Зялёная хімія, таксама вядомая як устойлівая хімія, — гэта падыход у хіміі, які сканцэнтраваны на распрацоўцы хімічных прадуктаў і працэсаў, якія скарачаюць або ліквідуюць выкарыстанне і ўтварэнне небяспечных рэчываў. Галоўная мэта зялёнай хіміі — стварэнне больш экалагічна чыстых, эфектыўных і ўстойлівых працэсаў. Гэтыя прынцыпы маюць вырашальнае значэнне для падтрымкі намаганняў па ахове навакольнага асяроддзя і вырашэння глабальных праблем, звязаных з забруджваннем, змяненнем клімату і дэфіцытам прыродных рэсурсаў.
Гісторыя і асноўныя паняцці зялёнай хіміі
Зялёная хімія пачала развівацца ў пачатку 1990-х гадоў у адказ на ўзрастаючую ўсведамленасць негатыўнага ўплыву хімічнай прамысловасці на навакольнае асяроддзе і здароўе чалавека. Дзве ключавыя фігуры ў развіцці зялёнай хіміі — Пол Анастас і Джон Уорнер, якія ў 1998 годзе сфармулявалі 12 прынцыпаў зялёнай хіміі ў сваёй кнізе « Зялёная хімія: тэорыя і практыка» . Гэтыя прынцыпы даюць рэкамендацыі па распрацоўцы больш бяспечных і экалагічна чыстых хімічных працэсаў і прадуктаў.
12 прынцыпаў зялёнай хіміі
- Прадухіленне адходаўПершы прынцып падкрэслівае важнасць прадухілення ўтварэння адходаў, а не кіравання імі пасля іх утварэння. Таму распрацоўка хімічных працэсаў павінна імкнуцца да мінімізацыі адходаў з самага пачатку.
- Атамная эканомікаПрыярытэзнае эфектыўнае выкарыстанне рэагентаў, каб большасць або ўсе атамы рэагентаў маглі стаць часткай канчатковага прадукту. Гэта памяншае колькасць адходаў матэрыялу.
- Менш небяспечны сінтэзВыкарыстанне метадаў сінтэзу, якія дазваляюць вырабляць прадукты з малой колькасцю або зусім без шкодных рэчываў, як для чалавека, так і для навакольнага асяроддзя.
- Больш бяспечны хімічны дызайнРаспрацоўка хімічных рэчываў, якія выконваюць патрэбную функцыю, але маюць мінімальную таксічнасць.
- Больш бяспечныя растваральнікі і ўмовы рэакцыіПазбягайце выкарыстання небяспечных растваральнікаў і ўмоў рэакцыі. Па магчымасці хімічныя працэсы варта праводзіць без растваральнікаў або з выкарыстаннем бяспечных, экалагічна чыстых растваральнікаў.
- Дызайн для энергаэфектыўнасціАптымізацыя выкарыстання энергіі ў хімічных працэсах, напрыклад, шляхам правядзення рэакцый пры пакаёвай тэмпературы і ціску, калі гэта магчыма.
- Выкарыстанне аднаўляльных рэсурсаўАддаваць перавагу сыравіне, атрыманай з аднаўляльных рэсурсаў, а не неаднаўляльным.
- Скарачэнне вытворныхМінімізуйце выкарыстанне дадатковых матэрыялаў, такіх як ахоўныя рэчывы, мадыфікатары або непатрэбныя рэагенты, якія могуць прывесці да ўтварэння дадатковых адходаў.
- КаталізВыкарыстанне каталізатараў для павышэння эфектыўнасці хімічных рэакцый, тым самым зніжаючы патрэбу ў энергіі і сыравіне.
- Дызайн для бяспечнага раскладанняРаспрацоўка прадуктаў, якія могуць раскладацца на бясшкодныя рэчывы пры канчатковай утылізацыі ў навакольнае асяроддзе.
- Аналіз у рэжыме рэальнага часу для прадухілення забруджванняРаспрацоўка метадаў маніторынгу і кантролю хімічных працэсаў у рэжыме рэальнага часу для прадухілення ўтварэння небяспечных пабочных прадуктаў.
- Больш бяспечная хімія для чалавека і навакольнага асяроддзяВыбірайце матэрыялы і працэсы, якія мінімізуюць патэнцыйную небяспеку для людзей і навакольнага асяроддзя.
Укараненне зялёнай хіміі ў прамысловасці
Укараненне прынцыпаў зялёнай хіміі ў хімічнай прамысловасці можа даць розныя перавагі, такія як зніжэнне выдаткаў на вытворчасць, павышэнне эфектыўнасці і мінімізацыя ўздзеяння на навакольнае асяроддзе. Некаторыя прыклады ўкаранення зялёнай хіміі ў прамысловасці ўключаюць:
- Выкарыстанне экалагічна чыстых растваральнікаўМногія хімічныя прадпрыемствы пераходзяць ад выкарыстання небяспечных арганічных растваральнікаў да больш бяспечных, такіх як вада або біярастваральнікі. Напрыклад, фармацэўтычная прамысловасць цяпер укараняе звышкрытычную тэхналогію CO2, якая можа замяніць арганічныя растваральнікі ў працэсах экстракцыі.
- Хімічны сінтэз на аснове біямасыВыкарыстанне аднаўляльнай сыравіны, такой як біямаса, для вытворчасці хімічных рэчываў становіцца ўсё больш распаўсюджаным. Прыкладам можа служыць вытворчасць малочнай кіслаты ў выніку ферментацыі цукроў расліннага паходжання, якая можа быць выкарыстана ў якасці сыравіны для біяраскладальных пластмас.
- Каталітычны працэсВыкарыстанне каталізатараў у хімічных рэакцыях для павышэння эфектыўнасці і скарачэння адходаў. Вядомым прыкладам з'яўляецца працэс Габера-Боша для вытворчасці аміяку, у якім выкарыстоўваюцца каталізатары для павышэння эфектыўнасці рэакцыі азоту і вадароду.
Праблемы і магчымасці
Нягледзячы на шматлікія перавагі канцэпцыі «зялёнай» хіміі, яе рэальнае ўкараненне ўсё яшчэ сутыкаецца з рознымі праблемамі. Адной з асноўных праблем з'яўляюцца высокія пачатковыя выдаткі на даследаванні і распрацоўку новых экалагічна чыстых тэхналогій. Акрамя таго, супраціў зменам у існуючых галінах прамысловасці таксама з'яўляецца перашкодай.
Аднак існуе шмат магчымасцей для будучага развіцця зялёнай хіміі. Павышэнне дасведчанасці грамадскасці і строгія дзяржаўныя правілы адносна экалагічных праблем з'яўляюцца ключавымі рухаючымі фактарамі для кампаній, якія ўкараняюць практыкі зялёнай хіміі. Акрамя таго, інавацыі і супрацоўніцтва паміж навуковымі коламі, прамысловасцю і ўрадам могуць паскорыць укараненне зялёных тэхналогій.
Выснова
Зялёная хімія адыгрывае вырашальную ролю ў намаганнях па ахове навакольнага асяроддзя, кіруючы распрацоўкай больш бяспечных, эфектыўных і больш устойлівых хімічных прадуктаў і працэсаў. Рэалізуючы 12 прынцыпаў зялёнай хіміі, хімічная прамысловасць можа паменшыць негатыўны ўплыў на навакольнае асяроддзе і здароўе чалавека, адначасова павышаючы эфектыўнасць і зніжаючы вытворчыя выдаткі. Нягледзячы на тое, што хімічная прамысловасць усё яшчэ сутыкаецца з рознымі праблемамі, магчымасці для распрацоўкі і ўкаранення зялёнай хіміі працягваюць расці з ростам дасведчанасці і падтрымкі з боку розных бакоў. Дзякуючы агульным абавязацельствам зялёная хімія можа стаць асновай для ўстойлівага і экалагічна чыстага прамысловага развіцця.
