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化學(xué)與人們的生活息息相關(guān),可以說“生活無處不化學(xué)”,隨著科學(xué)的日新月異,綠色化學(xué)在人們生活中所扮演的角色越來越重要。在生活中,可以利用一些天然的材料、無害的制劑,運(yùn)用“綠色化學(xué)”的理念解決生活中的難題,主要圍繞綠色化學(xué)在生活中的諸多應(yīng)用展開詳細(xì)的探討。
1綠色化學(xué)的概念與意義
綠色化學(xué),也被稱為“環(huán)境友好型化學(xué)”、“環(huán)境清潔型化學(xué)”,綠色化學(xué)技術(shù)是通過研究化學(xué)從而減少其對(duì)環(huán)境所造成的不良影響,從技術(shù)層面減少化學(xué)材料中的污染因素的一門技術(shù)。從根本上看,綠色化學(xué)技術(shù)就是通過改善本身的化學(xué)性能,減少自身的污染因素,從而提供更加環(huán)保安全的化學(xué)產(chǎn)品,以替代目前社會(huì)中那些高污染的化學(xué)產(chǎn)品。綠色化學(xué)的理念就是杜絕有毒有害的化學(xué)物質(zhì),從原料的生產(chǎn)到使用的全過程都要做到無害化處理,對(duì)于其所產(chǎn)生的廢棄物要進(jìn)行合理的排放和處理,避免一切有害物質(zhì)對(duì)人類生活造成的危害。
2綠色化學(xué)在生活中的典型應(yīng)用
2.1農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面
2019年12月8日,在江蘇揚(yáng)州召開的首屆農(nóng)業(yè)化學(xué)學(xué)術(shù)討論會(huì)上,中科院院士、中科院化學(xué)研究所韓布興說:“要高度重視發(fā)展綠色化學(xué)、土壤化學(xué)及土壤保護(hù)與改良、應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)做好農(nóng)產(chǎn)品的保護(hù)與儲(chǔ)存、重點(diǎn)研究農(nóng)作物為原料的化學(xué)品、加快開發(fā)支持農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的材料,切實(shí)解決農(nóng)作物生長(zhǎng)中的化學(xué)問題,實(shí)現(xiàn)數(shù)量安全、質(zhì)量安全和可持續(xù)發(fā)展安全。”
我國(guó)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上,由于農(nóng)藥、化肥、農(nóng)膜等不合理使用所產(chǎn)生的殘留,導(dǎo)致了耕地質(zhì)量下降、土壤與水體污染、生物多樣性缺失等一系列生態(tài)環(huán)境問題,致使我國(guó)農(nóng)業(yè)種植業(yè)經(jīng)濟(jì)效益偏低,給糧食安全帶來很大的潛在風(fēng)險(xiǎn)。農(nóng)藥作為一種高毒產(chǎn)品,其生產(chǎn)和使用過程中會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的大氣和水體尤其食物本身的污染;隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高,越來越多的人們追求綠色無污染的食品,為了滿足更廣大人們的需求,就必須更新農(nóng)藥生產(chǎn)技術(shù),用新型農(nóng)藥取代傳統(tǒng)農(nóng)藥,減少環(huán)境的污染;目前我國(guó)的新型農(nóng)藥主要有生物型農(nóng)藥、光活性農(nóng)藥以及現(xiàn)代化學(xué)農(nóng)藥等,這些農(nóng)藥在有效消滅害蟲的同時(shí)不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染,得到了國(guó)家的重點(diǎn)關(guān)注和推廣使用。
2.2化妝品護(hù)膚品方面
雖然大多數(shù)人都不知道,但是他們最喜歡的護(hù)膚品可能是有害成分、毒素和化學(xué)物質(zhì)的重要來源。大多數(shù)日常用的美容產(chǎn)品都含有人造色素、香料、防腐劑和穩(wěn)定劑,這些物質(zhì)很容易通過皮膚的毛孔被吸收,潛在地造成一系列負(fù)面的長(zhǎng)期健康影響,但是隨著綠色化學(xué)技術(shù)被大力提倡,日常用的護(hù)膚品里面也出現(xiàn)了更多綠色的化學(xué)護(hù)膚物質(zhì),例如水楊酸和丙二醇是護(hù)膚品里最為常見比較好用的兩種物質(zhì)。
護(hù)膚界經(jīng)常說的一個(gè)名詞叫“刷酸”,所指的是果酸、水楊酸、維A酸;果酸是alpha-羥基酸,屬于水溶性物質(zhì),相對(duì)而言較難以進(jìn)入毛囊內(nèi)部;維A酸是處方藥,治療可以由醫(yī)生指導(dǎo)用,而日常護(hù)膚就沒辦法了水楊酸既能抗炎,又能剝脫角質(zhì),還能進(jìn)入毛孔,并且允許被添加到護(hù)膚品中作為日常使用,因此,祛痘產(chǎn)品的配方很少看到不使用水楊酸的。水楊酸被稱為β-羥基酸,不過它實(shí)際上是芳環(huán)酸(帶有一個(gè)苯環(huán)),并不是一個(gè)嚴(yán)格意義上的β-羥基酸,可溶于部分油相物質(zhì)中,在這一點(diǎn)上,它比果酸有優(yōu)勢(shì),因?yàn)橛H油的特性有助于它滲透到富含脂類的毛囊內(nèi)部發(fā)揮抗炎等多種作用。水楊酸的作用十分廣泛,包括但不限于:抗炎、調(diào)控角質(zhì)形成細(xì)胞的行為、抗菌、剝脫角質(zhì)等。
丙二醇是一種對(duì)皮膚有很好恢復(fù)作用的物質(zhì),所以在化妝品中很常見。丙二醇是一種透明、無色、具黏性及吸濕性的直鏈脂肪醇液體,像平常使用的藥膏、面膜、化妝水、洗面乳、精華液、卸妝品、保濕乳液及植物萃取液等,都可以見到這種成分。一般是卸妝乳中常見之親水保濕成份,真正功效為協(xié)助溶解污垢、避免卸妝過程中皮膚太快干燥。
這種綠色的天然護(hù)膚產(chǎn)品有很多好處,經(jīng)常使用這種天然產(chǎn)品時(shí),不僅會(huì)美化皮膚,還會(huì)吸收抗氧化劑,增強(qiáng)皮膚的抗紫外線能力刺激人體免疫系統(tǒng)。
2.3飲食方面
在日常飲食里都離不開各種調(diào)味品,鹽和醋是常見的調(diào)味品。食鹽的主要成分是氯化鈉,是生活中最常用的一種調(diào)味品,但它的作用絕不僅僅是增加食物的味道,它是人體組織的一種基本成分,對(duì)保證體內(nèi)正常的生理、生化活動(dòng)和功能,起著重要作用。鈉離子和氯離子的作用是與鉀離子等元素相互聯(lián)系在一起的,錯(cuò)綜復(fù)雜,其最主要的作用是控制細(xì)胞、組織液和血液內(nèi)的電解質(zhì)平衡,以保持體液的正常流通和控制體內(nèi)的酸堿平衡。Na+與K+,Ca2+,Mg2+還有助于保持神經(jīng)和肌肉的適當(dāng)應(yīng)激水平。NaCl和KCl對(duì)調(diào)節(jié)血液的適當(dāng)黏度或稠度起作用。胃里開始消化某些食物的酸和其他胃液、胰液及膽汁里的助消化的化合物,也是由血液里的鈉鹽和鉀鹽形成的。
醋的化學(xué)名字叫乙酸,分子式為CH3COOH。醋也不僅僅是一種調(diào)味品,而且還有很多用途:在烹調(diào)蔬菜時(shí),放點(diǎn)醋不但味道鮮美,而且有保護(hù)蔬菜中維生素C的作用(因維生素C在酸性環(huán)境中不易被破壞);在煮排骨、雞、魚時(shí),如果加一點(diǎn)醋,可以使骨中的鈣質(zhì)和磷質(zhì)被大量溶解在湯中,從而提高人體對(duì)鈣、磷的吸收率;患有低酸性胃?。ㄎ杆岱置谶^少,如萎縮性胃炎)的人,如果經(jīng)常用少量的醋作調(diào)味品,既可增進(jìn)食欲,又可使疾病得到治療;在魚類不新鮮的情況下,加醋烹飪不僅可以解除腥味,而且可以殺滅細(xì)菌;醋還可以預(yù)防流行性感冒,將室內(nèi)門窗關(guān)嚴(yán),將醋倒在鍋里漫火煮沸至干,便可以起到消滅病菌的作用。
2.4能源方面
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平的日益提升,汽車尾氣排放是造成我國(guó)環(huán)境污染的罪魁禍?zhǔn)字唬F(xiàn)在的機(jī)動(dòng)車尾氣污染非常嚴(yán)重,很多地區(qū)霧霾頻發(fā),嚴(yán)重的還會(huì)威脅到人民的身體健康;石油乙醇汽油可有效降低汽車尾氣排放,能使碳烴排量下降16.2%,一氧化碳排量下降30%,對(duì)減少大氣污染非常有效,并且石油是不可再生能源,中國(guó)使用的石油70%以上都是進(jìn)口的,對(duì)外部的依賴程度非常高,如果發(fā)生意外,將會(huì)嚴(yán)重影響國(guó)家的能源安全,而燃料乙醇的生產(chǎn)資源豐富,技術(shù)成熟,屬可再生能源,推廣使用乙醇汽油可以降低國(guó)家對(duì)外部石油的依賴度,削弱外部因素對(duì)中國(guó)能源安全的影響,還綠色環(huán)保;車用乙醇汽油還有很多優(yōu)點(diǎn),比如辛烷值高,抗爆性好,能夠適應(yīng)較高的壓縮比,不容易爆震。乙醇含氧量高,所以燃燒特性好。使用乙醇汽油的車輛,油路比較清潔,發(fā)動(dòng)機(jī)積碳較少等。
2.5洗滌劑方面
日常生活中會(huì)和各種洗滌劑打交道,洗滌劑主要組分通常由表面活性劑、助洗劑和添加劑等組成,指能溶于水的高級(jí)脂肪酸的鈉鹽或鉀鹽。肥皂是用精煉過的油脂(除去油脂中的雜質(zhì))跟燒堿溶液經(jīng)皂化反應(yīng)而成,也可用高級(jí)脂肪酸跟苛性堿(或Na2CO3、K2CO3)經(jīng)中和反應(yīng)制成,為了增加去污效果及適應(yīng)各種洗滌需要,還加入多種填料,如松香、水玻璃、陶土、香精、著色劑、消毒劑、漂白劑等。
多年來,洗滌劑類化學(xué)品是最易引起社會(huì)公眾注意的一大類生活必需品。洗滌劑工業(yè)不僅要考慮產(chǎn)品的性能、經(jīng)濟(jì)效益,還更需要有良好的環(huán)境質(zhì)量做保證。表面活性劑對(duì)人體的溫和性、安全性及環(huán)境相容性一直為人們所關(guān)注,通過研究結(jié)構(gòu)性能關(guān)系進(jìn)行分子設(shè)計(jì),開發(fā)和使用性能優(yōu)越、對(duì)人體溫和、生態(tài)友好的新型”綠色”表面活性劑已成為表面活性劑和洗滌劑生產(chǎn)商的生態(tài)責(zé)任。溫和型表面活性劑,如烷基多苷(APG)、醇醚羧酸鹽(AEC)、脂肪酸甲酯磺酸鈉(MES)、脂肪酸甲酯乙氧基化物(FMEE)和葡糖酰胺(AGA)等的用量將增大。如表1所示。
2.6水污染方面
綠色化學(xué)在治理水污染中發(fā)揮的作用也是很大的,可以高效低耗的對(duì)污染水體進(jìn)行處理且不會(huì)造成二次污染。利用聲波、電能、無毒藥劑氧化以及生物氧化等多種方法來凈化水體,這一技術(shù)的應(yīng)用得到了一致好評(píng),越來越多的國(guó)家開始對(duì)這一技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的研究。
造成我國(guó)水體污染的主要因素就是工業(yè)廢水和生活污水的不合理排放,向污水中投加化學(xué)試劑,利用化學(xué)反應(yīng)來分離、回收污水中的污染物質(zhì),或?qū)⑽廴疚镔|(zhì)轉(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)。該法既可使污染物與水分離,回收某些有用物質(zhì),也能改變污染物的性質(zhì),如降低廢水的酸堿度、去除金屬離子、氧化某些有毒有害的物質(zhì)等,因此可達(dá)到比物理法更高的凈化程度。常用的化學(xué)方法有化學(xué)沉淀法、中和法氧化、還原法和混凝法。
目前在治理水體污染的技術(shù)中,零排放污水技術(shù)是目前解決水體污染的最新技術(shù),它符合綠色化學(xué)的發(fā)展理念,可以對(duì)整個(gè)過程進(jìn)行凈化處理,提高水的質(zhì)量;從20世紀(jì)70年代開始就有了循環(huán)冷卻水零排放的研究,發(fā)達(dá)國(guó)家的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的集中度一般在5~10。在美國(guó),零排放技術(shù)發(fā)展前景很好,可以對(duì)排放的廢水進(jìn)行處理后達(dá)到飲用水的標(biāo)準(zhǔn)再次進(jìn)行利用;我國(guó)也在對(duì)鍋爐廢水零排放技術(shù)進(jìn)行研究,這一研究可以杜絕廢鹽水、煮爐水的再生,并明令禁止定期排放污水,進(jìn)而達(dá)到零排放的標(biāo)準(zhǔn),關(guān)于蒸汽鍋爐的零排放技術(shù)的研究正在進(jìn)行中。
3結(jié)語
總的來說,綠色化學(xué)物質(zhì)或技術(shù)在生活領(lǐng)域應(yīng)用范圍廣。隨著我國(guó)綠色化學(xué)技術(shù)的不斷提升,未來綠色化學(xué)技術(shù)一定會(huì)成為處理生活領(lǐng)域難題的一項(xiàng)核心技術(shù)。目前,世界各國(guó)都在努力研究綠色化學(xué)技術(shù),對(duì)于這一技術(shù)的高度重視是推動(dòng)其不斷向前發(fā)展的巨大動(dòng)力,中國(guó)也已經(jīng)加入了綠色化學(xué)技術(shù)的研究隊(duì)伍當(dāng)中,我們堅(jiān)信,在眾多優(yōu)秀科學(xué)家們的不斷努力下,一定能夠使綠色化學(xué)技術(shù)在我國(guó)眾多領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用,解決更多的難題。
聲明:本文所用圖片、文字來源《資源與環(huán)境》第46卷第10期,版權(quán)歸原作者所有。如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題,請(qǐng)與本網(wǎng)聯(lián)系
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