1、绿色化学与化工导论,欢迎你,翟翠萍,绿色化学,陈秀丽,欢迎你,绿色化学是当今国际化学学科研究的前沿，它吸收了当代化学、化工、物理、生物、材料、环境、和信息等学科的最新理论成果和技术，是具有重大社会需求和明确科学目标的新兴交叉学科。近十年来，绿色化学和技术已成为各国政府、学术界及企业关注的热点。,通过本课程的学习，掌握绿色化学与化工的基本概念、基本原理，了解化学、化工生产中的资源与能源合理利用及生态环境可持续性发展间的关系。 达到开阔视野，拓宽知识面，便于从整体上认识化学学科，树立既保护环境又推动工业生产发展的新观念。 同时及时了解最新最热门的科学技术成果的研究进展以及国内外发展状况，为成为知识
2、渊博、研究方向明确的高素质人才打下基础。,开设本课程的目的,教材及参考书,1、沈玉龙、魏利滨、曹文华.绿色化学.北京：中国环境科学出版社, 2004 2、闵恩泽、吴巍编著. 绿色化学与化工.北京：化学工业出版社,2000 3、仲崇立.绿色化学导论.北京：化学工业出版社, 2000 4、汪志勇、王官武、王中夏等.绿色化学导论.中国石化出版社, 2006 5、贡长生、张龙.绿色化学化学.华中科技大学出版社, 2011,本课程为考查课，总学时数为36学时。 考核形式：平时成绩70%，期终考查30%。期终考查以论文或问答题的形式考试。,课程性质及要求,教学内容,第一章 绪论 第二章 绿色化学原理 第三
3、章 无机合成反应的绿色化技术 第四章 绿色有机合成 第五章 高分子材料的绿色合成化学 第六章 精细化工的绿色化 第七章 化学工艺的绿色化,教学内容,第八章 能源工业的绿色化 第九章 绿色化学中的过程强化技术集成 第十章 绿色化学化工过程的评估 第十一章 循环经济与生态工业园,第一章 绪论,1.1 绿色化学的兴起与发展 1.2 绿色化学研究的内容和特点 1.3 绿色化学的国内外发展概况 1.4 绿色化学是我国化学工业可持续发展 的必由之路,1.1 绿色化学的兴起与发展,1.1.1 生态环境的危机呼唤绿色化学随着世界人口的急剧增加、各国工业化进程的加快、资源和能源的大量消耗与日渐枯竭、工农业污染物
4、和生活废弃物等的大量排放，人类生存的生态环境迅速恶化，主要表现为大气被污染、酸雨成灾、全球气候变暖、臭氧层被破坏、淡水资源紧张和被污染、海洋被污染、土地资源退化和沙漠化、森林锐减、生物多样性减少、固体废弃物造成污染等。,化学带来的污染,在巴西，曾用此种药治疗麻疯病，导致数十个生育畸形。,1961年欧洲的对药物“反应停”（Thalidomide）的恐慌：在1950年代后期到1962年曾用作减轻孕妇恶心和呕吐的药剂，然而后来发现在46个国家中有1.2万名儿童具有出生缺陷其中德国就有5000人。最严重的情况，会产生缺胳膊少腿或严重畸形。,1962年女海洋生物学家Rachael Carson寂静的春天
5、详细地叙述了DDT和其它杀虫剂对各种鸟类所产蛋的影响：它在鸟类体内累积后，造成蛋壳变薄，使很多鸟类种群显著减少，如猎鹰，秃鹰和鹗等。,1972年禁止使用DDT，目前仍有一些国家生产和使用。,700多户迁移，3300万美元清洁土壤,1971年美国纽约州的尼亚加拉瀑布的love Canal 的运河床层中，发现了82种化学污染物。如苯、氯化物、氮化物、二恶英等致癌物质。同时在这一地区也发现了很高的生育缺陷和婴儿流产，以及肝癌和小儿诱导性神经疾病的高发作率。,1000户居民搬迁，1000万美元购置居民搬迁用房，1000 万美元止住渗漏,1982年美国密苏里州首府附近小镇Time Beaches 化学
6、剧毒事件:,二恶英 含量高达30074010-9 （标准是110-9）,美国加利福尼亚州洛杉矶地区的大雾；,在20世纪70年代：,美国俄亥俄州的Cuyahoga河，由于严重的化学污染而引起河面着火；,1984年印度波帕尔的化工厂，发生甲基异氰酸的大量泄漏 ，致死约4000人，伤者无数。,进入20世纪80年代，探明氟氯烃对大气臭氧层的破坏。 会引起紫外光透过大气层，增加照射导致皮癌等。,宾夕法尼亚州匹兹堡市的黄烟。,1986年4月26日，乌克兰切尔诺贝利核反应堆爆炸，使放射性物质传播远至瑞典。死亡 45人，并使500公里外的儿童甲状腺癌患者明显增加。,90年代由于城市生活垃圾造成的白色污染,19
7、96年4-6月间，英国利物浦附近的一家化工厂溢出了704磅二氯乙烯和331，000磅的三氯甲烷。,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 生物多样性减少 酸雨蔓延 有毒的化学品和危险废物,大气污染,中国是世界上大气污染最为严重的国家，1995年大气污染造成的经济损失占总损失的16.1%。1998年，世界卫生组织曾对53个国家的272个大城市空气中的三种污染物（总悬浮颗粒物、二氧化硫、氮氧化物）指标作过统计调查，从而确定了世界十大污染城市名单。它们依次是：,太原、米兰、北京、乌鲁木齐、墨西哥城、兰州、重庆、济南、石家庄、德黑兰。
8、,臭氧层破坏意味着大量紫外线将直接辐射到地面，导致人类皮肤癌、白内障发病率增高，并抑制人体免疫系统功能；农作物受害而减产；破坏海洋生态系统的食物链，导致生态平衡的破坏 。研究表明，臭氧层破坏与氟利昂分解时产生的氯原子有直接关系。,臭氧层破坏,全球变暖,2007年7月10日，冰岛杰古沙龙湖，漂浮的冰川。冰岛约10万平方公里的国土面积中约有11%被冰川覆盖。专家称，未来200年间，冰岛的冰川将受全球变暖的影响而消失。,气温上升的原因：人类燃烧煤、石油和天然气，排放大量CO2等温室气体,由于全球气候变暖，将会对全球产生各种不同的影响，较高的温度可使极地冰川融化，海平面每10年将升高6厘米，因而将使一
9、些海岸地区被淹没。影响农业和自然生态系统，威胁人类生存,海洋污染,目前，世界海洋污染状况最严重的是波罗的海、地中海、日本的濑户内海、东京湾、美国的纽约湾等。,目前，我国大部分海域的水质基本保持良好状态。但近岸海域已受到不同程度的污染和生态破坏。特别是与大中城市毗连的海域、海湾、入海河口处的污染比较严重。,在这些海域里，海洋生物大量减少，鱼、贝类濒于绝迹，有些已变成没有生命的“死海”。,淡水资源紧张和污染,目前约有100多个国家被列为缺水国家。,中国也是淡水资源缺泛的国家。七大河流的污染顺序是：辽河海河淮河黄河松花江珠江长江。,全球约有14亿人喝不到安全的饮用水，有23亿人没有起码的卫生条件，每
10、天有6000名儿童死于卫生不良引起的疾病。,联合国环境规划署发布的全球环境展望四综合报告指出，从全球范围而言，污染的水源是人类致病、致死的最大单一原因。世界卫生组织（WHO）的一项调查显示:,全世界80的疾病是由饮用被污染的水而造成。,全世界平均每年有4260亿吨工业废水和生活废水排入水体，多数河流和湖泊都受到不同程度的污染，其中约有40%的河流受到较为严重的污染。,全世界50儿童的死亡是由于饮用水被污染造成。,土地沙化,人类文明的摇篮底格里斯河、幼发拉底河流域，由沃土变成荒漠。中国的黄河，水土流失亦十分严重,全球陆地面积占60%，其中沙漠和沙漠化面积29%。,全世界每年有600万公顷土地沙漠
11、化，其中320万公顷是牧场， 250万公顷是依靠降雨的耕地，12.5万公顷是灌溉耕地。,土地沙漠化使近1/6的人口生存环境受到影响。经济损失 每年423亿美元。,中国的土地沙漠化问题之严重更是令人触目惊心!,近20年来我国土地沙化面积，平均以每年2460平方公里的速度扩展，这相当于每年损失一个中等县的区域面积。,我国荒漠化的土地面积高达280多万平方公里，占我国国土面积的近1/3。每年因荒漠化造成的直接经济损失达540亿元 。,森林锐减,全球森林面积的减少主要发生在20世纪50年代以后，其中1980年至1990年期间全球平均每年损失森林995万公顷，约等于一个韩国的面积，森林正以平均每年400
12、0平方公里的速度消失。,近100年来，中国的森林面积已经减少了50%，木材蓄积量减少了33%；森林覆盖率为13.92%，不到全世界森林覆盖率30%的一半，居世界第100位左右。,目前地球上大约有1000万3000万种生物物种。然而由于生态环境的破坏，地球上生物物种灭绝的速度比历史上任何时候都快:,生物多样性减少,每年大约有5万个物种灭绝，平均每天灭绝的物种达140个 。估计到21世纪初，全世界野生生物的损失可达其总数的15%30%。,在中国，由于人口增长和经济发展的压力，对生物资源的不合理利用和破坏，生物多样性所遭受的损失也非常严重，,大约已有200个物种已经灭绝；,估计约有5000种植物在近
13、年内已处于濒危状态，这些约占中国高等植物总数的20%；,大约还有398种脊椎动物也处在濒危状态，约占中国脊椎动物总数的7.7%左右。,酸雨降落到河流、湖泊中，会妨碍水中鱼、虾的成长（pH4.8，鱼类就会死亡），以致鱼虾减少或绝迹；,酸雨成灾,未受酸雨伤害的水稻 受酸雨伤害的水稻,酸雨还导致土壤酸化，破坏土壤的营养，使土壤贫脊化， 危害植物的生长，造成作物减产，危害森林的生长。,此外，酸雨还腐蚀建筑材料，有关资料说明，近十几年来，酸雨地区的一些古迹特别是石刻、石雕或铜塑像的损坏超过以往百年以上，甚至千年以上。,我国重庆、贵州、长江三角洲、珠江三角洲雨水的pH值经常在4左右。 全国每年由于酸雨污染
14、造成的经济损失达200亿元左右。,全球三大酸雨区美国和加拿大地区、 北欧地区、 中国南方地区。,有毒的化学品和危险废物,全世界每年排放的各种工业废弃物和城市生活垃圾约有100亿吨，其中5%-10%属于危险废物。,我国2002年生活垃圾年产量约为1.36亿吨，工业固体废物9.5亿吨，其中化学品等危险废物约1000万吨。,由于缺乏有效处理，我国历年的垃圾存量已超过60亿吨， 全国660多个城市中有2/3处于垃圾包围之中.,地球要做到出淤泥而不染太难了！,1/3 哺乳动物面临灭绝 20 淡水鱼濒临灭绝 9 树种面临灭绝 50 珊瑚退化 80 原始森林遭到破坏 20 人口难以获得安全饮用水 2/3 人
15、口面临供水困难和大气污染,环境污染带来的后果,江苏省的癌症发病率更为严重，在全国癌症死亡率最高的前30个县中，江苏占了9个。全省每年有12万人死于癌症，占全国癌症死亡人数的1/10。,环境污染对人体的危害,环境污染导致生活环境中的致癌物质越来越多。,1991年至2000年，我国城市居民中的癌症死亡率上升了18.31，农村居民中死亡率上升了11.03。,随着人类社会的发展，随意抛弃的垃圾已成为人们的眼中之钉，因此人们则将垃圾深埋或到遥远的荒郊野岭去抛弃。这就是所谓的“眼不见为净法”。,人类对待污染的对策,人类社会的早期，人口密度小，生活水平低下，精神文明程度低下，垃圾少且易分解。因此当时的人类对
16、垃圾的采取随意抛弃的方式。,（1） 随意抛弃法：,（2） 深埋或遥远抛弃法:,即生产的过程或生产出的产品出现污染了，马上进行处理。如：大气被污染了，马上进行大气污染治理；水被污染了，又进行水治理。这是一种消极被动的处理方法。,（3）异国他乡抛弃法,目前这已成为严重的国际问题，许多发展中国家都大力抵制这种“侵略”。因此异国他乡抛弃法是一种“侵略法”。,（4）末端处理法,1.1.2 环境保护的宣传和法规推动绿色化学,蕾切尔.卡逊（Rachel Carson）（19071964），海洋学家,环境保护的警世之作寂静的春天,1962年，美国女科学家Rachel Carson所著Silent Spring
17、出版，书中详细地叙述了DDT等杀虫剂对各种鸟蛋的影响，使鸟类数量急剧减少，使原来花红叶绿、百鸟歌唱的春天变得“一片寂静”。 在后来的30年间，千百万吨滴滴涕在全世界被使用。在非洲，它可能拯救了几百万人的性命。消灭了虫害，农民的收成剧增。 寂静的春天这本书第一次对人类长期流行于全世界的口号“向大自然宣战”、“征服大自然”的绝对正确性提出了质疑。她指出，化学杀虫剂的生产和应用，会殃及很多有益生物，连人类自己也不能幸免。 尽管当时的工业界特别是化学工业界对她发起了猛烈的抨击，而当时的美国政府也没有及时给予卡逊应有的支持，使卡逊在寂静的春天出版两年后，因癌症和遭受空前的诋毁、攻击而与世长辞，然而卡逊惊
18、世骇俗的预言，像是黑暗寂静中的一声呐喊，终于唤醒了人类。科学家和生态学家得出结论，使用滴滴涕弊多利少。 1971年，美国环保署成立，1972年正式立法宣布禁止使用DDT 。 Rachel Carson被誉为人类环保事业的“普罗米修斯”。,目录 第一章 明天的寓言 第二章 忍耐的义务 第三章 死神的特效药 第四章 地表水和地下海 第五章 土壤的王国 第六章 地球的绿色斗篷 第七章 不必要的大破坏 第八章 再也没有鸟儿歌唱,第九章 死亡的河流 第十章 自天而降的灾难 第十一章 超过了波尔基亚家族的梦想 第十二章 人类的代价 第十三章 通过一个狭小的窗户 第十四章 每四个中有一个 第十五章 大自然在
19、反抗 第十六章 崩溃声隆隆 第十七章 另外的道路,美 蕾切尔卡逊 著 总序 译序 致谢 前言/美国副总统阿尔戈尔,寂静的春天,DDT(双对氯苯基三氯乙烷),1939年被发明，1941年上市。昆虫一碰到它，便因神经系统麻痹而被杀死。 将它喷酒在农作物上，或喷酒在带菌昆虫赖以繁殖的沼泽类地区 将它喷酒在农作物上，或喷酒在带菌昆虫赖以繁殖的沼泽类地区，会收到良好的灭虫效果。,人们发现有些昆虫对滴滴涕产生了抗药性，药效不如从前那样明显了，动物在吃了喷过滴滴涕的植物后，滴滴涕能在其体内积累。由于滴滴涕在动物体内未被降解，这使人担心它会通过食物链传递下去。 对滴滴涕积聚的最初警告信号是来自对鸟类的研究。
20、Rachel Carson发现鸟类从吃下的昆虫那里吸收了滴滴涕，从而使产下的蛋壳变薄。薄蛋壳很容易破碎，致使幼鸟死去。既然滴滴涕能影响鸟类，难道它不会影响人类吗？,寂静的春天唤醒了广大民众，美国第一个民间环境组织由此应运而生，美国环境保护局也在此背景下成立。道理是很简单的，如果我们最终失去了清洁的空气、水、安全的食物和与之共存共荣的多样化生物基因，经济发展还有什么意义呢？社会组织还有什么功效呢？在这个小小的蔚蓝色星球上所出现的新思考中，全球环保意识的迅速觉醒是最具根本性的。蕾切尔.卡逊的思想正在变成亿万人的共同意识，这一新意识的觉醒正为人类社会向新阶段迈进作好准备。,全球环境保护对策大事记,1
21、972年6月16日 联合国人类环境会议通过环境宣言。 1973年1月 联合国成立环境规划署。 1977年8月联合国通过“防止荒漠化行动计划”。 1982年5月18日联合国人类环境会议通过内罗毕宣言。 1984年4月 非洲召开环境保护会议，决定每年4月10日为“非洲环境保护日”。,1985年3月5日 通过保护臭氧层的维也纳公约。1987年4月27日 世界环境与发展委员会公布我们共同的未来长篇报告。1987年9月16日 联合国环境署保护臭氧层会议通过蒙特利尔协定。,1989年3月23日 联合国环境署控制危险废物越境转移会议通过巴塞尔公约 。1990年，美国国会通过污染预防法，并确定为国策，提出从源
22、头上防止污染的产生。同时，美国环保局发起了绿色化学计划，其目的是促进开发对人类健康和生态环境危害较少的化学产品和工艺流程。1992年6月3日至14日 联合国环境与发展大会，102个国家元首出席会议。大会通过了里约热内卢环境与发展宣言以及二十一世纪议程。,1992年11月16日 1575名著名科学家起草的世界科学家对人类的警告发表。 1993年9月17日至19日 联合国环境规划署与澳大利亚民间环境团体联合倡议的“让世界清洁起来”的运动在61个国家得到热烈响应。1995年3月16日，美国总统克林顿宣布设立“总统绿色化学挑战奖”。,l994年我国政府发表了中国21世纪议程白皮书，制定了“科教兴国”和
23、“可持续发展”战略，郑重声明走经济与社会协调发展的道路，将推行清洁生产作为优先实施的重点领域。,环保经典著作：1798年，T.R.马尔萨斯人口原理，开创了可持续发展思想的萌芽 1851年，印第安索瓜米西族酋长西雅图西雅图宣言 1962年，美 蕾切尔 卡逊寂静的春天 1972年，罗马俱乐部 美 丹尼斯米都斯等增长的极限 1972年，美 芭芭拉沃德，勒内杜博斯 只有一个地球 1972年，美 巴里康芒纳封闭的循环1975年，英 彼得辛格动物解放 1987年，“世界环境与发展委员会”我们共同的未来 1991年，美 阿尔戈尔濒临失衡的地球 1992年，美 艾伦杜宁多少算够 1998年，瑞士 苏伦埃尔克曼
24、工业生态学。,1.1.3化学工业的发展催发绿色化学,化学作为一门创造性的学科，从诞生至今已取得了辉煌的成就。化学工业给人类提供了极为丰富的化工产品，迄今为止人类合成了600多万种化合物，工业生产的化学品已经超过5万种，目前全世界化工产品年产值已超过15 000亿美元。我国生产的化学品近4万种，2001年石油和化工产品总产值达10990亿元，占全国工业总产值的98%。这些化工产品为人类创造了巨大的物质财富，极大地丰富了人类的物质生活，促进了社会的文明与进步。因此，化学工业在国民经济中占有极为重要的地位，成为国民经济的基础工业和支柱产业。但是也应该看到，大量化学品的生产和使用造成了有害物质对生态环
25、境的污染，当代全球生态环境问题的严峻挑战都直接或间接与化学物质污染有关。,20世纪化学工业的贡献,为研制基因工程药物奠定了基础,1.1.4 环境保护经历的三个时期,1 20 世纪中期以前稀释废物来防治污染时期 认为只要充分降低某一化学物质在特定介质中的浓度就足以减轻其最终影响，人们是将化学品直接排放到大气、水体和土壤中作为其最终处理方法的。应当说自然生态系统对某些外来的化学物质是有一定的抵抗和净化能力（称为环境的自净能力）的，但这种能力是有一定限度的，当污染物超出环境的自净能力时，就会对环境造成严重破坏，进而通过呼吸、饮食等途径进入人体，威胁人类健康。因此，采用稀释废物来防治污染的办法导致了2
26、0世纪30年代以来世界范围内的八大公害事件。,马斯河谷事件：1930年12月15日，比利时马斯河谷工业区工业区处于狭窄盆地中发生气温逆转，工厂排出的有害气体在近地层积累。3天后，有人发病，症状为胸痛、咳嗽、呼吸困难等。一周内有60多人死亡。心脏病、肺病患者死亡率最高。,多诺拉事件：1948年10月2631日，美国宾夕法尼亚州多诺拉镇。该镇处于河谷，10月最后一个星期大部地区受反气旋和逆温控制，加上2630日持续有雾，使大气污染物在近地层积累。二氧化硫及其氧化作用的产物与大气中尘粒结合是致害因素。发病者 5911 人，占全镇总人口43%。症状是眼痛、肢体酸乏、呕吐、腹泻；死亡17人。,洛杉矶光化
27、学烟雾事件：20世纪40年代初期，美国洛杉矶全市50 多万辆汽车每天消耗汽油约1600万升，向大气排放大量碳氢化合物、氮氧化物、一氧化碳。该市临海依山，处于50千米长的盆地中，汽车排出的废气在日光作用下，形成以臭氧气为主的光化学烟雾。,伦敦烟雾事件：1952年12月58日，英国伦敦市。58日，英国几乎全境为浓雾覆盖，4天中死亡人数较常年同期约多4000人：45 岁以上的死亡最多，约为平时3倍；1岁以下死亡的，约为平时2倍。事件发生的1周中，因支气管炎死亡的人数是平时的9.3倍。,四日市哮喘事件：1961年，日本四日市。1955年以来，该市石油冶炼和工业燃油产生的废气严重污染城市空气。重金属微粒
28、与二氧化硫形成硫酸烟雾。1961年，哮喘病发作。1967年，一些患者不堪忍受痛苦而自杀。1972年，全市共确认哮喘病患者达817 人，死亡10多人。,米糠油事件：1968年3月，日本北九洲市、爱知县一带生产米糠油时所用的脱臭热载体多氯联苯作，由于生产管理不善，混入米糠油中，人食用后中毒，患病者超过1400人。至78月份，患病者超过5000人，其中16人死亡，实际受害者约13000 人。,水俣病事件：19531956 年，日本熊本县水俣市含甲基汞的工业废水污染水体，使水俣湾和不知火海的鱼中毒，人食毒鱼后受害。1972年，日本环境厅公布：水俣湾和新县阿贺野川下游汞中毒者有 283 人，其中60人死
29、亡。 骨痛病事件：19551972年，日本富山县神通川流域锌、铅冶炼工厂等排放的含镉废水污染了神通川水体。两岸居民利用河水灌溉农田，使稻米含镉，居民食含镉稻米和饮用含镉水而中毒。19631979年3月，共有患者130人，其中死亡 81 人。,2 20世纪中期至八十年代末末端治理时期 由于对化学品的环境危害有了较多的了解，各国政府相继立法限制废物的排放浓度和排放量，于是许多企业不得不将废水、废气和废渣进行处理后才能排放，然而这并没有从根本上解决环境污染问题。一方面有毒有害物质仍源源不断地被排放到环境中，1993年美国仅以365种有毒物质估算，其排放量就达到了30亿吨。另一方面，处理污染物所需费用
30、十分巨大。1992年，美国化学工业用于环保的费用为1150亿美圆，而美国政府清理已污染地区的费用更高达7000亿美圆。高昂的费用使环境治理陷入困境。,3 20世纪九十年代以后污染预防为主，末端治理为辅时期 1990年，美国颁布了污染防止法案，将污染防止确定为美国的国策。绿色化学在这一背景下应运而生。绿色化学的目标是改变现有化学化工生产的技术路线，实现从“先污染，后治理”向“从源头上根除污染”的转变。 目前，世界各国对绿色化学与化工技术的研究十分重视，进展非常迅速，已出现一批生产大宗有机化学品的绿色化学技术。可以预见，绿色化学将成为实现经济和社会可持续发展的有效手段。,1.1.5可持续发展促进绿
31、色化学,1987年4月，联合国环境规划署在长篇报告我们共同的未来中提出以可持续发展为基本纲领，并将可持续发展定义为“既满足当代人的需求，又不危及后代人满足其需求的发展”。2002年9月，在南非约翰内斯堡召开的全球可持续发展高峰会议，进一步讨论和评价了绿色化学的进展情况，确立绿色化学与可持续发展的行动方案，强化参会国的承诺，大力推进可持续发展战略的实施。,1.2 绿色化学的研究内容和特点,12.1绿色化学的概念绿色化学（green chemistry）又称环境友好化学(environmental friendly chemistry)或可持续发展化学(sustainable chemistry)
32、，是运用化学原理和新化工技术来减少或消除化学产品的设计、生产和应用中有害物质的使用与产生，使所研究开发的化学品和工艺过程更加安全和环境友好。,1.2.2绿色化学的研究内容(1)清洁合成(cIean synthesis)工艺和技术，减少废物排放，目标是“零排放”。(2)改革现有工艺过程，实施清洁生产(clean production）。(3)安全化学品和绿色新材料的设计和开发。(4)提高原材料和能源的利用率，大量使用可再生资源(renewable resource)。(5)生物技术和生物质(biomass)的利用。(6)新的分离技术(novel separation technology)。(7
33、)绿色技术和工艺过程的评价。(8)绿色化学的教育，用绿色化学变革社会生活，促进社会经济和环境的协调发展。安全和环境友好。,绿色化学的核心内容,主要研究发展趋势：,探索利用化学反应的选择性（包括位置选择性，化学选择性和立体选择性），这不仅与合成产品的效率有关，且可能影响产品的生态效应和对环境的友好程度。,新型分离技术。,大力开发新型环境友好催化剂。,发展和应用对人和环境无毒、无危险性的试剂和溶剂，特别是开发以水或超临界流体为反应介质的化学反应。,1.2.3绿色化学的特点,环境化学是一门研究污染物的分布、存在形式、运行、迁移及其对环境影响的科学。,绿色化学与环境化学及环境治理,绿色化学是研究的是污
34、染的根源找到污染的本质在那里，而不是对终端或过程污染进行处理。,环境治理则是对已被污染了的环境进行治理，即研究污染物对环境的污染情况和治理污染物的原理和方法。,传统化学：在评价化学反应效率时，它往往考虑的是收率和选择性，但难以用来确定生产过程中所产生的污染物的数量。,绿色化学与传统化学,绿色化学主张在通过化学转换获取新物质的过程中充分利用每个原子，具有“原子经济性”，因此它既能够充分利用资源，又能够实现防止污染。绿色化学：关注在现今科技手段和条件下能降低对人类健康和环境有负面影响的各个方面和各种类型的化学过程。,1、化学反应的原子经济性。 2、化学反应的清洁性 3、化学工艺的循环性和闭路性。
35、4、化学反应技术的可持续性 5、化工生产的可持续性,绿色化学的特点,从科学观点看：绿色化学是对传统化学思维方式的创新和发展；,绿色化学是更高层次的化学。,从环境观点看：绿色化学是从源头上消除污染，保护环境的新科学和新技术方法。,从经济观点看：绿色化学为我们提供合理利用资源和能源、降低生产成本、符合经济持续发展的原理和方法;,绿色化学的涵义 理论,减量Reduction 既节省资源，减少“三废”的排放。 减少用量：在保护产量的情况下如何减少用量，有效途径之一是提高转化率、减少损 失率。减少“三废”排放量:主要是减少废气、废水及废弃物（副产物）排放量，必须排放标准以下。,再生Regeneratio
36、n 既变费为宝，节省资源、能源，减少污染。 它要求化工产品生产在工艺设计中应考虑到有关原材料的再生利用。,拒用Rejection 拒绝使用是杜绝污染的最根本办法，它是指对一些无法替代，又无法回收、再生和重复使用的毒副作用、污染作用明显的原料，拒绝在化学过程中使用。,重复使用Repeat 重复使用这是降低成本和减废的需要。诸如化学工业过程中的催化剂、载体等，一开始就应考虑有重复使用的设计。,回收Retrieve 主要包括：回收未反应的原料、副产物、助溶剂、催化剂、稳定剂等非反应试剂。,1.2.4绿色化学的实现途径,产品的绿色化：设计安全有效的目标分子、制造环境友好产品等。,化学反应的绿色化：寻求
37、安全有效的反应途径，如开发原子经济反应，提高反应的选择性等。,原料的绿色化：寻求安全有效的反应原料，如采用无毒无害的原料，以可再生资源为原料等。,溶剂的绿色化：如采用无毒无害的溶剂。,催化剂的绿色化：如采用无毒无害的催化剂。,化工生产的绿色化：寻求零排放的工艺过程和安全有效的反应条件等。,13 绿色化学在国内外的发展概况,1.3.1绿色化学在国外的发展概况 1997年12月在日本京都由联合国气候变化框架公约参加国三次会议制定了京都议定书，全称联合国气候变化框架公约的京都议定书。, 美国1990年美国颁布了污染防治条例， 将污染的防治定为国策。, 1995年3月16日美国前总统克林顿宣布设立“总
38、统绿色化学挑战奖”，这是唯一以政府名义颁发的奖项，奖励那些具有基础性和创新性，在化学产品的设计、制造和使用过中体现绿色化学的基本原则，在源头上消除化学污染物，从根本上减少环境污染方面卓有成就的化学家、公司或企业。所设奖项包括变更合成路线奖、变更溶剂反应条件奖、设计更安全化学品奖、小企业奖和学术奖。截至2007午，已颁奖12次。,美国：“总统绿色化学挑战奖”,据此奖项的发起者美国环保署公布的数字，自1995年美国宣布设立“总统绿色化学挑战奖”以来，获得殊荣的环境友好化工技术已经减少了超过11亿磅的危险化学品和溶剂及2100万加仑水(1加伦 =3.78541升)的使用，并减少了4亿磅二氧化碳的排放
39、。,1995年4月美国副总统戈尔宣布了国家环境技术 战略。其目标为:至2020年地球日时。将废弃物减少40-50%,每套装置消耗原材料减少20一25%。2000年，美国化学会出版了第一本绿色化学教科书，旨在推动绿色化学教育的发展。, 日本,制订“新阳光计划”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”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。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。 设立“为地球创新技术的研究院” 日本设立“绿色和可持续发展化学桨”，由日
40、本绿色与可持续化学网(GSCN)发起，该组织由日本化学及其相关的行业的代表共同组成，每年评选一次，2002年首次颁奖。,欧盟各国,荷兰：制订“清洁生产手册”利用税法条款等方法推进清洁生产技术的开发和应用，对采用革新性的清洁生产或污染控制技术的企业，其投资可按 1 年折旧（其它投资的折旧期通常为10年）。,德国：1991年制订“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化学工业。,英国 英国：英国绿色化工水晶奖英国“绿色化学奖”由英国皇家化学会( RSC)、Salter公司、J
41、erwood慈善基金会、工商部、环境部联合赞助，于2000年开始颁发，旨在鼓励更多的人投身于绿色化学的研究工作，推广工业界的最新科研成果。英国化学工程师学会(IChemE)环境奖等。,澳大利亚 澳大利亚皇家化学研究所于1999年设立了 “绿色化学挑战奖”,加拿大 加拿大化学会组织设立了“加拿大绿色化学奖”,其重点是： 1 更新合成路线，提倡使用生物催化、光化学过程、仿生合成及无毒原料等。2 更新反应条件，以降低对人类健康和环境的危害，鼓励使用无毒或低毒的溶剂，提高反应选择性，减少废弃物的产生与排放；3 设计更安全的化学产品。下设三个奖项，科研技术奖，小型企业奖及绿色化学教育奖。,专业性刊物 绿
42、色化学专著 各种国际学术会议,1.3.2 国内绿色化学的研究状况, 中国制订了“科教兴国”和可持续发展策略，并于1993年世界环境和发展大会之后，编制了中国21世纪议程郑重声明走可持续发展道路的决心。, 2000年科技部国家重点基础研究发展规划项目立项石油炼制和基本有机化学品合成的绿色化学。, 1997年国家自然科学基金委“九五”重大项目：环境友好石油化工催化化学与反应工程。, 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。,目前国内研究绿色化学的机构主要有：中国科学技术大学的绿色化学科技研究中心，有6个系的30多位教授在从事相关领域的研究； 中国石化
43、总公司的石化研究院，着重研究石化工业中的绿色化学问题； 上海有机所主要研究有机化学化工中的绿色化学问题； 四川大学的绿色化学研究中心，偏重化肥和皮革方面的研究； 广东华南理工大学的造纸方面的国家重点实验室，专门研究造纸 过程中的绿色化学问题； 山东大学的微生物研究中心，主要尝试用生物学、微 生物降解的方法实现绿色化学的可能性。,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
44、测的规划作用,绿色化学是可持续发展的核心战略之一。,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。,1.4绿色化学是我国化学工业可持续发展的必由之路,杜邦公司的特帕：“事实上企业界正在通过应用绿色化学技术而获利，一些积极的公司正在发现对环境和企业都有利的口号是可信的和实在的”。,杜邦公司的一家尼龙工厂: 在1997年以前的15年内，技术进步已使该厂产率从大约70%增加到92%，消灭了工厂的很多废物，此外，各种方法使99.8%的尼龙原料转化为有用的产物，其中包括为准备废弃的材料找到了市场，结果是，该公司在1997年秋季关闭了当地的废物处理设施，并将余下的废水送入城市污水处理厂，这使杜邦公
45、司每年节约25万美元，并且不必花2000万美元再去改进当地的设施。,1.4.1绿色化学所引发的产业革命 石油化学工业的绿色化 化学制药工业的绿色化 农药工业的绿色化 绿色材料 能源工业的绿色化,1.4.2 绿色化学是我国化学工业可持续发展的优选模式,传统化学工业以大量消耗资源、粗放经营为特征，加之产业结构不尽合理，科学技术和管理水平较为落后，使得我国的生态环境和资源受到严重污染和破坏。因此，必须更新观念，确立“原料一工业生产一产品使用废品回收二次资源”的新模式，采用“源头预防及生产过程全控制”的清洁工艺代替“末端治理”的环保策略，依靠科技进步，大力发展绿色化学化工，走资源、环境、经济、社会协调
46、发展的道路，这是我国化学工业乃至整个工业现代化发展的必由之路。,1.4.3 发展对策,加强绿色化学的宣传和教育 选择重点领域研究开发绿色化学技术 大力实施清洁生产工艺 加大科技创新的力度 加强国际学术交流和合作,保护环境随手可做的100件小事 1 使用布袋 2 尽量乘坐公共汽车 3 不要过分追求穿着的时尚 4 不进入自然保护核心区 5 倡步行，骑单车 6 不使用非降解塑料餐盒 7 不燃放烟花爆竹 8 双面使用纸张 9 节约粮食 10 拒绝使用一次性用品,11 消费肉类要适度 12 随手关闭水龙头 13 一水多用 14 尽量购买本地产品 15 随手关灯，节约用电 16 拒绝过分包装 17 使用节
47、约型水具 18 拒绝使用珍贵木材制品 19 拒绝使用一次性筷子 2O 尽量利用太阳能,21 尽量使用可再生物品 22 使用节能型灯具 23 简化房屋装修 24 修旧利废 25 不随意取土 26 多用肥皂，少用洗涤剂 27 不乱占耕地 28 不焚烧秸杆 29 不干扰野生动物的自由生活 3O 不恫吓、投喂公共饲养区的动物,31 不吃田鸡，保蛙护农 32 提倡观鸟，反对关鸟 33 不捡拾野禽蛋 34 拒食野生动物 35 少使用发胶 36 减卡救树 37 不穿野兽毛皮制作的服装 38 不在江河湖泊钓鱼 39 少用罐装食品、饮品 4O 不用圣诞树,41 不在野外烧荒 42 不购买野生动物制品 43 不乱
48、扔烟头 44 不乱采摘、食用野菜 45 认识国家重点保护动植物 46 不鼓励制作、购买动植物标本 47 不把野生动物当宠物饲养 48 观察身边的小动物、鸟类并为之提供方便的生存条件 49 不参与残害动物的活动 50 不鼓励买动物放生,51 不围观街头耍猴者 52 动物有难时热心救一把，动物自由时切莫帮倒忙 53 不虐待动物 54 见到诱捕动物的索套、夹子、笼网果断拆除 55 在室内、院内养花种草 56 在房前屋后栽树 57 节省纸张，回收废纸 58 垃圾分类回收 59 旧物捐给贫困者 60 回收废电池,61 回收废金属 62 回收废塑料 63 回收废玻璃 64 尽量避免产生有毒垃圾 65 使用
49、无氟冰箱 66 少用纸尿布 67 少用农药 68 少用化肥，尽量使用农家肥 69 少用室内杀虫剂 70 不滥烧可能产生有毒气体的物品,71 自己不吸烟，奉劝别人少吸烟 72 少吃口香糖 73 不追求计算机的快速更新换代 74 集约使用物品 75 优先购买绿色产品 76 私车定时查尾气 77 使用无铅汽油 78 不向江河湖海倾倒垃圾 79 选用大瓶、大袋装食品 80 了解家乡水体分布和污染状况,81 支持环保募捐 82 反对奢侈，简朴生活 83 支持有环保倾向的股票 84 组织义务劳动，清理街道、海滩 85 避免旅游污染 86 参与环保宣传 87 做环保志愿者 88 认识草原危机 89 认识荒漠化 90 认识、保护森林,91 认识、保护海洋 92 爱护古树名木 93 保护文物古迹 94 及时举报破坏环境和生态的行为 95 关注新闻媒体有关环保的报道 96 控制人口，规劝超生者 97 利用每一个绿色纪念日宣传环境意识 98 阅读和传阅环保书籍、报刊 99 了解绿色食品的标志和含义 100 认识环保标志,
