制定更安全的国家化学品政策

作家肯·盖瑟刚刚在旧金山湾区宣传他的优秀新书，《无害化学品:可持续发展世界的政策》他从繁忙的演讲日程中抽出时间参加了一个由26名来自加州大学伯克利分校绿色化学中心(BCGC)项目的研究生组成的小组。

Geiser是马萨诸塞州大学洛厄尔分校工作环境荣誉教授，洛厄尔可持续生产中心的创始人和前任联席主任，也是工人安全、有毒物质控制政策和绿色化学方面的专家。他也是该领域标准的作者，《物质问题:走向可持续材料政策》

他传达的信息很简单，但很有挑战性:“支持我们、给全世界数百万人带来希望的经济是建立在危险化学品的基础上的。我们需要一个更安全的化学品政策。”

Geiser接着概述了美国实现这一目标的六个步骤:

1.制定国家目标和计划:确定不使用人造危险化学品的日期，并为对人类健康或环境构成最大风险的化学品制定临时目标。当然，这第一个目标依赖于实现这一目标的全国统一的政治意愿。尽管盖瑟对华盛顿目前的政治气候并不乐观，但他相信这一目标是可以实现的。

2.描述和分类所有的化学品:这一分类将以相对威胁或关注为框架，Geiser提出了一个由五个部分组成的体系:首选化学品、三个级别关注的化学品和未知关注的化学品。每个小组都需要一个适当的创建、使用和审查级别。

3.生成并获取化学信息:控制所造成的健康危害的最大障碍之一制造化学物质就是缺少产品的成分信息。用于测试、筛选、建模和评估的工具必须被扩展和开发，而且，在我看来，将其投入所有涉众接受的标准使用是非常重要的。

4.加速使用更安全的替代品我们不仅需要了解现有物质的潜在危害，而且我们还必须定义什么是“好”的替代品。换句话说，就是制定良性材料的标准和将它们投入使用的有效途径。

5.创建安全llternatives:要做到这一点，需要对人员和设备进行投资来完成这项工作。Geiser认为，建立这种能力的三大支柱是:区域绿色化学和工程中心;扩大研究经费;重新设计了中学和中学后的教育项目。

6.重建政府能力Geiser认为，联邦政府需要采取行动新规例及标准应该颁布，当前的化学控制法规应该改革，应该建立一个新的化学机构。

他的计划雄心勃勃，涉世极广，几乎与美国一年生产的化学品数量一样惊人，而我们对其中大部分化学品一无所知或知之甚少，对其进行有效监管的更少。他的方法代表着从后期制作控制、清理和惩罚，到更积极主动地创造更好的替代品的转变。诚然，要做到这一点，需要对目前影响美国化学控制的机构进行一些全面的改革

生物在新范式中的角色

仿生学在这种范式的转变中扮演着重要的角色，最明显的是在第五步，创造替代品。仿生学、生物技术或生物技术的一个特殊领域利用生物有机体或过程来制造东西在中国工业经济中，美国已经是一个很大的、而且还在不断增长的部分。这相当于2012年美国经济的3530亿美元，约占GDP的2.2%。

麦肯锡全球研究所(McKinsey Global Institute) 2013年发表的《颠覆性技术:将改变生活、商业和全球经济的进步》(Disruptive Technologies: Advances that Will Transform Life, Business, and The Global Economy)估计，合成生物学和生物工业化将提供一系列颠覆性技术，到2025年，这些技术带来的经济影响将至少达到1000亿美元。

生物技术可以包括生物利用(例如使用酵母作为发酵剂)和生物启发设计(在这种设计中生物过程的原理被转化为技术程序)。

根据2015年的报告，一些发展将继续加速该行业的增长“生物产业化:加快先进化学品制造的路线图”由国家科学院出版社出版。

其中包括DNA测序、生物信息学和细胞图谱技术的进步，可用于包含细胞的DNA成分，合成和功能表征材料的酶表的编制，以及用于更精确工程的建模和可视化工具的改进。

有一家公司能很好地说明生物化学生产的发展趋势a公司维尔,加州。阿米瑞斯公司成立于2003年，资金来自比尔和梅林达·盖茨基金会，并资助创建更好的疟疾治疗途径。该公司还生产了一系列产品:清洁用品;化妆品;润滑剂;燃料;聚合物;溶剂;和药品。

这是一个公司广泛的产品范围，这是因为该公司使用的技术。它利用DNA的基本构造单元，在分子水平上创造事物，因此产生的产物可以是多种多样的:从最小的成分中获得最大的多样性，这是大自然擅长的。

该公司还例证了合成生物学、仿生学和生物利用之间模糊的界限。它将其文库中的DNA片段拼接成序列，然后放入酵母细胞中。这些DNA编码改变了酵母菌的新陈代谢，使细胞生产从制造生物质转变为制造设计者所选择的化学物质。然后对改性酵母细胞的性能进行评估，表现最好的酵母细胞被送往生产设施。

在生产设备中，酵母培养物被放置在发酵罐中，水和糖作为食物，细胞开始生产所需的物质。这种“肉汤”会随着添加更多的营养物质而周期性地吸收下来，最终的产品也会随之沉淀下来。对于一个20万升的油箱来说，这个过程通常需要两到三个星期。

他们先进且相对快速的“校对”了工程师们创造的DNA路径编码，这让该公司站在了生物生产革命的前沿。测试的自动化使得数百万次的迭代成为可能。另一个使他们与众不同的优势是精确的生物信息学，这允许在实验室中监测数百万次的培养过程。

因此，该公司正在加快其生产周期和调整配方公差的百分比。例如，它现在可以充满信心地从2升的测试批次过渡到20万升的商业储罐，而不需要中间的测试批次。

在合成青蒿素(治疗疟疾的药物)取得初步成功后，该公司于2007年转向从糖中制造燃料。使用甘蔗作为原料，它能够生产出一种法尼辛。这是一个15碳，长链，支链，不饱和烃。其产品,生物烯可以转化为类似柴油的燃料，用于化妆品等其他产品，合成橡胶和润滑油。在法国跨国公司道达尔的管理下，一个生产设施正在巴西运作。

生物燃料现在在价格上无法与石油竞争，但如果市场驱动因素发生变化，生物烯将成为既有利可图又具有可持续性的配方之一。必威体育2018该公司对产品线进行了多样化调整，以在一定程度上缓冲石油和天然气市场的变化。它还得到了美国国防部高级研究计划局(DARPA)“活铸造厂计划”(Living Foundries program)的资助。

这些产品中比较成功的是一种获得专利的润肤剂，新斯角鲨烷，它是用甘蔗碱制成的。新斯角鲨烷被用于其他公司销售的400多种化妆品中。该公司商业运营副总监Ross Eppler估计，经过3年的生产，该公司目前服务的市场份额为30%至35%。

本产品取代了天然衍生的角鲨烷，长期以来被用作保湿产品。角鲨烷是氢化角鲨烯，而氢化角鲨烯存在于人的皮脂中，是皮腺中脂质的混合物。它传统上是从鲨鱼肝或橄榄中提取的。这种捕捞意味着每年要杀死数百万条鲨鱼，这可能会破坏生态系统。在欧洲和美国的产品中，几乎已经没有鲨鱼角鲨烯的成分了，但在被fda检测的亚洲产品中，仍有超过一半的产品含有鲨鱼角鲨烯布鲁姆协会。

技术战略高级总监Derek McPhee解释说，公司一直在寻求提高自动化的效率，并在设计生产线时平衡化学家和生物学家方法的最佳方面，选择最有效的方法。他说,“工厂现在适合一个小瓶,“事实上的结果强烈和高技术研究和测试是否适合在一个小玻璃容器冻结,寄给了一个生产设施,它被添加到一个巨大的增值税的水和糖和开始工作。

基因改造也不是没有它的警示故事，我们会天真地认为它不需要仔细审查。然而，生物技术是制造替代材料的有力工具，是我们经济中一个不断增长的部分，也是从一开始就制造良性材料的范式转变中最有希望的部分之一，而不是在制造出有害材料后试图控制它们。