详细地叙述了DDT和其他杀虫剂对各种鸟类所产蛋的影响。使用DDT等杀虫剂后，通过食物链会使

13

秃头鹰的数量急剧减少，同时也危及其他鸟类，使原来百鸟歌唱、叶绿花红的春天变得“一片寂静”。此外，这些化学制剂还会通过皮肤、消化道进人人体，使人中毒；也会在地球大气循环的作用下，被带到世界各地，至在北极的海豹和南极的企鹅体内也能发现DDT。这本书也被誉为警世之作，使得美国环保署于1972年立法禁止使用这些有害杀虫剂。这一事例也说明认识一种化学物质对生态的危害性要有一个漫长的过程。从20世纪70年代开始，有关环境的认识已逐步变为政府的认识与行为。例如联合国对社会进步的提法，考虑经济增长所付出的代价，在90年代初提出了“可持续发展”，明确要考虑子孙后代的发展。

科技发展的基本思考——可持续性发展

在人类发展史中，贯穿着一条推动人类进步的主线，即对物质世界的认识不断深化，改造、创造和利用物质的能力不断提高。依靠这两方面，20世纪成为人类社会高速发展的100 年。不过，反思之余人们不得不想到同时发生的一个问题，过去人类过于自信自己的创造力一定能够无限地战胜自然，忽视了自然的和自己创造的物质对人类的反作用。回顾人类认识和利用物质的历史，可以看出认识提高的三个阶段，在人类社会初级阶段，人类活动只为满足生存的基本需要i而后就进一步要求满足日益增长的生存质量的需要，即进入中级阶段$当前人类已开始进人到高级阶段，要在保证生存安全的前提下提高生存质量。既要保证现今地球上的人，也要保证未来子孙后代，因此提出了可持续性发展的战略思想。人们逐渐认识到可持续性发展要依赖科技进步，但并非一切科技都支持可持续性发展。只有满足人类生存、生存质量和生存安全三个方面的要求，科技进步才能够成为人类不断进步的推动力。

化学的创造力的确给人们营造了一个全新的物质环境。这些成果一度使人们乐而忘忧，一些发达国家的人们毫无顾虑地改变着和影响着自然。在中国，所谓“人定胜天”的理念使人们依照人的意愿做着一些违反自然科学规律的事情。事实上，任何物质和能量以至于生物，对人类来说都有两面性。天然化合物也有其两面性，g；至其中有的毒性非常强。不论化学创造的新物质和自然界原有的物质，都要合理使用。化学能够帮助人们了解化学物质的性质和变化规律，了解它们两面性的本质，化学也能帮助人们认识自然界发生的各种化学过程，使之能够正确地使用它们和控制它们。例如，通

过化学的研究，使人们发现破坏臭氧层的是氟里昂之类的化学物质。但是，破坏臭氧层的化学物质并非只有氟里昂，而且影响臭氧层的也并非都是化学品。反而是靠化学才解决了臭氧层的形成和破坏的机理，才找到了保护臭氧层的途径。Molina、Rowland和Crutzen就是因为他们在研究大气层化学，特别是臭氧层的形成和破坏方画所取得的成果而获得了1997年诺贝尔化学奖。化学不仅对于解决化学品滥用问题上起到关键作用，而且在处理物理的和生 物的危险因素方面也能够发挥主要作用。例如，对受到放射性、紫外线等辐照的人的处理与治疗就是利用整合清除金属，或者用自由基清除剂、抑制剂以及细胞保护剂等化学物质去阻止对人体的损伤。环境问题涉及许多方面，一般的废气、废液、废渣有其共同性，可用共同的或类似的方法处理，而化工所产生的污染物千变万化，难以用一种或几种方法来处理，只能由化工工作者自己设法解决。在解决化工污染的方法中有环保工作者所通用的方法，更有化工工作者所常用的方法或针对不同污染物的专用方法，而这些专用方

14