“綠色化學(xué)之父”、美國(guó)環(huán)保局助理局長(zhǎng) 保羅·阿納斯塔斯
綠色化學(xué)，讓我們的星球未來(lái)更美好！
——保羅·阿納斯塔斯
編者按 8月17日傍晚，美國(guó)副總統(tǒng)拜登抵達(dá)北京，開始對(duì)中國(guó)進(jìn)行正式訪問(wèn)。據(jù)了解，在拜登此次長(zhǎng)達(dá)6天的訪問(wèn)安排中，加強(qiáng)中美兩國(guó)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(guó)擁有“綠色化學(xué)之父”尊稱的美國(guó)環(huán)保局助理局長(zhǎng)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(guó)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(duì)中國(guó)化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，不無(wú)裨益。
化學(xué)工業(yè)的治污費(fèi)已超過(guò)加工費(fèi)
1991年，綠色化學(xué)由美國(guó)化學(xué)會(huì)(ACS)提出，并成為美國(guó)環(huán)保局的中心口號(hào)。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(guò)程的重新設(shè)計(jì)。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(duì)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(xiàng)基本原則，并致力于推動(dòng)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(shí)。目前，綠色化學(xué)的研究網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)遍布全球30多個(gè)國(guó)家。根據(jù)美國(guó)環(huán)保局的調(diào)查，綠色化學(xué)產(chǎn)品和加工使得危險(xiǎn)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(huì)和經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)都是化學(xué)物質(zhì)。化學(xué)影響了每一個(gè)構(gòu)成我們社會(huì)與經(jīng)濟(jì)看得見、摸得著與感覺(jué)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(duì)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(chǔ)存與流通等所有過(guò)程實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好。可以說(shuō)，綠色化學(xué)和綠色工程是從根本上解決環(huán)境問(wèn)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(shí)的加工費(fèi)用主要包括原材料、能耗和勞動(dòng)力的費(fèi)用。近年來(lái)，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(guó)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(wèn)題不僅來(lái)源于原料和產(chǎn)品，更多的是來(lái)自其制造過(guò)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(guò)程中有的會(huì)引起臭氧的形成，有的會(huì)引起水源污染。因此，采用無(wú)毒無(wú)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(wú)毒無(wú)害溶劑的研究中，最活躍的研究項(xiàng)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(wú)毒、不可燃、價(jià)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(lái)清潔環(huán)境。但是，我們必須得向前看，讓過(guò)去出現(xiàn)的問(wèn)題未來(lái)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(cuò)誤一犯再犯。
我國(guó)科學(xué)家也在研究綠色化學(xué)。圖為德國(guó)拜耳公司的有關(guān)專家參觀我國(guó)一家綠色化學(xué)研究中心。 （CFP 供圖）
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(guó)，在全球的實(shí)施情況都很好。這是因?yàn)榫G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(shí)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(guó)頒布了污染防治法案，將污染防治確立為美國(guó)的國(guó)策。1995年，美國(guó)副總統(tǒng)戈?duì)栃剂藝?guó)家環(huán)境技術(shù)戰(zhàn)略，其目標(biāo)為:至2020年地球日時(shí)，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(guó)總統(tǒng)克林頓宣布了“總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)計(jì)劃”，美國(guó)環(huán)保局設(shè)立了“總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)”這一國(guó)家榮譽(yù)，這是化學(xué)化工領(lǐng)域內(nèi)惟一的總統(tǒng)獎(jiǎng)。
這一獎(jiǎng)項(xiàng)可以為公司及大學(xué)教授帶來(lái)好的聲譽(yù)，鼓勵(lì)他們?cè)诰G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(jiǎng)項(xiàng)。其他一些國(guó)家，如澳大利亞、日本、英國(guó)、意大利等也設(shè)立了類似的獎(jiǎng)項(xiàng)。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(dòng)綠色化學(xué)，是因?yàn)檫@項(xiàng)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(shí)上，每一個(gè)工業(yè)領(lǐng)域都在試圖通過(guò)綠色化學(xué)來(lái)實(shí)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(jī)令人振奮，但這些成績(jī)只展現(xiàn)了綠色化學(xué)的一小部分潛力，未來(lái)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(guó)和美國(guó)仍在進(jìn)行。中國(guó)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(shí)現(xiàn)雙贏的。無(wú)論在中國(guó)、美國(guó)還是其他國(guó)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(duì)綠色化學(xué)的了解越來(lái)越充分，理念的普及是推動(dòng)實(shí)踐的關(guān)鍵。
而要普及理念，美國(guó)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(guó)還創(chuàng)辦了專門期刊《綠色化學(xué)》，來(lái)促進(jìn)科技創(chuàng)新。此外，美國(guó)環(huán)保局還及時(shí)將綠色化學(xué)的成果向公眾展示，讓科研成果和實(shí)踐成就得到公眾的認(rèn)可，讓公眾意識(shí)到綠色化學(xué)“不僅可行，而且有利可圖”。
綠色合作是兩國(guó)關(guān)系的重要部分
20年來(lái)，綠色化學(xué)一直是美國(guó)環(huán)保局的中心口號(hào)。多年來(lái)，我們的工作一直關(guān)注幾十個(gè)領(lǐng)域，而近期我們對(duì)所有領(lǐng)域進(jìn)行了重新調(diào)整，將其歸納為4個(gè)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?cè)噲D從系統(tǒng)的角度來(lái)研究環(huán)境問(wèn)題。很多問(wèn)題都不是孤立的，環(huán)境問(wèn)題尤其如此。將問(wèn)題孤立地、一個(gè)個(gè)研究，沒(méi)有系統(tǒng)觀念，不利于環(huán)境問(wèn)題的解決。
對(duì)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(shí)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(guó)，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(duì)人體健康的風(fēng)險(xiǎn)管理。在整個(gè)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(xiàng)主要的科學(xué)技術(shù)。不過(guò)，技術(shù)革新是一個(gè)持續(xù)的過(guò)程，不同國(guó)家不同，同一國(guó)家的不同時(shí)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(guó)關(guān)系恢復(fù)最早的領(lǐng)域之一，而且一直是兩國(guó)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(shí)建立了執(zhí)行這一協(xié)定的兩國(guó)政府間部長(zhǎng)級(jí)“中美科技合作聯(lián)合委員會(huì)”。
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(guó)的環(huán)境保護(hù)部、科技部對(duì)話，積極探討未來(lái)的合作領(lǐng)域。我相信，中美兩國(guó)未來(lái)在科技領(lǐng)域的合作會(huì)更密切，議題會(huì)更廣泛。目前，我們正和中國(guó)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(wú)法確定，但是中美兩國(guó)的合作將同樣是持續(xù)性的對(duì)話過(guò)程。 （曹俊 郭婧 整理）
去年9月，中美化學(xué)品環(huán)境管理研討會(huì)在京舉行，雙方在化學(xué)環(huán)保合作方面取得進(jìn)展。 （CFP 供圖）
人物簡(jiǎn)介 保羅·阿納斯塔斯(Paul Anastas)，曾任美國(guó)化學(xué)會(huì)綠色化學(xué)研究所所長(zhǎng)、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(shí)踐》已成為綠色化學(xué)領(lǐng)域的經(jīng)典之作。2009年5月，美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬提名阿納斯塔斯為美國(guó)環(huán)保局負(fù)責(zé)研究開發(fā)的助理局長(zhǎng)。
