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【概要描述】
編者按 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(fèi)已超過加工費(fèi)
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)?;瘜W(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(fèi)用主要包括原材料、能耗和勞動力的費(fèi)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(fèi)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(fèi)用為1150億美元,而清理已污染地區(qū)的費(fèi)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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn),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。
綠色化學(xué)不僅可行,而且有利可圖
目前,綠色化學(xué)不僅在美國,在全球的實施情況都很好。這是因為綠色化學(xué)最特別之處在于,它可以使環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)效益齊頭并進(jìn),實現(xiàn)環(huán)境保護(hù)優(yōu)化經(jīng)濟(jì)發(fā)展的目標(biāo)。
1990年,美國頒布了污染防治法案,將污染防治確立為美國的國策。1995年,美國副總統(tǒng)戈爾宣布了國家環(huán)境技術(shù)戰(zhàn)略,其目標(biāo)為:至2020年地球日時,將廢棄物減少40%~50%,每套裝置消耗原材料減少20%~25%。同年,美國總統(tǒng)克林頓宣布了“總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)計劃”,美國環(huán)保局設(shè)立了“總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎”這一國家榮譽(yù),這是化學(xué)化工領(lǐng)域內(nèi)惟一的總統(tǒng)獎。
這一獎項可以為公司及大學(xué)教授帶來好的聲譽(yù),鼓勵他們在綠色化學(xué)領(lǐng)域作出更多貢獻(xiàn)。截至目前,已有近80人榮獲這一獎項。其他一些國家,如澳大利亞、日本、英國、意大利等也設(shè)立了類似的獎項。這些政府行為都極大地促進(jìn)了綠色化學(xué)的蓬勃發(fā)展。而很多企業(yè)愿意推動綠色化學(xué),是因為這項技術(shù)可以讓他們獲利。所以,人們自然而然地就接受了綠色化學(xué)的概念,推廣也并不困難。
事實上,每一個工業(yè)領(lǐng)域都在試圖通過綠色化學(xué)來實現(xiàn)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)目標(biāo)。能源、農(nóng)業(yè)、塑料、電子、醫(yī)學(xué)是采用綠色化學(xué)理念的主要領(lǐng)域。這些成績令人振奮,但這些成績只展現(xiàn)了綠色化學(xué)的一小部分潛力,未來的成就遠(yuǎn)不止于此。
現(xiàn)在,我們已經(jīng)在化學(xué)、生物化學(xué)和相關(guān)工程等領(lǐng)域做了大量研究,這些研究在中國和美國仍在進(jìn)行。中國從事綠色化學(xué)研究領(lǐng)域的優(yōu)秀科學(xué)家已經(jīng)向其他研究機(jī)構(gòu)作出了表率,使用綠色化學(xué)是有可能實現(xiàn)雙贏的。無論在中國、美國還是其他國家,我們要做的是讓所有的公司和科學(xué)家都這么做,觀念是最重要的。怎么讓人們自然而然地接納這一理念,如何讓人們對綠色化學(xué)的了解越來越充分,理念的普及是推動實踐的關(guān)鍵。
而要普及理念,美國則重視從教育入手,在很多大學(xué)都設(shè)置有專業(yè)課程,并可授予博士學(xué)位。美國還創(chuàng)辦了專門期刊《綠色化學(xué)》,來促進(jìn)科技創(chuàng)新。此外,美國環(huán)保局還及時將綠色化學(xué)的成果向公眾展示,讓科研成果和實踐成就得到公眾的認(rèn)可,讓公眾意識到綠色化學(xué)“不僅可行,而且有利可圖”。
綠色合作是兩國關(guān)系的重要部分
20年來,綠色化學(xué)一直是美國環(huán)保局的中心口號。多年來,我們的工作一直關(guān)注幾十個領(lǐng)域,而近期我們對所有領(lǐng)域進(jìn)行了重新調(diào)整,將其歸納為4個領(lǐng)域,分別為化學(xué)安全和可持續(xù)性,大氣、氣候和能源,可持續(xù)性水資源,安全、健康的社區(qū)。進(jìn)行此調(diào)整的目的是,我們試圖從系統(tǒng)的角度來研究環(huán)境問題。很多問題都不是孤立的,環(huán)境問題尤其如此。將問題孤立地、一個個研究,沒有系統(tǒng)觀念,不利于環(huán)境問題的解決。
對于大氣領(lǐng)域,我們不僅要了解大氣中存在哪些物質(zhì),更重要的是了解這些物質(zhì)和人體健康的關(guān)聯(lián)性。這就需要采用最新的技術(shù)。這也是技術(shù)研發(fā)部門一直努力的方向。比如,我們一直關(guān)注如何降低大氣中的汞含量,也很關(guān)注如何減緩氣候變化。而要做好這些工作,我們時刻強(qiáng)調(diào)科學(xué)技術(shù)的研究和創(chuàng)新,這是工作的重點(diǎn)。
在美國,所有環(huán)境政策(法律、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)等)的制定是建立在科學(xué)研究基礎(chǔ)上的,尤其關(guān)注對人體健康的風(fēng)險管理。在整個環(huán)境決策中,科學(xué)是重要的、核心的基礎(chǔ),而科學(xué)一旦變成立法,就能夠轉(zhuǎn)化為具有約束力的工具。綠色化學(xué)正是一項主要的科學(xué)技術(shù)。不過,技術(shù)革新是一個持續(xù)的過程,不同國家不同,同一國家的不同時期也不同。
有趣的是,始于上世紀(jì)70年代初的中美科技交往是中美兩國關(guān)系恢復(fù)最早的領(lǐng)域之一,而且一直是兩國關(guān)系的重要組成部分。1979年1月鄧小平先生率團(tuán)訪美期間,于1月31日在華盛頓簽署了《中美科技合作協(xié)定》,并同時建立了執(zhí)行這一協(xié)定的兩國政府間部長級“中美科技合作聯(lián)合委員會”。
我此次訪華的目的,不僅是回顧我們合作的歷史,還要和中國的環(huán)境保護(hù)部、科技部對話,積極探討未來的合作領(lǐng)域。我相信,中美兩國未來在科技領(lǐng)域的合作會更密切,議題會更廣泛。目前,我們正和中國的環(huán)境科研機(jī)構(gòu)開展一些技術(shù)合作,如遙感技術(shù)。另外,讓我們興奮的是在可持續(xù)性技術(shù)開發(fā)方面的合作,具體技術(shù)雖然目前無法確定,但是中美兩國的合作將同樣是持續(xù)性的對話過程。 (曹俊 郭婧 整理)
人物簡介 保羅·阿納斯塔斯(Paul Anastas),曾任美國化學(xué)會綠色化學(xué)研究所所長、克林頓和布什政府白宮科技政策局環(huán)境政策部門助理主管、耶魯大學(xué)綠色化學(xué)與綠色工程中心主任,在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域有著很高的學(xué)術(shù)地位,被尊稱為“綠色化學(xué)之父”。由阿納斯塔斯編寫的《綠色化學(xué):理論與實踐》已成為綠色化學(xué)領(lǐng)域的經(jīng)典之作。2009年5月,美國總統(tǒng)奧巴馬提名阿納斯塔斯為美國環(huán)保局負(fù)責(zé)研究開發(fā)的助理局長。
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