綠色化學的內涵 
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綠色化學的內涵

2019-07-08 10:27:57 - 熱門議題

 

  • 12項原則 [7-9],綠色化學是以傳統的化學原理為基礎來「設計化學產品及其製程,目的在減少或避免生產和使用任何對人類健康和環境具有危害的物質」。綠色化學的12項原則如下:

 

  1. 防止廢棄物:防止廢棄物的產生勝過於廢棄物形成後的處理或清理。
  2. 原子經濟最大化:合成方法的設計應該把過程中使用的材料最大限度地納入到最終產品。
  3. 設計危害性較小的化學合成:當切實可行的情況下,應該使用及產生對人體健康和環境很少或沒有毒性的物質來設計合成方法。
  4. 設計更安全的化學品及產品:設計能保有其功能效力,又同時減少其毒性的化學產品。
  5. 使用更安全的溶劑及反應條件:應儘量不須使用輔助的物質(例如:溶劑、分離劑或其它);如果需要,應使用無毒無害的物質。
  6. 提高能源效率:應認識到能源需求對環境和經濟的影響並應儘量減少能源的使用;合成方法應在環境溫度和壓力下進行。
  7. 使用可再生原料:當技術和經濟切實可行的情況下,使用可以再生的而不是消耗性的原料。
  8. 避免衍生化學物:盡可能避免不必要的衍生化(阻檔基、保護/去保護基、暫時性的修改)。
  9. 使用催化劑:催化劑(盡可能有選擇性)優於化學計量試劑。
  10. 設計使用後可降解的化學品和產品:應該設計功能結束後不會在環境中持續存留,且可分解為無害物質的化學產品。
  11. 即時分析防止污染:分析方法需要進一步發展,以利在形成的有害物質之前能夠即時監控。
  12. 慎選化學物質來減少意外事故的發生:過程中所使用的物質及其形態,應選擇能夠儘量減少包括外洩、爆炸、和火災等潛在化學事故者。

 

  • 簡單地說化學的綠化要實踐〝4不/1沒有〞,即「不生(廢棄之物)、不滅(天然資源)、不增(製程步數)、不減(安全係數),沒有(後顧之憂)」。預防勝於事後處理,這是長久以來被公認的道理。綠色化學謀求的首要目標就是要減少或避免在源頭處和製程中產生廢棄物和污染。除期望產物外,廢棄物指任何在製造過程中所涉及的物質,如溶劑、酸/鹼輔助試劑、催化劑、分離試劑、副產物以及未轉變的原料等。廢棄物是麻煩製造者,若直接排放、焚化或掩埋會污染河川、空氣和土壤,破壞環境;若棄之可惜,回收再利用則是〝燒錢〞事,雖可減少廢棄物,但增加成本。綠色化學認知到我們在地球上所能夠使用的資源就是物質和能量。化學原料與能量來自於兩類天然資源,一類為不可再生的,例如:煤、石油和天然氣,另一類源自具有活力的生物是為生生不息的,例如:脂肪、糖和澱粉。人造化學物質一去不復返,為免耗盡原料與能量而後悔莫及,綠色化學致力於可再生原料與能量的開發,以求永續不滅。此外,製程步數越多,操作和輸入物質的量與種類越多,產生廢棄物和污染的可能性也隨之而增。理想的製程是簡而短,步數越少越佳。因此,綠色化學提倡製程應該儘量避免不必要的化學物衍生化,採用單鍋(one-pot)、串聯(cascade)及多組件單鍋(multi-component one-pot)等操作方法,以減少製程的步數,降低產生廢棄物的頻率,並保持綠化意識,以策化學安全。綠色化學的原則是人造化學品必須有其造福人類的功能性,並且對人體健康和環境不具危害性。因此,設計化學產品、所需原料、合成方法、製程與裝置時,應秉持此安全至上的原則執行化學品製造,落實〝從搖籃到墳墓〞都不會使用或產生對人類健康和環境具有危害的化學物。