درباره علم شیمی سبز چیزی میدونی

شیمی سبز

همانطور که می دونید کوه ها، جنگل ها، مراتع، دریاها، رودخانه ها، تالاب ها و گونه های گیاهی و جانوری عناصر اصلی تشکیل دهنده محیط زیست هستند که هر کدوم به طریقی نقش مهم و موثری در فراهم آوردن شرایط مناسب برای پایدار ماندن حیات دارند. پس هر قدمی که برای حفظ بهره وری اصولی و حمایت از این منابع طبیعی برداشته بشه می تونه به سالم نگه داشتن و حفظ محیط زیست کمک کنه. از طرفی هر گونه استفاده غیراصولی و هر حرکتی که منجر به آلودگی، زیان رسوندن و یا از بین رفتن این منابع بشه باعث تخریب و وارد شدن صدمات جدی به محیط زیست میشه. این در حالیه که بشر همواره از طریق بهره برداری غیراصولی از منابع طبیعی و وارد کردن مواد زاید و سمی به طبیعت در نابودی و به خطر انداختن محیط زیست نقش مهمی داشته. در حقیقت تا چند دهه پیش حفاظت و استفاده اصولی از محیط زیست از طرف دولت ها و جوامع بشری مورد توجه جدی قرار نمی گرفت ولی بحران آلودگی محیط زیست جهانی به ویژه از نیمه دوم قرن بیستم باعث شد دانشمندان به این فکر بیفتند که اگه توسعه و حفاظت محیط زیست با یکدیگر همسو و سازگار نشن تداوم حیات و زندگی بر روی کره زمین برای نسل های آینده با مشکل مواجه میشه.

شیمی سبز

در این میان، دانش شیمی با اینکه از طریق ایجاد شغل، تولید محصولات ارزشمند از مواد اولیه، بهره برداری از منابع عظیم زیرزمینی و غیره نقش مهم و کلیدی در گسترش و بهبود حیات اجتماعی و اقتصادی جوامع بشری داشته، اما طی همین روند رشد خود از طریق وارد کردن مواد زاید و تجزیه ناپذیر به طبیعت، آسیب های چشمگیری هم به سلامت آدمی و محیط زیست وارد کرده.

شیمی سبز

بدون شک هر اندازه که بتونیم از تولید این مواد زاید و رها شدنشون در طبیعت جلوگیری کنیم نه تنها باعث بالا بردن ارزش علم شیمی شدیم بلکه با این کار، قدم موثری هم برای سلامت خود و محیط زیست برداشتیم.

علم شیمی سبز

امروزه از این نگرش جدید با عنوان شیمی سبز یاد میشه که عبارت است از: طراحی، توسعه و به کارگیری فرایندهای شیمیایی که استفاده و تولید مواد آسیب رسان به سلامت آدمی و محیط زیست رو کم میکنه و یا از بین می بره. نهضت علمی-صنعتی شیمی سبز برای اولین بار در سال ۱۹۹۰ در ایالت متحده امریکا با هدف به حداقل رسوندن آسیب های زیست محیطی در تهیه و تولید مواد شیمیایی مورد نیاز بشر شروع شد. در اون زمان یک شبکه جهانی از طرفداران محیط زیست به وجود اومد که برای شیمی سبز ۱۲ اصل مشخص کردند.

اصول دوازده گانه شیمی سبز

اصول دوازده گانه شیمی سبز عبارتند از:

استفاده از مواد زائد در شیمی سبز

  • ۱-بهتره در فرایندهای صنعتی بجای اینکه به فکر راهی برای از بین بردن مواد زائد باشیم، از اول از تولید اونها جلوگیری کنیم.

 

تمام واکنش دهنده ها به محصول تبدیل بشن و در طی فرایند هیچ گونه فراورده جانبی ایجاد نشه

  • ۲-روش های ساخت محصولات صنعتی باید به نحوی طراحی بشن که تمام واکنش دهنده ها به محصول تبدیل بشن و در طی فرایند هیچ گونه فراورده جانبی ایجاد نشه.

 

 

  • ۳-فرایندهای صنعتی طوری طراحی بشن که ضمن استفاده و تولید مواد غیر سمی، خطری را برای انسان و محیط زیست نداشته باشن.

 

  • ۴-محصولات جدید باید علاوه بر دارا بودن بیشترین کیفیت و کارآیی، کمترین میزان سمیت رو داشته باشن.

 

از مواد کمکی نظیر حلال ها، عوامل جدا کننده و غیره تا اونجایی که ممکنه استفاده نشه و در صورت اضطرار از گونه هایی مثل آب استفاده بشه که کمترین خطر رو دارن

  • ۵-از مواد کمکی نظیر حلال ها، عوامل جدا کننده و غیره تا اونجایی که ممکنه استفاده نشه و در صورت اضطرار از گونه هایی مثل آب استفاده بشه که کمترین خطر رو دارن.

 

در فرایندهای شیمیایی از مواد اولیه خاصی استفاده بشه که توانایی تولید مجدد در طبیعت رو داشته باشن.

  • ۶-انرژی مورد نیاز روش های ساخت و جداسازی متناسب با شرایط اقتصادی و محیطی فراهم بشه. همچنین، این فرایندها تا اونجا که ممکنه در دما و فشار معمولی انجام بشه.

8- از مشتق سازی های غیر ضروری فیزیکی و شیمیایی که باعث طولانی شدن زمان فرایند، تولید فراورده های بیهوده و کاهش بازده واکنش می شوند دوری بشه.

  • ۷-در فرایندهای شیمیایی از مواد اولیه خاصی استفاده بشه که توانایی تولید مجدد در طبیعت رو داشته باشن.

 

 

  • ۸- از مشتق سازی های غیر ضروری فیزیکی و شیمیایی که باعث طولانی شدن زمان فرایند، تولید فراورده های بیهوده و کاهش بازده واکنش می شوند دوری بشه.

 

  • ۹-از اونجایی که بکارگیری کاتالیزورها باعث کاهش زمان و دمای واکنش، افزایش سرعت واکنش، کاهش محصولات جانبی و افزایش انتخاب گری یک واکنش میشه، بهتره بجای واکنشگرهای استوکیومتری از واکنش های کاتالیزوری استفاده بشه.

محصولات حاصل از فرایندهای شیمیایی باید طوری باشن که پس از استفاده، محیط زیست رو تخریب نکنن و به راحتی بشه اونها رو به مواد بی ضرر تجزیه کرد.

  • ۱۰-محصولات حاصل از فرایندهای شیمیایی باید طوری باشن که پس از استفاده، محیط زیست رو تخریب نکنن و به راحتی بشه اونها رو به مواد بی ضرر تجزیه کرد.

زمان و شرایط انجام یک فرایند شیمیایی به طوری کنترل و مهندسی بشه که تولید مواد جانبی به حداقل ممکن کاهش پیدا کنه.

 

  • ۱۱-زمان و شرایط انجام یک فرایند شیمیایی به طوری کنترل و مهندسی بشه که تولید مواد جانبی به حداقل ممکن کاهش پیدا کنه.

از واکنشگرهایی استفاده بشه که کمترین احتمال رو برای ایجاد حوادثی مانند نشت، انفجار و آتش سوزی داشته باشن.

  • ۱۲-از واکنشگرهایی استفاده بشه که کمترین احتمال رو برای ایجاد حوادثی مانند نشت، انفجار و آتش سوزی داشته باشن.

 

در شکل زیر شمایی از اصول شیمی سبز آورده شده است.

شمایی از اصول شیمی سبز

 

حالا نزدیک بیست ساله که از تلاش جدی شیمیدانان برای عملی کردن اصول شیمی سبز می گذره که منجر به پیشرفت های ارزشمندی در این راستا شده. عمده تلاش های انجام شده رو میشه در ۳ محور زیر خلاصه کرد:

الف-استفاده از مواد اولیه جایگزین

این راهکار در صنایع ارزش بالایی داره. یکی از اقدامات انجام شده در این زمینه به کارگیری مواد زاید یک فرایند به عنوان ماده اولیه برای فرایند دیگه است. اقدام دیگر استفاده از منابع تجدیدپذیر طبیعی مثل گاز دی اکسید کربن برای ساختن بعضی از مواد صنعتی به جای استفاده از مواد حاصل از نفت خام است. واضحه که با این کار نه تنها استفاده از نفت خام کمتر میشه بلکه از انتشار بیش از حد گاز دی اکسیدکربن در جو که بسیاری مسایل بد محیطی رو به دنبال داره جلوگیری میشه. امروزه از دی اکسید کربن در ساختن بعضی از پلیمرها (مثل پلی کربنات ها) و اسیدفرمیک استفاده میشه.

 

جایگزین کردن حلال های آلی با حلال های بی ضرر و دوست دار محیط زیست

ب-جایگزین کردن حلال های آلی با حلال های بی ضرر و دوست دار محیط زیست

استفاده از حلال های آلی در فرایندهای صنعتی به دلیل فرار و سمی بودن، یکی از اصلی ترین منابع آلودگی های شیمیایی محسوب میشه به طوری که کنترل یا جایگزین کردن موثر اونها، میتونه باعث ایجاد پیشرفت های اساسی در مسائل زیست محیطی بشه. در حقیقت بهترین راه برای رهایی از مشکلات ناشی از حلال های آلی، حذف اونها از فرایندهای شیمیایی و جایگزین کردن اونها با حلالهای دوست دار محیط زیست است که امروزه توسط بعضی از صنایع رنگ سازی و پوششی در حال انجام است. از جمله اقدامات انجام شده در این زمینه انجام واکنش ها در شرایط بدون حلال است که در بیشتر موارد نسبت به روش های معمولی سرعت بالاتری دارند. علاوه بر این، از مهمترین سیستم های جایگزین میشه سیال های فوق بحرانی، مایعات یونی و آب رو نام برد. در این بین، مایعات یونی به دلیل امتیازات منحصر به فردی که نسبت به دیگر سیستم ها دارند مورد توجه ویژه ای قرار گرفتن به طوری که امروزه این ترکیبات در بسیاری از فرایندهای صنعتی کاربرد دارند.

 

جایگزین کردن روش های استوکیومتری صنعتی با روش های کاتالیزوری

ج-جایگزین کردن روش های استوکیومتری صنعتی با روش های کاتالیزوری

همان طور که در اصول شیمی سبز مشاهده شد، استفاده و جایگزین کردن سیستم های کاتالیزوری بجای روش های استوکیومتری در سنتز محصولات شیمیایی، نه تنها باعث بکارگیری واکنشگر در مقیاس کاتالیزوری میشه بلکه افزایش انتخاب گری و سرعت واکنش، کاهش تولید محصولات جانبی و در نتیجه صرفه جویی زمانی و اقتصادی بالایی را به همراه داره. بنابراین، یکی از پیشرفت های اساسی انجام شده در این زمینه بکارگیری موفق سیستم های کاتالیزوری در بیشتر فرایندهای صنعتی جهت ایجاد محصولات با خلوص بالاست. به عنوان مثال شرکت دارویی فایزر که بزرگترین تولید کننده دارو در جهانه با استفاده از اصول شیمی سبز و با بکارگیری سیستم های کاتالیزوری، روش تهیه جزء اصلی یکی از داروهای ضد افسردگی خودش رو بهبود داده.

نمودار چطور شروع شدن شیمی سبز

در واقع شیمی سبز به طور رسمی در سال ۱۹۹۰ در ایالت متحده با هدف جلوگیری از آلودگی از طریق طراحی فرآیندهای بهتر و حذف پسماندهای شیمیایی، استفاده از الگوهای اقتصادی بهتر و ممانعت از بهره-گیری مواد سمی و زیان آور تعریف شده و به عنوان جزء اصلی تکنولوژی جدیدی است که کارآیی بالایی داشته و به انرژی کمتری نیاز دارد و طی فرآیند استفاده از ماده ی اولیه تا محصول نهایی، آلودگی کمتری ایجاد کند. پس از معرفی اصول شیمی سبز، شیمیدانها همچنان در تلاش هستند تا واکنشها و فرآیندهای شیمی را  مطابق با اصول شیمی سبز به پیش ببرند.

 

علم شیمی سبز

مطالب مرتبط

۳ دیدگاه‌

  1. آذر ۱۹, ۱۳۹۶

    […] درباره علم شیمی سبز چیزی میدونی نوجوان شاد […]

  2. آذر ۲۱, ۱۳۹۶

    […] درباره علم شیمی سبز چیزی میدونی نوجوان شاد […]

  3. بهمن ۲۶, ۱۳۹۶

    […] زیست و پیشگیری از ایجاد آلاینده ها در محیط زیست اصولی به نام شیمی سبز که شامل ۱۲ اصل هست مورد توجه همگان قرار گرفته که هدف […]

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *