Oikologio - Πράσινη Χημεία: στην υπηρεσία του περιβάλλοντος

Πράσινη Χημεία: στην υπηρεσία του περιβάλλοντος

03.12.08

Πηγή: Μεσόγειος SOS

Η Πράσινη Χημεία (Green Chemistry) είναι μία νέα φιλοσοφία της Χημείας με βασική αρχή την πρόληψη της ρύπανσης του περιβάλλοντος: 'Είναι καλύτερα να προλαμβάνουμε τη δημιουργία αποβλήτων και τοξικών ουσιών, παρά να τα αντιμετωπίζουμε μετά την δημιουργία τους με διάφορες κατεργασίες.

Η Πράσινη Χημεία (Green Chemistry) εμφανίστηκε δυναμικά στον επιστημονικό χώρο στις αρχές της τελευταίας δεκαετίας του 20ου αιώνα. Ονομάζεται και Βιώσιμη Χημεία (Sustainable Chemistry) έχει όμως επικρατήσει ο όρος Πράσινη Χημεία που πρωτοεισήχθηκε από τον Paul Anastas, ο οποίος έχει δώσει τον παρακάτω ορισμό.

'Πράσινη Χημεία είναι η χρησιμοποίηση ενός συνόλου αρχών με την εφαρμογή των οποίων μειώνεται ή εξαλείφεται η χρήση ή η δημιουργία επικίνδυνων ουσιών στις διεργασίες σχεδιασμού, παραγωγής και εφαρμογής των χημικών προϊόντων'

Στόχοι της Πράσινης Χημείας:
η μείωση των επικίνδυνων ουσιών που σχετίζονται με προϊόντα και διεργασίες που είναι απαραίτητα όχι μόνο για την διατήρηση της Ποιότητας Ζωής που έχει πετύχει η κοινωνία μας μέσω της Χημείας αλλά και η περαιτέρω προώθηση των τεχνολογικών επιτευγμάτων της Χημείας κατά τρόπο βιώσιμο.

Η υλοποίηση των στόχων της Πράσινης Χημείας επιτυγχάνεται:
Α. Με την υιοθέτηση και εφαρμογή των 12 Αρχών της Πράσινης Χημείας στην έρευνα, την καινοτομία και τη βιομηχανία. Οι Αρχές της Πράσινης Χημείας είναι:

1. Πρόληψη: Είναι προτιμότερο να προλαμβάνουμε τα απόβλητα από το να κατεργαζόμαστε ή να τα καθαρίζουμε αφού σχηματιστούν.
2. Οικονομία Ατόμων: Οι μέθοδοι σύνθεσης πρέπει να σχεδιάζονται έτσι ώστε όλα τα άτομα των αντιδρώντων ή όσον το δυνατόν περισσότερα να συμμετέχουν στο τελικό προϊόν.
3. Λιγότερο επικίνδυνες χημικές συνθέσεις: Σχεδιασμός συνθετικών μεθόδων ώστε να χρησιμοποιούν και να δημιουργούν ουσίες που έχουν ελάχιστη ή καθόλου τοξικότητα στον άνθρωπο και το περιβάλλον.
4. Σχεδιασμός ασφαλέστερων χημικών προϊόντων: Τα χημικά προϊόντα πρέπει να σχεδιάζονται έτσι ώστε να είναι αποτελεσματικά για τον σκοπό που σχεδιάστηκαν με ελαχιστοποίηση της τοξικότητάς τους.
5. Ασφαλέστεροι διαλύτες και βοηθητικά μέσα: Η χρήση διαλυτών να αποφεύγεται ή όπου χρησιμοποιούνται να είναι αβλαβείς.
6. Σχεδιασμός για ενεργειακή αποτελεσματικότητα: Μείωση της απαιτούμενης ενέργειας στις διάφορες χημικές διεργασίες και όπου είναι δυνατόν συνθέσεις να γίνονται σε θερμοκρασία περιβάλλοντος και ατμοσφαιρική πίεση.
7. Χρήση ανανεώσιμων πρώτων υλών: Οι πρώτες ύλες πρέπει να είναι ανανεώσιμες.
8. Μείωση ενδιαμέσων παραγώγων: Μη απαραίτητα παράγωγα όπως προστατευτικές ομάδες, προστασία αποπροστασία, προσωρινές τροποποιήσεις φυσικών και/ή χημικών διεργασιών πρέπει να ελαχιστοποιηθούν ή να αποφεύγονται διότι τα στάδια αυτά απαιτούν επιπλέον αντιδραστήρια και δημιουργούν απόβλητα.
9. Κατάλυση: Καταλυτικά αντιδραστήρια, κατά το δυνατόν εκλεκτικά, υπερέχουν των αντιδραστηρίων που επιβάλλει η στοιχειομετρία της αντίδρασης.
10. Σχεδιασμός αποικοδομήσιμων προϊόντων: Προϊόντα που αποικοδομούνται στο περιβάλλον προς μη τοξικά προϊόντα και δεν διατηρούνται ανέπαφα για μεγάλο χρονικό διάστημα.
11. Ανάλυση πραγματικού χρόνου για πρόληψη της ρύπανσης: Ανάπτυξη μεθόδων ανάλυσης πραγματικού χρόνου που θα επιτρέπουν τον έλεγχο των διεργασιών όσον αφορά το σχηματισμό επικίνδυνων ουσιών
12. Ασφαλέστερη χημεία για την πρόληψη ατυχημάτων: Οι χρησιμοποιούμενες και παραγόμενες ουσίες σε μία χημική διεργασία πρέπει να επιλέγονται έτσι ώστε να υπάρχει ελάχιστη πιθανότητα χημικών ατυχημάτων συμπεριλαμβανομένων των εκπομπών, των εκρήξεων και της ανάφλεξης.

Β. Με τη Διεπιστημονικότητα
Η Πράσινη Χημεία δημιουργεί καινοτομίεςnbsp τις οποίες πρέπει να εκμεταλλευθεί η Πράσινη Χημική Τεχνολογία δίνοντας έξυπνες λύσεις τις οποίες θα υιοθετήσει η βιομηχανία για την παραγωγή χημικών προϊόντων με Καθαρή Τεχνολογία που σημαίνει μείωση της ρύπανσης, αύξηση της ασφάλειας και αποδοχή από την κοινωνία.

Η Πράσινη Χημεία χαρακτηρίζεται απόnbsp πολυεπιστημινικότηταr και η πραγματοποίηση των στόχων της απαιτεί την συνεργασία μιας πολυεπιστημονικής ομάδας (Χημικοί, Χημικοί-Μηχανικοί, Βιολόγοι, Φυσικοί, Περιβαντολόγοι, Μηχανικοί, Οικονομολόγοι κ.ά.) με κεντρικούς συντελεστές Χημικούς και Χημικούς Μηχανικούς, η οποία θα στηριχθεί από την πολιτεία, τη βιομηχανία και την κοινωνία γενικότερα.

Γιατί η Πράσινη Χημεία εμφανίζεται τώρα ενώ οι επιδράσεις στο περιβάλλον και στον άνθρωπο από την παραγωγή και χρήση των χημικών προϊόντων είναι γνωστές εδώ και πολλά χρόνια;

Βασικοί λόγοι που απαντούν στο παραπάνω ερώτημα είναι:

* Σήμερα οι χημικοί έχουν τη γνώση ώστε να σχεδιάζουν χημικές ενώσεις και χημικές παραγωγικές διεργασίες οι οποίες είναι λίγο ή καθόλου επικίνδυνες στην ανθρώπινη υγεία και το περιβάλλον, ως αποτέλεσμα της συνεχώς αυξανόμενης ικανότητας των χημικών ναnbsp διαχειρίζονται εκλεκτικά και επιτυχώς τις χημικές ενώσεις σε μοριακό επίπεδο και να δημιουργούν τις κατάλληλες μη-τοξικές ενώσεις που χρειαζόμαστε.
* Γνωρίζουν και διαχειρίζονται την τοξικότητα ως αποτέλεσμα της νέας γνώσης για το τι είναι επικίνδυνο και τι ακίνδυνο.
* Το συνεχώς αυξανόμενο υψηλό κόστος της χρήσης και διάθεσης επικίνδυνων ουσιών.

Τα επιτεύγματα της Πράσινης Χημείας μπορούν να εφαρμοστούν από τη βιομηχανία;

Η χημική βιομηχανία πρέπει να υιοθετήσει την Πράσινη Χημεία και την Πράσινη Χημική Τεχνολογία διότι είναι μία αναγκαιότητα για Βιώσιμη Ανάπτυξη. Τα κίνητρα τα οποία δίνει η Πράσινη Χημεία και τα οποία είναι ελκυστικά για την βιομηχανία είναι ότι η Πράσινη Χημεία:

* Μειώνει τα απόβλητα
* Δίνει μη-τοξικά παραπροϊόντα
* Μειώνει το κόστος

Η εξέλιξη στην έρευνα στον τομέα της Πράσινης Χημείας είναι ραγδαία και ήδη υπάρχουν καινοτομίες που η Πράσινη Χημική Τεχνολογία με έξυπνο τρόπο μπορεί και τις μετατρέπει για άμεση εφαρμογή στη βιομηχανία ώστε να έχουμε Καθαρή Τεχνολογία παραγωγής των αγαθών που χρειάζεται η κοινωνία μας. Εκτός από την υιοθέτηση της Πράσινης Χημείας από την Βιομηχανία απαιτείται η ενεργός συμμετοχή της Πολιτείας με την χάραξη πολιτικής στην έρευνα στο τομέα της Πράσινης Χημείας και της Πράσινης Χημικής Τεχνολογίας η οποία θα οδηγήσει και στην ανάλογη χρηματοδότηση των παραπάνω τομέων.
Η Ευρωπαϊκή Ένωση και ο ΟΑΣΑ έχουν υιοθετήσει την μεθοδολογία τηςnbsp Πράσινης και Βιώσιμης Χημείας την έχουν εντάξει στην Έρευνα και Ανάπτυξη και σήμερα παράγονται 'πράσινα' προϊόντα με μεγάλη ετήσια παραγωγή.
Επίσης η Ευρωπαϊκή Ένωση με την προώθηση του REACH, νομοθεσία για τον έλεγχο των χημικών ουσιών, προωθεί και ενισχύει την Πράσινη Χημεία και την Πράσινη Χημική Τεχνολογία και αυτό γίνεται διότι αποτελούν την μοναδική διέξοδο για την αντικατάσταση των επικίνδυνων χημικών ουσιών με άλλες ακίνδυνες για τον άνθρωπο και το περιβάλλον.

Η Πράσινη Χημεία ασχολείται και δίνει λύσεις σε Παγκόσμια Προβλήματα της Κοινωνίας μας που έχουν σχέση με την Υγεία του ανθρώπου, το Περιβάλλον και τη Βιωσιμότητα του Πλανήτη Γη.

Απόβλητα - Επικίνδυνες χημικές ουσίες: Παράγονται κατά τη βιομηχανική παραγωγή αγαθών που χρειάζεται ή ζητά η κοινωνία μας. Η Πράσινη Χημεία μειώνει ή εξαλείφει, στη πηγή τους, τη δημιουργία αποβλήτων, επικίνδυνων χημικών ουσιών με επανασχεδιασμό σε μοριακό επίπεδο των χημικών προϊόντων και των διεργασιών.

Τοξικά: Παράγονται κατά τη βιομηχανική παραγωγή αγαθών, την παραγωγή και χρήση ενέργειας και τη μη βιώσιμη αγροτική παραγωγή. Η Πράσινη Χημεία έχει την δύναμη και την ικανότητα να σχεδιάζει και να αντικαθιστά τοξικές χημικές ουσίες ή προϊόντα με αντίστοιχα μη-τοξικά.

Ενέργεια: Η συνεχώς αυξανόμενη ζήτηση ενέργειας (ηλεκτρική, οικιακή, βιομηχανική, μεταφορές) η οποία σήμερα παράγεται κυρίως από μη-ανανεώσιμες πηγές προκαλεί βλάβες στο περιβάλλον: διοξείδιο του άνθρακα, εξάντληση φυσικών πόρων, εξορύξεις και γεωτρήσεις, τοξικές ουσίες. Η Πράσινη Χημεία συμβάλλει στη μείωση της ενέργειας από μη-ανανεώσιμες πηγές με την αποδοτική ανάπτυξη εναλλακτικών μορφών ενέργειας (φωτοβολταϊκά στοιχεία, υδρογόνο, κελιά καυσίμων, βιοκαύσιμα). Επίσης η Πράσινη Χημεία εξοικονομεί ενέργεια με τη χρήση καταλυτικών μεθόδων και σχεδιασμό μεθόδων με λιγότερα στάδια για τα ήδη παραγόμενα προϊόντα.

Μείωση πρώτων υλών από φυσικούς πόρους. Η χρήση μη-ανανεώσιμων πρώτων υλών για παραγωγή ενέργειας και αγαθών μειώνει τους φυσικούς πόρους και δημιουργεί προβλήματα στο περιβάλλον. Η Πράσινη Χημεία προωθεί την παραγωγή αγαθών και βασικών πρώτων υλών με ανανεώσιμες πρώτες ύλες: Βιομάζα, Διοξείδιο του άνθρακα κ.ά.

Παγκόσμιες αλλαγές (κλίμα, θερμοκρασία υδάτων ωκεανών, χημεία της στρατόσφαιρας). Η διοχέτευση στο περιβάλλον χημικών ουσιών και κυρίως διοξειδίου του άνθρακα δημιουργεί όλα τα παραπάνω προβλήματα. Η Πράσινη Χημεία μετατρέπει το διοξείδιο του άνθρακα από απόβλητο σε πρώτη ύλη και αντικαθιστά τοξικούς πτητικούς διαλύτες και νερό στις βιομηχανίες αλλά και σε καθημερινές εφαρμογές.

Παραγωγή τροφής: Υπάρχει αυξημένη ζήτηση τροφής λόγω αύξησης του πληθυσμού της γης αν και υπάρχει άφθονη τροφή η οποία όμως δεν είναι δίκαια κατανεμημένη. Αυτό σημαίνει χρησιμοποίηση όλο και μεγαλυτέρων ποσοτήτων λιπασμάτων και φυτοφαρμάκων που ρυπαίνουν το περιβάλλον. Η Πράσινη Χημεία αναπτύσσει: Φυτοφάρμακα που επιδρούν μόνο στον οργανισμό στόχο και αποικοδομούνται σε ασφαλή παραπροϊόντα, λιπάσματα και πρόσθετα που χρησιμοποιούνται σε πολύ μικρότερες ποσότητες, σε σχέση με τα συμβατικά φυτοφάρμακα και λιπάσματα, με μέγιστο αποτέλεσμα και μεθόδους χρησιμοποίησης των γεωργικών αποβλήτων αποδοτικά για το περιβάλλον και την οικονομία.

Σκουπίδια: Η συσσώρευση μεγάλων ποσοτήτων σκουπιδιών έχει δυσμενείς επιδράσεις στο περιβάλλον λόγω έλλειψης ανακύκλωσης και υλικών (πλαστικά πολυμερή) που δεν βιοαποικοδομούνται. Η Πράσινη Χημεία προωθεί την ανακύκλωση και παράγει υλικά που βιοαποικοδομούνται, ανακυκλώνονται ή μετατρέπονται σε βασικές πρώτες ύλες.

Καθαρό νερό: Η ποσότητα του καθαρού νερού στο πλανήτη μας είναι πολύ μικρή και η διατήρησή του είναι ζωτικής σημασίας. Το καθαρό νερό μειώνεται διότι χρησιμοποιείται στη βιομηχανία και μετά τη χρήση του είναι απόβλητο που περιέχει διάφορες επικίνδυνες χημικές ουσίες. Ρυπαίνεται από τα λιπάσματα, τα φυτοφάρμακα και όλες εν γένει τις δραστηριότητες στο πλανήτη μας που συνδέονται με την αυξημένη ζήτηση καθαρού νερού. Η Πράσινη Χημεία προστατεύει το καθαρό νερό με το σχεδιασμό μεθόδων παραγωγής που δεν χρησιμοποιούν το νερό ή άλλους επικίνδυνους διαλύτες ή δεν παράγουν επικίνδυνες και τοξικές ενώσεις που μπορούν να εισέλθουν στο υδρολογικό κύκλο.

Κωνσταντίνος Πούλος

Καθηγητής του Τμήματος Χημείας του Πανεπιστημίου Πατρών

Συντονιστής του Ελληνικού Δικτύου Πράσινης Χημείας

προσθέστε το άρθρο σε μηχανές social bookmarking