واژه شیمی، اغلب با کلماتی نظیر محصولات، صنعت، شغل، تجارت، پیشرفت و خطرات همراه است. صنایع شیمیایی برای افراد زیادی اشتغال ایجاد کرده اند. بنابراین در حیات اجتماعی و اقتصادی جوامع نقش کلیدی دارند. از سوی دیگر بسیاری از فرایندهایی که از مواد شیمیایی استفاده می کنند می توانند اثرهای زیان آوری روی محیط زیست یا سلامتی انسان داشته باشند. بنابراین حذف یا کاهش این خطرات تا یک سطح قابل قبول، مسئله ای بسیار مهم است
خطرهای مواد شیمیایی را می توان با رابطه زیر نشان داد: انتشار * زیان آوری = خطر
با توجه به رابطه بالا با کاهش انتشار مواد خطرناک می توان از خطرهای احتمالی مواد شیمیایی کاست. این کار معمولاً با اعمال محدودیت های قانونی در مراحل استفاده، جابه جایی، تصفیه و یا دفع مواد شیمیایی انجام می شود. اما شیمی سبز به پارامتر اول یعنی زیان آوری مواد شیمیایی می پردازد و به دنبال این است که خطر ذاتی مواد را کاهش دهد. شیمی سبز بنابر پذیرفته ترین تعریف آن عبارت است از: طراحی، توسعه و به کارگیری فرایندها و محصولات برای کاهش یا حذف موادی که برای انسان یا محیط زیست خطرناک هستند. برای شیمی سبز 12 اصل بیان می کنند که عبارتند از:
1 _ بهتر است که مواد زاید در فرایندها تولید نشوند تا اینکه به فکر راهی برای از بین بردن آنها باشیم.
2 _ روش های ساخت مواد باید به گونه ای طراحی شوند که بیشترین استفاده از مواد واکنش دهنده انجام شود و تمامی آنان به محصول تبدیل شوند.
3 _ تا آنجا که امکان پذیر است روش های ساخت مواد به گونه ای طراحی شود که خطری را متوجه انسان یا محیط زیست نکند.
4 _ محصولات جدید باید به گونه ای طراحی شوند که بیشترین کارایی همراه با کمترین میزان سمیت را داشته باشند.
5 _ استفاده از مواد کمکی مانند حلال ها و... به کمترین میزان ممکن برسد و در شرایط اضطرار هم از مواد کم خطرتر استفاده شود.
6 _ انرژی مورد نیاز فرایندها با توجه به شرایط اقتصادی و محیطی فراهم شود و تا آنجا که ممکن است فرایندهای شیمیایی در دما و فشار معمولی انجام شوند.
7 _ از مواد خامی استفاده شود که قابلیت تولید مجدد در طبیعت را داشته باشند. (منابع تجدیدشونده)
8 _ تا آنجا که امکان پذیر است مراحل فیزیکی و شیمیایی واکنش ها کوتاه شود.
9 _ از واکنشگرهای کاتالیزوری به جای واکنشگرهای استوکیومتری استفاده شود.
10 _ سعی شود محصولات فرایندهای شیمیایی به صورت زیست تخریب پذیر باشند.
11 _ روش های تجزیه ای برای کنترل لحظه به لحظه واکنش های شیمیایی طراحی و توسعه داده شوند تا بتوان در هر لحظه تولید مواد مضر را تشخیص داد.
12 _ از مواد یا حالتی از مواد استفاده شود که کمترین قابلیت برای ایجاد حوادثی مانند نشت، انفجار و آتش سوزی را داشته باشد. هم اینک نزدیک به پانزده سال از تلاش های جدی شیمیدانان برای استفاده از اصول شیمی سبز می گذرد و در همین مدت کارهای ارزنده ای به انجام رسیده است. این تلاش های علمی را می توان در 3 محور زیر خلاصه کرد.
الف _ استفاده از مواد اولیه جایگزین: این راهکار در صنایع طرفداران بسیاری پیدا کرده است. یکی از اقداماتی که انجام شده استفاده از مواد زاید یک فرایند به عنوان ماده اولیه برای فرایند دیگر است. اقدام دیگر استفاده از منابع تجدید شونده مثل استفاده از اسید لاکتیک حاصل از مواد طبیعی تجدیدشونده برای ساختن بعضی از پلیمرها به جای استفاده مواد حاصل از نفت خام است. اما ساده ترین و ارزان ترین ماده اولیه که برای ساختن بسیاری از مواد آلی از آن می توان استفاده کرد، دی اکسیدکربن (co2) است. با این کار نه تنها استفاده از نفت خام کمتر می شود بلکه از انتشار بیش از حد گاز دی اکسیدکربن در جو نیز جلوگیری می شود. مشکل اساسی در استفاده از دی اکسیدکربن پایداری ترمودینامیکی بالای آن و فعالیت شیمیایی کم آن است، هم اینک از دی اکسیدکربن در ساختن بعضی از پلیمرها و نیز اسیدفرمیک استفاده می شود.
ب _ استفاده از حلال های جایگزین: حلال های آلی با توجه به استفاده زیاد از آنها، اصلی ترین منابع آلودگی های شیمیایی هستند و کنترل موثر آنها می تواند پیشرفت های اساسی در مسائل زیست محیطی به همراه داشته باشد. بهترین راه برای خلاص شدن از مشکلاتی که حلال ها به همراه دارند، استفاده نکردن از آنها است، که هم اینک توسط بعضی از صنایع رنگ سازی و صنایع پوششی در حال انجام است. واکنش هایی که در شرایط بدون حلال انجام شده است در بیشتر موارد بهتر و سریع تر از روش های معمول بوده است. از مهمترین سیستم های حلالی جایگزین می توان سیال های فوق بحرانی، مایعات یونی و آب را نام برد.
ج _ روش های سنتزی جایگزین: هر جا که از سیستم های کاتالیزوری برای تهیه مواد استفاده شده، شرایط بهتری برای تولید مواد فراهم شده است. هر چند که یک قرن پیش استفاده زیادی از کاتالیزورها در صنعت نمی شد، اما امروز هیچ شرکت شیمیایی نمی تواند بدون استفاده از کاتالیزورها در بازار رقابت دوام بیاورد. اخیراً روشی جدید برای سنتزایبوبروفن ارائه شده است که نسبت به روش قبلی چند مرحله کوتاه تر شده و همچنین حلال سمی تتراکلریدکربن هم از مراحل آن حذف شده است. شرکت دارویی فایزر هم با استفاده از اصول شیمی سبز روش تهیه جزء اصلی یکی از داروهای ضدافسردگی خود را بهبود بخشیده است. در ادامه خوب است نگاهی هم به وضعیت شیمی سبز در ایران داشته باشیم. در 7 سال گذشته توجه به شیمی سبز در محافل دانشگاهی اهمیتی روزافزون یافته است به طوری که در سال های اخیر نزدیک به 30 درصد مقالات شیمی کشور به نحوی با شیمی سبز ارتباط داشته است. اما متاسفانه این رویکرد نسبت به شیمی سبز در ایران بیشتر رویکردی سطحی بوده و همچنان در سطح مانده است. شاهد بنده در این مدعا آشنا نبودن اکثر دانشجویان مقاطع مختلف شیمی با اصول ایمنی و میزان زیان آوری مواد شیمیایی و نیز رعایت نشدن بیشتر اصول ایمنی، در آزمایشگاه های شیمی کشور است. در بسیاری از موارد می بینیم که مقالاتی با عنوان شیمی سبز از سوی افراد و مراکز تحقیقاتی منتشر می شود که آن مراکز از حداقل امکانات ایمنی برای انجام ساده ترین واکنش های شیمیایی برخوردار نیستند. در صنایع کشور ما دیگر چیزی به نام شیمی سبز نداریم و بهتر است گفته شود که در صنایع نه تنها به کم کردن خطر ذاتی مواد شیمیایی توجهی نمی شود، بلکه در بیشتر موارد هیچ محدودیت قانونی و اخلاقی در تخلیه و دفع مواد زاید شیمیایی وجود ندارد، هر چند که به ظاهر بیشتر این صنایع موفق به اخذ استانداردهای زیست محیطی شده اند. بسیاری از خوانندگان محترم به یاد دارند که سال گذشته از چاه های آب اطراف پالایشگاه تهران مواد نفتی بیرون می آمد و البته کسی هم پاسخگو نبود. بیشتر پساب های صنعتی کشور نیز وضعیتی اینگونه دارند و به راحتی وارد آب های جاری و یا زیرزمینی می شوند. از سوی دیگر بیشتر صنایع ما را صنایع وابسته به نفت تشکیل می دهند که از آلوده کننده ترین صنایع محسوب می شوند. حد قابل قبول برای تولید مواد زاید در این صنایع 10/1 درصد کل تولید است حال اگر صنایع ما با این فناوری موجود بتواند به این حد قابل قبول برسد - که البته محال به نظر می رسد _ باز هم سالانه میلیون ها تن مواد زاید به همراه مواد غیرزاید نفتی تولید می شود که چگونگی دفع یا احیاناً تصفیه این مواد بر ما پوشیده است. تولید مواد زاید سمی در صنایع فلزی نیز که قسمت عمده صنایع غیرنفتی کشور ما را تشکیل می دهند، بسیار زیاد است.
*قسمت مربوط به شیمی سبز این مقاله خلاصه ای از مقاله زیر است. SCIENCE. VOL.297
بابک مختاریعضو هیات علمی دانشگاه شهید چمران اهواز |
| |
|
| |
منبع : روزنامه شرق
|
