理事长文稿

腐植酸走上“绿色化学”产业之路有多远

时间:2011-01-24   作者:曾宪成   来源:

      人类发展推动了“绿色化学”这一新生儿的诞生,一洗“化工污染”的传统色彩。近二十年来,人类在“绿色化学”领域不断前行。1984年,美国环保局(EPA)提出“废物最小化”的环保概念,体现了“绿色化学”的最初思想。1990年,美国联邦政府通过了“防止污染行动”的法令,并确立为国策。在该法令中,首次应用了“绿色化学”一词并迅速传遍全球。随着“绿色化学”全球化进程的快速发展,各国政府相继推出了一系列“绿色化学”的产业政策。我国政府紧跟世界化学发展步伐,制定了若干扶持绿色产业的政策。1995年,中国科学院化学部确定了《绿色化学与技术》的院士咨询课题。近几年,我国传统化工产业主动向“绿色化学”转型,有关“绿色化学”的概念、理论、原­则、技术应运而生。

      “绿色化学”又称“环境无害化学”“环境友好化学”“清洁化学”。为此,在资源使用上,人类研究并提出了“5R理论”:(1) 减量(Reduction)。减量是从省资源、少污染角度提出的。在保持产量的情况下,减少原料用量,提高原料转化率,减少原料损失率,减少废气、废水、废弃物的“三废”排放量。(2) 重复使用(Reuse)。重复使用是降低成本和减废的需要。在化工生产过程中,应考虑催化剂、载体等重复使用的设计。(3) 回收(Recycling)。回收未反应的原料、副产物、助溶剂、催化剂、稳定剂等。(4) 再生(Regeneration)。再生是变废为宝,也是节省资源、能源,减少污染的有效途径。在工艺设计中,化工产品生产应考虑到有关原材料的再生利用。(5) 拒用(Rejection)。拒绝使用是杜绝污染的最根本办法。在化工产品生产中,拒绝使用一些无法替代,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。腐植酸是大自然赋予人类的一类天然、环保的有机资源,来自于自然,回归于自然,可以循环使用。腐植酸含有多种官能团而具有很强的生物活性,其表现出的储碳控氮、减少CO2排放、节约资源的诸多特点,就是对“绿色化学5R理论”的最好佐证。

      从腐植酸产物的性质看,其“绿色化学”之特性显而易见。腐植酸在开发中,应该对照“绿色化学”的12项原则(由P.T.Anastas和J.C.Waner提出)来考量。“绿色化学”的12项原则,即:(1) 防止产生废弃物;(2) 用原子经­济性求得零排放;(3) 较少有危害性的合成反应;(4) 生成的化学产品是安全的;(5) 溶剂和辅料是较安全的;(6) 能量的使用要讲效率;(7) 用可以回收的原­料;(8) 尽量减少派生物;(9) 催化作用(利用催化剂尽可能是具选择性的);(10) 按设计生产的生成物最终降解为无害产物(即:设计降解);(11) 防止污染进程能进行实时分析;(12) 防止事故发生。“绿色化学”的核心内容之一是“原子经­济性”。1991年,美国著名有机化学家B.M.Trost提出了“原子经­济性”的概念,即用原子利用率衡量反应的原子经­济性,在有机合成中最大限度地利用原料分子的每一个原子,使之结合到目标分子中达到零排放。为此,他获得了1998年度美国政府设立的“总统绿色化学挑战奖”。

       腐植酸产业是资源利用型经济,尤以煤炭腐植酸(风化煤、褐煤、泥炭)资源开发最为突出。审视我国腐植酸传统企业,在煤炭腐植酸资源的开采、储运、生产、出品等诸环节之中,其腐植酸产物的“天然”形象均被不“友好”的生产加工过程所扭曲。回首看来,我考察过不少腐植酸生产企业,若按“绿色化学”来设计产业模式者,未有一如愿者。纵观进入市场的大多数腐植酸类产品,说是“天然产物”——有机、绿色、环保、无公害、安全可靠,可谓冠名不少,不管忽悠谁都是短视。经济全球化,理论且莫攀,原则但得讲。真想办好腐植酸企业,就不能拿“原则”做游戏。如此说来,“绿色化学”不是拿来看的,只有做起来才能讲硬道理。对此,腐植酸走上“绿色化学”的产业之路还有多远?我们该思考的还少吗?