بخشی از مقاله
شیمی سبز چیست
شيمي نقش بنيادي در پيشرفت تمدن آدمي داشته و جايگاه آن در اقتصاد ، سياست و زندگي روز به روز پر رنگ تر شده است . با اين همه ، شيمي طي روند پيشرفت
خود ، كه همواره با سود رساندن به همراه بود ، آسيب هاي چشم گيري نيز به سلامت آدمي و محيط زيست وارد كرده است شيميدانها سالها كوشش و پژوهش ، مواد خاصي از طبيعت برداشت كرده اند .كه با سلامت آدمي و شرايط محيط زيست سازگاري سيار دارند ، و آنها را به مواردي تبديل كرده اند كه سلامت آدمي و محيط زيست را به چالش كشيده اند . همچنين ف اين مواد به سادگي به چرخه ي طبيعي مواد باز
نمي گردند و سالهاي زيادي بصورت زباله هاي بسيار آسيب رسان و هميشگي در طبيعت مي ماند .
بارها از آسيب هاي مواد شيميايي به بدن آدمي و محيط زيست شنيده و خئانده ايم . اما چاره ي كار چيست ؟ آيا دوري و پرهيز از بهره گيري از مواد شيميايي مي تواند به ما كمك كند ، تا چه اندازه اي مي توانيم از آنها دوري كنيم ؟ كدام ها را مي توانيم بكار نبريم ؟ كداميك از فراورده هاي شيميايي را مي توان يافت كه با آسيب به سلامت آدمي يا محيط زيست همراه نباشد ؟ داروهايي كه سلامتي ما به آنها بستگي زيادي را به خود ما آسيب هايي به بدن ما همراهند .. آيا مي توانيم آنها را بكار نبريم ؟ آيا مي توان آب تصفيه شده با مواد شيميايي را ننوشيم ؟ پيرامون ما را انبوهي از مواد شيميايي گوناگون فراگرفته اند كه در زهرآگين بودن و آسيب رسان بودن بيشتر آن شكي نداريم و از بسياري از آنها نيز نمي توانيم دوري كنيم .
بي گمان هر اندازه كه بتوانيم از بكارگيري مواد شيميايي در زندگي خود پرهيز كنيم يا از رها شدن اين گونه مواد در طبيعت جلوگيري كنيم ، به سلامت خود و محيط زيست كمك كرده ايم . اما به نظر مي رسند كه در اين راهكارهاي پيش گيرانه ، كه تا كنون كارآمدي چشم گيري از خود نشان نداده اند ، بايد به راه هايي كارآمدتري نيز بيانديشيم كه دگرگوني در شيوه ي ساختن مواد شيميايي در راستاي كاهش آسيب هاي آنها به آدمي و محيط زيست يكي از اين راهها است . امروزه ، از اين رويكرد نوين با عنوان شيمي سبز ياد مي شود كه عبارت است از : طراحي فراورده ها و فرايندهاي شيميايي كه بكارگيري و توليد مواد آسيب رسان به سلامت آدمي و محيط زيست را كاهش مي دهند يا از بين مي برند .
در علم شيمي انقلابي سبز در حال شكل گيري است كه نه تنها پايداري محيط و سود بخشي را به ارمغان مي آورد بلكه از خطرات فاجعه هاي صنعتي نيز مي كاهد .
آقاي رابين راجرز (Robin Rogers) پژوهشگر و رئيس مركز توليد صنعتي سبز دانشگاه آلاماها مي گويد : شيمي سبز عبارت است از ساخت توليد محصولات جديد با استفاده از روشهاي جديدي كه متناسب با اهداف سه گانه محيط زيست پايدار – اقتصاد پايدار – و جامعه پايدار است .
شيميدان سبز كيست؟
شيميدانهايي كه در اين حوزه فعاليت دارند شيميدان سبز ناميده اند . توليد صنعتي اكثر محصولات بر اساس فعل و انفعالات شيمايي صورت مي گيرد . در دهه گذشته بعضي از شيميدانها نگرش جديد خود را متوجه توليد محصولات بدون استفاده از مواد سمي و بدون ايجاد سمپاندهاي سمي نموده اند . شيمي سبز يكنوع شستشوي سبز تكنولوژي قديمي نمي باشد بكله جزء اصلي تكنولوژي هاي جديديست كه كارائي بهتري دارند ، ارزان تمام مي شوند و به انرژي كمتري احتياج دارند . در يك دوره كامل توليد از ماده خام گرفته تا ايجاد محصول نهايي آلودگي كمتري ايجاد مي نمايند و اضافه نمود كه در واقع انقلاب تكنولوژي سبز برابر با انقلاب صنعتي مي باشد .
مزاياي شيمي سبز:
ممالك پيشرفته و ممالك در حال رشد از اين تكنولوژي استفاده مي نمايند چون شيمي و تكنولوژي سبز ارزانتر و بهتر مي باشد و خواهند توانست در اقتصاد جهاني رقابت پذيرتر شوند و نيز سهم خود را در بازار افزايش دهند .
دكتر كيت سلان (SeddoN Kenneth) استاد شيمي دانشگاه كوئينز از بلفاست ايرلند اظهار مي دارد كه شميي سبز موضوعي است بين المللي زيرا ، پراكنده شدن آلودگيها و سموم پيامدهاي جهاني دارد بطور مثال نشت بنزين كه در سال 2005 در چين براثر واژگوني كشتي هاي بنزين اتفاق افتاد كه به آب آشاميدني ميليونها نفر را آلوده كرد و اين آب آلوده بطرف شرقي ترين بخش روسيه و رودخانه Songhua روان شد .
بنا به اظهارات دانشمندان انگيسي ايجاد نكردن آلودگي يكي از دلايلي است كه ممالك در حال رشد به دنبال استفاده از شيمي سبز مي باشند و دليل ديگر عدم توانايي چنين ممالكي در پرداخت روز افزون بهاي گزاف مواد پتروشيمي است .
استفاده از شيمي سبز بطور كلي با كاستن مخارج همراه است كه كاهش يا حذف كلي مخارج از بين بردن سمپاندهاي شيمي جزئي از آن است و نيز پيامدها و اثرات منفي زيست محيطي را به حداقل ميرساند اين دو عامل ، رقابت پذيري بيشتري براي كمپانيها ايجاد مي نمايد . شيمي سبز كره زمين را تميز تر ، ايمن تر و بهره ورتر مي نمايد . شيمي سبز وجدان علم شيمي و راه آينده است . يك شبكه جهاني از طرفداران محيط زيست و شيميدانهاي سبز بوجود آمده است كه براي شيمي سبز اصولي را مبتني بر 12 اصل مشخص نموده اند .
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 ها
مي 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 .
كوشش ها و دستاوردهاي شيمي سبز
شيميدانهاي سبز در پي آن هستند كه روندهاي شيميايي سالم تري را جايگزين روندهاي كنوني كننده يا با جاگزين كردن مواد اوليه ي سالم تر يا انجام دادن
واكنش ها در شرايط ايمن تر ، فراورده هاي سالم تري را به جامعه هديه دهند . برخي از آنها مي كوشند شيمي را به زيست شيمي نزديك كند ، چرا كه واكنش هاي زيست شيميايي طي ميليونها سال رخ داده اند و چه براي آدمي و چه براي محيط زيست ف چالش هاي نگران كننده ي بوجود نياورده اند . بسياري از اين واكنش ها در شرايط طبيعي رخ مي دهند و به دما و فشار بالا نياز ندارند . فراورده هاي آنها نيز به آساني به چرخه ي مواد باز مي گردند و فراورده هاي جانبي آنها براي جانداران سودمند هستند الگو برداري از اين واكنش ها مي تواند چالش هاي بهداشتي و زيست محيطي كنوني را كاهش دهد .
گروه ديگري از شيميدانهاي سبز مي كوشند بهره وري اتمي را افزايش دهند . طي كي واكنش شيميايي شماري اتم آغازگر واكنش هستند و در پايان بيشتر واكنش ها با فراورده هايي روبه رو هستيم كه شمار اتم هاي آن از شمار همه ي اتم هاي آغازين بسيار كم تر است . بي گمان آن اتم ها نابود شده اند ، بلكه در ساختمان فراورده هاي بيهوده و اغلب آسيب رسان به طبيعت رها مي شوند و سلامت آدمي و ديگر جانداران را به چالش مي كشند . هر چه بتوانيم اتم هاي بيشتري در فراورده ها بگنجانيم ، هم به سلامت خود و محيط زيست كمك كرده ايم و هم از هدر رفتن اتم هايي كه بعنوان مواد اوليه براي آنها پول پرداخت كرده ايم جلوگيري مي كنيم .
باز طراحي واكنش هاي شيميايي نيز راه كار سودمند ديگري براي پيشگيري از پيامدهاي ناگوار مواد شيميايي است . در اين باز طراحي ها از مواد آغازگر سالمتر بهره مي گيرند يا روند هايي را طراحي مي كنند كه با واكنش هاي مرحله اي كمتر به فراورده برسند . همچنين روند هايي را طراحي مي كنند كه به مواد كمكي كمتر ، بويژه حلال هاي شيميايي ، نياز دارند . گاهي نيز واكنش هاي زيست شيمي و شيمي را به هم گره مي زنند و روند سالمتر شدن آنها بينجامد و اثرهاي جانبي آن ها بر روندهاي زيست شناختي بدن ، تا جايي كه امكان دارد كاهش دهد .
نمونه هايي از دستاوردهاي شيميدانهاي سبز به شرح زير مي باشد :
1- سوخت هاي جايگزين سوختهاي فسيلي
2- تهيه پلاستيك هاي سبز و تجزيه پذير
3- باز طراحي واكنش هاي شيميايي
4- چند سازه هاي زيستي
نظر به اهميت حفظ محيط زيست از ضايعات مواد پليمري و ضرورت پرداختن به تحقيقات مرتبط با كاهش خطرات زيانبار آلودگي هاي ناشي از اين مواد در پژوهشگاه پليمر و پتروشيمي ايران ، كميته ايي بنام كميته ي سبر در اين پژوهشگاه تاسيس نموده است اهداف كلي خود را به صورت زير تدوين نموده است :
1- پيگيري و اجراي پروژه هاي بازيافت مواد پليمري
2- پيگيري واجزاي پروژ ه هاي پليمرهاي زيست تخريب پذير
3- تقويت نگرش پاسخگو بودن در برابر مسايل زيست محيطي
4- آشنا كردن دانشجويان با مسايل توسعه پايدار و حفاظت محيط زيست
5- بررسي و امكان جايگزيني حلال هاي آلي با آب در محصولات پليمري
6- كمك به تدوين استانداردهاي زيست محيطي
با توجه به اهداف فوق پروژه هاي سبز آغاز شد و با تلاش مستمر و پيگير شيميدانهاي سبز ك
شورمان به نتايج زير رسيديم اميد آن ميرود كه اين فعاليتها مستمر و مداوم بوده تا در پاكيزگي اين كره خاكي ، زمين قدمي برداشته باشيم .
- بالا بردن استحكام كيسه هاي پلاستيكي تهيه شده از ضايعات
- بازيابي مخلوط ضايعات پلي اتيلن ،پلي پروبيلن وپلي وينيل كلرايد به همراه كاغذ
- بازيابي و ساخت فيلمهاي راديولوژي
- بررسي و جايگزين آزبست (پشم شيشه ) با الياف پلميري در كامپيوزيستهاي سيمان
- بازيافت ضايعات PET ( بطريهاي نوشابه)
- بررسي مهاجرت افزودنيها ، پلاستيكهاي بسته بندي رايج در مواد غذايي دارويي
- بهينه سازي و استخراج و تهيه كينين و كيتوسان از پوست ميگو
- تهيه و ساخت ايميلنت بر پايه مرجان دريايي مورد استفاده در جراحي هاي ارتوپدي
- فرمولاسيون و تهيه پلي اتيلن زيست تخريب پذير بر پايه نشاسته .
باز طراحي و روندهاي شيميايي فرصت هاي تازه و بي شماري براي شيميدانها بوجود آورده است و هر شيميداني مي تواند به طراحي هر يك از واكنش هاي شناخته
شده اي كه سالها در كارخانه ها يا آزمايشگاه هاي دانشگاه بكار گرفته مي شد ، در راستاي سالم كردن آن و كاهش هزينه ها و افزايش كار آمدي و بازده بپردازد . از اين رو به نظر مي رسد فرصتهايي كه براي شيميدانها طي تاريخ دراز و كهن اين دانش فراهم شده ، اكنون بار ديگر براي شيميدانهاي امروزي فراهم شده است تا با ويرايش آن چه آنان در تاريخ شيمي به يادگار گذاشته اند ، يادگارهاي سالم تري باري آيندگان بر جاي گذارند .
منابع :
فصلنامه ي صلح سبز،سال ششم ، شماره 13-پائيز 1383 ، شماره 44 بهار 1381و شماره چهل و پنجم ف 1379
