شیمی سبز چیست و اصول 12 گانه آن کدامند ؟

برخی از مواد شیمیایی در فرآیند تولید و چرخه مصرف خود خطراتی را برای محیط زیست و موجودات زنده به وجود می آورد. شیمی سبز (Green Chemistry) به مجموعه ای از محصولات و فرآیندهایی اطلاق می شود که برای کاهش و از بین بردن آثار استفاده و تولید ترکیبات سمی و مضر برای محیط زیست و موجودات زنده طراحی می شوند. تعریف شیمی سبز برای اولین بار در اوایل دهه 1990 میلادی ارائه شد.سه نکته مهمی که در مورد شیمی سبز می توان به طور خلاصه عنوان کرد عبارتند از:

• شیمی سبز در تمام مراحل طراحی و چرخه زندگی ترکیبات شیمیایی به کار می رود
• این حوزه به دنبال طراحی ماهیت ذاتی محصولات و فرایندهایی برای کاهش خطرات ذاتی آنهاست.
• شیمی سبز به عنوان سیستمی یکپارچه از اصول و معیارهای طراحی کار می کند.
• شیمی سبز دوازده اصل اساسی دارد که چهارچوب های اصلی حرکت در این مسیر را تعیین می کنند.

فرایندهایی شیمیایی اساسا به عنوان فرایندهایی خطرناک شناخته می شوند (هر چند که بسیاری از آنها ذاتا خطرناک نیستند)، برخی از این فرآیندها و یا مواد شیمیایی می توانند اثراتی فاجعه بار مانند مرگ به همراه داشته باشند. به عنوان مثال در برخی از معادن برای جداسازی طلا از سنگ از سیانور استفاده می شود که سمی کشنده است و در صورت نشت به محیط و برخورد با انسان و سایر حیوانات می تواند موجب مرگ شود. این اصول 12 گانه ما را به سمتی هدایت می کنند که این خطرات به حداقل میزان ممکن برسد.

اصول 12 گانه شیمی سبز

این اصول 12 گانه در سال 1998 توسط Paul Anastas و John Warner تبیین شدند. این اصول معیارهایی هستند برای طراحی محصولات جدید و فرآیندها، که در تمامی مراحل اعم از انتخاب مواد اولیه، شرایط واکنشی، حمل و نقل و سایر موارد باید مورد توجه قرار گیرند. در ادامه این اصول به اختصار آورده شده اند:

1- جلوگیری (Waste preventation)

• بهترین راه جلوگیری از تولید ضایعات است، تا اینکه بخواهیم انها را پس از تولید تمیز و یا درمان کنیم.

2- اقتصاد اتمی (Atom Economy)

• روش های سنتزی باید به گونه ای طراحی شوند که پیوستگی و همکاری تمامی مواد را برای تولید محصول نهایی به بالاترین میزان ممکن برسانند. به عبارتی واکنش ها باید به گونه ای بهینه شوند تا بیشترین محصول نهایی از مواد اولیه به دست بیاید.

3- سنتز کمتر مواد شیمیایی سمی (Less hazardous chemical synthesis)

• روش های سنتز باید به سمتی بروند که استفاده و تولید ترکیبات سمی را به کمترین میزان ممکن برسانند.

4- طراحی مواد شیمیایی امن تر (Designing safer chemicals)

• محصولات شیمیایی باید به گونه ای طراحی شوند که با حفظ کارایی خطرات کمتری داشته باشند.

5- استفاده از حلال ها و مواد کمکی امن تر (Safer solvents and auxiliaries)

• استفاده از مواد کمکی مانند حلال ها باید به حداقل میزان ممکن برسد.

6- طراحی بر اساس بازده انرژی (Design for energy efficiency)

• میزان انرژی مصرفی فرایندها باید بر اساس تأثیر اقتصادی و محیطی آنها در نظر گرفته شده و تا حد ممکن کاهش یابد. در صورت توان فرایندهای سنتزی در دما و فشار محیط انجام شوند.

7- استفاده از مواد برگشت پذیر(Use of renewable feedstocks)

• مواد اولیه استفاده شده باید در صورت امکان (از نظر تکنیکی و اقتصادی) از ترکیبات تجدید شونده انتخاب شوند.

8- کاهش مشتقات (Reduce derivatives)

• تولید مشتقات غیر ضروری باید به حداقل برسند زیرا هم مواد اضافی برای تولید آنها مورد نیاز است و هم میزان ضایعات رکاهش می یابد.

9- استفاده از کاتالیست (Catalysis)

• استفاده از کاتالیست ها (تا حد امکان با توانایی انتخاب) باید نسبت به استفاده از ترکیبات استوکیومتریک ارجحیت پیدا کند.

10- طراحی محصولات برای تخریب شدن (Design for degradation)

• مواد شیمیایی باید به گونه ای طراحی شوند که پس از استفاده تخریب شده و در طبیعت باقی نمانند.

11- آنالیز زمان واقعی برای جلوگیری از آلودگی (Real-Time analysis for pollution preventation)

• روش های آنالیز برای مانیتور و مشاهده تشکیل مواد سمی باید توسعه داده شوند تا پیشاپیش از تشکیل آنها جلوگیری شود.

12.جلوگیری از اتفاقات احتمالی (Inherently safer chemistry for accident preventation)

• مواد و فرمی از آنها که در فرآیند مورد استفاده قرار می گیرند باید به گونه ای انتخاب شوند تا خطرات احتمالی مانند نشت، انفجار و.. را به حداقل میزان ممکن برسانند.