به دنیای اطراف خودتان نگاه کنید؛ در هر نقطه ای از کره زمین که بروید؛ آثار آلودگی هایی که انسان ها ایجاد کرده اند قابل مشاهده است. به عنوان یک مثال بسیار ساده، در همین تهران خودمان، وقتی هوا سرد می شود؛ پای وارونگی دمایی و آلودگی هوا به تمام خانه هایمان باز می شود و نفس شهرمان را می گیرد.
این آلودگی از کجا آمده است و با آن چکار کنیم تا از شرش خلاص شویم؟
اینجا دقیقا همان جایی است که پای شیمی سبز به میان می آید و مارش را از آستین بیرون می کشد. شیمی سبز مدعی است که می تواند مشکلات زیست محیطی را حل کرده و جهان ما را پاک تر از گذشته بکند. اما چگونه؟
در یک جمله، شیمی سبز به ما کمک می کند تا فرآیند های شیمیایی جدیدی طراحی کنیم که بتواند اولا مانع ایجاد آلودگی های جدید شود و ثانیا روش هایی پیدا کنیم تا آلودگی های ایجاد شده نیز از بین برود.
با این حساب، به نظر می رسد که شیمی سبز راهکار هایی برای حذف آلودگی باشد و فراتر از این نرود؛ اما این چنین نبوده و شیمی سبز آمده تا نگرش شیمی دانان سراسر جهان را تغییر دهد تا از همان اولین سنتز های آزمایشگاهی گرفته تا فرآیند های صنعتی، مانع ایجاد آلودگی شده و البته که راهکار هایی برای حذف آلودگی های موجود در طبیعت نیز ارائه کند.
اصول 12 گانه شیمی سبز به صورت زیر تعریف شده اند:
1_ جلوگیری از ایجاد آلودگی های جدید
یعنی سنتز های صنعتی جدید باید عوض شوند و به جای آن ها روش هایی استفاده شود که یا آلودگی محیط زیستی ندارند و یا آلودگی کمتری ایجاد می کنند.
2_ حداکثر اقتصاد اتمی
سنتز های جدید باید به گونه ای طراحی شوند تا همه اتم های موجود در واکنش دهنده ها در فرآورده های مورد استفاده ظاهر شوند و هیچ واکنشی با ایجاد ماده اضافی (فرآورده غیر مصرفی) همراه نباشد.
3_ طراحی های شیمیایی با حداقل سمیت
سنتز های جدید باید به گونه ای طراحی شوند که کمترین مواد سمی را تولید کنند.
4_ ایجاد محصولات ایمن تر
باید روش های سنتز نوینی به کار گرفته شود تا محصولات ایجاد شده در سطح ایمنی بالاتری به وجود آمده و خودشان نیز ایمن تر باشند. به عنوان مثال، اگر در روند تولید یک کارخانه، جیوه تولید می شود؛ روند تولید باید به نحوی تغییر کند تا کمترین میزان تبخیر جیوه را داشته باشد.
این تلاش ها می تواند در سطوح مختلفی اعم از بسته بندی، ذخیره و… اعمال شود.
5_ استفاده از حلال های ایمن تر و شرایط واکنش بهینه تر
به عنوان مثال، اگر می توان به جای حلال متانول، از حلال اتانول استفاده کرد، حتما این جایگزینی اعمال شود. چرا که برخلاف متانول، اتانول برای انسان خطری ندارد. همچنین اگر در روند تولید یک ماده، مثلا مجبور به ایجاد دمای بالا (مثلا 2500 درجه سانتی گراد) هستیم، روشی را طراحی کنیم که به دمای کمتری نیاز داشته باشد.
6_ حداکثر کردن بازدهی انرژی
به عنوان مثال، اگر خط تولید از موتوری با بازدهی 70 درصد استفاده می کند؛ باید آن را با موتوری که بازدهی بالاتری دارد جایگزین کرد تا هدر رفت انرژی (در این مورد انرژی الکتریکی) را به حداقل برسانیم و بازده را تا حد امکان بالا ببریم.
7_ استفاده از مواد اولیه تجدید پذیر
بسیاری از مواد اولیه هستند که در طی سنتز یک ماده خاص می توانند بار ها و بار ها مورد استفاده قرار گیرند. ما باید روش های نوینی طراحی کنیم تا بتوانیم در صورت امکان، از مواد اولیه ای که در اختیار داریم. در چرخه های متوالی تولید استفاده کنیم.
به عنوان مثال، اگر در یک کارخانه ساخت فولاد از آب استفاده می شود؛ باید روشی برای استفاده مجدد از آبی که مصرف شده طراحی شود تا مصرف آب به حداقل برسد.
8_ جلوگیری از ایجاد مشتقات شیمیایی
باید سنتز ها به گونه ای طراحی و اجرا شوند که محصولات جانبی ایجاد شده را به حداقل برساند. به عنوان مثال، اگر می خواهیم یک داروی خاص که می تواند حالت های انانتیومری داشته باشد را سنتز کنیم؛ باید روشی طراحی کنیم تا صرفا انانتیومر مورد نظر مان تولید شده و انانتیومر دیگر تولید نشود.
9_ استفاده از کاتالیزور
ما باید از کاتالیست ها استفاده کنیم تا میزان انرژی مورد نیاز برای هر فرآیند را به حداقل برسانیم و از طرف دیگر، بتوانیم بار ها و بار ها از همان کاتالیست استفاده کنیم.
10_ از مواد تجدید پذیر
بسیاری از مواد از جمله پلیمر های مصنوعی که در سال های اخیر شدیدا توسعه یافته اند به طور طبیعی در طبیعت تخریب نمی شوند؛ بنابراین باید پلیمر های جدیدی طراحی شود تا بعد از رها شدن در طبیعت بتوانند توسط عوامل محیطی و طبیعی تخریب شده و از محیط زیست حذف شوند.
11_ تجزیه و تحلیل فرآیند ها جهت کاهش ایجاد آلودگی و افزایش بازده
ما باید فرآیند ها را به طور لحظه ای مورد مطالعه قرار دهیم تا بتوانیم حداکثر بازده و حداقل هدر رفت انرژی و منابع را داشته باشیم.
12_ به حداقل رساندن احتمال وقوع حوادث
ما باید روش های تولید مواد، نگهداری و حمل و نقل را بهینه کنیم تا کمترین احتمال ممکن برای رخداد حوادث را داشته باشیم.
این ها اصول دوازده گانه شیمی سبز هستند که در سراسر جهان مورد مطالعه طیف وسیعی از دانشمندان در رشته های مختلف قرار گرفته اند. در مقالات بعدی درباره اقدامات صورت گرفته در زمینه شیمی سبز بیشتر صحبت می کنیم.
