8月17日傍晚,美國副總統(tǒng)拜登抵達(dá)北京,開始對中國進(jìn)行正式訪問。據(jù)了解,在拜登此次長達(dá)6天的訪問安排中,加強(qiáng)中美兩國在環(huán)保、新能源等方面的合作是重要內(nèi)容之一。而在美國擁有“綠色化學(xué)之父”尊稱的美國環(huán)保局助理局長保羅·阿納斯塔斯,在本月初訪華期間,多次談到了他的綠色化學(xué)觀。借此,我們向讀者推薦這位美國環(huán)保人士在訪華期間的一次講話。這位“綠色化學(xué)之父”所傳達(dá)的理念,對中國化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,不無裨益。
化學(xué)工業(yè)的治污費已超過加工費
1991年,綠色化學(xué)由美國化學(xué)會(ACS)提出,并成為美國環(huán)保局的中心口號。綠色化學(xué)不單是一門學(xué)科或產(chǎn)業(yè)單元,而是一種新的思維方式,是關(guān)于日常生活的產(chǎn)品及生產(chǎn)過程的重新設(shè)計。其核心是利用化學(xué)原理從源頭減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的污染,將反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物。
上世紀(jì)90年代末,我和同事約翰·華納提出了綠色化學(xué)的12項基本原則,并致力于推動綠色化學(xué)生產(chǎn)。這些原則現(xiàn)已成為世界化工界的共識。目前,綠色化學(xué)的研究網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)遍布全球30多個國家。根據(jù)美國環(huán)保局的調(diào)查,綠色化學(xué)產(chǎn)品和加工使得危險廢料的年產(chǎn)量減少至30億磅,每年節(jié)約400億加侖水資源,每年節(jié)約能源為220億千瓦。
構(gòu)成社會和經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)都是化學(xué)物質(zhì)。化學(xué)影響了每一個構(gòu)成我們社會與經(jīng)濟(jì)看得見、摸得著與感覺得到的東西。綠色化學(xué)強(qiáng)調(diào)的是在傳統(tǒng)化學(xué)的基礎(chǔ)上,必須考慮絕對減少毒性物質(zhì)和廢棄物產(chǎn)生,并且在材料的獲取、生產(chǎn)、儲存與流通等所有過程實現(xiàn)環(huán)境友好。可以說,綠色化學(xué)和綠色工程是從根本上解決環(huán)境問題的可持續(xù)方案。
化學(xué)工業(yè)的絕大多數(shù)工藝都是多年前開發(fā)的。當(dāng)時的加工費用主要包括原材料、能耗和勞動力的費用。近年來,由于化學(xué)工業(yè)向大氣、水和土壤等排放了大量有毒、有害的物質(zhì),加工費用已發(fā)生了很大變化。以我提出綠色化學(xué)概念的第二年即1992年為例,美國化學(xué)工業(yè)用于環(huán)保的費用為1150億美元,而清理已污染地區(qū)的費用卻高達(dá)7000億美元。
大量與化學(xué)品制造相關(guān)的污染問題不僅來源于原料和產(chǎn)品,更多的是來自其制造過程中使用的物質(zhì)。最常見的是在反應(yīng)介質(zhì)、分離和配方中使用的溶劑。當(dāng)前廣泛使用的溶劑是揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC),其在使用過程中有的會引起臭氧的形成,有的會引起水源污染。因此,采用無毒無害的溶劑代替VOC已成為綠色化學(xué)的重要研究領(lǐng)域。
在無毒無害溶劑的研究中,最活躍的研究項目是開發(fā)超臨界流體(SCF),特別是超臨界二氧化碳作溶劑。超臨界二氧化碳是指溫度和壓力均在其臨界點以上的二氧化碳流體。它通常具有液體的密度,因而有常規(guī)液態(tài)溶劑的溶解度。在相同條件下,它又具有氣體的黏度,因而又具有很高的傳質(zhì)速度。超臨界二氧化碳的最大優(yōu)點是無毒、不可燃、價廉等。這種物質(zhì)用途非常廣泛,如干洗衣物、制造塑料,甚至可以去除咖啡中的咖啡因等。而且,這種技術(shù)并不釋放二氧化碳,而是固定和利用二氧化碳,這也是在氣候變化的背景下特別需要的。
我們一直在消耗資源、產(chǎn)生廢物,然后投入巨資來清潔環(huán)境。
但是,我們必須得向前看,讓過去出現(xiàn)的問題未來不再出現(xiàn)。綠色化學(xué)讓我們欣慰的正是這一點,可以讓我們發(fā)揮創(chuàng)造力,從源頭杜絕污染,不讓曾經(jīng)的錯誤一犯再犯。