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1、绿色化学的基本原理与绿色化学的基本原理与应用应用绿色绿色化学的基本原理化学的基本原理二、绿色化学与绿色工程绿色工程着眼于如何通过科学技术达到可持续能力（sustainability）的提高。绿色工程也有12条原理：1）设计者需要努力奋斗以保证所有物质材料和能量的输入和输出尽可能都是本质上无害的；2）预防产生废弃物比其生成后再去处理或清除更好；3）设计分离和纯化操作时要尽量减少能耗和材料的使用；4）设计产品、过程和系统要尽量增大物质、能源、空间和时间的效率；5）产品、过程和系统应是“牵引产出的”而不是靠“多投入”能量和材料；6）在制定设计有关再循环、回用或效益计划等方面的选择时，须将埋置熵和复杂
2、性看成投资；7）指标的耐久性，不是永远性，应是一个设计目标；8）关于不必要的性能或生产力解决的设计（例如：“一种尺寸大小要适合所有的人”），应看成是设计的一个缺点；9）在多组分产品中应尽量减少材料的多样性，以利于拆卸和保值；10）产品、过程和系统的设计，必须包括可利用能源和物流的一体化和相互连接性；11）产品、过程和系统的设计应考虑到一个“商业生命后”的作业；12）材料和能量输入应是可再生性的而不是耗尽废弃的。在综合运用绿色工程的12条原理时，最重要的是把握其本质，即考虑内在基础，还要注意产品的整个生命周期。欲使产品、过程和系统更能符合环境友好原则，一是增强体系的固有绿色性质，另外则是改变体系
3、的环境和条件。绿色化学和绿色工程两者的关系是互为联系的、相辅相成的，在实践中体现理论与应用的统一。绿色化学提供绿色工程技术实现可持续产品、过程和系统设计的基础。而绿色工程要实现理论设计的产业化，对产业经济、循环经济、环境和社会效益三者的统一起到更直接的作用。三、工业生态学原理 绿色化学与绿色工程的发展和应用，无疑从科学技术角度都会对经济的可持续发展起到很重要的促进作用。然而，它们基本上还是从单项化学品的设计、生产过程和系统的产业化着眼的。如能将各类产品工业企业联系起来，以工业生态学（industrial ecology）和循环经济的观点原则综合考虑，就会更好地推进社会的可持续发展。工业生态学就
4、是基于系统工程和生态原理结合的一种科学方法，它将产品的生产和消费，包括产品设计、生产、使用和报废以及对资源、能源乃至资金利用最佳化和使用中产生的环境影响要最小等多种因素，进行一体化综合考虑。它是研究各种工业产业活动及其产品与环境之间相互关系的科学。重点是研究工业界在产品生命周期内如何降低环境压力。根据工业生态学原理，一个理想的工业生态系统，系统中一部分的废弃物可作为另一部分的原料，并以最大效率利用能源和自然资源。近年来，世界很多国家政府按工业生态学原理投资建设“工业生态园区”作为示范。在园区内各工业部门和企业集团之间、工业部门与居民之间、园区与环境之间都处于生态平衡。整个园区内的物质循环、能量
5、流动和信息传递都处在最优组合状态，即资源利用率最高，能量消耗最少，废弃物排放量趋近于零。如图所示，20世纪70年代丹麦建立的Kalundborg（卡伦堡）工业生态园区就是成功的典型之一。Kalundborg工业生态园区基于两个主要能源，一为1500MW的ASNAES燃煤发电厂，另一为年产四五百万吨的Statoil炼油厂。发电厂将其生产过程蒸气售予炼油厂而从炼油厂获得燃料气和冷却水。从石油中去除的硫输送给Kemira硫酸厂。两个能源厂产生的副产物热能供给居住区的家庭和商业建筑取暖，以及暖房和养鱼场作热源。发电厂的蒸气还供给工业酶和胰岛素产量达世界40%，年产值高达20亿美元的Novo Nordisk制药厂应用。药厂产生的生物污泥给地区农场作肥料。发电厂用石灰脱煤中硫生成的硫酸钙供给Gyproc公司制造墙板。墙板制造时则用来自炼油厂的清洁燃烧气作燃料。燃煤产生的飞灰用于制造水泥和道路材料。Tisso湖水作为淡水来源。物质的有效利用还有把来自工厂污水处理的污泥和来自养鱼场的废弃物用作肥料，并与来自胰岛素生产的过剩酵母掺合以补充猪词料。可见，Kalundborg工业生态园区中的物质和资源的循环利用，可形象地比喻为“物资是从摇篮到再投胎，而没有坟墓”。