نگاهی به اصل های دوازده گانه شیمی سبز

[mim-shimi 25,686]

واژه شیمی، اغلب با كلماتی نظیر محصولات، صنعت، شغل، تجارت، پیشرفت و خطرات همراهاست. صنایع شیمیایی برای افراد زیادی اشتغال ایجاد كرده اند. بنابراین در حیاتاجتماعی و اقتصادی جوامع نقش كلیدی دارند. از سوی دیگر بسیاری از فرایندهایی كه ازمواد شیمیایی استفاده می كنند می توانند اثرهای زیان آوری روی محیط زیست یا سلامتیانسان داشته باشند. بنابراین حذف یا كاهش این خطرات تا یك سطح قابل قبول، مسئله ایبسیار مهم است. خطرهای مواد شیمیایی را می توان با رابطه زیر نشان داد: انتشار * زیان آوری = خطر

با توجه به رابطه بالا با كاهش انتشار مواد خطرناك می توان ازخطرهای احتمالی مواد شیمیایی كاست. این كار معمولاً با اعمال محدودیت های قانونی درمراحل استفاده، جابه جایی، تصفیه و یا دفع مواد شیمیایی انجام می شود. اما شیمی سبزبه پارامتر اول یعنی زیان آوری مواد شیمیایی می پردازد و به دنبال این است كه خطرذاتی مواد را كاهش دهد. شیمی سبز بنابر پذیرفته ترین تعریف آن عبارت است از: طراحی،توسعه و به كارگیری فرایندها و محصولات برای كاهش یا حذف موادی كه برای انسان یامحیط زیست خطرناك هستند. برای شیمی سبز ۱۲ اصل بیان می كنند كه عبارتند از:

۱ _ بهتر است كه مواد زاید در فرایندها تولید نشوند تا اینكه به فكر راهی برای از بینبردن آنها باشیم.

۲ _ روش های ساخت مواد باید به گونه ای طراحی شوند كه بیشتریناستفاده از مواد واكنش دهنده انجام شود و تمامی آنان به محصول تبدیل شوند.

۳ _ تا آنجا كه امكان پذیر است روش های ساخت مواد به گونه ای طراحی شود كه خطری رامتوجه انسان یا محیط زیست نكند.

۴ _ محصولات جدید باید به گونه ای طراحی شوندكه بیشترین كارایی همراه با كمترین میزان سمیت را داشته باشند.

۵ _ استفاده ازمواد كمكی مانند حلال ها و... به كمترین میزان ممكن برسد و در شرایط اضطرار هم ازمواد كم خطرتر استفاده شود.

۶ _ انرژی مورد نیاز فرایندها با توجه به شرایطاقتصادی و محیطی فراهم شود و تا آنجا كه ممكن است فرایندهای شیمیایی در دما و فشارمعمولی انجام شوند.

۷ _ از مواد خامی استفاده شود كه قابلیت تولید مجدد درطبیعت را داشته باشند. (منابع تجدیدشونده)

۸ _ تا آنجا كه امكان پذیر است مراحلفیزیكی و شیمیایی واكنش ها كوتاه شود.

۹ _ از واكنشگرهای كاتالیزوری به جایواكنشگرهای استوكیومتری استفاده شود.

۱۰ _ سعی شود محصولات فرایندهای شیمیاییبه صورت زیست تخریب پذیر باشند.

۱۱ _ روش های تجزیه ای برای كنترل لحظه به لحظهواكنش های شیمیایی طراحی و توسعه داده شوند تا بتوان در هر لحظه تولید مواد مضر راتشخیص داد.

۱۲ _ از مواد یا حالتی از مواد استفاده شود كه كمترین قابلیت برایایجاد حوادثی مانند نشت، انفجار و آتش سوزی را داشته باشد. هم اینك نزدیك به پانزدهسال از تلاش های جدی شیمیدانان برای استفاده از اصول شیمی سبز می گذرد و در همینمدت كارهای ارزنده ای به انجام رسیده است. این تلاش های علمی را می توان در ۳ محورزیر خلاصه كرد.

الف _ استفاده از مواد اولیه جایگزین: این راهكار در صنایعطرفداران بسیاری پیدا كرده است. یكی از اقداماتی كه انجام شده استفاده از مواد زایدیك فرایند به عنوان ماده اولیه برای فرایند دیگر است. اقدام دیگر استفاده از منابعتجدید شونده مثل استفاده از اسید لاكتیك حاصل از مواد طبیعی تجدیدشونده برای ساختنبعضی از پلیمرها به جای استفاده مواد حاصل از نفت خام است. اما ساده ترین و ارزانترین ماده اولیه كه برای ساختن بسیاری از مواد آلی از آن می توان استفاده كرد، دیاكسیدكربن (co۲) است. با این كار نه تنها استفاده از نفت خام كمتر می شود بلكه ازانتشار بیش از حد گاز دی اكسیدكربن در جو نیز جلوگیری می شود. مشكل اساسی دراستفاده از دی اكسیدكربن پایداری ترمودینامیكی بالای آن و فعالیت شیمیایی كم آناست، هم اینك از دی اكسیدكربن در ساختن بعضی از پلیمرها و نیز اسیدفرمیك استفاده میشود.

ب _ استفاده از حلال های جایگزین: حلال های آلی با توجه به استفاده زیاداز آنها، اصلی ترین منابع آلودگی های شیمیایی هستند و كنترل موثر آنها می تواندپیشرفت های اساسی در مسائل زیست محیطی به همراه داشته باشد. بهترین راه برای خلاصشدن از مشكلاتی كه حلال ها به همراه دارند، استفاده نكردن از آنها است، كه هم اینكتوسط بعضی از صنایع رنگ سازی و صنایع پوششی در حال انجام است. واكنش هایی كه درشرایط بدون حلال انجام شده است در بیشتر موارد بهتر و سریع تر از روش های معمولبوده است. از مهمترین سیستم های حلالی جایگزین می توان سیال های فوق بحرانی، مایعاتیونی و آب را نام برد.

ج _ روش های سنتزی جایگزین: هر جا كه از سیستم هایكاتالیزوری برای تهیه مواد استفاده شده، شرایط بهتری برای تولید مواد فراهم شدهاست. هر چند كه یك قرن پیش استفاده زیادی از كاتالیزورها در صنعت نمی شد، اما امروزهیچ شركت شیمیایی نمی تواند بدون استفاده از كاتالیزورها در بازار رقابت دوامبیاورد. اخیراً روشی جدید برای سنتزایبوبروفن ارائه شده است كه نسبت به روش قبلیچند مرحله كوتاه تر شده و همچنین حلال سمی تتراكلریدكربن هم از مراحل آن حذف شدهاست. شركت دارویی فایزر هم با استفاده از اصول شیمی سبز روش تهیه جزء اصلی یكی ازداروهای ضدافسردگی خود را بهبود بخشیده است. در ادامه خوب است نگاهی هم به وضعیتشیمی سبز در ایران داشته باشیم. در ۷ سال گذشته توجه به شیمی سبز در محافل دانشگاهیاهمیتی روزافزون یافته است به طوری كه در سال های اخیر نزدیك به ۳۰ درصد مقالاتشیمی كشور به نحوی با شیمی سبز ارتباط داشته است. اما متاسفانه این رویكرد نسبت بهشیمی سبز در ایران بیشتر رویكردی سطحی بوده و همچنان در سطح مانده است. شاهد بندهدر این مدعا آشنا نبودن اكثر دانشجویان مقاطع مختلف شیمی با اصول ایمنی و میزانزیان آوری مواد شیمیایی و نیز رعایت نشدن بیشتر اصول ایمنی، در آزمایشگاه های شیمیكشور است. در بسیاری از موارد می بینیم كه مقالاتی با عنوان شیمی سبز از سوی افرادو مراكز تحقیقاتی منتشر می شود كه آن مراكز از حداقل امكانات ایمنی برای انجام سادهترین واكنش های شیمیایی برخوردار نیستند. در صنایع كشور ما دیگر چیزی به نام شیمیسبز نداریم و بهتر است گفته شود كه در صنایع نه تنها به كم كردن خطر ذاتی موادشیمیایی توجهی نمی شود، بلكه در بیشتر موارد هیچ محدودیت قانونی و اخلاقی در تخلیهو دفع مواد زاید شیمیایی وجود ندارد، هر چند كه به ظاهر بیشتر این صنایع موفق بهاخذ استانداردهای زیست محیطی شده اند. بسیاری از خوانندگان محترم به یاد دارند كهسال گذشته از چاه های آب اطراف پالایشگاه تهران مواد نفتی بیرون می آمد و البته كسیهم پاسخگو نبود. بیشتر پساب های صنعتی كشور نیز وضعیتی اینگونه دارند و به راحتیوارد آب های جاری و یا زیرزمینی می شوند. از سوی دیگر بیشتر صنایع ما را صنایعوابسته به نفت تشكیل می دهند كه از آلوده كننده ترینصنایع محسوب می شوند. حد قابلقبول برای تولید مواد زاید در این صنایع ۱۰/۱ درصد كل تولید است حال اگر صنایع مابا این فناوری موجود بتواند به این حد قابل قبول برسد - كه البته محال به نظر میرسد _ باز هم سالانه میلیون ها تن مواد زاید به همراه مواد غیرزاید نفتی تولید میشود كه چگونگی دفع یا احیاناً تصفیه این مواد بر ما پوشیده است. تولید مواد زایدسمی در صنایع فلزی نیز كه قسمت عمده صنایع غیرنفتی كشور ما را تشكیل می دهند، بسیارزیاد است.

*قسمت مربوط به شیمی سبز این مقاله خلاصه ای از مقاله زیر است. SCIENCE. VOL.۲۹۷

منبع : آفتاب