化学的成就和未来发展
□ 本刊记者 朱良伟 撰文指导 朱曾惠
2011年1月3日,联合国教科文组织(UNESCO)特别为2011年国际化学年这一全球化学界的盛宴出版了《化
学与生活》一书,该书由世界著名学者撰文介绍化学的成就和未来发展。此外,国际化工协会理事会(ICCA)于
2011年2月发表《ICCA2010年回顾》(ICCA Review 2010),题为“全世界化学工业的声音”(Worldwide Voice of
Chemical Industry),其中第三节为国际化学年2011,全面介绍了2011年国际化学年的各种活动,并着重从化
学工业角度宣传化学的贡献。本刊特摘编这两份精彩资料中有代表性的观点,以飨读者。
☆化学与可持续发展
可持续的道路由化学铺就
全球化学工业2009年的总产值为26100亿美元,其中工业化国家占56%,中国为22%。化学工业具有战略、
经济和社会的重要地位,它的产品和技术有利于解决包括全球气候变暖在内的诸多难题。
化学工业的创新往往来自于新分子的发现,以及化学、材料、工艺和系统等资源的多方整合。而化学工业的
创新必然产生新技术和新产品。通过化学界开发新产品和工艺的持续努力,工业界从各个方面促进了可持续发展。
从根源促进可持续发展
2009年ICCA的研究表明,每个单位由化学工业直接或间接排放的温室气体,有2~3个单位节省的排放是通
过为其它行业和消费者提供产品和技术来实现的。从自动化家用品、轻质汽车到低温洗涤和可触屏,这些现代高
科技产品都依赖于化学工业的材料和工艺。化学还为就业市场做出了巨大贡献——超过700万人在化工行业工作,
而有超过2000万的人从事与化学相关的工作。
化学工业的创新持续驱动了可持续发展,它使生产更低能耗的轻质交通工具和更低排放的建筑成为可能,它
使废物转化为清洁能源,并且有助于宝贵的水资源的储备。ICCA通过推动责任关怀理念,制定和施行可持续发展
议程取得了一定成效,还于2009年通过使用可持续发展标识来启动“我们对可持续发展的承诺”。
成功创新的另外一个实质元素是合作。由政府、非政府组织及其它的利益相关者共同研究的创新计划的发展
为包括健康、人口老龄化、气候变化和能源等多个社会问题提供解决的可能。ICCA认识到与利益相关者共同工作
将产生更有效的可持续创新收益。例如,在过去的一年中,化学工业与航空、汽车、建筑和照明等多个行业共同
就材料发展制定未来的研发日程表。通过开发创新产品和工艺,化学工业也帮助其它行业改善环境业绩。例如:
作为水处理材料的最大供应行业之一,化学工业为其它工业和公众推荐解决方案来提高水资源管理;为建筑行业
提供低碳技术,建立可再生能源体系和动力系统。
成功创新的另外一个实质元素是国家、地区和全球的法规体系的开发,这些法规体系决定了创新进入市场的
快慢程度。
纳米技术和可持续的未来
纳米技术将实现可持续发展的未来,而化工长远研究规划将提升人类生活质量。
纳米技术使解决能源效率、健康护理和环境质量有了新途径,纳米技术的创新是通向可持续未来的一个实质
元素。纳米技术的许多应用赋予传统产品许多新性能。例如,在健康领域,当前正在发展纳米机器,这使药品的
效果更为高效,同时降低了副作用。含铁纳米粒子作为清洁有毒废物和受污染的地下水的有效工具正在蓬勃发展。
为了最大化纳米的社会效益,理解其潜在的健康、安全和环境影响对可持续的未来非常重要。为了使纳米技
术可持续的和负责任的进行开发,ICCA通过与经合组织(OECD)、学术界、商业界、政府和其它利益团体等利益
相关者的合作进行了不断努力。ICCA批准了5个国际协调的核心元素来开发针对生产纳米材料的法规。
☆全球化学工业的共同课题
全球化学工业重要的共同课题是:全球产品战略(GPS)、责任关怀(RC)、气候变化、高产量化学品问题(HPV)
以及长远研究计划(LRI)的抗氧产品问题。
国际化学品管理战略(SAICM)是联合国/世界卫生组织促进化学品安全的框架文件。其总目标是:对化学品
进行有效、彻底的终生管理,在2020年以前以对人体健康和环境产生最低有害影响的方式生产和使用化学品。
这一框架文件在2002年可持续发展世界峰会上正式通过。
化学工业对SAICM的承诺包括:由国家和地区的化学品组织开发化学品监管程序,努力完善ICCA的全球产
品监管准则(ICCA的全球产品监管准则网址为http://bit.ly/h9bRQs)。包括警告、跟踪和公开的相关活动,以
及对下游消费群体的远程教育的开发都在进行中。
全球责任关怀宪章和全球产品战略这两项主动行动代表了化工界对联合国领导的SAICM的贡献。
全球产品战略(GPS)
全球产品战略(GPS)的目的是促进工业界和“整个产品链”采用最好的规范。GPS包含9个战略项目,即:
制定与产品和管理(PS)有关的全球指导方针、开发实施PS所要求的系统管理方法和实施PS、实施风险评估与
风险管理(在2018年以前完成对市场上销售的化学物质的安全评估,要求公司在2012年以前报告自己开展这类
评估活动的进展)、与下游用户产业一起制定和实施与风险评估/管理有关的合作计划、与国际上的政府间组织建
立合作关系、开发向公众提供PS信息的程序、实施科学调查,推进LRI(终生风险识别)、开发GPS的各个步骤
和向内向外交流成果的程序、为优化各国政府及政府间组织的化学物质管理政策而制定全球动员基本原则。
责任关怀
“责任关怀”是在全球多个国家的石油和化工行业中开展的一种行业自律性行为,是石油和化工企业关爱员
工、关爱社会、树立自身形象的一个新的发展理念。这一理念在国际化工界提出已有20余年,得到世界同行的
普遍认同。国际化工协会理事会(ICCA)大力推进并制定了《责任关怀全球宪章》,目前,已在53个国家和地区
全面实施责任关怀。
责任关怀全球宪章的核心原则包括:
△不断提高化工企业在技术、生产工艺和产品中对环境、健康和安全的认知度和行动意识,从而避免产品周
期对人类和环境造成损害;
△充分利用能源并使废物达到最小化;
△公开报告其行动、成绩和缺陷;
△倾听、鼓励并与大众共同努力以达到理解和主张他们关注和期望的内容;
△与政府和相关组织在相关规则和标准的发展和实施中进行合作,来更好地制定和协助实现这些规则和标
准。
△在生产链中给所有管理和使用“化学品责任管理”的人提供帮助和建议。
经过25年的发展,责任关怀在全球已经得到了有效的推动。2010年海湾石化联合会(GPCA)成为ICCA责任
关怀工作组(RCLG)的成员分享领先企业的良好执行经验;在那些没有化工协会的国家或地区,ICCA与相关组织合
作来推进责任关怀项目,例如与斯里兰卡国家清洁生产中心合作;在中国、印度和南非都推进了责任关怀项目。
☆化学新面貌:从黑色到绿色
化学工业是世界上最为重要的行业之一,每年创造的价值超过3.6万亿美元。多项改善我们生活的创新背后
都有化学的影子,即便如此,对多数公众来说,化学仍然是从工厂烟囱中冒黑烟的印象。究其原因主要是因为曾
发生的药品丑闻、有毒杀虫剂和工业灾难都不乏化学品的因素。其实,化学污染的真正解决方案仍然需要化学手
段。
曾经发生的例如化学品污染水资源等灾难让化学为大众留下了负面印象。公众一度对化学是黑色印象。因为
靠化工企业支撑经济税收,官方很长时间内对有毒废弃物的随意排放没有约束,但自从1984年的印度博帕尔
(Bhopal)灾难(联合碳化公司在印度博帕尔的化工厂发生毒气泄漏事件,导致3000多人死亡),以及1976年的
Seveso灾难(在意大利米兰附近的一个小型化工制造厂的工伤事故,居民们受到了多氯二苯并对二英的危害)之
后,官方转变了态度,在20世纪80和90年代,要求化工企业满足逐渐严格的法律要求。在20世纪90年代,
美国环保署通过了污染防治法令(Pollution Prevention Act),生产工艺和产品开始向可持续方向转变,同时
尽力避免污染。从此黑色化学逐步向绿色转变。
“绿色化学”的定义在1991年得以明确,耶鲁大学绿色化学中心的主任,即被称为“绿色化学之父”的Paul
Anastas及其同事Jack Warner 出版了“绿色化学的12条原则”。这些原则中提到:防止废物产生优于处理或清
理废物;有毒化学品和溶剂需要找到其可替代的无毒的化学品。绿色化学之路上的另一个里程碑是欧盟在2007
年的REACH法规,该法规要求生产商在投放市场之前需证明化学品对人体是无害的,感谢REACH使得超过4万个
化学品在使用之前得到了检测。
绿色化学的另一个目的是降低能耗,提高工艺的能效,以及使用可再生原材料。毕竟化工行业依赖石油,化
工产品消耗的石油占到了全球石油消耗总量的10%。同时化工行业也是高能耗行业,2008年德国化工行业消耗
了全国能源的12.5%。自从20世纪90年代以来,化工业逐渐提高了对可持续发展的追求,同时追求自身正面形
象的建立。例如巴斯夫公司,其年销售额是500亿欧元,在全球有10万个员工,其它化工巨头例如杜邦、陶氏
化学和拜耳,这些化工巨头都致力于使自身形象变得更绿色。
绿色化学不仅在西方兴起,在发展中国家也得到了广泛的支持。例如在中国和印度,学术界、研究机构和工
业界都加大步伐向绿色发展,这些国家不想犯西方曾经犯过的错误。
在过去的20多年里,学术界和工业界的化学家争相为气候变化和环境恶化提供解决方案。目前无论在发达
国家还是发展中国家,绿色化学都正在风行,这从越来越多的青年从背弃到选择化学这一学科作为终身职业可以
看出。