危險化學品洩漏，例如去年發生在俄亥俄州東巴勒斯坦鎮的火車脫軌事故，只是我們化學汙染危機的冰山一角。科學家表示，我們正迅速逼近“地球邊界”，即工業化學品正在改變“人類生命所依賴的重要地球系統過程”的臨界點。目前對全氟烷基和多氟烷基物質 (PFAS) 對全球食品、水和土壤的汙染的擔憂表明，我們面臨的有毒化學品問題遠不止事故。
事實上，世界衛生組織保守估計，2019年，接觸鉛、砷和苯等化學物質造成的過早死亡、疾病或殘疾導致200萬人喪生，5300萬年的生命年損失。研究人員估計，僅在美國，接觸一類化學物質——PFAS——相關的健康成本至少為 50 億美元。這還不包括估計用於補救成本的數十億美元，特別是用於受汙染的飲用水系統。另一項類似研究發現，塑膠的總體健康成本接近 2500 億美元。
大約 90% 的化學品生產基於容易獲得的化石燃料有機化學，包括用於製造塑膠的 10,000 多種化學品中的許多種。這些化學品具有廣泛的潛在健康影響。除了造成化學汙染外，化學工業也是透過能源使用和二氧化碳排放對氣候變化的最大工業貢獻者。
關於支援科學新聞
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保未來能夠繼續講述關於塑造我們當今世界的發現和想法的有影響力的故事。
化學工業的產品嵌入超過 96% 的製成品中，但當今的工業化學品（其中大多數是幾十年前創造的）是為成本和效能而設計的，而不是為安全和可持續性而設計的。這些化學品及其組成的材料給人類、生態系統和地球健康帶來了巨大的成本，而這些成本最終由我們所有人承擔。
相反，我們需要關注可持續化學——開發和應用對人類或生態系統沒有有害影響，造福今世後代的化學品和化學工藝及產品。以這種方式思考化學可能是解決持續發生的有毒鐵路災難、PFAS 汙染和其他化學汙染的解藥。
然而，改變當前的化學品和材料將是具有挑戰性和成本高昂的，因為必須退役或重建現有的製造設施，以適應新的分子和化學工藝。此外，當前的化學工藝和製造設施已深深嵌入全球供應鏈中；這被稱為“在位優勢”。例如，建造一座新的大型化工廠可能耗資超過 10 億美元。研發、試驗、建設新的製造能力、產品重新配方以及監管和供應鏈審查和批准都需要時間和資源。對於行業領導者和股東來說，這使得更安全、更可持續的化學品和產品處於競爭劣勢。
但是，如果不轉變思維和製造方式，最終不將化學轉化為更可持續的工藝和產品將更加昂貴，特別是對於子孫後代而言。有了正確的政策、經濟激勵和領導力，這種轉變可能比我們想象的更容易。例如，國際貨幣基金組織估計，全球各國政府每年補貼化石燃料超過 1.3 萬億美元，如果包括氣候變化的外部成本，則為 7 萬億美元。這相當於每天約 190 億美元，足以從根本上改變化學領域。
政治行動至關重要：我們當前的化學工業從 20 世紀 40 年代到 60 年代大規模和持續的公私投資和激勵措施中發展起來。我們可以再次做到這一點。戰時的合成橡膠計劃在不到三年的時間內建立了國內橡膠工業。最近，政府領導促進了可再生能源和半導體產業的發展，並在兩黨基礎設施法和通貨膨脹削減法案下提供了一代人一次的資金；這就是我們需要的那種協調資金，以克服可能阻礙可持續化學品和材料發展的投資障礙。
除了直接資助新設施外，世界各國政府還可以制定創新稅收、費用和激勵措施，以幫助為可持續化學品和材料創造公平的競爭環境。例如，美國聯邦政府為發展生物燃料提供激勵，丹麥農藥稅，瑞典“獎懲系統”，該系統透過在人們購買更環保的汽車時為其提供經濟支援，從而阻止人們購買更高碳排放的汽車。還有加州無毒乾洗補助計劃，該計劃透過對進口商的現有問題化學品和產品全氯乙烯 (perc) 收取費用，來支援正在向無毒和非煙霧形成清潔方法過渡的乾洗店。
這些只是州政府、聯邦政府和其他國家可以為了更清潔的化學而採取的眾多計劃和激勵措施中的一小部分。
雖然政府在發展可持續化學方面發揮著關鍵作用，但私人投資也是如此。由於化學品的健康和環境成本在很大程度上已被外部化，因此投資者的風險也隨之而來。高度協調的企業和投資者應對氣候變化的行動正開始改變這種趨勢，併為發展可持續化學品和材料提供類似的模式。問題化學品造成的損害的鉅額和解開始轉變投資者對與有毒化學品相關的成本的看法。馬薩諸塞大學洛厄爾分校可持續化學催化劑和投資者環境健康網路建立的藍圖概述了投資可持續化學的經濟理由，這些投資不僅解決了風險，還帶來了經濟效益。
為了解決當前化學品和材料的影響，最終將需要在我們創造、使用和管理化學品和材料的生命週期結束的方式上進行根本性轉變——包括對原料、分子、製造工藝和產品進行重大變革。考慮到化學品和材料的長期研發週期、資本需求和採用時間表，這些變革將需要分階段進行數十年。但我們需要這樣做來解決可持續化學的關鍵優先事項（例如 PFAS 的替代品），幷包括過渡性的“更好但不夠好”的解決方案。僅僅做出小的改變，例如從可再生資源中製造致癌石化基本構件苯是不夠的。
當然，鑑於可持續化學的可用性有限以及開發、部署和採用它們的成本，這種轉變將面臨巨大的阻力。並且會有人對政府權力過大、工業競爭力將如何受損以及如果沒有危險化學我們將無法獲得安全的飲用水、飛機或計算機做出可怕的預測。因此，闡明我們當前化學品和材料的外部化和補貼成本，並將激勵措施轉向經過驗證的可持續化學，是為這種轉變建立強有力的經濟理由的重要第一步。正如合成橡膠和阿波羅計劃充分證明的那樣，當國家利益受到威脅時，政府與私營部門一道，能夠快速有效地創造經濟和產業政策條件來推動成果。而當涉及到化石燃料和石油化學時，為了地球和地球上的人們的健康和福祉，唯一可持續的結果是使化學更安全、更清潔的結果。
這是一篇觀點和分析文章，作者或作者表達的觀點不一定代表《大眾科學》的觀點。