شیمی سبز: پیشگیری از آلودگی در سطح مولکولی
با این بخش از رضیم همراه باشید تا با شیمی سبز بیشتر آشنا شوید.
شیمی سبز چیست؟
اصطلاح شیمی سبز به طراحی محصولات و فرآیندهای شیمیایی اشاره دارد که به کاهش یا حذف تولید و استفاده از مواد خطرناک کمک می‌کند. این مفهوم بر پایه دوازده اصل است که به طراحی یا بازطراحی مولکول‌ها، مواد و تغییرات شیمیایی برای سالم‌تر کردن آنها برای انسان و محیط زیست می‌پردازد. اصول دوازده‌گانه شیمی سبز عبارتند از:
- پیشگیری از تولید محصولات غیرضروری
- اقتصاد اتم: افزایش بهره‌وری از اتم‌ها
- طراحی فرآیندهای شیمیایی کم‌آسیب‌تر
- طراحی مواد و محصولات شیمیایی سالم‌تر
- افزایش بازده انرژی
- استفاده از حلال‌ها و شرایط واکنشی سالم‌تر
- استفاده از مواد اولیه تجدیدپذیر
- پرهیز از مشتقات شیمیایی مضر
- استفاده از کاتالیزگرها
- طراحی محصولات برای تخریب‌پذیری
- تخمین زمان واقعی یک واکنش برای جلوگیری از آلودگی
- کاهش وقوع حوادث ناگوار
شیمی در پیشرفت زندگی بشر نقش مهمی داشته و جایگاه آن در اقتصاد، سیاست و زندگی روزمره روز به روز بیشتر می‌شود. با این حال، شیمی در این روند پیشرفت، آسیب‌هایی نیز به سلامت انسان و محیط زیست وارد کرده است. شیمیدان‌ها در طول سال‌ها بررسی، مواد طبیعی را که با سلامت انسان و محیط زیست سازگاری دارند، تهیه کرده‌اند، اما گاهی اوقات آنها را به موادی تبدیل می‌کنند که به سلامتی انسان و محیط زیست آسیب می‌زنند. همچنین، این مواد به سادگی به چرخه طبیعی برنمی‌گردند و سال‌ها به شکل زباله‌های مضر در طبیعت باقی می‌مانند.
ما بارها از مشکلات ناشی از مواد شیمیایی برای بدن انسان و محیط زیست شنیده و خوانده‌ایم. اما چه راه حلی وجود دارد؟ به نظر می‌رسد که در کنار روش‌های پیشگیرانه، که تا کنون آنطور که باید مؤثر نبوده‌اند، باید به روش‌های مؤثرتر دیگری فکر کنیم. یکی از این روش‌ها، تغییر در نحوه تولید مواد شیمیایی برای کاهش آسیب‌های آنها به انسان و محیط زیست است. امروزه این رویکرد جدید به عنوان شیمی سبز شناخته می‌شود، که شامل طراحی محصولات و فرآیندهای شیمیایی است که استفاده و تولید مواد خطرناک برای انسان و محیط زیست را کاهش یا حذف می‌کند.
اصول شیمی سبز
شیمی سبز که بیشتر به عنوان یک روش برای پیشگیری از آلودگی در سطح مولکولی شناخته می‌شود، بر پایه دوازده اصل است که طراحی یا بازطراحی مولکول‌ها، مواد و تغییرات شیمیایی را به سمت سالم‌تر کردن آنها برای انسان و محیط زیست هدایت می‌کند.
1. پیشگیری از تولید محصولات غیرضروری
یکی از اصول شیمی سبز پیشگیری از تولید محصولات غیرضروری است. توانایی شیمیدان‌ها در اصلاح فرآیندهای شیمیایی برای کاهش تولید محصولات مضر و غیرضروری، اولین قدم در پیشگیری از آلودگی است. با جلوگیری از تولید این محصولات، می‌توانیم آسیب‌های ناشی از ذخیره‌سازی، جابجایی و مدیریت آنها را کاهش دهیم.
2. اقتصاد اتم: افزایش بهره‌وری از اتم‌ها
یکی دیگر از اصول شیمی سبز، افزایش بهره‌وری از اتم‌ها است. اقتصاد اتم به این معنی است که باید بازده فرآیندهای شیمیایی را افزایش دهیم. یعنی طراحی تغییرات شیمیایی به شکلی باشد که بیشتر مواد اولیه در محصولات نهایی استفاده شود. انتخاب چنین فرآیندهایی، تأثیر مثبت بر بازده خواهد داشت و محصولات غیرضروری را کاهش می‌دهد.
3. طراحی فرآیندهای شیمیایی کم‌آسیب‌تر
از دیگر اصول شیمی سبز می‌توان به طراحی فرآیندهای شیمیایی اشاره کرد که آسیب کمتری به محیط زیست وارد می‌کنند.
“`html
شیمیدان‌ها باید سعی کنند روش‌های کم‌ضررتر را طراحی کنند. این یعنی موادی که استفاده یا تولید می‌شوند، باید برای انسان و محیط زیست زهرآگینی کمتری داشته باشند. معمولاً برای هر تغییر شیمیایی، گزینه‌های مختلفی از واکنش‌گرها وجود دارد که می‌توان یکی از آنها را انتخاب کرد.
شیمی, شیمی چیست, شیمی چیست؟, دانش شیمی,شیمی سبز,شیمی سبز چیست
4. طراحی مواد و محصولات شیمیایی سالم‌تر
محصولات شیمیایی باید طوری طراحی شوند که با وجود کاهش زهرآگینی، عملکرد مناسبی داشته باشند. محصولات جدید می‌توانند به شکلی باشند که هم سالم‌تر باشند و هم کارکرد خوبی داشته باشند.
5. استفاده از حلال‌ها و شرایط واکنشی سالم‌تر
باید حداقل ممکن از مواد کمک کننده مثل حلال‌ها و جداکننده‌ها استفاده کرد و زمانی که نیاز است، از نوع‌های کم‌خطر استفاده کنیم. دوری از جداسازی در جاهایی که می‌توانیم و کاهش استفاده از مواد کمکی، در کاهش تولید محصولات بی‌فایده کمک می‌کند.
6. افزایش بازده انرژی
افزایش بازده انرژی یکی از اصول شیمی سبز است. نیاز به انرژی در فرایندهای شیمیایی باید بررسی شود و به حداقل برسد. اگر ممکن باشد، روش‌های تولید و جداسازی باید طوری طراحی شوند که هزینه‌های مرتبط با دما و فشار بالا یا پایین به حداقل برسد.
7. استفاده از مواد اولیه تجدیدپذیر
تغییرات شیمیایی باید به گونه‌ای طراحی شوند که از مواد اولیه تجدیدپذیر استفاده کنند. محصولات کشاورزی یا مواد زائد از فرآیندهای دیگر، نمونه‌هایی از این مواد هستند. تا حد ممکن، از این مواد به جای مواد معدنی یا سوخت‌های فسیلی استفاده کنیم.
8. پرهیز از مشتق‌های شیمیایی
باید از مشتق گیری، مانند استفاده از گروه‌های مسدودکننده یا تغییرات شیمیایی و فیزیکی زودگذر، کاسته شود زیرا این مراحل نیاز به واکنش‌گرهای اضافی دارند که ممکن است محصولات بی‌فایده تولید کنند. روش‌های جایگزین می‌توانند نیاز به گروه‌های محافظ یا تغییر گروه‌های عاملی را کاهش دهند.
شیمیدان سبز کیست؟
شیمیدان‌هایی که در زمینه شیمی سبز کار می‌کنند، شیمیدان سبز نامیده می‌شوند. تولید صنعتی بیشتر محصولات بر اساس واکنش‌های شیمیایی است که برخی از این واکنش‌ها سمی و خطرناک‌اند. در دهه گذشته، برخی از شیمیدان‌ها توجه خود را به تولید محصولاتی بدون استفاده از مواد سمی و بدون ایجاد پسماند سمی معطوف کرده‌اند.
شیمی سبز یک نوع فناوری قدیمی نیست، بلکه بخشی از فناوری‌های جدید است که از کارایی بیشتری برخوردارند، هزینه کمتری دارند و به انرژی کمتری نیاز دارند. در کل فرایند تولید، از مواد خام تا محصول نهایی، آلودگی کمتری ایجاد می‌کنند. در واقع، انقلاب فناوری سبز همانند انقلاب صنعتی است. برخی از مزایای شیمی سبز عبارتند از:
- سلامت انسان
- هوا و آب سالم
- استفاده کمتر از مواد سمی و خطرناک
- نیاز کمتر به تجهیزات حفاظت فردی
- محصولات مصرفی ایمن‌تر
کوشش‌ها و دستاوردهای شیمی سبز
شیمیدان‌های شیمی سبز در تلاشند که فرایندهای شیمیایی سالم‌تر را جایگزین روش‌های کنونی کنند یا با استفاده از مواد اولیه سالم‌تر و انجام واکنش‌ها در شرایط ایمن‌تر، محصولات با کیفیت‌تری را به جامعه ارائه دهند. برخی از آنها سعی می‌کنند شیمی را به زیست‌شیمی نزدیک کنند، زیرا واکنش‌های زیست‌شیمیایی در طول میلیون‌ها سال اتفاق افتاده و نگرانی‌هایی برای انسان یا محیط زیست ایجاد نکرده‌اند. بسیاری از این واکنش‌ها تحت شرایط طبیعی و بدون نیاز به دما و فشار بالا انجام می‌شوند و محصولات آنها به راحتی به چرخه مواد برمی‌گردند و محصولات جانبی آنها برای موجودات زنده مفید است. الگوبرداری از این واکنش‌ها می‌تواند به کاهش چالش‌های بهداشتی و زیست‌محیطی کمک کند.
———————————————————————————————————-
گردآوری شده مجله اینترنتی رضیم
مرجان امینی
سایت رضیم
“`