用化学破解化学带来的问题

■胡乐乐

在学术界，绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学，即减少或消除危险物质的使用和产生的化学品及过程的化学设计。

“绿色化学”（Green Chemistry）最初发端于美国。1984年，美国环保局提出废物最小化，基本思想是通过减少产生废物和回收利用废物以达到废物最少，初步体现绿色化学的思想。1989年，美国环保局提出污染预防的概念，初步形成绿色化学的思想。1991年，绿色化学成为美国环保局的中心口号，正式确立绿色化学的重要地位。

绿色化学涉及有机合成、催化、生物化学、分析化学等学科，内容十分广泛。它旨在大力倡导用化学的技术和方法减少或停止那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物等的使用与产生。

历史地看，绿色化学的定义不断发展与变化。起初，它更多的是代表一种理念和愿望。但是，随着学科发展，它本身在不断的发展变化中逐步趋于实际应用，而且其发展与化学本身的发展密切相关。

绿色化学的理想是使污染消除在产生的源头，使整个合成过程和生产过程对环境友好，不使用有毒有害物质，不产生废物（因此无需处理废物）。由于在始端就采用预防污染的科学手段，而且过程和终端均为零排放或零污染，所以绿色化学被视为消除污染的根本对策。

正因如此，世界很多国家都把绿色化学作为新世纪化学进展的主要方向之一，积极研究绿色化学，大力推广和应用绿色化学技术。

在我国，四川大学是绿色化学的引领者。从2003年获批绿色化学博士点和建设绿色化学与技术教育部重点实验室，到2013年获得教育部专家组评估优，再到2014年建成绿色化学国家资源共享课程。以四川大学化学学院教授胡常伟为首的教学与研究团队，全力主攻绿色有机合成、生物催化与模拟酶催化、生物质催化转化、绿色过程化学与技术四大研究方向，承担国家重点基础研究计划（“973计划”）、国家高技术研究发展计划（“863计划”）、国家重点研发计划、国家自然科学基金项目等数十项国家级课题，产出一大批优异的科研成果，获得国内外同行的高度认可，并且出版了《绿色化学原理和应用》等多部教材。

《生物质转化利用》亦是由胡常伟领衔编著，本书较为系统地介绍了近年来通过化学方法和技术转化利用木质纤维素类生物质的相关进展。

该书首先介绍了木质纤维素类生物质的组成、结构特点及其化学转化利用面临的科学和技术上的挑战。接着，以化学反应特点为线索，提出了木质纤维素类生物质转化利用可能涉及的各种转化反应、工艺及其特点。

在此基础上，以从简到繁的原则，进一步详细介绍了以生物质基小分子油类（油脂）、小分子糖类、生物质纤维素组分、生物质半纤维素组分、生物质木质素组分、生物质整体为原料，制备能源和化学品的转化进展。在生物质整体转化方面，该书主要介绍了整体气化和整体液化的进展，并对生物质转化利用提出了若干可能的发展方向。

作为一本严肃的学术著作，该书不仅详细介绍了绿色化学的社会价值与功用，而且图文并茂地具体介绍了各个化学操作的步骤、技术。

今天，能源危机越来越成为各国和整个人类面临的重大难题。5月18日，联合国秘书长安东尼奥·古特雷斯就世界气象组织《2021年全球气候状况报告》发表讲话。他指出：“全球能源系统已经崩溃，我们越来越接近气候灾难。化石燃料在环境和经济方面都成为了一个死胡同……为我们再次敲响警钟。人类唯一可持续的未来是一个基于可再生能源的未来。我们必须结束化石燃料污染，加速可再生能源转型，否则我们会焚毁我们唯一的家园。”

如何有效破解能源危机，缓解全球气候变化？绿色化学大有可为。在《生物质转化利用》这本书中，第三章介绍了油类生物质的转化——如何用绿色化学生产生物柴油和生物航空燃料。第八章介绍了生物质气化——如何用绿色化学生产生物质的燃料气、合成气、燃油。最后一章即第九章则介绍了生物质的热解转化——如何用绿色化学对生物质热解油（生物油）进行提质。

诚如胡常伟在《绪论》中开篇所言，“石油、天然气和煤等化石资源正在面临枯竭，同时使用化石资源造成的环境污染等全球性问题日益突出，迫使我们寻找可再生的资源来替换化石资源，以延续我们目前的社会生活和争取实现人类社会的可持续发展，生物质资源是除化石资源外当前所能获得的唯一的含有C、H元素的资源，是替代化石资源的最佳选择” 。

无疑，本书具有重要的科学价值和经济社会意义。