Zielona chemia
Zielona chemia (wolne tłumaczenie z ang. green chemistry) to dział chemii środowiska zajmujący się optymalizacją procesów technologii chemicznej w celu zmniejszenia ryzyka związanego z zanieczyszczeniem (zmianą stanu) środowiska.
Dwanaście zasad, które są przewodnikiem „zielonej chemii”:
Zapobieganie - lepiej jest zapobiegać wytwarzaniu odpadów niż prowadzić utylizację po ich wytworzeniu.
Oszczędność - należy dążyć do zwiększenia wydajności procesu przy jak najmniejszym zużyciu substratów.
Ograniczenie użycia substancji niebezpiecznych - w projektowaniu produktu oraz procesu jego wytwarzania należy dążyć do wyeliminowania związków toksycznych czy szkodliwie oddziałujących na otoczenie.
Projektowanie produktów - istotne jest uwzględnienie wszelkiego niekorzystnego wpływu produktu na środowisko.
Używanie bezpiecznych reagentów - eliminowanie rozpuszczalników i odczynników mogących stanowić źródło zagrożenia.
Efektywne wykorzystanie energii - szukanie łagodniejszych warunków prowadzenia reakcji (niższa temperatura, ciśnienie).
Wykorzystanie surowców pochodzących ze źródeł odnawialnych.
Ograniczenie procesów derywatyzacji - stosowanie grup blokujących, ochronnych może stanowić źródło dodatkowych odpadów.
Wykorzystanie katalizatorów - użycie katalizatorów zwiększa wydajność reakcji, pozwala prowadzić proces w łagodniejszych warunkach.
Możliwość degradacji - produkty chemiczne po okresie ich używania nie powinny stanowić zagrożeń dla środowiska.
Kontrola procesu w czasie rzeczywistym - umożliwia na bieżąco analizę przebiegu reakcji co pozwala zapobiegać awariom wskutek nieprawidłowego kierunku procesu.
Właściwy poziom bezpieczeństwa - projektując proces należy dążyć do zminimalizowania niebezpieczeństwa wypadków.
Główne priorytety „zielonej chemii”:
Eliminacja lub znaczne zmniejszenie ilości zużywanych odczynników, w szczególności rozpuszczalników organicznych.
Redukcja emisji oparów i gazów, wytwarzanie ciekłych i stałych odpadów w laboratoriach analitycznych.
Eliminacja z procedur analitycznych odczynników o wysokiej toksyczności lub ekotoksyczne (np. zastępowanie benzenu przez inne rozpuszczalniki).
Redukcja zużycia pary i energii w procedurach analitycznych.
Zasady „zielonej chemii” dla laboratoriów chemicznych:
Eliminacja (lub ograniczenie zużycia) odczynników chemicznych, a w szczególności rozpuszczalników organicznych .
Zmniejszenie emisji par i gazów oraz ilości ścieków i odpadów stałych.
Eliminacja odczynników o dużej toksyczności.
Wprowadzanie instrumentalnych metod analizy (metody spektrofotochemiczne, elektrochemiczne, itp.).
Zmniejszenie pracochłonności i energochłonności danego procesu.
Chemia przyjazna dla środowiska
Wiadomości ogólne
Chemia odgrywa bardzo ważna rolę w naszym życiu. Przemysł chemiczny obecnie jest najważniejszą gałęzią gospodarki. W dzisiejszych czasach człowiek nie potrafiłby egzystować bez korzystania z dobrodziejstw przemysłu chemicznego. Jest odpowiedzialny za m.in. dostarczanie produktów codziennego użytku, surowców różnego rodzaju, ale także generuje szkodliwe odpady oraz groźne zanieczyszczenia różnego rodzaju. Wraz ze wzrastającym rozwojem cywilizacji, wzrasta także ilość produkowanych substancji chemicznych. Produkcja substancji chemicznych niesie ze wzrost zanieczyszczeń (szkodliwe substancje wydzielające się w procesie produkcyjnym, awarie urządzeń mechanicznych). Oczywiście procesy produkcyjne wymagają nakładu ogromnych ilości energii. Powstające na szeroką skalę laboratoria analityczne są wykorzystywane do monitorowanie zanieczyszczeń w atmosferze, wodzie oraz glebie. Niestety laboratoria te wydzielają wiele szkodliwych produktów. Organizacje ekologiczne uważają, że czynniki te maja negatywny wpływ na stan środowiska naturalnego. Trudno się nie zgodzić z takim stwierdzeniem, lecz nie można było nic zdziałać w tej materii z powodu braku odpowiednich instrumentów prawnych. Dopiero w 1990 roku w Stanach Zjednoczonych uchwalono ustawę w myśl której w niedługim czasie ma nastąpić znaczna poprawa stanu środowiska naturalnego poprzez stopniową likwidację zanieczyszczeń. Była to tzw. Pollution Prevention Act). Uchwała ta wprowadziła znaczące zmiany w polityce ekologicznej. Głównym jej założeniem było propagowanie technologii, które nie są szkodliwe dla środowiska naturalnego. Wymagało to zastąpienie obecnie funkcjonujących procesów produkcyjnych procesami, które są przyjazne dla środowiska.
W dzisiejszych czasach dużo mówi się o chemii przyjaznej dla środowiska, tzw. "zielonej chemii". To nic innego jak poszukiwanie i realizowanie projektów, które mają na celu redukcje lub całkowite wyeliminowanie szkodliwych substancji z otoczenia. Zielona chemia umożliwia odrzucenie już na samym początku produktów o toksycznym działaniu. Chodzi tu o to, ze nasze wysiłki nie są tylko skierowane w kierunku likwidacji odpadów, które zawsze są wytwarzane w procesach produkcyjnych, ale także na ochronę przed pracą z niebezpiecznymi dla naszego zdrowia substancjami.
W jaki sposób można się chronić przed szkodliwym działaniem substancji? Najprostszym sposobem jest ograniczenie bezpośredniego kontaktu. Dlatego tez stosuje się specjalne rękawicę, odzież ochronną, respiratory. Niestety takie działanie może być zawodne. Sprzęt oraz działalność człowieka nigdy nie jest doskonała. Rękawice, fartuchy ochronne mogą ulec zniszczeniu, maski mogą ulec zepsuciu. W takich sytuacjach niebezpieczeństwo wywołane praca z substancjami szkodliwymi natychmiast wzrasta. Głównym założeniem zielonej chemii jest całkowita eliminacja niebezpiecznych substancji. Niebezpieczeństwo wywołane awaria lub nieostrożnością człowieka gwałtownie spada. Niebezpieczne substancje to nie tylko materiały wybuchowe czy łatwopalne, ale także substancje rakotwórcze oraz inne wywołujące stany chorobowe.
Główne zasady postępowania
- zapobiegać wytwarzania odpadów;
- maksymalnie zwiększyć wydajność procesu;
- maksymalnie zmniejszyć zużycie substratów;
- ograniczyć do minimum użycie substancji niosących ze sobą jakieś niebezpieczeństwo;
- całkowite wyeliminować związki toksyczne;
- stosować bezpieczne reagenty, tzn. eliminacja rozpuszczalników;
- efektywne wykorzystywać energię;
- maksymalnie wykorzystywać surowce pochodzenia naturalnego;
- ograniczyć procesy derywatyzacji;
- stosować katalizatory, które zwiększają szybkość i wydajność procesu produkcyjnego;
- produkty chemiczne nie mogą być zagrożeniem dla środowiska naturalnego;
- kontrolować proces podczas jego trwania, co może zapobiec ewentualnym awarią;
- stosować substraty odnawialne, mniej toksyczne człowieka oraz środowiska.
- stosować nieszkodliwe reagenty;
- wykorzystywać naturalne procesy (biosynteza, biokataliza);
- stosować na szeroką skalę alternatywnych rozpuszczalników, które nie są niebezpieczne dla otoczenia i organizmu człowieka;
- poszukiwać nowych sposobów prowadzenia reakcji, aby zwiększyć wydajności oraz maksymalnie obniżyć koszty produkcji.
- maksymalnie zmniejszyć zużycie energii.
Ogromną rolę odgrywa odpowiednia edukacja. Młodzi chemicy muszą zdawać sobie sprawę, ze roztwór wylany do otworu kanalizacyjnego nigdy nie będzie obojętny dla otoczenia. W laboratoriach chemicznych należy:
- stosować na szeroką skalę alternatywnych rozpuszczalników, które nie są niebezpieczne dla otoczenia i organizmu człowieka;
- eliminować odczynniki, które są toksyczne;
- popularyzować instrumentalnych metod analizy, tj. metody chromatograficzne, spektrofotochemiczne, elektrochemiczne.
- zmniejszyć pracochłonność i energochłonność prowadzonego procesu.
Zakończenie
Działania w kierunku popularyzowania chemii przyjaznej dla środowiska dopiero od niedawna są prowadzone na szeroka skalę, Dzieje się tak, gdyż dopiero od niedawna chemicy, stosując nowoczesne metody, wiedzą o substancjach więcej. Są w stanie określić wszystkie ich właściwości, budowę, oraz zaplanować proces ich powstania zgodnie z zasadami "zielonej chemii". Postępowanie zgodnie z wytycznymi "zielonej chemii". Wymaga dużych nakładów finansowych, czasu, chęci ze strony polityków, pracodawców oraz zwykłych ludzi.