传统化学工业给人类环境带来的污染已十分严重，引起了社会各界的关注，而且物质经化学变化而转化为对人类有用的产品。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。但在生产、使用这些化学产品的过程中也产生了大量的废物，污染了环境，全世界目前每年产生的3亿一4亿吨危险废物(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％，5．93％)，给人类带来了灾难，解决污染已成为21世纪人类环境问题的科学挑战。

1．什么是绿色化学

  化学工业能否洁净地生产化学品?绿色化学也就是面对这样的问题下产生的。其核心是要利用化学原理从源头消除污染。绿色化学是指化学反应和过程以“原子经济性”为基本原则，即在获取新物质的化学反应中充分利用参与反应的每个原料原子，实现“零排放”。不仅充分利用资源，而且不产生污染；并采用无毒、无害的溶剂、助剂和催化剂，生产有利于环境保护、社区安全和人身健康的环境友好产品。绿色化学化工的目标是寻找充分利用原材料和能源，且在各个环节都洁净和元污染的反应途径和工艺。对生产过程来说，绿色化学包括：节约原材料和能源，淘汰有毒原材料，在生产过程排放废物之前减降废物的数量和毒性；对产品来说，绿色化学旨在减少从原料的加工到产品的最终处置的全周期的不利影响。绿色化学不仅将为传统化学工业带来革命性的变化，而且必将推进绿色能源工业及绿色农业的建立与发展。因此绿色化学是更高层次的化学，化学家不仅要研究化学品生产的可行性和现实用途，还要考虑和设计符合绿色化学要求、不产生或减少污染的化学过程。这是一个难题，也是化学家面临的一项新挑战。国际上对此很重视，1996年美国设立了“总统绿色化学挑战奖”，并首次授予Monsanto公司(变更合成路线奖)，Dow化学公司(改变溶剂/反应条件奖)，Rohm＆Haas公司(设计更安全化学品奖)，Donlar公司(小企业奖)和Taxas A＆M大学的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。绿色化学将使化学工业改变面貌，这一趋势将在21世纪更加强劲，并将出现崭新的局面。

  我国的乡镇企业，特别是化工、染料、造纸、皮革等污染较严重的工厂应从环境保护大局出发，一方面研究和改革工艺流程，采用符合绿色化学要求的化学过程，减少和消除污染；另一面要重视现有的废物处理，要严格控制排放标准，解决三废治理问题。做好环境保护，为子孙后代造福。这是对人类负责和关心的态度。

2．绿色化学的发展方向

  从绿色化学的目标来看有两方面必须重视：一是开发以“原子经济性”为基本原则的新化学反应过程，另一个是改进现有化学上业，减少和消除污染。

 (1)新的化学反应过程研究  在原子经济性和可持续发展的基础上研究合成化学和催化的基础问题，即绿色合成和绿色催化问题。如美国Monsanto公司不用剧毒的氢氰酸和氨、甲醛为原料，从无毒无害的二乙醇胺出发，开发了催化脱氢安全生产氨基二乙酸钠的技术，从而获得了1996美国总统绿色化学挑战奖中的变更合成路线奖。美国Dow化学公司用CO₂代替对生态环境有害的氟氯烃作苯乙烯泡沫塑料的发泡剂，因而得到美国总统绿色化学挑战奖中的改变溶剂/反应条件奖。在有机化学品的生产中，有许多新的化学流程正在研究开发。如以新型肽硅分子筛为催化剂，开发烃类氧化反应；用过氧化氢氧化丙烯制环氧丙烷；用过氧化氢氨氧化环己酮合成环己酮肟；用催化剂的晶格氧作烃类选择性氧化反应，如用晶格氧氧化丁烷制顺酐，用晶格氧氧化邻二甲苯制苯酐等，这些新流程的开发是绿色化学领域中的新进展。

（2）传统化学过程的绿色化学改造  这是一个很大的开发领域。如在烯烃的烷基化反应生产乙苯和异丙苯生产过程中需要用酸催化反应，过去用液体酸HF催化剂，而现在可以用固体酸——分子筛催化合成，井配合固定床烷基化工艺，解决了环境污染问题。在异氰酸酯的生产过程，过去一直是用剧毒的光气作为合成原料，而现可用CO₂和胺催化合成异氰酸酯，成为环境友好的化学工艺。

 （3）能源中的绿色化学问题和洁净煤化学技术  我国现今能源结构中．煤是主要能源。由于煤含流量高和燃烧不完全，造成S0₂和大量烟尘排出，使大气污染。我国每年由燃煤排放的SO₂达1600万t，烟尘达1300万t。由SO₂而产生的酸雨对生态环境的破坏十分严重。因此研究和开发洁净煤化学技术是当务之急，这方面要重视研究催化燃烧技术，等离子除硫除尘，生物化学除硫等新技术。严格控制排放标准和监察大气的质量，这是大气净化中的首要任务。

 (4)资源再生和循环使用技术研究  自然界的资源有限，因此人类生产的各种化学品能否回收、再生和循环使用也是绿色化学研究的一个重要领域。世界塑料的年产量已达l亿t，大部分是由石油裂解成乙烯、丙烯，经催化聚合而成的。而这l亿t中约有5％经使用后当年就作为废弃物排放，如包装袋、地膜、饭盒、汽车垃圾等。我国推广地膜覆盖面积达7000万亩，塑料用量高达30万t。“白色污染”和石油资源浪费十分严重。西欧各国提出三R原则：首先是降低(reduce)塑料制品的用量，第二是提高塑料的稳定性，倡导推行塑料制品特别是塑料包装袋的再利用(reuse)，第三是重视塑料的再资源化(recycle)。回收废弃塑料，再生或再生产其他化学品、燃料油或焚烧发电供气等。同时在矿物资源方面亦有三R原则的问题。开矿提炼和制造金属材料亦是大量消耗能源和劳动力的工业，如铝材现已广泛用于建材、飞机和日用品等方面，而纯铝要电解法制备，是一个大量耗电的工业，应该做好铝废弃物的回收和再生技术研究。

 （5）综合利用的绿色生化工程  如用现代生物技术进行煤的脱硫、微生物造纸以及生物质能源等的研究。

  综上所述，绿色化学是近年来才被人们认识和开展研究的一门新兴学科，是实用背景强、国计民生急需解决的热点研究领域。在21世纪中它必将大展宏图，为人类可持续发展作出贡献。