شیمی سبز چیست؟
شیمی نقش بنیادی در پیشرفت تمدن آدمی داشته و جایگاه آن در اقتصاد ، سیاست و زندگی روز به روز پر رنگ تر شده است . با این همه ، شیمی طی روند پیشرفت خود ، که همواره با سود رساندن به همراه بود ، آسیب های چشم گیری نیز به سلامت آدمی و محیط زیست وارد کرده است شیمیدانها سالها کوشش و پژوهش ، مواد خاصی از طبیعت برداشت کرده اند .که با سلامت آدمی و شرایط محیط زیست سازگاری سیار دارند ، و آنها را به مواردی تبدیل کرده اند که سلامت آدمی و محیط زیست را به چالش کشیده اند . همچنین ف این مواد به سادگی به چرخه ی طبیعی مواد باز نمی گردند و سالهای زیادی بصورت زباله های بسیار آسیب رسان و همیشگی در طبیعت می ماند .
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 .
شیمیدان سبز کیست؟
شیمیدانهایی که در این حوزه فعالیت دارند شیمیدان سبز نامیده اند . تولید صنعتی اکثر محصولات بر اساس فعل و انفعالات شیمایی صورت می گیرد . در دهه گذشته بعضی از شیمیدانها نگرش جدید خود را متوجه تولید محصولات بدون استفاده از مواد سمی و بدون ایجاد سمپاندهای سمی نموده اند . شیمی سبز یکنوع شستشوی سبز تکنولوژی قدیمی نمی باشد بکله جزء اصلی تکنولوژی های جدیدیست که کارائی بهتری دارند ، ارزان تمام می شوند و به انرژی کمتری احتیاج دارند . در یک دوره کامل تولید از ماده خام گرفته تا ایجاد محصول نهایی آلودگی کمتری ایجاد می نمایند و اضافه نمود که در واقع انقلاب تکنولوژی سبز برابر با انقلاب صنعتی می باشد .
مزایای شیمی سبز:
ممالک پیشرفته و ممالک در حال رشد از این تکنولوژی استفاده می نمایند چون شیمی و تکنولوژی سبز ارزانتر و بهتر می باشد و خواهند توانست در اقتصاد جهانی رقابت پذیرتر شوند و نیز سهم خود را در بازار افزایش دهند .
دکتر کیت سلان (SeddoN Kenneth ) استاد شیمی دانشگاه کوئینز از بلفاست ایرلند اظهار می دارد که شمیی سبز موضوعی است بین المللی زیرا ، پراکنده شدن آلودگیها و سموم پیامدهای جهانی دارد بطور مثال نشت بنزین که در سال 2005 در چین براثر واژگونی کشتی های بنزین اتفاق افتاد که به آب آشامیدنی میلیونها نفر را آلوده کرد و این آب آلوده بطرف شرقی ترین بخش روسیه و رودخانه Songhua روان شد .
بنا به اظهارات دانشمندان انگیسی ایجاد نکردن آلودگی یکی از دلایلی است که ممالک در حال رشد به دنبال استفاده از شیمی سبز می باشند و دلیل دیگر عدم توانایی چنین ممالکی در پرداخت روز افزون بهای گزاف مواد پتروشیمی است .
استفاده از شیمی سبز بطور کلی با کاستن مخارج همراه است که کاهش یا حذف کلی مخارج از بین بردن سمپاندهای شیمی جزئی از آن است و نیز پیامدها و اثرات منفی زیست محیطی را به حداقل میرساند این دو عامل ، رقابت پذیری بیشتری برای کمپانیها ایجاد می نماید . شیمی سبز کره زمین را تمیز تر ، ایمن تر و بهره ورتر می نماید . شیمی سبز وجدان علم شیمی و راه آینده است . یک شبکه جهانی از طرفداران محیط زیست و شیمیدانهای سبز بوجود آمده است که برای شیمی سبز اصولی را مبتنی بر 12 اصل مشخص نموده اند .
اصول 12 گانه شیمی سبز
گفتیم شیمی سبز عبارت است از : طراحی فرآورده 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 .
همچنین گفتم شبکه جهانی که از طرفداران شیمی سبز به وجود آمده است دوازده اصل را برای شیمی سبز مشخص نموده اند ، اکنون به بیان این اصول می پردازیم :
اصل اول : پیشگیری از تولید فراورده های بیهوده
بهتر است که از ساخت و تولید زباله و سمپادهای سمی جلوگیری شود تا اینکه پس از تولید بفکری ضرر نمودن سمپاندهای سمی و یا پاک کردن محیط از آنها شد .
اصل دوم : اقتصاد دائم ، افزایش بهره وری از اتم
اقتصاد دائم به این مفهوم است که بازده واکنش های شیمیایی را افزایش دهیم . یعنی طراحی واکنش های شیمیایی به شیوه ای باشند که فراورده های نهایی بیشتری بدست آید بهتر با کاهش میزان تولید فراورده های بیهوده و مازاد بازده واکنش ها را افزایش دهیم .
اصل سوم : طراحی فرایندهای شیمیایی کم آسیب تر
شیمی دان ها در جایی که امکان دارد باید شیوه ایی را طراحی کنند تا موادی را بکار برد یا تولید کند که اثرات سود کمتری برای آدمی یا محیط زیست داشته باشند . اغلب برای یک واکنش شیمیایی مواد اولیه گوناگونی وجود دارد که از میان آن هامی توان مناسب ترین را برگزید .
اصل چهارم : طراحی مواد و فراورده های شیمایی سالم تر
فراورده های شیمیایی باید به گونه ای طراحی شوند که با وجود کاهش خطر سمیت کار خود را به خوبی انجام دهند .
فراورده های جدید را می توان به گونه ای طراحی کرد که سالم تر باشند و در همان حال ، کار در نظر گرفته شده برای آنها را به خوبی انجام دهند .
اصل پنجم : بهره گیری از حلال ها و شرایط واکنشی سالم تر
بهره گیری از مواد کمکی ( مانند حلال ها و عامل های جدا کننده) تا جایی که امکان دارد به کمترین اندازه برسد و زمانی که بکار می روند از گونه های کم آسیب رسان باشند .
اصل ششم : افزایش بازده انرژی
در فرآیندهای شیمیایی ، روشهای ساخت و جداسازی تا جایی که امکان دارد به گونه ایی طراحی شده اند که نیاز به انرژی را کاهش دهند و در انتهای واکنش به انرژی بیشتری دست یابیم .
اصل هفتم : بهره گیری از مواد اولیه باز گردانی شدنی
واکنشهای شیمیایی باید به گونه ایی طراحی شوند تا از مواد اولیه ی که قابلیت بازگردانی دارند بهره بگیریم .
اصل هشتم : پرهیز از مشتقهای شیمیایی
مشتق گرفتن ( مانند بهره گیری از گروه های محدود کننده یا تغییر های شیمیایی و فیزیکی گذرا) باید کاهش یابد ، زیرا چنین مرحله هایی به واکنشگرهای اضافی نیاز دارند که می توانند فراورده های بیهوده تولید کنند .
اصل نهم : بهره گیری از کاتالیزگرها
کاتالیزگرها گزینشی بودن یک واکنش را افزایش می دهند ؛ دمای مورد نیاز را کاهش می دهند ، واکنش های جانبی را به کمترین اندازه می رسانند ،میزان تبدیل شدن واکنش گرها به فراورده های نهایی را افزایش می دهند .
اصل دهم : طراحی برای تخریب پذیر بودن محصولات
فراورده های شیمیایی باید به گونه ای طراحی شوند که در پایان محصولات به صورتی باشند که در طبیعت تخریب پذیر باشند و در محیط زیست زیاد نمانند وهر چه سریعتر تجزیه شوند .
اصل یازدهم : تخمین زمان واقعی یک واکنش برای پیشگیری از آلودگی
بسیار اهمیت دارد که پیشرفت یک واکنش را همواره پی گیری کنیم تا بدانیم چه هنگام واکنش کامل می شود زیرا پس از کامل شدن یک واکنش شیمیایی فراورده های ناخواسته جانبی تولید می شوند .
اصل دوازدهم : کاهش احتمالی روی دادهای ناگوار
یک راه برای کاهش احتمال رویدادهای شیمیایی ناخواسته بهره گیری از واکنش گرها و حلال هایی است که احتمال انفجار ، آتش سوزی و رها شدن ناخواسته ی مواد شیمیایی را کاهش می دهند . آسیب های مرتبط با این روی دادها را می توان به تغییر دادن حالت ( جامد ، مایع ، گاز ) یا ترکیب واکنش گرها کاهش داد .
کوشش ها و دستاوردهای شیمی سبز
شیمیدانهای سبز در پی آن هستند که روندهای شیمیایی سالم تری را جایگزین روندهای کنونی کننده یا با جاگزین کردن مواد اولیه ی سالم تر یا انجام دادن واکنش ها در شرایط ایمن تر ، فراورده های سالم تری را به جامعه هدیه دهند . برخی از آنها می کوشند شیمی را به زیست شیمی نزدیک کند ، چرا که واکنش های زیست شیمیایی طی میلیونها سال رخ داده اند و چه برای آدمی و چه برای محیط زیست ف چالش های نگران کننده ی بوجود نیاورده اند . بسیاری از این واکنش ها در شرایط طبیعی رخ می دهند و به دما و فشار بالا نیاز ندارند . فراورده های آنها نیز به آسانی به چرخه ی مواد باز می گردند و فراورده های جانبی آنها برای جانداران سودمند هستند الگو برداری از این واکنش ها می تواند چالش های بهداشتی و زیست محیطی کنونی را کاهش دهد .
گروه دیگری از شیمیدانهای سبز می کوشند بهره وری اتمی را افزایش دهند . طی کی واکنش شیمیایی شماری اتم آغازگر واکنش هستند و در پایان بیشتر واکنش ها با فراورده هایی روبه رو هستیم که شمار اتم های آن از شمار همه ی اتم های آغازین بسیار کم تر است . بی گمان آن اتم ها نابود شده اند ، بلکه در ساختمان فراورده های بیهوده و اغلب آسیب رسان به طبیعت رها می شوند و سلامت آدمی و دیگر جانداران را به چالش می کشند . هر چه بتوانیم اتم های بیشتری در فراورده ها بگنجانیم ، هم به سلامت خود و محیط زیست کمک کرده ایم و هم از هدر رفتن اتم هایی که بعنوان مواد اولیه برای آنها پول پرداخت کرده ایم جلوگیری می کنیم .
نمونه هایی از دستاوردهای شیمیدانهای سبز به شرح زیر می باشد :
1- سوخت های جایگزین سوختهای فسیلی
2- تهیه پلاستیک های سبز و تجزیه پذیر
3- باز طراحی واکنش های شیمیایی
4- چند سازه های زیستی
نظر به اهمیت حفظ محیط زیست از ضایعات مواد پلیمری و ضرورت پرداختن به تحقیقات مرتبط با کاهش خطرات زیانبار آلودگی های ناشی از این مواد در پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران ، کمیته ایی بنام کمیته ی سبر در این پژوهشگاه تاسیس نموده است اهداف کلی خود را به صورت زیر تدوین نموده است :
1- پیگیری و اجرای پروژه های بازیافت مواد پلیمری
2- پیگیری واجزای پروژ ه های پلیمرهای زیست تخریب پذیر
3- تقویت نگرش پاسخگو بودن در برابر مسایل زیست محیطی
4- آشنا کردن دانشجویان با مسایل توسعه پایدار و حفاظت محیط زیست
5- بررسی و امکان جایگزینی حلال های آلی با آب در محصولات پلیمری
6- کمک به تدوین استانداردهای زیست محیطی
با توجه به اهداف فوق پروژه های سبز آغاز شد و با تلاش مستمر و پیگیر شیمیدانهای سبز کشورمان به نتایج زیر رسیدیم امید آن میرود که این فعالیتها مستمر و مداوم بوده تا در پاکیزگی این کره خاکی ، زمین قدمی برداشته باشیم .
- بالا بردن استحکام کیسه های پلاستیکی تهیه شده از ضایعات
- بازیابی مخلوط ضایعات پلی اتیلن ،پلی پروبیلن وپلی وینیل کلراید به همراه کاغذ
- بازیابی و ساخت فیلمهای رادیولوژی
- بررسی و جایگزین آزبست (پشم شیشه ) با الیاف پلمیری در کامپیوزیستهای سیمان
منبع :
فصلنامه ی صلح سبز،سال ششم ، شماره 13-پائیز 1383 ، شماره 44 بهار 1381و شماره چهل و پنجم ف 1379