شیمی سبز می شود

[رزیتا]

اهمیت بین المللی
از سال های 1990، سازمان های بسیاری در سرتاسر دنیا از شیمی سبز استقبال کرده اند.

موسسه شیمی سبز (CGI) (تارنما به زبان انگلیسی:
http://www.chemistry.org/portal/a/c/...e%5chndex.html ) یک موسسه غیر انتفاعی در سازمان انجمن شیمی آمریکا است، که جهت ترویج و گسترش شیمی سبز از طریق پژوهش، آموزش، پخش اطلاعات، کنفرانس ها، سمپوزیوم ها، و همکاری بین المللی تاسیس شده است. بیش از 20 شعبه بین المللی به موسسه شیمی سبز وابسته هستند، از جمله سازمان هایی در کانادا، هند، ایتالیا، چین، آفریقای جنوبی، و تایلند.

در انگلیس، انجمن سلطنتی شیمی، شبکه شیمی سبز (GCN) را به راه انداخته است. (تارنما به زبان انگلیسی: http://www.chemsoc.org/networks/gcn) این شبکه در دپارتمان شیمی دانشگاه یورک مستقر است. شبکه شیمی سبز آگاهی و امکانات مربوط به آموزش، کارآموزی، و اجرای روش های شیمی سبز در صنعت، تجارت، دانشگاه ها و مدارس را ترویج و گسترش می دهد.

شرکت کریستال فارادی (تارنما به زبان انگلیسی: http://crystalfaraday.org) در انگلیس یک مرکز مجازی برتر در فن آوری شیمی سبز است که به منابع شرکت کننده های صنعتی و دانشگاهی برای ترویج و گسترش روش های تولید کم هزینه تر و پایدارتر در صنایع شیمیایی دسترسی دارد. سه سازمان مرکزی این شرکت موسسه مهندسین شیمی، انجمن سلطنتی شیمی، و انجمن صنایع شیمیایی می باشد. ده کنسرسیوم، سازمان های فن آوری و 18 دانشگاه نیز مشارکت دارند.

در ژاپن، شبکه شیمی سبز و پایدار (GSCN) (تارنما به زبان انگلیسی: http://www.gscn.net/indexE.html) در راستای ترویج و گسترش تحقیقات و توسعه شیمی سبز و پایدار از طریق همکاری، از جمله فعالیت های بین المللی، تبادل اطلاعات، آموزش، و ارائه پیشنهاد به آژانس های تامین بودجه فعالیت می کند. اعضای این شبکه شامل 24 انجمن، مجمع و سازمان های صنعتی بزرگ است.

1. Green Chemistry: Theory and Practice (Oxford University Press)

[رزیتا]

1. با در نظر گرفتن بی خطر بودن کار را شروع کنید: واکنش هایی را که از مواد بی خطر برای تولید محصول مورد نیاز استفاده می کنند، مورد توجه قرار دهید.

این روش باعث به حداقل رسانیدن خطر به کارگران کارخانه به هنگامی که با این مواد سروکار دارند می شود و از انتشار اتفاقی مواد شیمیایی خطرناک از راه نشت یا انفجار جلوگیری می کند. برای مثال، این اصل در روش جدیدی که جهت تولید یک ماده مهم شیمیایی صنعتی، اسید آدیپیک، استفاده می شود، به کار گرفته شده است.

نزدیک به 2 میلیارد کیلوگرم اسید آدیپیک در سال برای ساخت نایلون، پلی یورتن، مواد روغنی و گریس، و نرم کننده ها مورد نیاز است. در روش متداول ساخت اسید آدیپیک از بنزن، که می تواند باعث سرطان شود، به عنوان ماده راه انداز واکنش استفاده می شود. در پروسه ای که جدیدا ایجاد شده، که از باکتری هایی که از نظر ژنتیکی تغییر یافته اند – به نام کاتالیزورهای حیاتی – استفاده می شود، قند ساده گلوکز جانشین بنزن شده است.

راه اندازی واکنش با ماده بی خطری مانند گلوکز برای ساخت اسید آدیپیک یعنی این که، اگر استفاده از فرآیندهای مشابه این فرآیند گسترش یابد، می توان از به کار بردن مقادیر بسیار زیاد مواد شیمیایی خطرناک اجتناب کرد.

2. از منابع تجدید شدنی استفاده شود: تاکید بیشتری بر به کار بردن مواد راه انداز تجدید شدنی، مانند موادی که از گیاهان رستنی به دست می آیند، به جای استفاده از موادی چون نفت خام و گاز طبیعی، شود.

گلوکزی که در مثال فوق به عنوان ماده راه انداز ذکر شد می تواند از نشاسته ذرت یا سلولزی که در گیاهان وجود دارد، به دست آید. حتی از چوب، ساقه، و برگ های ریخته شده ذرت نیز می توان گلوکز به دست آورد. در یک مثال دیگر، می توان از نشاسته ذرت برای تولید گلوله های کوچک پفی مخصوص بسته بندی کالا استفاده کرد. این گلوله های کوچک پفی می توانند جایگزین مواد بسته بندی پلاستیکی ای شوند که از مواد شیمیایی مشتق شده از نفت خام به دست می آیند.

3. حلال های بی خطرتر پیدا کنید: استفاده از حلال های سمی برای حل کردن موادی که در واکنش شیمیایی به کار برده می شوند، را حذف کنید.

حلال ها مواد شیمیایی هستند که مواد دیگر را در خود حل می کنند. بسیاری از حلال ها که در مقادیر زیاد در صنعت به کار برده می شوند برای سلامت انسان مضر هستند یا می توانند خطرات دیگری مانند آتش سوزی و انفجار به وجود آورند. حلال هایی که به طور گسترده استفاده می شوند و برای سلامت انسان مضر باشند شامل تتراکلرید کربن، کلروفورم، و پرکلورواتیلین هستند.

برخی مواقع امکان جایگزین کردن حلال ها با مواد کم خطرتر مثل آب یا دی اکسید کربن مایع وجود دارد. برای مثال، فرآیندهای جدیدی برای خشک شویی لباس ها به تازگی ایجاد شده اند که با استفاده از دی اکسید کربن مایع، به جای ماده شیمیایی سمی پرکلورواتیلین، لک های چربی و چرک را حل می کنند.

4. در استفاده از اتم ها صرفه جویی کنید: واکنش هایی طراحی کنید که در آنها از اکثر یا تمامی اتم هایی که با آنها واکنش را شروع کرده اید در محصول نهایی استفاده شود، نه این که تبدیل به محصولات جانبی دور ریختنی و زباله شوند.

بری تراست، شیمیدان دانشگاه استانفورد، مفهوم فوق را ارائه کرد، که وی نام آن را صرفه جویی در اتم ها گذاشته است. یکی از مثال هایی که برای این اصل می توان نام برد فرآیند بهبود یافته ای است که در سال 1991 برای ساخت داروی مسکن ایبوبروفن – عنصر فعال استفاده شده در داروهایی با عناوین تجاری ای چون موترین، اد ویل، نوپرین، مدیپرن – طراحی شد.

در فرآیند اولیه شش مرحله ای که در سال 1960 به وجود آمد، فقط 40 درصد اتم ها به صورت محصول نهایی (ایبوبروفن) درمی آمدند و 60 درصد اتم ها به صورت محصولات جانبی ناخواسته یا زباله درمی آمدند. فرآیند جدید بری تراست سه مرحله دارد، و 77 درصد اتم های واکنش کننده به صورت محصول نهایی، ایبوبروفن، درمی آیند. این فرآیند سبز باعث حذف صدها هزار کیلوگرم محصولات جانبی شیمیایی در سال شده است و مقدار اتم های واکنش کننده، که برای ساخت ایبوبروفن به کار می روند، را به میزان صدها هزار کیلوگرم در سال کاهش داده است.

توجه به این اصول به محیط زیست کمک می کند و می تواند در بلند مدت پول زیادی برای شرکت ها، از طریق کاهش هزینه کنترل آلودگی و استفاده کمتر از انرژی، صرفه جویی کند.

[رزیتا]

طرز کار شیمی سبز
کارخانجات شیمیایی محل تولید مواد ارزشمند بسیار زیادی هستند. این مواد شامل آنتی بیوتیک ها و داروهای دیگر، مواد پلاستیکی، بنزین و مواد سوختی دیگر، مواد کشاورزی شیمیایی مانند کودها و سم های شیمیایی، پارچه های نایلونی، ابریشم مصنوعی و پلی استرها می باشد. این تولیدات با ارزش هستند ولی برخی از مواد و فرآیندهای شیمیایی ای که برای ساخت آنها استفاده می شود به محیط زیست و سلامت انسان ها صدمه می زند. هدف شیمی سبز این است که آلودگی را از طریق جلوگیری از ایجاد آن، در وهله اول، کاهش دهد.

طبق اصول این رشته، در طراحی یک واکنش شیمیایی، شیمیدان ها پیش از استفاده از یک ماده شیمیایی یا تولید محصولات مرتبط با آن توجه زیادی به دانشی که در مورد خطرات احتمالییک ماده شیمیایی برای سلامتی انسان و محیط زیست داریم، می کنند. به بیان دیگر، آنها خطری را که یکی از خواص ماده ایجاد می کند، که می بایست علاوه بر دیگر خواص شیمیایی و فیزیکی ماده مورد توجه قرار گیرد، را مورد بررسی قرار می دهند، و موادی را انتخاب می کنند که این خطر را به حداقل رساند.

در کتاب سال 1998، شیمی سبز: نظریه و عمل (نشر دانشگاه آکسفورد) (1)، پل اناستاس و جان وارنر 12 اصل ارائه کردند که روش های به اجرا گذاشتن شیمی سبز را در اختیار شیمیدان ها قرار می دهد. چهار اصل از این اصول در زیر آمده است.

[رزیتا]

فرآیندهای جدید در آزمایشگاه ها می تواند ازایجاد آلاینده های صنعتی جلوگیری کند، و محصولات جدیدی که دوستدار محیط زیست هستندتولید کنند. این فن آوری رو به رشد، استفاده از مواد خطرناک در طراحی و تولید را بهحداقل می رساند؛ بنابراین، روشی اساسا متفاوت برای کاهش آلودگی عرضه می کند.
شرول پلرین

شرول پلرین برای دفتر برنامه های اطلاعات بین المللی وزارت امور خارجه ایالات متحده مقالات علمی می نویسد.

اصطلاح شیمی سبز در رابطه با طراحی محصولات و فرآیندهای شیمیایی است که تولید و استفاده از مواد خطرناک را کاهش داده یا کاملا از بین می برد. این روش در ایالات متحده با تصویب قانون جلوگیری از آلودگی در سال 1990 آغاز شد. این قانون پایه گذار سیاست های دولتی ایالات متحده برای کاهش یا جلوگیری از آلودگی در منشاء آن، هر کجا که امکان پذیر باشد، بود.

این قانون همچنین راهی برای اجرای اقداماتی فراتر از آن چه توسط برنامه های سازمان محافظت از محیط زیست (EPA) ایالات متحده انجام می شود، و برنامه ریزی استراتژی های خلاقانه برای محافظت از سلامتی انسان ها و محیط زیست فراهم کرد. طبق این قانون، کاهش آلودگی در منشاء " اساسا متفاوت و مطلوب تر از مدیریت زباله و کنترل آلودگی است."

پس از تصویب این قانون، اداره جلوگیری از آلودگی و مواد سمی آژانس محافظت از محیط زیست (OPPT) ایده ایجاد یا بهبود محصولات و فرآیندهای شیمیایی جهت کاهش خطرات آنها را در دست بررسی قرار داد. در سال 1991، OPPT یک برنامه آزمایشی را آغاز کرد. طبق این برنامه، برای اولین بار، کمک مالی به پروژه های تحقیقاتی مربوط به جلوگیری از آلودگی در تولید مصنوعات شیمیایی عرضه شد. از آن زمان تا کنون، برنامه شیمی سبز سازمان محافظت از محیط زیست (تارنمای آن به زبان انگلیسی: http://www.epa.gov/greenchemistry) با دانشگاه ها، صنایع، دیگر آژانس های دولتی، و سازمان های غیر دولتی همکاری نزدیکی برای جلوگیری از آلودگی از طریق اجرای شیمی سبز ایجاد کرده است