绿色化学

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“绿色化学”的提出和内涵

“绿色化学”的提出和内涵

“绿色化学”的提出和内涵环境与发展问题,已成了当代世界共同面临的两难选择,成了对21世纪人类最严峻的挑战,人类不得不面临新的环境问题。

为了从根本上预防和治理环境污染,必须依靠近年在国际上引起极大关注的化学领域——绿色化学一、“绿色化学”的提出和内涵“绿色化学”这个名称最早出现在美国××局的官方文件中,以突出化学对环境的友好。

2021年,美国总统克林顿、副总统戈尔专设了“总统绿色化学挑战奖”,以推动社会各界进行化学污染预防和工业生态学研究,鼓励支持重大的创造性的科学技术突破,从根本上减少乃至杜绝化学污染源。

由于上述原因,使得“绿色化学”这个名称广为传播。

“绿色化学”是当今社会提出的一个新概念。

在“绿色化学工艺”中,理想状态是反应物中原子全部转化为欲制得的产物,即原子利用率为100%(原子经济性)。

原子的利用率越高,意味着生产过程中废物的排放量越少,对环境的影响也越小。

把绿色化学融合于中学课程教材改革和课堂教学改革之中,便绿色化学成为中学化学教育的一个重要的组成部分,这是中学化学教育的崭新课题。

二、“绿色化学”在中学化学中的渗透1、立足课堂,渗透绿色知识。

化学课堂是教学的主阵地,也是向学生传授环保知识的好场所。

而绿色化学要求与环境教育宗旨是高度一致的。

在实施环境教育过程中,要向学生阐明绿色化学的观点、要求,使他们树立起防治污染、保证人类生存质量的责任感。

化学教师要充分挖掘和利用教材中的环保知识内容,采取渗透的方式,在介绍某种物质或操作方法时自然地引入相关的环保知识,让学生增长环保知识。

如讲二氧化硫时,我就向学生说明它是一种主要的大气污染物,它和氮氧化合物都是形成酸雨的主要物质,空气中二氧化硫70%来源于工业燃料,12%来源于工业燃油,其余则来源于生活燃煤等。

它既直接危害人的身体健康,又可以导致水质酸化,水生动物减少或绝迹,树木、庄稼枯死,还能腐蚀建筑物和文物。

最后让学生讨论:如何防止和减少二氧化硫的污染。

绿色化学——精选推荐

绿色化学——精选推荐

绿⾊化学绿⾊化学的定义及其特点绿⾊化学⼜称环境⽆害化学、环境友好化学、洁净化学。

利⽤现代科学技术的原理和⽅法,从根源上根除污染;研究环境友好的新原料、新反应、新过程、新产品,实现环境化⼯与⽣态协调发展;减少甚⾄消灭对⼈类健康、社区安全、⽣态环境的有害原料、催化剂、溶剂、助剂、产物、副产物的使⽤和⽣产。

特点:绿⾊化学是从源头上消除污染,促进⾃然⽣态系统的良性循环;绿⾊化学是要求合理利⽤资源和能源、降低⽣产成本、实现资源使⽤的“减量化、在再使⽤、再循环”,是发展循环经济的关键途径。

绿⾊化学的基本特点是:在获取新物质的转化过程中,充分利⽤每个原⼦,实现零排放。

1、绿⾊化学反应的主要任务寻找⽆害化学合成;尽量减少化学合成中得有毒原料和有毒产物;设计安全化学品;使化学品在被期望功能得以实现的同时,将其毒性降到最低;使⽤安全溶剂和助剂,尽可能不使⽤助剂采⽤⽆毒⽆害的溶剂代替挥发性有毒有机物作溶剂反应原⼦转化率⾼2、举例说明绿⾊化学的主要研究领域。

设计安全有效的⽬标分⼦:构效关系。

设计安全有效化学品主要包括如下两个⽅⾯的内容:①新的安全有效化学品的设计;②对已有的有效但不安全的分⼦进⾏重新设计。

寻找安全有效的反应原料,如:(1)⽤⼆氧化碳代替有毒有害的光⽓⽣产聚氨酯:RNH2 + CO2-> RNHCOOR1(2)亚氨基⼆⼄酸⼆钠的⽣产采⽤新⼯艺消除有毒氢氰酸的使⽤:HOCH2CH2NHCH2CH2OH + 2NaOH (铜催剂)=NaOOCH2CH2NHCH2CH2OONa + 4H2寻找安全有效的合成路线:要符合原⼦经济性原理。

要考虑到产品的性能优良,价格低廉,⼜要使产⽣的废物和副产物少,对环境⽆害,可利⽤计算机来进⾏辅助设计。

寻找新的转化⽅法:①催化等离⼦体⽅法;②电化学⽅法;③光化学及其他辐射⽅法;寻找安全有效的反应条件:(1)寻找安全有效地催化剂①活性组分的负载化②⽤固体酸代替液体酸;(2)寻找安全有效的反应介质①采⽤超临界流体作为反应介质②⽔作溶剂的两相催化法。

《绿色化学原则》课件

《绿色化学原则》课件
02
通过绿色化学手段,可以减少化 学品对人类健康和环境的危害, 降低能源消耗和资源浪费,促进 可持续发展。
绿色化学的发展历程
20世纪90年代初,美国提出了“绿色 化学挑战计划”,标志着绿色化学的 诞生。
目前,绿色化学已经成为全球范围内 研究的热点领域之一,被广泛应用于 环境保护、能源开发、医疗保健等多 个领域。
03
绿色化学的应用
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
绿色合成路径
总结词
采用高效、环保的合成方法,减少不必要的副产物和废物产 生。
详细描述
绿色合成路径旨在减少化学反应过程中的能耗和资源消耗, 同时降低对环境的负面影响。通过改进反应条件、优化反应 路线和使用高效催化剂等方法,实现高效、环保的化学品生 产。
许多人对绿色化学原则缺乏了解,这可能导致对绿色化学品的接 受程度较低。
环保法规的不完善
目前,许多国家和地区的环保法规尚不完善,无法有效地引导和规 范绿色化学的发展。
利益冲突和环保意识的差异
不同国家和地区、不同利益群体之间在环保意识和利益诉求上存在 差异,这可能影响绿色化学的发展。
前景展望
1 2
技术进步推动绿色化学发展
设计安全化学品原则还需要考虑到化学品的可降解性和可回收性,以降低其对环境的长期影 响。
降低能耗和物耗原则
降低能耗和物耗原则是指在化 学过程中,应尽可能地降低能 源和物质的消耗,以提高效率 和减少资源浪费。
降低能耗和物耗原则的实现需 要采用节能减排的技术和工艺 ,优化生产过程,提高设备的 能效和利用率。

原子经济性原则的实现需要采用 先进的生产技术和工艺,优化化 学反应过程,提高原料的利用率

《绿色化学的应用》课件

《绿色化学的应用》课件

有机肥料
利用有机废弃物和生物发酵技术生 产有机肥料,改善土壤质量。
生物防治
利用天敌和生物农药防治农业害虫 ,减少化学农药的使用。
05
结论
绿色化学的意义与价值
环境保护
绿色化学通过减少或消除对人类健康和环境有害 的物质,为环境保护做出了重要贡献。
经济可持续发展
绿色化学的应用有助于降低生产成本,提高资源 利用效率,促进经济可持续发展。
《绿色化学的应用》ppt课件
目录
• 绿色化学简介 • 绿色化学在工业生产中的应用 • 绿色化学在生活中的应用 • 绿色化学的未来展望 • 结论
01
绿色化学简介
绿色化学的定义
03
绿色化学的定义
绿色化学的目标
绿色化学的原则
绿色化学是一门致力于减少或消除在生产 、储存和使用化学品过程中对人类健康和 环境有害影响的科学。
实例
在化工、制药、涂装等行业广泛应用工业废气的绿色处理技术,实现废 气的净化、减排和资源化利用。
03
绿色化学在生活中的应用
绿色食品
绿色食品
是指遵循可持续发展原则,按照特定 生产方式生产,并经专门机构认定, 许可使用绿色食品标志的无污染的安 全、优质、营养类食品。
绿色食品的特点
绿色食品的益处
提供安全优质的食品,保障人体健康 ;保护生态环境,促进农业可持续发 展;促进农业结构调整,增加农民收 入。
社会进步
绿色化学的发展有助于提高公众对环境保护的认 识,推动社会文明进步。
我们如何参与绿色化学
1 2
学习和传播绿色化学知识
了解绿色化学的基本原理和应用,向身边的人传 播绿色化学理念,提高大众环保意识。
倡导绿色生活方式

《浅谈绿色化学》课件

《浅谈绿色化学》课件
通过减少化学品对环境的 污染,绿色化学有助于保 护生态环境,维护生态平 衡。
促进可持续发展
绿色化学符合可持续发展 的理念,有助于经济、社 会和环境的协调发展。
如何推广和应用绿色化学
加强科研投入
01
政府和企业应加大对绿色化学研究的投入,推动技术创新和成
果转化。
制定标准和法规
02
制定严格的绿色化学标准和法规,鼓励和规范绿色化学产品的
03
循环利用
通过循环利用和再生,可以减少对原材料的需求,从而降低环境负担。
设计安全化学品
无毒无害
绿色化学强调设计无毒或低毒性 的化学品,以降低对人类健康和
生态环境的危害。
低环境影响
在化学品的设计阶段,应考虑其生 命周期内的环境影响,包括生产、 使用、废弃处理等环节,力求降低 对环境的负面影响。
生物可降解性
实例
采用水相有机合成、固相合成等绿色合成方法,减少有机溶剂的使用和废水的产生。
绿色催化剂
总结词
使用高效、环保的催化剂,降低反应条件和能源消耗。
详细描述
绿色催化剂是指那些在催化反应过程中具有高活性、高选择性、低 毒性、可回收利用的催化剂,旨在减少对人类健康和环境的影响。
实例
采用生物催化剂、金属催化剂等绿色催化剂,替代传统的有毒有害催 化剂,降低对环境的污染。
生产和应用。
倡导绿色消费
03
提高公众对绿色化学的认识,倡导绿色消费观念,推动市场需
求向绿色化方向转变。
我们每个人可以做些什么
提高环保意识
了解绿色化学知识,提高环保意识,关注身边的化学品安全问题 。
选择绿色产品
在日常生活中选择使用符合绿色标准的产品,支持绿色产业的发 展。

绿色化学的定义及其核心内容_概述及解释说明

绿色化学的定义及其核心内容_概述及解释说明

绿色化学的定义及其核心内容概述及解释说明1. 引言:1.1 概述绿色化学作为一种新兴的科学理念和方法,旨在通过最小化或消除对环境的危害,实现高效、可持续的化学反应和过程。

它注重资源的有效利用和废物的减少,以及对人类健康和生态系统安全的保护。

绿色化学关注的不仅是产品开发过程中各个环节的绿色改进,更重要的是将这种理念贯穿于整个化学产业链中。

1.2 文章结构本文主要分为五个部分进行论述,首先介绍了引言部分,接着阐述了绿色化学的定义及其背景起源。

接下来将详细讨论绿色化学的核心内容,包括原料选择与设计、反应条件优化与改进以及废物处理与资源回收利用等方面。

然后会探讨绿色化学在不同领域中的应用情况,包括化工行业、能源领域以及材料科学与工程领域。

最后,在结论部分总结了绿色化学的重要性和影响力,并对未来发展方向和挑战进行了展望。

1.3 目的本文旨在介绍和解释绿色化学的定义及其核心内容,并探讨其在不同领域中的应用情况。

通过对绿色化学的深入了解,可以更好地认识到它对环境保护和可持续发展的重要性,以及在实践中所面临的挑战。

同时,本文也希望能够为各个领域从事研究和应用的人员提供一定的参考和借鉴,促进绿色化学理念在工业界的广泛推广与应用。

2. 绿色化学的定义2.1 定义解释绿色化学是一种以最大限度减少环境污染、降低对可持续资源的需求、提高产品能源效率和安全性为目标的新型化学范式。

它旨在通过设计和开发环境友好型化学反应、原料和产品,推动可持续发展和生态平衡。

绿色化学强调的是整个生命周期的可持续性,包括原材料选择、合成过程优化、废物处理与资源回收利用。

2.2 背景和起源绿色化学的概念最早于1990年由美国化学家Paul T. Anastas和John C. Warner提出,并于2001年正式被美国化学会(ACS)采纳并广泛传播。

绿色化学的起源是为了回应传统化工行业带来的巨大环境压力及其对人类健康和生态系统造成的威胁。

这一新颖理念促使科学家们重新思考传统有机合成方法,优先考虑可再生资源利用、无毒无害物质使用以及工艺条件优化。

绿色化学的理念

绿色化学的理念一、绿色化学的概念绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。

它是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染,反应物的原子全部转化为期望的最终产物。

二、绿色化学的主要理念1. 预防污染- 传统化学注重在污染产生后进行治理,而绿色化学强调在化学反应和化学工艺过程中就预防污染的产生。

例如,在化工生产中,选择合适的反应原料、反应条件和反应路线,避免或减少副产物和废弃物的生成。

例如,在合成某种有机化合物时,如果有多种合成路线可供选择,应优先选择那些原子利用率高、产生废弃物少的路线。

2. 原子经济性- 原子经济性概念是绿色化学的核心内容之一。

原子经济性是指反应物中的原子有多少进入了产物中。

理想的原子经济性反应是原料分子中的原子百分之百地转变成产物,不产生副产物或废弃物。

例如,加成反应一般具有较高的原子经济性,如乙烯与溴的加成反应CH_2 = CH_2+Br_2→CH_2BrCH_2Br,反应物的原子全部转化为产物。

而传统的以苯为原料生产苯胺的反应,经过多步反应,原子利用率低,产生大量废弃物。

3. 使用安全的反应物和反应条件- 在绿色化学中,尽量选择无毒或低毒的反应物。

例如,在涂料生产中,传统的有机溶剂型涂料含有大量挥发性有机化合物(VOCs),对环境和人体健康有害。

现在越来越多地采用水性涂料,其以水为溶剂,大大减少了对环境的污染和对人体健康的危害。

- 反应条件也应尽可能温和。

高温、高压、强酸碱等苛刻的反应条件不仅对设备要求高,而且容易产生安全隐患并造成环境污染。

例如,一些酶催化反应在常温常压下就能进行,且具有很高的选择性,是绿色化学中理想的反应类型。

4. 设计安全化学品- 设计出对人类健康和环境危害小的化学品。

例如,在农药研发方面,传统的有机氯农药如DDT,虽然在防治害虫方面有一定效果,但由于其化学性质稳定,在环境中难以降解,会通过食物链富集,对生态环境和人类健康造成严重危害。

绿色化学是什么意思有什么重要性

绿色化学是什么意思有什么重要性绿色化学是研究利用一套原理在化学产品的设计、开发和加工生产过程中减少或消除使用或产生对人类健康和环境有害物质的科学,以下是由店铺整理关于什么是绿色化学的内容,希望大家喜欢!绿色化学的简介按照美国《绿色化学》(GreenChemistry)杂志的定义,绿色化学是指:在制造和应用化学产品时应有效利用(最好可再生)原料,消除废物和避免使用有毒的和危险的试剂和溶剂。

而今天的绿色化学是指能够保护环境的化学技术、它可通过使用自然能源,避免给环境造成负担、避免排放有害物质、利用太阳能为目的的光触媒和氢能源的制造和储藏技术的开发,并考虑节能、节省资源、减少废弃物排放量。

绿色化学又称“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”,绿色化学是近十年才产生和发展起来的,是一个“新化学婴儿”。

它涉及有机合成、催化、生物化学、分析化学等学科,内容广泛。

绿色化学的最大特点是在始端就采用预防污染的科学手段,因而过程和终端均为零排放或零污染。

世界上很多国家已把“化学的绿色化”作为新世纪化学进展的主要方向之一。

绿色化学的重要性传统的化学工业给环境带来的污染已十分严重,目前全世界每年产生的有害废物达3亿吨~4亿吨,给环境造成危害,并威胁着人类的生存。

化学工业能否生产出对环境无害的化学品?甚至开发出不产生废物的工艺?有识之士提出了绿色化学的号召,并立即得到了全世界的积极响应。

绿色化学的核心就是要利用化学原理从源头消除污染。

绿色化学给化学家提出了一项新的挑战,国际上对此很重视。

1996年,美国设立了“绿色化学挑战奖”,以表彰那些在绿色化学领域中做出杰出成就的企业和科学家。

绿色化学将使化学工业改变面貌,为子孙后代造福。

迄今为止,化学工业的绝大多数工艺都是20多年前开发的,当时的加工费用主要包括原材料、能耗和劳动力的费用。

近年来,由于化学工业向大气、水和土壤等排放了大量有毒、有害的物质。

以1993年为例,美国仅按365种有毒物质排放估算,化学工业的排放量为30亿磅。

初中绿色化学知识点总结

初中绿色化学知识点总结1. 绿色化学的概念绿色化学是一种以可持续发展和环保为目标的化学科学。

它强调减少或避免对环境和人类健康的危害,减少或替代对环境有害的化学品和工艺,推动资源的有效利用和循环利用。

2. 绿色化学的原则绿色化学有12项原则,其中包括预防污染、设计更安全的化学品、设计可降解的化学品、使用可再生资源等。

这些原则旨在引导化学品生产和使用的方式,最大程度地减少对环境的负面影响。

3. 绿色溶剂在化学实验和工业生产中,溶剂是不可或缺的。

绿色溶剂是指在生产和使用过程中对环境友好、无毒无害、可降解的溶剂。

常见的绿色溶剂包括水、乙醇、液体二氧化碳等。

4. 绿色催化剂催化剂是可以降低化学反应活化能的物质,从而加速化学反应速率而不参与反应本身的物质。

绿色催化剂是指在化学生产中能够高效催化反应、易分离和再生的催化剂。

绿色催化剂的应用可以节约能源、减少化工废物的排放。

5. 绿色材料绿色材料是指在生产和使用过程中对环境友好、可再生、可降解的材料。

比如生物基材料、可降解塑料、环保建材等。

6. 绿色能源绿色能源是指对环境友好、可再生的能源,如太阳能、风能、生物质能等。

学生应该了解各种绿色能源的原理和应用,增强环保意识。

7. 绿色化学实验在学习化学实验的同时,学生也应该注重实验的环保性,避免对环境的污染。

例如选择绿色溶剂、使用绿色催化剂、合理使用能源等。

8. 绿色消费和生活绿色化学知识也应该引导学生在日常生活中选择环保的产品和方式,如减少使用一次性塑料制品、选择环保清洁用品等。

总的来说,初中阶段学习绿色化学知识有助于培养学生的环保意识,提高对化学品安全和环境保护的重视。

学生应该了解绿色化学的基本原理和应用,养成环保、循环利用、节约能源的良好习惯。

希望未来更多的学生能够关注绿色化学,为环保事业贡献自己的力量。

绿色化学概论


三、世界各国推动绿色化学的措施
美国 1、1990年美国颁布了《污染防治条例》,将污染的防 治定为国策。 2、1991年后,绿色化学由美国化学会(ACS)提出并 成为美国国家环保局(EPA)的中心口号。 3、1995年,美国前总统克林顿设立了“总统绿色化 学挑战奖”。 4、1996年开始在华盛顿国家科学院每年颁发一次,这 是化学领域唯一的总统级科学奖。 5、1999年,世界上第一本《绿色化学》杂志诞生。 6、2000年,美国化学会出版了第一本绿色化学教科书。
4、1997年5月,香山科学会议第72次学术研讨会:可持续发展问题对科 学的挑战——绿色化学。
5、1998年合肥第一届国际绿色化学高级研讨会。
6、1999年北京第16次九华山科学论坛“绿色化学的基本科学问题”。 7、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。
四、绿色化学——中国化工发展的必由之路
绿色生化工程技术 的研究综合利用现代 生物技术和化学化工 技术,发展绿色生化 工程,如生物煤炭脱 硫、微生物造纸和新 生物质能源等。
四、绿色化学——中国化工发展的必由之路

洁净煤技术旨在最大限度地利用能源,同时实现排放污染物最少的目的。 它是一个多层次、多学科的技术集成,包括许多先进的常规技术、高新技 术和尖端技术,是国际高技术竞争的一个重要领域。我国煤炭利用率平均 仅30%左右,比世界平均水平低10%,比发达国家低25%—28%。
四、绿色化学——中国化工发展的必由之路

高效低毒农药的研制我国过去和目前生产的农药多 为高毒化学品种,生产和使用过程中污染土壤、空 气,影响生态平衡,造成了生态环境的恶化。绿色 化学应研究合成低毒、无公害、选择性强、生物活 性高、成本低廉的农药,促进“农业绿色”产业化。
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第10章绿色化学化工过程的评估本章初步论述化学化工过程绿色化的评估方法,如何正确评估化学化工过程的“绿色性”,开发高效的绿色技术,这是实现可持续发展的一个具有重要意义的理论课题。

但是迄今为止还没有形成一个统一的评判标准。

主要内容:10.1绿色化学评估的基本准则10.1.1绿色化学的12条原则10.1.2绿色化学的12条附加原则10.1.3绿色化学工程技术的12条原则10.2生命周期评估10.2.1生命周期评估的含义10.2.2生命周期评估的步骤10.2.3生命周期评估的用途10.3绿色化学化工过程的评估量度10.3.1化学反应过程的绿色化10.3.2化学化工过程绿色化的评价指标10.3.3绿色化学化工过程的评估实施复习思考题参考文献10.1绿色化学评估的基本准则10.1.1绿色化学的12条原则绿色化学的目地就是利用化学原理和新化工技术从源头上预防污染物的产生,而不是污染物产生后的末端治理。

为此,AnastasPT和WarnerJC提出了著名的绿色化学12条原则,作为开发绿色化学品和工艺过程指导。

10.1.2绿色化学的12条附加原则为补充AnastasPT和WarnerJC的绿色化学原则,利物浦大学的确良Winterton N 提出了绿色化学的12条附加原则,以帮助、指导化学化工科技工作者进一步深入开发和完善实验室的研究成果,评估每一个工艺过程的相对“绿色性”。

10.1.3绿色化学工程技术的12条原则(1)设计者要尽可能保证所有输入和输出的能量和材料是无毒、无害的。

(2)预防废物的生产比废物产生以后进行处理为好。

(3)产品分离和纯化操作应尽量减少能量和材料的消耗。

(4)设计的产品、工艺及其整个系统要使质量、能量、空间和时间效率最大化。

(5)设计的产品、工艺及所有系统应该是输出的“牵引”,而不是靠输入物质和能量的“推动”。

(6)当设计选择再生产、循环利用和其他有益的处理时,应对内在的复杂性有充分的研究和认识。

(7)设计方案的目标产物要强调耐久性,而不是永久性。

(8)设计方案应着重于满足需要,使过量最小化。

(9)减少复杂组成品中材料的多样性,尽量保存原料的价值。

(10)设计中应综合考虑可用原料和能源的相关情况,加强当地物质流和能量流的整合。

(11)产品、工艺及其所有系统的设计应考虑它们的使用功能结束后勤的处理和利用。

(12)设计中采用的材料和能源应是可再生的。

鉴于化学工程科学在实现化学工业绿色化中的实际运用,2003年在佛里达洲Sandestin 召开的绿色化学工程技术会议上,进一步进出了绿色化学工程技术的9条附加原则。

(1)产品和工程设计要采用系统分析方法,应将环境影响评价工具视为工程的重要组成部分。

(2)当设计保护人类健康和社会福利时要考虑如何保护和改善生态系统。

(3)在所在生命工程中要有“生命周期”的思想。

(4)要确保所有输入和输出的材料与能源是安全和环境友好的。

(5)尽可能减少自然资源的消耗。

(6)尽量避免产生废弃物。

(7)所开发和实施的工程解决方案应符合当地的实际情况和要求,要得到当地地理和文化的认同。

(8)对工艺的改进革新和发明要符合“可持续发展”的原则。

(9)要使社会团体和资本占有者积极参与工程解决方案的设计和开发。

10.2生命周期评估10.2.1生命周期评估的含义生命周期评估(life cycle assessment,LAC)是20世纪70年代发展起来的评估某一产品的一种方法。

按国际标准化组织(ISO)定义,“生命周期评估是对一个产品系统的生命周期中输入、输出及其潜在的环境影响的综合评估”,需要考虑的环境影响信息包括资源利用、人体健康和生态后果。

例如,化学品生产的生命周期评估的基本概况如图10-1所示:图10-1 化学品生产的生命周期评估LCA 主要应用在通过确定和定量化研究物质和能量的利用,以及废弃物的环境排放来评估某一产品造成的环境负载、能源材料的利用和废弃物排放的影响 ,以扩环境改善的方法。

LCA 能从更广的时间尺度上对产品的全生命周期的环境影响进行全面定量的评估,因此LCA 是绿色化学评估的重要方法之一,也是国外广泛使用的一种工业生态设计和工具。

10.2.2生命周期评估的步骤LCA 是通过收集相关资料和数据,应用科学计算的方法,从资源消耗,人类健康和生态环境影响方面对产品等的环境影响作出定性定量的评估,并寻求改善产品等环境性能的机会矣途径。

根据ISO14040标准,将LCA 的实施过程分为四个步履:目标和范围确定;清单分析;影响评估;结果解释。

它们的关系如图10-2所示。

1.目标和范围确定将生命周期评估研究的目标和范围清楚地予以确定,使其与预期的应用相一致。

2.清单分析编制一份与研究的产品的产品系统相关的投入和产出清单,以便量化一个产品系统内外的投入与产出关系,这些投入与产出包括资源的使用,以及对空气、水体和土壤的污染排放等。

3.影响评估应用清单分析的结果对产品生命周期各个价段涉及的所有潜在的重大的环境影响进行评估。

一般来说,将清单数据和具体的环境影响相联系,并认识这些影响的实质,评估时应当考虑对人体健康、生态系统及其他方面的影响。

4.结果解释将清单分析及影响评估所发现的与研究目的有关的结果综合考虑,形成结论性意见,并提出减少环境不良影响的改进措施。

这是LCA的最终目标,其结果将作为LCA研究委托方和决策依据。

10.2.3生命周期评估的用途生命周期评估主要是为了找出最适宜的预防污染技术,尽可能减少环境的污染,保护生态系统;同时支持合理开发和利用资源、节约不可再生的资源和能源,最大限度地进行原料和废物的循环利用的目的,实现经济、社会的可持续发展。

因此,生命周期评估主要应用在以下几个方面。

(1)对化学产品及其“从摇篮到坟墓”的全过程所涉及折环境问题进行量化和评估,故常作为评估化学产品或工业过程“绿色化”的管理工具。

(2)为产业界、政府机构和非政府组织的决策提供支持。

(3)确立环境影响评价指标,包括产品和工程的环境评价指标、产品环境标志的评价和认定等。

(4)确定市场经济营销战略。

环境标志是一种产品和证明性商标,它表明该产品不仅质量合格,而且在生产、使用和处理处置过程中符合环境保护要求,与同类产品相比,具有安全低毒、节约资源等优势,有利于打破绿色贸易壁垒,促进商品的外贸出口。

10.3绿色化学化工过程的评估量度要判断一个化学过程是否是绿色的,首先应从人类健康安全方面考虑,考察其是否使用和产生有毒、有害的物质;其次要从生态环境保护方面来考虑,考察其是否向周围环境排放破坏生态系统的污染物;同时还需要从经济发展的角度进行考虑,核算产品的质量密度、能量密度、原料资源利用的合理性,以及整体的经济等。

因此,绿色化学评估是一个非常复杂的系统工程。

10.3.1化学反应过程的绿色化绿色化学的核心就是要运用化学原理和方法,开发能减少或消除有害物质的使用与产生的环境友好的化学品及其技术的过程,从源头上预防污染,从根本上班实现化学工业的“绿色化”。

绿色化学过程包括原料的绿色化、化学反应和成技术的绿色化、工程技术的绿色化,以及产品的绿色化等,如图10-3所示。

图10-3 绿色化学过程示意图1.原料的绿色化(1)尽可能采用无毒、无害的原料。

(2)尽可能利用可再生资源为原料。

(3)物质循环和原子经济利用。

2.化反应和合成技术的绿色化(1)尽可能不用或少用有毒、有害的溶剂和助剂,或采用环境友好珠溶剂和助剂。

(2)发展高选择性、高效的新型催化剂和催化技术,以简化工艺操作,提高反应的原子经济性。

(3)优化反应途径,发展绿色合成,加强绿色技术的耦合,以提高资源和能源的利用率。

(4)改革式艺过程和操作,实施清洁生产式艺,这是现行精细化工企业实现“绿色化”、提高合成经济效益和社会效益的一个关键举措。

3.工程技术的绿色化(1)发展生物工程技术、膜技术等新型反应工程技术。

(2)开发微化工技术。

(3)强化化工技术的耦合。

(4)强化物质流程、能量流程、信息流程等优化集成。

4.产品的绿色化绿色化的产品是指安全的化学品,又称绿色化学品。

通常认为绿色化学品是通过采用先进技术获得的,能够在整个生命周期内安全、经济、可靠地满足用户要求的使用功能和性能,同时能耗最小,资源利用最优且符合当代国际公认环保标准的产品。

绿色化学品评价系统由产品的基本属性、环境属性、资源属性、能源属性和经济属性等指标构成。

10.3.2化学化工过程绿色化的评价指标1.原子经济性1991年美国著名有机化学家Trost 提出了原子经济性(AE )的概念,他以原子利用率衡量反应的原子经济性:AE=(目标产物的相对分子量/反应物质的相对分子量总和)×100%对于一般的合成反应: A+B →C对于复杂的化学反应:I但是,用原子经济性来考察化工反应过程过于简化,它没有考察产物收率、过量反应物、试剂的使用、溶剂的损失,以及能量的消耗等,单纯用原子经济作为化工反应过程“绿色化”的评价指标还不够全面,应和其他评价指标结合才能作出科学的判断。

2.环境因子和环境系数环境因子(E)是荷兰有机化学教授Sheldon R A 在1992年提出的一个量度标准,定义为每出产品1kg产物所产生的废物的质量。

E =废弃物总量(kg)/产物量(kg)由上式可见,E越大意味着废弃物越多,对环境的负面影响越大,因此E为零是最理想的。

Sheldon根据E的大小对化工行业进行划分(10-1):表达10-1 不同化工行业的E比较由于化学反应和过程操作复杂多样,E必须从实际生产过程中所获得的数据求出,因为E 不仅与反应有关,与其它单元操作有关。

因此,E实应等于E理与各项E i(i=1,…,7)的加和。

E实=E理+E1+E2+E3+E4+E5+E6+E7在缺乏E1~E7等实验时,可用原子经济性或质量强度计算E理。

严格来说,E只考虑废物的量而不是质,它还不是真正评价环境影响的合理指标。

因此Sheldon R A将E乘以一个对环境不友好因子Q得到一个参数,称为环境系数,即:环境系数=E×Q规定低毒无机物的Q=1,而重金属盐、一些有机中间体和含氟化合物等的Q为100~1000,具体视其毒性LD50值而定。

1.质量强度为了较全面地评价有机合成及其反应过程的绿色性,有人提出了反应的质量强度(MI)概念。

其可表示为:质量强度(MI)=在反应或过程中所消耗的物质的总质量(kg)/产物的质量(kg)由质量强度的定义,可以得出其与E的关系:E=MI-11)质量产率质量产率(mass productivity,MP)为质量强度倒数的百分数即:2)反应质量效率反应质量效率(reaction mass effictiency,RME)是指反应物转变为产物的百分数,可表示为:3)碳原子效率【例】10.81g(0.1mol)苯醇(Mr=108.1)和21.9g(0.115 mol)对甲苯磺酰氯(Mr=190.65)在500g甲苯和15g三乙胺的混合溶剂中反应,得到23.6g(0.09 mol)磺酸酯(Mr=262.29),产率为90%。

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