张顶洋
化学是一门古老的学问，中国传统的陶瓷技术、炼丹术等都是人类早期的朴素化学知识。16世纪，西方的工业革命的兴起推动了医药化学和冶金化学的创立和发展，对化学的研究开始转入定性定量的专业实验。到了19世纪，原子分子学说的提出和门捷列夫元素周期表的发表为现代化学奠定了基础，随着大量化学原理和技术的不断发现和改进，人类对化学开始由研究转化为应用，化学开始逐步产业化、工业化，化学产品开始出现在人类的生活周围并且以惊人的速度发展。化学产业的出现彻底改变了人类世界的面貌，塑料、合金等新型材料的研发，炼金、炼钢、提铝等工艺的进步无一不得益于化学对人类的巨大贡献。20世纪以来，随着全球工业的急剧发展，发展和环境的矛盾越来越凸显在世界的眼前，能源短缺、资源匮乏、环境的急剧恶化已经严重威胁到了人类的生存和发展，环保成为21世纪人类最重要和最热门的话题。一说到环保，化学便成为一个敏感的词汇，因为在大众的观念中，化学几乎就是破坏环境的罪魁祸首，无论是不计其数的交通工具排出的废气，还是臭气熏天的化工厂排出的污水，都地暴露了化学对环境的巨大破坏。以上种种情况表明，化学在极大地推动人类进步发展的同时也确实带来了巨大的环境破坏。目前，由于人类的运用不当，化学在环保方面存在的问题主要体现在以下几点：用于生产的化学研发丰富，用于环保的化学研发严重不足。目前人类用于生产的化工产品不计其数，几乎涵盖了所有的生产领域，而与之相比，用于环保的化学产品却屈指可数。化学本身是无害的，是人类的过度不当使用才导致其对环境的严重破坏，化学在破坏环境的同时也能减轻环境的破坏。比如，在纸浆中加入适当的添加剂，改纸浆便可以做成可降解的一次性容器，此项技术目前已经在全球范围得到推广，对缓减日益严重的白色污染具有十分明显的作用。再如，净水站必须通过物理沉淀，化学杀菌才能彻底净化水质。然而在现实中，我们用于环保的化学研发资金和人才设备都严重滞后，这对化学与环保的和谐发展是非常不利的。环保化学产品监管不力，使用不当。在为数不多的用于环保的化学产品之中，国家和政府缺乏监管力度，许多假冒产品鱼目混珠，打着环保的旗号破坏环境，比如当下的环保塑料袋，不少产品根本就是传统塑料袋上加印了“环保”二字而已。再如，净水剂在不少地区被滥用，结果造成了对水质的二次污染。这些情况，使得化学与环保的矛盾不断加剧。利用不当，严重破坏环境。目前化学被大规模应用于工业生产，由于环保战略的滞后和长期缺乏可持续发展思想，给环境造成了巨大破坏。主要有：温室效应的全球蔓延、臭氧空洞的持续扩大、酸雨灾害的恶化。针对化学目前在环保方面的问题，加强其与环保的有机整合，势在必行，这当中有几个因素是值得我们重视的：改进化学工艺，减少污染。以合成尼龙的原料己二酸为例，传统的合成方法是以苯为原料，经加氢、氧化等步骤得到。在生产过程中，苯是致癌物，硝酸氧化生成的N2O也会严重破坏臭氧层，环境危害巨大。但是经过改良后的生产工艺可以蔗糖为原料，经生物催化加氢制得己二酸。由此可见，改进化学工艺对环保的重要意义，如果我们能加强这方面的研究和投入，对于化学和环保的有机整合将大有裨益。加强化学在环保领域的应用。无数的案例告诉我们，化学是可以用来保护环境的，可降解一次性容器和净水剂就是很好的证明，目前人类对环境造成的巨大危害靠地球自身的恢复能力在短时间内已经无法改变，我们只有加强化学应用于环保领域的研发，才能在当下改变化学与环保的“敌对”状态。加强生物技术的研发。能源的短缺和资源的匮乏是人类滥用化学的重要原因，而生物技术能充分利用生物质资源，节约能源，易于实现清洁生产。而能源消耗和工业生产是当下化学破坏环境主要的方式。因此，加大化学在生物技术方面的研发，对于加强环保，引导化学绿色化具有重要意义。 
引言：环境污染会给生态系统造成直接的破坏和影响，如沙漠化、森林破坏、也会给生态系统和人类社会造成间接的危害，有时这种间接的环境效应的危害比当时造成的直接危害更大，也更难消除。例如，温室效应、酸雨、和臭氧层破坏就是由大气污染衍生出的环境效应。这种由环境污染衍生的环境效应具有滞后性，往往在污染发生的当时不易被察觉或预料到，然而一旦发生就表示环境污染已经发展到相当严重的地步。当然，环境污染的最直接、最容易被人所感受的后果是使人类环境的质量下降，影响人类的生活质量、身体健康和生产活动。例如城市的空气污染造成空气污浊，人们的发病率上升等等；水污染使水环境质量恶化，饮用水源的质量普遍下降，威胁人的身体健康，引起胎儿早产或畸形等等。严重的污染事件不仅带来健康问题，也造成社会问题。随着污染的加剧和人们环境意识的提高，由于污染引起的人群纠纷和冲突逐年增加。 目前在全球范围内都不同程度地出现了环境污染问题，具有全球影响的方面有大气环境污染、海洋污染、城市环境问题等。 就大气的环境问题而言，主要有酸雨、温室效应、臭氧层空洞，光化学烟雾等。 一：酸雨 造成雨水酸化之污染物很多，其污染来源大致可分为两类： 其一为自然物质，其二为人为物质。前者如：火山爆发喷出大量之硫化物及悬浮固体物，自然水域表面释放之硫化氢，动植物分解产生有机酸，土壤微生物及海藻释放之硫化氢、二甲基硫及氮化物等，都会使雨水之pH值降至0左右;后者则为工业化后，燃料之大量使用，燃烧过程中产生一氧化碳、 氯化氢 、二氧化硫 、氮氧化物及有机酸及悬浮固体物，排放至大气环境中，经光化学反应生成硫酸、硝酸等酸性物质使得雨水之pH值降低，形成酸雨。 由于酸雨为二次污染物且具有跨区污染的特性，以致影响层面相当广，故局部空气污染的改善，空气品质标准的达成，对于酸雨的防制助益不大，必须削减SO2、NOx的总量方能遏止酸雨的危害。 二：温室效应 温室效应是由于大气里温室气体（二氧化碳、甲烷等）含量增大而形成的。 空气中含有二氧化碳，而且在过去很长一段时期中，含量基本上保持恒定。这是由于大气中的二氧化碳始终处于"边增长、边消耗" 的动态平衡状态。大气中的二氧化碳有80％来自人和动、植物的呼吸，20％来自燃料的燃烧。散布在大气中的二氧化碳有75％被海洋、湖泊、河流等地面的水及空中降水吸收溶解于水中。还有5％的二氧化碳通过植物光合作用，转化为有机物质贮藏起来。这就是多年来二氧化碳占空气成分03%（体积分数）始终保持不变的原因。 但是近几十年来，由于人口急剧增加，工业迅猛发展，呼吸产生的二氧化碳及煤炭、石油、天然气燃烧产生的二氧化碳，远远超过了过去的水平。而另一方面，由于对森林乱砍乱伐，大量农田建成城市和工厂，破坏了植被，减少了将二氧化碳转化为有机物的条件。再加上地表水域逐渐缩小，降水量大大降低，减少了吸收溶解二氧化碳的条件，破坏了二氧化碳生成与转化的动态平衡，就使大气中的二氧化碳含量逐年增加。空气中二氧化碳含量的增长，就使地球气温发生了改变。 二氧化碳可以防止地表热量辐射到太空中，具有调节地球气温的功能。如果没有二氧化碳，地球的年平均气温会比目前降低20 ℃。但是，二氧化碳含量过高，就会使地球仿佛捂在一口锅里，温度逐渐升高，就形成"温室效应"。 现今最受人青睐的是瑞士两位气候专家对温室效应成因作出新的解释，认为造成温室效应的主要原因并不是汽车和工厂所排放的二氧化碳，而是大气层中增多的水蒸气。它是于2001年发表的。瑞典中部大学的KG·拉松和斯韦克·爱德华松说，根据他们提出的一种计算未来气温的新模式，地球确实像其他研究人员所认为的那样，正在进入一个逐渐变暖的时期，但这主要是因为地球轴心在向太阳倾斜，而使地球与太阳之间的距离在今后的一万年里有所缩短。他们说，随着气温的升高，地球大气层中的水蒸气逐渐增多。因此，造成温室效应的罪魁祸首更主要的是增多的水蒸气，而并不是汽车和工厂所排放的二氧化碳。 还有，英国科学家在最新一期《科学》杂志上发表的报告指出，他们在大气层中发现一种学名为"五氟化硫三氟化碳"（化学分子式为SF5CF3）的稀有气体。虽然这种气体目前的浓度仍相当低，但是它稳定热的能力远超过其他任何已知的温室气体，而且正在快速积累，长此以往，将会使"温室效应"形势更趋恶化。 三：臭氧层空洞 大气中的臭氧含量仅一亿分之一，但在离地面20至30公里的平流层中，存在着臭氧层，其中臭氧的含量占这一高度空气总量的十万分之一。臭氧层的臭氧含量虽然极其微少，却具有非常强烈的吸收紫外线的功能，可以吸收太阳光紫外线中对生物有害的部分（UV－B）。由于臭氧层有效地挡住了来自太阳紫外线的侵袭，才使得人类和地球上各种生命能够存在、繁衍和发展。 1985年，英国科学家观测到南极上空出现臭氧层空洞，并证实其同氟利昂（CFCs）分解产生的氯原子有直接关系。这一消息震惊了全世界。到“1994年，南极上空的臭氧层破坏面积已达2400万平方公里，北半球上空的臭氧层比以往任何时候都薄，欧洲和北美上空的臭氧层平均减少了10％－15％，西伯利亚上空甚至减少了35％。科学家警告说，地球上臭氧层被破坏的程度远比一般人想象的要严重得多。 氟利昂等消耗臭氧物质是臭氧层破坏的元凶，氟利昂是本世纪20年代合成的，其化学性质稳定，不具有可燃性和毒性，被当作制冷剂、发泡剂和清洗剂，广泛用于家用电器、泡沫塑料、日用化学品、汽车、消防器材等领域。80年代后期，氟利昂的生产达到了高峰，产量达到了144万吨。
