شیمی سبز: پيشگيري از آلودگي در سطح مولكولي
شیمی سبز: پيشگيري از آلودگي در سطح مولكولي
بارها از آسیب های مواد شیمیایی به بدن آدمی و محیط زیست شنیده و خئانده ایم . اما چاره ی کار چیست ؟ آیا دوری و پرهیز از بهره گیری از مواد شیمیایی می تواند به ما کمک کند ، تا چه اندازه ای می توانیم از آنها دوری کنیم ؟ کدام ها را می توانیم بکار نبریم ؟ کدامیک از فراورده های شیمیایی را می توان یافت که با آسیب به سلامت آدمی یا محیط زیست همراه نباشد ؟ داروهایی که سلامتی ما به آنها بستگی زیادی را به خود ما آسیب هایی به بدن ما همراهند .. آیا می توانیم آنها را بکار نبریم ؟ آیا می توان آب تصفیه شده با مواد شیمیایی را ننوشیم ؟ پیرامون ما را انبوهی از مواد شیمیایی گوناگون فراگرفته اند که در زهرآگین بودن و آسیب رسان بودن بیشتر آن شکی نداریم و از بسیاری از آنها نیز نمی توانیم دوری کنیم .
بی گمان هر اندازه که بتوانیم از بکارگیری مواد شیمیایی در زندگی خود پرهیز کنیم یا از رها شدن این گونه مواد در طبیعت جلوگیری کنیم ، به سلامت خود و محیط زیست کمک کرده ایم . اما به نظر می رسند که در این راهکارهای پیش گیرانه ، که تا کنون کارآمدی چشم گیری از خود نشان نداده اند ، باید به راه هایی کارآمدتری نیز بیاندیشیم که دگرگونی در شیوه ی ساختن مواد شیمیایی در راستای کاهش آسیب های آنها به آدمی و محیط زیست یکی از این راهها است . امروزه ، از این رویکرد نوین با عنوان شیمی سبز یاد می شود که عبارت است از : طراحی فراورده ها و فرایندهای شیمیایی که بکارگیری و تولید مواد آسیب رسان به سلامت آدمی و محیط زیست را کاهش می دهند یا از بین می برند .
در علم شیمی انقلابی سبز در حال شکل گیری است که نه تنها پایداری محیط و سود بخشی را به ارمغان می آورد بلکه از خطرات فاجعه های صنعتی نیز می کاهد .
آقای رابین راجرز (Robin Rogers) پژوهشگر و رئیس مرکز تولید صنعتی سبز دانشگاه آلاماها می گوید : شیمی سبز عبارت است از ساخت تولید محصولات جدید با استفاده از روشهای جدیدی که متناسب با اهداف سه گانه محیط زیست پایدار – اقتصاد پایدار – و جامعه پایدار است .
شیمی نقشی بنیادی در پیشرفت تمدن آدمی داشته و جایگاه آن در اقتصاد، سیاست و زندگی‌روزمره روز به روز پر رنگ‌تر شده است. با این همه، شیمی طی روند پیشرفت خود، که همواره با سود رساندن به آدمی همراه بوده، آسیب‌های چشم‌گیری نیز به سلامت آدمی و محیط زیست وارد کرده است. شیمیدان‌ها طی سال‌ها کوشش و پژوهش، مواد خامی را از طبیعت برداشت کرده‌اند، که با سلامت آدمی و شرایط محیط زیست سازگاری بسیار دارند، و آنها را به موادی دگرگونه کرده‌اند که سلامت آدمی و محیط زیست را به چالش کشیده‌اند. همچنین، این مواد به‌سادگی به چرخه‌ی طبیعی مواد باز نمی‌گردند و سال‌های زیادی به صورت زباله‌های بسیار آسیب‌رسان و همیشگی در طبیعت می‌ماند.
شیمی نقشي بنيادي در پيشرفت تمدن آدمي داشته و جايگاه آن در اقتصاد، سياست و زندگي‌روزمره روز به روز پر رنگ‌تر شده است. با اين همه، شيمي طي روند پيشرفت خود، كه همواره با سود رساندن به آدمي همراه بوده، آسيب‌هاي چشمگيري نيز به سلامت آدمي و محيط زيست وارد كرده است.
شيميدانها طي سال‌ها كوشش و پژوهش، مواد خامي را از طبيعت برداشت كرده‌اند، كه با سلامت آدمي و شرايط محيط زيست سازگاري بسيار دارند، و آنها را به موادي دگرگونه كرده‌اند كه سلامت آدمي و محيط زيست را به چالش كشيده‌اند.هم‌چنين، اين مواد به‌سادگي به چرخه‌ي طبيعي مواد باز نمي‌گردند و سال‌هاي زيادي به صورت زباله‌هاي بسيار آسيب‌رسان و هميشگي در طبيعت مي‌ماند.
بارها از آسيب‌هاي مواد شيميايي به بدن آدمي و محيط زيست شنيده و خوانده‌ايم. اما، چاره‌ي كار چيست؟به نظر مي‌رسد در كنار راهكارهاي پيش‌گيرانه، كه تا كنون كارآمدي چشمگيري از خود نشان نداده‌اند، بايد به راه‌هاي كارآمدتري نيز بيانديشيم كه دگرگوني در شيوه‌ي ساختن مواد شيمايي در راستاي كاهش آسيب‌هاي آنها به آدمي و محيط زيست، يكي از اين راه‌هاست.
امروزه، از اين رويكرد نوين با عنوان شیمی سبز ياد مي‌شود كه عبارت است از: طراحي فرآورده‌ها و فرآيندهاي شيميايي كه به‌كارگيري و توليد مواد آسيب‌رسان به سلامت آدمي و محيط زيست را كاهش مي‌دهند يا از بين مي‌برند.
تاریخچه شکل گیری شیمی سبز:
در اوایل سال 1990 شیمی سبز در نتیجه همکاری بین دولت آمریکا، صنعتگران و انجمن علمی آمریکا اعتبار کنونی اش را به عنوان یک نظام علمی در جهت جلوگیری از آلودگی هوا بدست آورد.
در این زمان پائول آناستاس رئیس شیمی صنعتی آمریکا با تلاش های خستگی ناپذیر خود توانست به مفهوم شیمی سبز اعتبار خاصی ببخشد. در اواسط سال 1990 پائول آناستاس وجان وارنر به ایجاد 12 اصل از شیمی سبز پرداختند که در آن به بررسی چارچوبی کلی به منظور چگونگی جلوگیری از آلودگی هوا در زمانی که ماده شیمیایی اختراع می شود پرداختند.
در سال 1993 با نظارت دولت آمریکا کتابی تحت عنوان" شیمی دنیای پاک" توسط انجمن شیمی در ژوئن 1993به چاپ رسید و مورد توجه و علاقه افراد کثیری در اروپا قرار گرفت. در سال 1995، بیل کلینتون، رییس جمهور آمریکا، برای شناسایی تکنولوژی های شیمیایی که اصول شیمیایی در طراحی ها و ساختار ها و موارد استفاده مواد شیمیایی می باشد را بررسی کرد و در نهایت پاداشی را برای ایجاد رقابت در تولید شیمی سبز در نظر گرفت. جوایز اهدا شده و قدردانی های سالیانه دولت ایالات متحده از گروه ها و همچنین سازمان ها و انجمن ها، سرعت نشر اطلاعات شیمی سبز در صنعت را افزایش داد.
شیمیدان سبز كیست؟
شیمیدان هایی كه در حوزه شیمی سبز فعالیت دارند شیمیدان سبز نامیده می شوند. تولید صنعتی اكثر محصولات بر اساس فعل و انفعالات شیمیایی صورت می گیرد که برخی از این واکنش ها سمی و خطرناک می باشند. در دهه گذشته بعضی از شیمیدان ها نگرش جدید خود را متوجه تولید محصولات بدون استفاده از مواد سمی و بدون ایجاد پسماند و بقایای سمی نموده اند.
شیمی سبز یك نوع شستشوی سبز تكنولوژی قدیمی نمی باشد بلکه جزء اصلی تكنولوژی های جدیدی است كه كارایی بهتری دارند، ارزان تمام می شوند و به انرژی كمتری احتیاج دارند. در یك دوره كامل تولید، از ماده خام گرفته تا ایجاد محصول نهایی، آلودگی كمتری ایجاد می نمایند
در واقع انقلاب تكنولوژی سبز برابر با انقلاب صنعتی می باشد. لذا از اهم مزایای استفاده از شیمی سبز می توان به موارد ذیل اشاره کرد:
سلامت انسان
هوای سالم
آب سالم
استفاده کمتر از مواد سمی و پرخطر
تجهیزات حفاظت فردی کمتر
محصولات مصرفی امن تر
شبكه جهاني كه از طرفداران شيمي سبز به وجود آمده است دوازده اصل را براي شيمي سبز مشخص نموده اند ، اكنون به بيان اين اصول مي پردازيم :
اصل اول : پيشگيري از توليد فراورده هاي بيهوده
بهتر است كه از ساخت و توليد زباله و سمپادهاي سمي جلوگيري شود تا اينكه پس از توليد بفكري ضرر نمودن سمپاندهاي سمي و يا پاك كردن محيط از آنها شد .
اصل دوم : اقتصاد دائم ، افزايش بهره وري از اتم
اقتصاد دائم به اين مفهوم است كه بازده واكنش هاي شيميايي را افزايش دهيم . يعني طراحي واكنش هاي شيميايي به شيوه اي باشند كه فراورده هاي نهايي بيشتري بدست آيد بهتر با كاهش ميزان توليد فراورده هاي بيهوده و مازاد بازده واكنش ها را افزايش دهيم .
اصل سوم : طراحي فرايندهاي شيميايي كم آسيب تر
شيمي دان ها در جايي كه امكان دارد بايد شيوه ايي را طراحي كنند تا موادي را بكار برد يا توليد كند كه اثرات سود كمتري براي آدمي يا محيط زيست داشته باشند . اغلب براي يك واكنش شيميايي مواد اوليه گوناگوني وجود دارد كه از ميان آن هامي توان مناسب ترين را برگزيد .
اصل چهارم : طراحي مواد و فراورده هاي شيمايي سالم تر
فراورده هاي شيميايي بايد به گونه اي طراحي شوند كه با وجود كاهش خطر سميت كار خود را به خوبي انجام دهند .
فراورده هاي جديد را مي توان به گونه اي طراحي كرد كه سالم تر باشند و در همان حال ، كار در نظر گرفته شده براي آنها را به خوبي انجام دهند .
اصل پنجم : بهره گيري از حلال ها و شرايط واكنشي سالم تر
بهره گيري از مواد كمكي ( مانند حلال ها و عامل هاي جدا كننده) تا جايي كه امكان دارد به كمترين اندازه برسد و زماني كه بكار مي روند از گونه هاي كم آسيب رسان باشند .
اصل ششم : افزايش بازده انرژي
در فرآيندهاي شيميايي ، روشهاي ساخت و جداسازي تا جايي كه امكان دارد به
گونه ايي طراحي شده اند كه نياز به انرژي را كاهش دهند و در انتهاي واكنش به انرژي بيشتري دست يابيم .
اصل هفتم : بهره گيري از مواد اوليه باز گرداني شدني
واكنشهاي شيميايي بايد به گونه ايي طراحي شوند تا از مواد اوليه ي كه قابليت بازگرداني دارند بهره بگيريم . اصل هشتم : پرهيز از مشتقهاي شيميايي
مشتق گرفتن ( مانند بهره گيري از گروه هاي محدود كننده يا تغيير هاي شيميايي و فيزيكي گذرا) بايد كاهش يابد ، زيرا چنين مرحله هايي به واكنشگرهاي اضافي نياز دارند كه مي توانند فراورده هاي بيهوده توليد كنند .
اصل نهم : بهره گيري از كاتاليزگرها
كاتاليزگرها گزينشي بودن يك واكنش را افزايش مي دهند ؛ دماي مورد نياز را كاهش مي دهند ، واكنش هاي جانبي را به كمترين اندازه مي رسانند ،ميزان تبديل شدن واكنش گرها به فراورده هاي نهايي را افزايش مي دهند .
اصل دهم : طراحي براي تخريب پذير بودن محصولات
فراورده هاي شيميايي بايد به گونه اي طراحي شوند كه در پايان محصولات به صورتي باشند كه در طبيعت تخريب پذير باشند و در محيط زيست زياد نمانند وهر چه سريعتر تجزيه شوند .
اصل يازدهم : تخمين زمان واقعي يك واكنش براي پيشگيري از آلودگي
بسيار اهميت دارد كه پيشرفت يك واكنش را همواره پي گيري كنيم تا بدانيم چه هنگام واكنش كامل مي شود زيرا پس از كامل شدن يك واكنش شيميايي
فراورده هاي ناخواسته جانبي توليد مي شوند .
اصل دوازدهم : كاهش احتمالي روي دادهاي ناگوار
يك راه براي كاهش احتمال رويدادهاي شيميايي ناخواسته بهره گيري از واكنش گرها و حلال هايي است كه احتمال انفجار ، آتش سوزي و رها شدن ناخواسته ي مواد شيميايي را كاهش مي دهند . آسيب هاي مرتبط با اين روي دادها را مي توان به تغيير دادن حالت ( جامد ، مايع ، گاز ) يا تركيب واكنش گرها كاهش داد .
بنيادهاي شیمی سبز
شیمی سبز ، كه بيش‌تر به عنوان شيوه‌اي براي پيشگيري از آلودگي در سطح مولكولي شناخته مي‌شود، بر دوازده بنياد استوار است كه طراحي يا بازطراحي مولكول‌ها، مواد و دگرگوني‌هاي شيميايي در راستاي سالم‌تر كردن آنها براي آدمي و محيط زيست، بر پايه‌ي آنها انجام مي‌شود.
1. پيشگيري از توليد فراورده‌هاي بيهوده
یکی از بنیاد های شیمی سبز ، پيشگيري از توليد فراورده‌هاي بيهوده استتوانايي شيميدانها براي بازطراحي دگرگوني‌هاي شيميايي براي كاستن از توليد فراورده‌هاي بيهوده و آسيب‌رسان، نخستين گام در پيشگيري از آلودگي است. با پيشگيري از توليد فراورده‌هاي بيهوده، آسيب‌هاي مرتبط با انباركردن، جابه‌جايي و رفتار با آنها را به كمترين اندازه‌ي خود كاهش مي‌دهيم.
2. اقتصاد اتم، افزايش بهره‌وري از اتم
یکی دیگر از بنیاد های شیمی سبز افزایش بهره وری از اتم است، اقتصاد اتم به اين مفهوم است كه بازده دگرگوني‌هاي شيميايي را افزايش دهيم. يعني طراحي دگرگوني‌هاي شيميايي به شيوه‌اي باشد كه گنجاندن بيش‌تر مواد آغازين را در فرآوردههاي نهايي درپي داشته باشد. گزينش اين گونه دگرگوني‌ها، بازده را افزايش و فرآوردههاي بيهوده را كاهش مي‌دهد.
3. طراحي فرايندهاي شيميايي كم‌آسيب‌تر
از دیگر بنیادهای شیمی سبز میتوان به طراحي فرايندهاي شيميايي كم‌آسيب‌تر اشاره کرد. شيميدانها در جايي كه امكان دارد بايد شيوه‌ي را طراحي كنند تا موادي را به كار برد يا توليد كند كه زهرآگيني كمتري براي آدمي يا محيط زيست داشته باشند.اغلب براي يك دگرگوني شيميايي واكنشگرهاي گوناگوني وجود دارد كه از ميان آنها مي‌توان مناسب‌ترين را برگزيد.
4. طراحي مواد و فراورده‌هاي شيميايي سالم‌تر
فراورده‌هاي شيميايي بايد به گونه‌اي طراحي شوند كه با وجود كاهش زهرآگيني‌شان كار خود را به‌خوبي انجام دهند. فراورده‌هاي جديد را مي‌توان به گونه‌اي طراحي كرد كه سالم‌تر باشند و در همان حال، كار در نظر گرفته شده براي آنها را به‌خوبي انجام دهند.
5. بهره‌گيري از حلال‌ها و شرايط واكنشي سالم‌تر
بهره‌گيري از مواد كمكي(مانند حلال‌ها و عامل‌هاي جداكننده) تا جايي كه امكان دارد به كمترين اندازه برسد و زماني كه به كار مي‌روند از گونه‌هاي كم‌آسيب‌رسان باشند. دوري كردن از جداسازي در جايي كه امكان دارد و كاهش بهره‌گيري از مواد كمكي، در كاهش فراورده‌هاي بيهوده كمك زيادي مي‌كند.
6. افزايش بازده انرژي
افزایش بازده انرژی از دیگر بنیادهای شیمی سبز است.نياز به انرژي در فرايندهاي شيميايي از نظر اثر آنها بر محيط زيست و اقتصاد بايد در نظر گرفته شود و به كمترين ميزان خود كاهش يابد. اگر امكان دارد، روشهاي ساخت و جداسازي بايد به گونه‌اي طراحي شود كه هزينه‌هاي انرژي مرتبط با دما و فشار بسيار بالا يا بسيار پايين به كمترين اندازه‌ي خود برسد.
7. بهره‌گيري از مواداوليه‌ي نوشدني
دگرگوني‌هاي شيميايي بايد به گونه‌اي طراحي شوند تا از مواد اوليه‌ي نوشدني بهره گيرند. فرآوردههاي كشاورزي يا فرآوردههاي بيهوده‌ي فرآيندهاي ديگر، نمونه‌هايي از مواد نوشدني هستند. تا جايي كه امكان دارد، اين گونه مواد را به‌جاي مواد اوليه‌اي كه از معدن يا سوخت‌هاي فسيلي به دست مي‌آيند، به كار بريم.
8. پرهيز از مشتقهاي شيميايي
مشتق‌گرفتن(مانند بهره‌گيري از گروه‌هاي مسدودكننده يا تغييرهاي شيميايي و فيزيكي گذرا) بايدكاهش يابد، زيرا چنين مرحله‌هايي به واكنشگرهاي اضافي نياز دارند كه مي‌توانند فراورده‌هاي بيهوده توليد كنند. توالي‌هاي جايگزين مي‌توانند نياز به گروه‌هاي حفاظت‌كننده يا تغيير گروه‌هاي عاملي را از بين ببرند يا كاهش دهند.
كوشش‌ها و دستاوردهاي شيمي سبز
شيميدان‌هاي شیمی سبز در پي آن هستند كه روندهاي شيميايي سالم‌تري را جايگزين روندهاي كنوني كنند يا با جايگزين كردن مواد اوليه‌ي سالم‌تر يا انجام دادن واكنش‌ها در شرايط ايمن‌تر، فراورده‌هاي سالم‌تري را به جامعه هديه دهند. برخي از آن ها مي‌كوشند شيمي را به زيست‌شيمي نزديك كند، چرا كه واكنشهاي زيست‌شيميايي طي ميليون‌ها سال رخ داده‌اند و چه براي آدمي و چه براي محيط زيست، چالش‌ها نگران كننده‌ي به وجود نياورده‌اند. بسياري از اين واكنش‌ها در شرايط طبيعي رخ مي‌دهند و به دما و فشار بالا نياز ندارند. فراورده‌هاي آنها نيز به آساني به چرخه‌ي مواد بازمي‌گردند و فراورده‌هاي جانبي آنها براي جانداران سودمند هستند. الگو برداري از اين واكنش‌ها مي‌تواند چالش‌هاي بهداشتي و زيست‌محيطي كنوني را كاهش دهد
بارها از آسیب های مواد شیمیایی به بدن آدمی و محیط زیست شنیده و خئانده ایم . اما چاره ی کار چیست ؟ آیا دوری و پرهیز از بهره گیری از مواد شیمیایی می تواند به ما کمک کند ، تا چه اندازه ای می توانیم از آنها دوری کنیم ؟ کدام ها را می توانیم بکار نبریم ؟ کدامیک از فراورده های شیمیایی را می توان یافت که با آسیب به سلامت آدمی یا محیط زیست همراه نباشد ؟ داروهایی که سلامتی ما به آنها بستگی زیادی را به خود ما آسیب هایی به بدن ما همراهند .. آیا می توانیم آنها را بکار نبریم ؟ آیا می توان آب تصفیه شده با مواد شیمیایی را ننوشیم ؟ پیرامون ما را انبوهی از مواد شیمیایی گوناگون فراگرفته اند که در زهرآگین بودن و آسیب رسان بودن بیشتر آن شکی نداریم و از بسیاری از آنها نیز نمی توانیم دوری کنیم .
بی گمان هر اندازه که بتوانیم از بکارگیری مواد شیمیایی در زندگی خود پرهیز کنیم یا از رها شدن این گونه مواد در طبیعت جلوگیری کنیم ، به سلامت خود و محیط زیست کمک کرده ایم . اما به نظر می رسند که در این راهکارهای پیش گیرانه ، که تا کنون کارآمدی چشم گیری از خود نشان نداده اند ، باید به راه هایی کارآمدتری نیز بیاندیشیم که دگرگونی در شیوه ی ساختن مواد شیمیایی در راستای کاهش آسیب های آنها به آدمی و محیط زیست یکی از این راهها است . امروزه ، از این رویکرد نوین با عنوان شیمی سبز یاد می شود که عبارت است از : طراحی فراورده ها و فرایندهای شیمیایی که بکارگیری و تولید مواد آسیب رسان به سلامت آدمی و محیط زیست را کاهش می دهند یا از بین می برند .
در علم شیمی انقلابی سبز در حال شکل گیری است که نه تنها پایداری محیط و سود بخشی را به ارمغان می آورد بلکه از خطرات فاجعه های صنعتی نیز می کاهد .
آقای رابین راجرز (Robin Rogers) پژوهشگر و رئیس مرکز تولید صنعتی سبز دانشگاه آلاماها می گوید : شیمی سبز عبارت است از ساخت تولید محصولات جدید با استفاده از روشهای جدیدی که متناسب با اهداف سه گانه محیط زیست پایدار – اقتصاد پایدار – و جامعه پایدار است .
شیمی نقشی بنیادی در پیشرفت تمدن آدمی داشته و جایگاه آن در اقتصاد، سیاست و زندگی‌روزمره روز به روز پر رنگ‌تر شده است. با این همه، شیمی طی روند پیشرفت خود، که همواره با سود رساندن به آدمی همراه بوده، آسیب‌های چشم‌گیری نیز به سلامت آدمی و محیط زیست وارد کرده است. شیمیدان‌ها طی سال‌ها کوشش و پژوهش، مواد خامی را از طبیعت برداشت کرده‌اند، که با سلامت آدمی و شرایط محیط زیست سازگاری بسیار دارند، و آنها را به موادی دگرگونه کرده‌اند که سلامت آدمی و محیط زیست را به چالش کشیده‌اند. همچنین، این مواد به‌سادگی به چرخه‌ی طبیعی مواد باز نمی‌گردند و سال‌های زیادی به صورت زباله‌های بسیار آسیب‌رسان و همیشگی در طبیعت می‌ماند.
شیمی نقشي بنيادي در پيشرفت تمدن آدمي داشته و جايگاه آن در اقتصاد، سياست و زندگي‌روزمره روز به روز پر رنگ‌تر شده است. با اين همه، شيمي طي روند پيشرفت خود، كه همواره با سود رساندن به آدمي همراه بوده، آسيب‌هاي چشمگيري نيز به سلامت آدمي و محيط زيست وارد كرده است.
شيميدانها طي سال‌ها كوشش و پژوهش، مواد خامي را از طبيعت برداشت كرده‌اند، كه با سلامت آدمي و شرايط محيط زيست سازگاري بسيار دارند، و آنها را به موادي دگرگونه كرده‌اند كه سلامت آدمي و محيط زيست را به چالش كشيده‌اند.هم‌چنين، اين مواد به‌سادگي به چرخه‌ي طبيعي مواد باز نمي‌گردند و سال‌هاي زيادي به صورت زباله‌هاي بسيار آسيب‌رسان و هميشگي در طبيعت مي‌ماند.
بارها از آسيب‌هاي مواد شيميايي به بدن آدمي و محيط زيست شنيده و خوانده‌ايم. اما، چاره‌ي كار چيست؟به نظر مي‌رسد در كنار راهكارهاي پيش‌گيرانه، كه تا كنون كارآمدي چشمگيري از خود نشان نداده‌اند، بايد به راه‌هاي كارآمدتري نيز بيانديشيم كه دگرگوني در شيوه‌ي ساختن مواد شيمايي در راستاي كاهش آسيب‌هاي آنها به آدمي و محيط زيست، يكي از اين راه‌هاست.
امروزه، از اين رويكرد نوين با عنوان شیمی سبز ياد مي‌شود كه عبارت است از: طراحي فرآورده‌ها و فرآيندهاي شيميايي كه به‌كارگيري و توليد مواد آسيب‌رسان به سلامت آدمي و محيط زيست را كاهش مي‌دهند يا از بين مي‌برند.
تاریخچه شکل گیری شیمی سبز:
در اوایل سال 1990 شیمی سبز در نتیجه همکاری بین دولت آمریکا، صنعتگران و انجمن علمی آمریکا اعتبار کنونی اش را به عنوان یک نظام علمی در جهت جلوگیری از آلودگی هوا بدست آورد.
در این زمان پائول آناستاس رئیس شیمی صنعتی آمریکا با تلاش های خستگی ناپذیر خود توانست به مفهوم شیمی سبز اعتبار خاصی ببخشد. در اواسط سال 1990 پائول آناستاس وجان وارنر به ایجاد 12 اصل از شیمی سبز پرداختند که در آن به بررسی چارچوبی کلی به منظور چگونگی جلوگیری از آلودگی هوا در زمانی که ماده شیمیایی اختراع می شود پرداختند.
در سال 1993 با نظارت دولت آمریکا کتابی تحت عنوان" شیمی دنیای پاک" توسط انجمن شیمی در ژوئن 1993به چاپ رسید و مورد توجه و علاقه افراد کثیری در اروپا قرار گرفت. در سال 1995، بیل کلینتون، رییس جمهور آمریکا، برای شناسایی تکنولوژی های شیمیایی که اصول شیمیایی در طراحی ها و ساختار ها و موارد استفاده مواد شیمیایی می باشد را بررسی کرد و در نهایت پاداشی را برای ایجاد رقابت در تولید شیمی سبز در نظر گرفت. جوایز اهدا شده و قدردانی های سالیانه دولت ایالات متحده از گروه ها و همچنین سازمان ها و انجمن ها، سرعت نشر اطلاعات شیمی سبز در صنعت را افزایش داد.
شیمیدان سبز كیست؟
شیمیدان هایی كه در حوزه شیمی سبز فعالیت دارند شیمیدان سبز نامیده می شوند. تولید صنعتی اكثر محصولات بر اساس فعل و انفعالات شیمیایی صورت می گیرد که برخی از این واکنش ها سمی و خطرناک می باشند. در دهه گذشته بعضی از شیمیدان ها نگرش جدید خود را متوجه تولید محصولات بدون استفاده از مواد سمی و بدون ایجاد پسماند و بقایای سمی نموده اند.
شیمی سبز یك نوع شستشوی سبز تكنولوژی قدیمی نمی باشد بلکه جزء اصلی تكنولوژی های جدیدی است كه كارایی بهتری دارند، ارزان تمام می شوند و به انرژی كمتری احتیاج دارند. در یك دوره كامل تولید، از ماده خام گرفته تا ایجاد محصول نهایی، آلودگی كمتری ایجاد می نمایند
در واقع انقلاب تكنولوژی سبز برابر با انقلاب صنعتی می باشد. لذا از اهم مزایای استفاده از شیمی سبز می توان به موارد ذیل اشاره کرد:
سلامت انسان
هوای سالم
آب سالم
استفاده کمتر از مواد سمی و پرخطر
تجهیزات حفاظت فردی کمتر
محصولات مصرفی امن تر
شبكه جهاني كه از طرفداران شيمي سبز به وجود آمده است دوازده اصل را براي شيمي سبز مشخص نموده اند ، اكنون به بيان اين اصول مي پردازيم :
اصل اول : پيشگيري از توليد فراورده هاي بيهوده
بهتر است كه از ساخت و توليد زباله و سمپادهاي سمي جلوگيري شود تا اينكه پس از توليد بفكري ضرر نمودن سمپاندهاي سمي و يا پاك كردن محيط از آنها شد .
اصل دوم : اقتصاد دائم ، افزايش بهره وري از اتم
اقتصاد دائم به اين مفهوم است كه بازده واكنش هاي شيميايي را افزايش دهيم . يعني طراحي واكنش هاي شيميايي به شيوه اي باشند كه فراورده هاي نهايي بيشتري بدست آيد بهتر با كاهش ميزان توليد فراورده هاي بيهوده و مازاد بازده واكنش ها را افزايش دهيم .
اصل سوم : طراحي فرايندهاي شيميايي كم آسيب تر
شيمي دان ها در جايي كه امكان دارد بايد شيوه ايي را طراحي كنند تا موادي را بكار برد يا توليد كند كه اثرات سود كمتري براي آدمي يا محيط زيست داشته باشند . اغلب براي يك واكنش شيميايي مواد اوليه گوناگوني وجود دارد كه از ميان آن هامي توان مناسب ترين را برگزيد .
اصل چهارم : طراحي مواد و فراورده هاي شيمايي سالم تر
فراورده هاي شيميايي بايد به گونه اي طراحي شوند كه با وجود كاهش خطر سميت كار خود را به خوبي انجام دهند .
فراورده هاي جديد را مي توان به گونه اي طراحي كرد كه سالم تر باشند و در همان حال ، كار در نظر گرفته شده براي آنها را به خوبي انجام دهند .
اصل پنجم : بهره گيري از حلال ها و شرايط واكنشي سالم تر
بهره گيري از مواد كمكي ( مانند حلال ها و عامل هاي جدا كننده) تا جايي كه امكان دارد به كمترين اندازه برسد و زماني كه بكار مي روند از گونه هاي كم آسيب رسان باشند .
اصل ششم : افزايش بازده انرژي
در فرآيندهاي شيميايي ، روشهاي ساخت و جداسازي تا جايي كه امكان دارد به
گونه ايي طراحي شده اند كه نياز به انرژي را كاهش دهند و در انتهاي واكنش به انرژي بيشتري دست يابيم .
اصل هفتم : بهره گيري از مواد اوليه باز گرداني شدني
واكنشهاي شيميايي بايد به گونه ايي طراحي شوند تا از مواد اوليه ي كه قابليت بازگرداني دارند بهره بگيريم . اصل هشتم : پرهيز از مشتقهاي شيميايي
مشتق گرفتن ( مانند بهره گيري از گروه هاي محدود كننده يا تغيير هاي شيميايي و فيزيكي گذرا) بايد كاهش يابد ، زيرا چنين مرحله هايي به واكنشگرهاي اضافي نياز دارند كه مي توانند فراورده هاي بيهوده توليد كنند .
اصل نهم : بهره گيري از كاتاليزگرها
كاتاليزگرها گزينشي بودن يك واكنش را افزايش مي دهند ؛ دماي مورد نياز را كاهش مي دهند ، واكنش هاي جانبي را به كمترين اندازه مي رسانند ،ميزان تبديل شدن واكنش گرها به فراورده هاي نهايي را افزايش مي دهند .
اصل دهم : طراحي براي تخريب پذير بودن محصولات
فراورده هاي شيميايي بايد به گونه اي طراحي شوند كه در پايان محصولات به صورتي باشند كه در طبيعت تخريب پذير باشند و در محيط زيست زياد نمانند وهر چه سريعتر تجزيه شوند .
اصل يازدهم : تخمين زمان واقعي يك واكنش براي پيشگيري از آلودگي
بسيار اهميت دارد كه پيشرفت يك واكنش را همواره پي گيري كنيم تا بدانيم چه هنگام واكنش كامل مي شود زيرا پس از كامل شدن يك واكنش شيميايي
فراورده هاي ناخواسته جانبي توليد مي شوند .
اصل دوازدهم : كاهش احتمالي روي دادهاي ناگوار
يك راه براي كاهش احتمال رويدادهاي شيميايي ناخواسته بهره گيري از واكنش گرها و حلال هايي است كه احتمال انفجار ، آتش سوزي و رها شدن ناخواسته ي مواد شيميايي را كاهش مي دهند . آسيب هاي مرتبط با اين روي دادها را مي توان به تغيير دادن حالت ( جامد ، مايع ، گاز ) يا تركيب واكنش گرها كاهش داد .
بنيادهاي شیمی سبز
شیمی سبز ، كه بيش‌تر به عنوان شيوه‌اي براي پيشگيري از آلودگي در سطح مولكولي شناخته مي‌شود، بر دوازده بنياد استوار است كه طراحي يا بازطراحي مولكول‌ها، مواد و دگرگوني‌هاي شيميايي در راستاي سالم‌تر كردن آنها براي آدمي و محيط زيست، بر پايه‌ي آنها انجام مي‌شود.
1. پيشگيري از توليد فراورده‌هاي بيهوده
یکی از بنیاد های شیمی سبز ، پيشگيري از توليد فراورده‌هاي بيهوده استتوانايي شيميدانها براي بازطراحي دگرگوني‌هاي شيميايي براي كاستن از توليد فراورده‌هاي بيهوده و آسيب‌رسان، نخستين گام در پيشگيري از آلودگي است. با پيشگيري از توليد فراورده‌هاي بيهوده، آسيب‌هاي مرتبط با انباركردن، جابه‌جايي و رفتار با آنها را به كمترين اندازه‌ي خود كاهش مي‌دهيم.
2. اقتصاد اتم، افزايش بهره‌وري از اتم
یکی دیگر از بنیاد های شیمی سبز افزایش بهره وری از اتم است، اقتصاد اتم به اين مفهوم است كه بازده دگرگوني‌هاي شيميايي را افزايش دهيم. يعني طراحي دگرگوني‌هاي شيميايي به شيوه‌اي باشد كه گنجاندن بيش‌تر مواد آغازين را در فرآوردههاي نهايي درپي داشته باشد. گزينش اين گونه دگرگوني‌ها، بازده را افزايش و فرآوردههاي بيهوده را كاهش مي‌دهد.
3. طراحي فرايندهاي شيميايي كم‌آسيب‌تر
از دیگر بنیادهای شیمی سبز میتوان به طراحي فرايندهاي شيميايي كم‌آسيب‌تر اشاره کرد. شيميدانها در جايي كه امكان دارد بايد شيوه‌ي را طراحي كنند تا موادي را به كار برد يا توليد كند كه زهرآگيني كمتري براي آدمي يا محيط زيست داشته باشند.اغلب براي يك دگرگوني شيميايي واكنشگرهاي گوناگوني وجود دارد كه از ميان آنها مي‌توان مناسب‌ترين را برگزيد.
4. طراحي مواد و فراورده‌هاي شيميايي سالم‌تر
فراورده‌هاي شيميايي بايد به گونه‌اي طراحي شوند كه با وجود كاهش زهرآگيني‌شان كار خود را به‌خوبي انجام دهند. فراورده‌هاي جديد را مي‌توان به گونه‌اي طراحي كرد كه سالم‌تر باشند و در همان حال، كار در نظر گرفته شده براي آنها را به‌خوبي انجام دهند.
5. بهره‌گيري از حلال‌ها و شرايط واكنشي سالم‌تر
بهره‌گيري از مواد كمكي(مانند حلال‌ها و عامل‌هاي جداكننده) تا جايي كه امكان دارد به كمترين اندازه برسد و زماني كه به كار مي‌روند از گونه‌هاي كم‌آسيب‌رسان باشند. دوري كردن از جداسازي در جايي كه امكان دارد و كاهش بهره‌گيري از مواد كمكي، در كاهش فراورده‌هاي بيهوده كمك زيادي مي‌كند.
6. افزايش بازده انرژي
افزایش بازده انرژی از دیگر بنیادهای شیمی سبز است.نياز به انرژي در فرايندهاي شيميايي از نظر اثر آنها بر محيط زيست و اقتصاد بايد در نظر گرفته شود و به كمترين ميزان خود كاهش يابد. اگر امكان دارد، روشهاي ساخت و جداسازي بايد به گونه‌اي طراحي شود كه هزينه‌هاي انرژي مرتبط با دما و فشار بسيار بالا يا بسيار پايين به كمترين اندازه‌ي خود برسد.
7. بهره‌گيري از مواداوليه‌ي نوشدني
دگرگوني‌هاي شيميايي بايد به گونه‌اي طراحي شوند تا از مواد اوليه‌ي نوشدني بهره گيرند. فرآوردههاي كشاورزي يا فرآوردههاي بيهوده‌ي فرآيندهاي ديگر، نمونه‌هايي از مواد نوشدني هستند. تا جايي كه امكان دارد، اين گونه مواد را به‌جاي مواد اوليه‌اي كه از معدن يا سوخت‌هاي فسيلي به دست مي‌آيند، به كار بريم.
8. پرهيز از مشتقهاي شيميايي
مشتق‌گرفتن(مانند بهره‌گيري از گروه‌هاي مسدودكننده يا تغييرهاي شيميايي و فيزيكي گذرا) بايدكاهش يابد، زيرا چنين مرحله‌هايي به واكنشگرهاي اضافي نياز دارند كه مي‌توانند فراورده‌هاي بيهوده توليد كنند. توالي‌هاي جايگزين مي‌توانند نياز به گروه‌هاي حفاظت‌كننده يا تغيير گروه‌هاي عاملي را از بين ببرند يا كاهش دهند.
كوشش‌ها و دستاوردهاي شيمي سبز
شيميدان‌هاي شیمی سبز در پي آن هستند كه روندهاي شيميايي سالم‌تري را جايگزين روندهاي كنوني كنند يا با جايگزين كردن مواد اوليه‌ي سالم‌تر يا انجام دادن واكنش‌ها در شرايط ايمن‌تر، فراورده‌هاي سالم‌تري را به جامعه هديه دهند. برخي از آن ها مي‌كوشند شيمي را به زيست‌شيمي نزديك كند، چرا كه واكنشهاي زيست‌شيميايي طي ميليون‌ها سال رخ داده‌اند و چه براي آدمي و چه براي محيط زيست، چالش‌ها نگران كننده‌ي به وجود نياورده‌اند. بسياري از اين واكنش‌ها در شرايط طبيعي رخ مي‌دهند و به دما و فشار بالا نياز ندارند. فراورده‌هاي آنها نيز به آساني به چرخه‌ي مواد بازمي‌گردند و فراورده‌هاي جانبي آنها براي جانداران سودمند هستند. الگو برداري از اين واكنش‌ها مي‌تواند چالش‌هاي بهداشتي و زيست‌محيطي كنوني را كاهش دهد
- مشخصات
- دانلود
نظرات خود را اینجا بنویسید
