绿色化学及12原则综述
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[参考资料]
绿色化学十二原则
绿色化学主要是关于环境的化学。
绿色化学的12项原则:
1.防止——防止产生废弃物要比产生后再去处理和净化好得多。
2.讲原子经济——应该设计这样的合成程序,使反应过程中所用的物料能最大限度地进到终极产物中。
3.较少有危害性的合成反应出现——无论如何要使用可以行得通的方法,使得设计合成程序只选用或产出对人体或环境毒性很小最好无毒的物质。
4.设计要使所生成的化学产品是安全的——设计化学反应的生成物不仅具有所需要的性能,还应具有最小的毒性。
5.溶剂和辅料是较安全的——尽量不同辅料(如溶剂或析出剂),当不得已使用时,尽可能应是无害的。
6.设计中能量的使用要讲效率——尽可能降低化学过程所需能量,还应考虑对环境和经济的效益。
合成程序尽可能在大气环境的温度和压强下进行。
7.用可以回收的原料——只要技术上、经济上是可行的,原料应能回收而不是使之变坏。
8.尽量减少派生物——应尽可能避免或减少多余的衍生反应(用于保护基团或取消保护和短暂改变物理、化学过程),因为进行这些步骤需添加一些反应物同时也会产生废弃物。
9.催化作用——催化剂(尽可能是具选择性的)比符合化学计量数的反应物更占优势。
10.要设计降解——按设计生产的生成物,当其有效作用完成后,可以分解为无害的降解产物,在环境中不继续存在。
11.防止污染进程能进行实时分析——需要不断发展分析方法,在实时分析、进程中监测,特别是对形成危害物质的控制上。
12.特别是从化学反应的安全上防止事故发生——在化学过程中,反应物(包括其特定形态)的选择应着眼于使包括释放、爆炸、着火等化学事故的可能性降至最低。
简述绿色化学的12条原则
1.预防废物:设计化学合成,预防废弃物产生,不留下任何需要处
理或净化的废弃物。
2.原子经济性:合成方法应用设计成能将所有的起始物质嵌入到最
终产物中,使用原子经济来评估反应效率。
3.减少有害物质:设计尽可能安全的化学反应和合成路径,反应中
使用和生成的物质应对人类健康和环境无毒或毒性很小。
4.设计安全的化学品:设计的化学产品应在保护功效的同时尽量使
其无毒或毒性很小。
5.无毒无害的溶剂和助剂:尽量避免使用溶剂、分离试剂等助剂,
如不可避免时,选用无毒无害的溶剂和助剂。
6.合理使用和节省能源:尽量降低合成过程中的能耗,合成过程应
在环境温度和压力下进行。
7.使用可再生资源:使用可再生的,而不是消耗性原料和原材料,
可再生原料通常来自农产品或者其他过程的废弃物。
8.减少衍生物:尽量避免不必要的衍生过程(如基团的保护、物理
与化学过程的临时性修改等)。
9.高选择性催化剂:尽量使用选择性高的催化剂,而不是提高反应
物的配料比。
10.无毒降解产物:设计可降解和易清除的化合物,确保化合物及其
降解产物无毒性、无生物富集性,或不对环境造成持久影响。
11.实时污染预防:实时监控化学反应过程以预防任何潜在的有害和
污染物质的生成及排放。
12.更安全的生产过程:设计化学品及其物理形态,以尽量减少发生
化学事故(包括爆炸、火灾以及环境排放)的可能性。
绿色化学十二原则:让我们的生活更环保绿色化学是一种注重环境保护与可持续发展的工业科技,而其核心就是绿色化学十二原则。
这些原则也可以应用到我们的生活中,让我们的生活更加环保。
1. 预防。
在我们的日常生活中,可以从源头上减少使用不环保的产品以及减少废弃物产生。
2. 原子经济。
这意味着只使用必要的化学反应,并且最小化副产物的产生。
在我们的生活中,可以尽量减少使用需要化学反应的产品。
3. 可持续使用原材料。
这意味着我们应该选择那些可再生和可循环利用的原材料。
在我们的生活中,可以选择使用植物材料、再生纸等可再生材料。
4. 节能。
在我们生活中,我们可以通过使用 LED 灯泡、关闭电子设备等方式来节能减碳。
5. 减少溶剂的使用。
在我们的生活中,可以选择使用水性清洁产品和油漆,避免挥发性有机化合物对环境的污染。
6. 安全化学。
在我们的生活中,不要使用有毒的化学物品和产品,选择对人体和环境相对安全的替代品。
7. 最小化环境的影响。
在我们的生活中,可以通过垃圾分类、不乱扔垃圾等方式来最小化环境的影响。
8. 避免无谓的风险。
在我们的生活中,应避免使用无谓的安全和环保风险的产品,选择对人体和环境相对健康的品牌。
9. 设计选择。
在我们的生活中,可以选择那些优先使用可再生和可循环利用的产品和材料的品牌。
10. 节水。
在我们的生活中,尽可能地减少水的使用,避免对水资源的浪费。
11. 避免污染。
在我们的生活中,要尽可能避免各种形式的污染,不再使用环境污染的产品。
12. 最小化环境的影响。
在我们的生活中,我们可以尽量减少驾车,选择公共交通工具或者步行和自行车出行,减少空气污染。
以上绿色化学十二原则,不仅可以被应用于工业科技的领域,也可以指导我们在日常生活中的环保思想和行动。
绿色化学工程技术十二条原则基于可持续发展绿色化学工程技术的十二条原则是基于可持续发展的理念,旨在促进环境友好的化学工程实践。
这些原则指导了绿色化学工程技术的设计与开发,并以减少对环境的负面影响为目标。
下面将逐条介绍这十二条原则,以清晰的方式阐述其内容。
第一条:预防污染。
预防污染是绿色化学工程技术的核心原则之一。
该原则鼓励在源头上避免或最大程度减少化学过程中的污染物产生。
第二条:最大限度减少化学物质的使用量。
该原则倡导在化学工程中尽量减少使用有害化学物质的数量,并促进创新以替代有害物质的使用。
第三条:设计能有效降解的化学产品。
该原则要求设计和开发可以在自然环境中有效降解的化学产品,以减少对环境的持久性影响。
第四条:设计能降低能耗的化学工程。
该原则强调在化学工程中优化能源利用,减少能源消耗和相关排放。
第五条:设计可再生能源为动力。
该原则鼓励使用可再生能源作为化学工程的动力来源,减少对有限资源的依赖。
第六条:避免使用危险物质。
该原则要求避免使用具有危害性或潜在危险的物质。
倡导使用更安全、环境友好的替代品。
第七条:最大限度减少废物和副产物。
该原则强调在化学工程中最大限度减少废物和副产物的产生,并寻找有效的废物处理方法。
第八条:发展安全技术。
该原则要求研发和应用安全技术,以确保化学工程过程中的安全性。
第九条:提高工程效率。
该原则鼓励提高化学工程过程的效率,减少资源的浪费和能源的消耗。
第十条:推广绿色化学工程实践。
该原则旨在推动绿色化学工程实践的普及和应用,促进可持续发展的实现。
第十一条:提倡合作与交流。
该原则呼吁不同领域的专家和利益相关者之间的合作与交流,共同推动绿色化学工程技术的发展。
第十二条:实践责任与透明度。
该原则强调绿色化学工程技术应该以负责任和透明的方式进行实践,在公众和利益相关者中建立信任。
这些十二条原则是绿色化学工程技术的基石,也是实现可持续发展的重要指南。
遵循这些原则,将有助于化学工程实践在环境友好、经济可持续和社会责任感的框架下进行。
简述绿色化学的12条原理
绿色化学是一种环境友好型化学,旨在减少和消除化学物质对环境和人类健康的负面影响。
绿色化学的12条原则如下:
1. 预防:预防污染比治理污染更重要。
2. 原子经济:最大限度地利用原材料和最小化废物。
3. 合成设计:尽可能设计出环境友好型的合成路线。
4. 无毒性:化学物质应该设计为无毒性或低毒性。
5. 低能耗:化学反应应该尽可能地使用低能耗的方法。
6. 可再生材料:使用可再生的原材料和资源。
7. 可降解:化学物质应该可降解为无害的物质。
8. 催化剂:使用催化剂可以减少化学反应的能量消耗。
9. 简化操作:尽可能简化化学反应和操作流程。
10. 安全性:化学反应和产品应该设计为最小化对人类健康和环境的危害。
11. 分析方法:开发环境友好型的分析方法。
12. 实时分析:在化学反应中应用实时分析技术可以提高反应的效率和减少废物产生。
绿色化学的十二项原则我们相信,可持续发展必须从一开始就着手。
这就是为什么我们采用“绿色化学的12项原则”作为我们研发活动的核心原则。
这些指导原则使我们从一开始就能保持正确的方向,减少创新工作的环境影响,提供能够提高可再生成分含量、减少原材料使用并降低环境影响的新技术。
我们的研发团队努力遵循这12项原则,尽量在我们研发过程的一开始就着眼于减少环境影响,发现突破性的技术。
1.预防 - 尽量不要产生废物,这样就不需要处理废物。
2.原子经济性 - 最终产品应包含加工过程中使用的所有原子。
3.危害性较小的化学合成 - 只要有可能,生产方法应该设计为制造对人体或环境毒性更小的物质。
4.设计更安全的化学品 - 化学产品的设计应确保在实现其功能的同时尽可能减少对人类或环境的危害。
5.更安全的溶剂 - 生产材料时应尽量不要使用溶剂或其他不必要的化学物质。
如果确实需要溶剂,则使用的溶剂不应以任何方式对环境造成危害。
6.能效设计 - 应尽量减少进行反应所需的能源,以减少环境和经济影响。
如果可能,加工过程应在环境温度和压力下进行。
7.使用可再生原料 - 原材料应尽可能可再生。
8.减少衍生物 - 反应过程尽量不要包含太多步骤,因为这意味着需要更多试剂并且会产生更多废物。
9.催化- 催化的反应比未催化的反应更有效。
10.降解设计 - 化学产品使用寿命终结以后应能分解成无毒且不会在环境中残留的物质。
11.旨在防止污染的实时分析 - 需要制定方法,确保有害产品在生产出来之前就被检测到。
12.对事故预防本质上更安全的化学作用 - 化学工艺中所用物质的选择应尽量降低发生化学事故(包括爆炸和火灾)的风险。
绿色化学十二原则绿色化学是一种注重可持续发展的原则和方法,旨在减少或消除对人类健康和环境的不利影响。
绿色化学的理念可通过十二个原则来概括和指导。
本文将详细介绍这些原则,强调了它们在实现绿色化学目标上的重要性。
第一原则是预防原则,旨在避免产生污染物或废弃物。
倡导使用无害的反应条件和催化剂,从根本上减少有害物质的产生。
第二原则是原子经济学原则,强调合成反应中尽量减少废物产生,提倡高原子效率的方法。
通过选择有效的催化剂、精确控制反应条件和使用合适的溶剂可以实现高原子经济性。
第三原则是可再生原则,鼓励使用可再生资源,并减少对非可再生资源的依赖。
可再生原则可以通过生物质转化、光催化和电催化等方法来实现。
第四原则是催化原则,强调使用催化剂来加速反应,减少能量消耗和反应条件要求。
催化剂能够提供新的反应通道,实现高效绿色合成。
第五原则是设计安全原则,要求在合成设计中考虑产品的毒性和危险性,最大限度地减少对人类和环境的危害。
第六原则是设计能源效率原则,倡导选择低能耗反应条件,如常温反应、微波加热和超声波等。
通过最大限度地提高试剂转化率和选择具有高反应活性的方法,可以实现能源高效。
第七原则是使用可再生溶剂原则,鼓励使用可再生溶剂,如水、超临界二氧化碳和离子液体等,减少对有机溶剂的需求和污染。
第八原则是设计可降解性原则,要求合成出易降解的物质,减少对环境的持久性损害。
这可以通过设计具有生物降解或光降解性质的化合物来实现。
第九原则是使用催化剂提高选择性原则,倡导使用催化剂来实现高选择性反应,最大限度地减少副产物的生成。
第十原则是合理设计催化剂原理,鼓励设计新颖、高效和可再生的催化剂,以提高反应效率和减少废弃物的产生。
第十一原则是利用天然资源原则,强调通过使用可再生天然资源来代替有限的化石能源和化学品。
这包括生物质、太阳能和风能等可再生能源。
第十二原则是促进公众教育原则,要求加强绿色化学知识的普及和培养公众意识,支持可持续发展的发展目标。
绿色化学及12原则综述随着时代的发展,化学逐渐真正成为了一门最有用的科学。
化学科学的研究成果和化学知识的应用为推动人类的进步起了决定性的作用。
目前,化学及其制品已经渗透到人类生活、生产和国民经济的各个领域,达到了人人、事事、处处都离不开化学及其制品的程度。
但20世纪化学取得的辉煌成就,并未获得社会应有的认可。
这是因为,化学化工的发展在为人类的生活改善提供源源不断的能源和物质基础的同时,又造成了很多的能源和环境问题:黑色的污水,黄色的烟尘,五颜六色的废渣和看不见的无色毒物威胁着人们的健康,给人类赖以生存的自然环境的可持续发展带来了巨大的威胁。
随着化学品的大量生产和广泛应用,人类对全球性环境污染的加剧、能源的匮乏和资源的减少日益关注。
人们逐渐发现,仅依靠开发更有效的污染控制技术对改善环境是很有限的,而把注意力集中到原始污染的预防上则对消除污染更有效。
正是在这样的背景下,绿色化学逐渐引起了人们的重视。
1绿色化学及其产生绿色化学(GreenChemistry),又称为环境无害化学(Envi-ronmentallyBenignChemistry),是指设计生产不具有或具有较小环境负作用,并在技术和经济上具有可行性的化学品和化学过程。
它包括合成、催化、工艺、分离和分析监测等多个领域[1]。
从1960年化学农药的污染问题被提出来开始,人们开始注意到人口的急剧增加、工业的高度发达、资源的极度消耗、污染的日益严重,使人类不得不面对严重的环境危机。
这些问题不但影响一个国家的经济发展,而且对环境造成的危害将对人类自身的健康甚至是生存都造成了严重的威胁。
解决问题的办法,初期主要以治理为主,但这些办法效果有限、费用昂贵。
在积累了30年治理污染的经验后,人们提出了污染预防这一新的概念,最后美国环保局提出了“绿色化学”这一“新化学婴儿”。
2绿色化学的基本特征绿色化学是当今化学科学研究的前沿,它吸收了传统化学化工、环境、物理、生物、材料和信息等学科的最新理论和技术,受到来自社会、技术、经济、环境、政治等多方面的推动力。
从可持续发展的意义上来说,绿色化学更多地代表了化学化工科学理念的重大变革,也反映了社会对于科学发展的重塑和建构,绿色化学在与社会现实的互动影响之下,逐步朝向经世致用的目标前行。
绿色化学的最大特点在于它在始端就采用预防污染的科学手段,因而过程和终端近似零排放或零污染。
它将工业革命以来沿袭的线形思维方式转变为非线形思维,把线形的和非循环的“原料—产品—废物”生产模式升级为非线性的和循环的“原料一一产品—剩余物—产品……”的生产模式。
绿色化学工艺与一般的控制污染的技术有本质的区别,它从根本上防止污染产生,其基本特征主要体现在五个“R”上:Reduction(废物减排),即减少化学工业难题之“废液、废气和废物”排放;Reuse(重新利用),诸如催化剂、溶剂等持续性使用,从而可以有效降低成本及减少“三废”排放;Recycle(再循环),化工废弃产品回收成为原料重新参与制造过程;Regeneration(废物再生),也就是变废为宝,使得“三废’成为下一个生产环节的原料,以节省资源,减少污染;Rejection(拒绝使用),生产过程拒绝使用有毒、有污染的原料,这是防止污染的最根本方法。
3绿色化学的基本原则在1998年,Anstas和Waner就出版了“Greenchemistry:Theoryandpractice”专著并提出了十二条原则,美国化学会为此做了权威的解释:(1)预防环境污染(prevention);(2)提高原子经济(AtomEconomy);(3)提倡无害的化学合成方法(lesshazardouschemicalsynthesis);(4)设计更安全的化学品(designingsaferchemical);(5)使用更安全溶剂和助剂(safersolventsandauxiliaries);(6)提高能量的使用效率(designforenergyefficiency);(7)使用可再生的原料(useofrenewable);(8)减少衍生物的生成(reducederivatives);(9)开发新型催化剂(catalyst);(10)设计可降解材料(designfordegradation);(11)加强预防污染中的实时分析(realtimeanalysisforpollutionprevention);(12)防止意外事故的安全工艺(inherentlysaferchemistryforaccidentprevention)。
十二原则涉及化学过程绿色化的原料、工艺、产品等各个方面,还涉及到成本、能耗和安全等方面的问题。
当然,随着社会发展和绿色化学研究的深入,绿色原则也适当调整。
如Anastas等在时隔4年之后,又提出了新的十二条原则:(1)尽可能利用能量而避免使用物质实现转换;(2)使用可见光有效地实现水的分解;(3)采用的溶剂体系可有效地进行热量和质量传递的同时,还可催化反应并有助于产物分离;(4)开发具有原子经济,又对人类健康和环境友好的合成系统方法;(5)不使用添加剂,设计无毒无害、可降解的塑料与高分子产品;(6)设计可回收并能反复使用的物质;(7)开展“预防毒物学”研究,使得有关对生物与环境方面的影响机理的认识可不断地结合到化学产品的设计中;(8)设计不需要消耗大量能源的有效光电单元;(9)开发非燃烧、非消耗大量物质的能源;(10)开发大量二氧化碳和其他温室效应气体的使用或固定化增值过程;(11)实现不使用保护基团的方法进行含有敏感基团的化学反应;(12)开发可长久使用、无需涂布和清洁的表面和物质。
在这新的十二条中,针对社会发展的需要,提出了一些绿色化学学科迫切需要解决的问题,如能源、温室效应等,应该说绿色化学新的十二条原则是对原来某些原则的具体化和深化。
2003年在美国佛罗里达,科学家们确定了9条工程界要遵守的绿色工程规则,将绿色的概念外延进一步扩大,已经不再局限在化学化工领域,它已拓展到整个工程领域,更重视人类社会和自然界的和谐、可持续及安全发展。
当今时代,人类的生活与化学息息相关。
无论是衣、食、住、行,都离不开化学。
同时,对资源的开发利用成为了当今社会面临的制约经济发展、影响环境的重要因素。
因此,可循环利用、、可持续发展、绿色化学生产被人们提上了议事议程。
我们都知道,随着工业化的大范围普及,环境污染问题已经到了不能再忽略的地步了。
尤其我们发展中国家,化工生产需求很大,而对能源的二次回收利用的不够直接造成的环境破坏远远高于其他发达国家。
这对我们的经济建设造成了巨大的负面影响。
如何正确、有效地解决这个问题,是每一个中国人的责任。
其实,实现可持续发展是战略已成为世界许多国家指导经济,社会发展的总体战略,即经济的发展必须和人口、环境、资源统筹考虑。
1987年世界环境与发展委员会提出采用可持续发展的总原则是:“今天的人类不应以牺牲今后几代人的幸福而满足其需要。
”可持续发展的核心思想是在经济发展的同时,注意保护资源和改善环境,合理地保护和改善环境为可持续发展提供物质基础。
环境对发展的约束是由于不合理的发展破坏了环境所致,而合理的发展又为治理环境提供了更多的技术和资金。
总之,我国在制定经济发展目标和政策时,应充分考虑环境问题。
若经济政策既能带来经济效益又不损害环境,它们就能促进经济的可持续发展。
反之,如果可能带来环境损失,就需要调整计划,以便抵消这些损失。
我们只有坚持“经济建设、城乡建设和环境建设同步规划、同步实施、同步发展”的指导方针,才能实现人口、资源、环境与发展的良性循环,给子孙后代创造更好的生存和发展条件。
根据资料得,我国“九五”和2010年的环保目标是:到本世纪末,力争环境污染和生态破坏加剧趋势得到基本控制,部分城市和地区环境质量有所改善,2010年基本改变生态环境恶化的状况,城乡环境有比较明显的改善。
为实现“九五”环保目标的两大举措是:①实现污染物排放总量的控制,使2000年主要污染物排放总量控制在1995年水平,确保环境污染加剧的趋势得到基本控制;②实施跨世纪绿色工程计划,主要包括地区和流域环境综合整治项目、城市环保基础设施建设项目、生态环境恢复和保护项目等,重点是三河(淮河、辽河、海河)、三湖(滇池、巢湖、太湖)水污染防治和SO2污染与酸雨控制。
此外,绿色化学中涉及到的不只是地面上各个工厂里的作业,更应该多开发一些绿色能源,如风力、潮汐等已经比较普及的能源站。
这里我再大概谈谈风力对绿色化学的作用。
风就存在于我们的身边,我们人类也都习惯了风的存在。
可是什么是风能,风能又有哪些特点,人类是怎样一步一步地开发利用风能,以及为什么风能又会成为21世纪人类理想的能源资源呢?风能蕴藏量丰富。
风能是全球水能的10倍多,我国仅陆地上就有风能资源大约1.6×109kW。
风能可以再生,永不枯竭。
风能是太阳能的变异,只要太阳和地球存在,就有风能,它取之不尽,用之不竭,是可再生的。
同时它清洁无污染,随处都可开发利用。
风能作为一种清洁、安全的可再生能源,千百年也来一直受到人类的重视。
根据以上风能的特点和人类开发风能的历史,我们不难想象风能将是21世纪人类理想的能源资源。
原因概括起来有以下几点:(1)矿物能源的有限性迫使人们越来越重视风能等可再生能源的开发与利用。
据1987年第二届太平洋煤炭会议资料介绍,按当时的开采速度,石油只能开采34年,天然气为60年,煤炭只能维持约200年。
而风能资源量大且可再生。
(2)化石燃料利用中不可避免的环境污染问题也使人们越来越倾向于风能等“绿色能源”的开发与利用。
如据联合国环境署1997年报告:在过去20年,全世界能源消耗增长了50%,从现在到2020年,全球能源消耗还将比现在增长50%~100%,由此造成温室气体排放将会增加45%~90%,从而带来灾难性后果再如按照我国电力部规划,2000年全国风电场装机容量将超过100万kW,年发电量预计达到30亿kWh。
若以相应的风电代替煤电,可减少污染物排放量约为:CO2--2250000t、SO2--18300t、NO2 --13500t、粉尘--15600t。
(3)风电技术的逐步成熟和风电机性能价格比的提高,使风电成本降低,逐步具备了与其他能源竞争的实力。
风电在某些国家能源构成及消费中的比例越来越高,而且随着技术的进步,社会的发展,这一比例还会更高。
风能等洁净、可再生能源的开发与利用将成为人类实施能源可持续发展战略的重要举措与途径。
最后,用一句话结束对绿色化学与环保、可持续发展关系的看法:我们需要发展,但我们更需要绿色的生活环境!参考文献[1]刘斌.绿色化学技术在环境污染治理中的应用.广州化工,2009,37:8.[2]纪红兵,佘远斌.绿色化学化工基本问题的发展与研究.化工进展,2007,5.。