یکی از بنیادی ترین علومی که نقش بنيادي در پيشرفت تمدن آدمي داشته شيمي است که با گذشت زمان جايگاه آن در اقتصاد، سياست و زندگي، روز به روز پررنگ تر شده است. بدون شک ما هر اندازه كه بتوانيم از به كارگيري مواد شيميايي در زندگي خود پرهيز كنيم يا از رها شدن اينگونه مواد در طبيعت جلوگيري نمائیم، به سلامت خود و محيط زيست كمك كرده ايم. پس اینگونه به نظر می رسد که ما بایستی راهکارهایی برای این مساله اندیشه کنیم. اما می-توان مشاهده کرد که كه اين راهكارهاي پيش گيرانه، تا كنون تاثیر قابل توجهی از خود نشان نداده اند و بايد به روش های كارامدتري بيانديشيم؛ استفاده از مواد اولیه سالم و زیست تخریب پذیر در ساختن مواد شيميايي در راستاي كاهش آسيب هاي آن ها به محيط زيست و انسان ها يكي از اين راه ها است. امروزه اين رويكرد نوين به عنوان شيمي سبز شناخته می شود. شيمي سبز يک اصطلاح شيميایي است که به کارگیری روش هایی که استفاده يا توليد مواد خطرناک را کاهش می دهند يا از بین می برند را توصیف مي کند، و در صدد حفظ محیط زیست از آلودگی ها می باشد. همچنین، شيمي سبز، عنوان می دارد که هر محصول جديدی که با استفاده از روش هاي جديد توليد می شود بایستی متناسب با سه هدف اصلی و مهم باشند: محيط زيست پايدار، اقتصاد پايدار و جامعه پايدار [2]. اصطلاح شیمی سبز در رابطه با طراحی محصولات و فرآیندهای شیمیایی است که تولید و استفاده از مواد خطرناک را کاهش داده یا کاملا از بین می برد. این روش در ایالات متحده با تصویب قانون جلوگیری از آلودگی در سال 1990 آغاز شد. این قانون پایه گذار سیاست های دولتی ایالات متحده برای کاهش یا جلوگیری از آلودگی در منشاء آن، هر کجا که امکان پذیر باشد، بود. این قانون همچنین راهی برای اجرای اقداماتی فراتر از آن چه توسط برنامه های سازمان محافظت از محیط زیست ایالات متحده انجام می شود، و برنامه ریزی استراتژی های خلاقانه برای محافظت از سلامتی انسان ها و محیط زیست فراهم کرد. طبق این قانون، کاهش آلودگی در منشاء اساسا متفاوت و مطلوب تر از مدیریت زباله و کنترل آلودگی است. پس از تصویب این قانون، اداره جلوگیری از آلودگی و مواد سمی آژانس محافظت از محیط زیست ایده ایجاد یا بهبود محصولات و فرآیندهای شیمیایی جهت کاهش خطرات آنها را در دست بررسی قرار داد. در سال 1991، اداره جلوگیری از آلودگی یک برنامه آزمایشی را آغاز کرد. طبق این برنامه، برای اولین بار، کمک مالی به پروژه های تحقیقاتی مربوط به جلوگیری از آلودگی در تولید مصنوعات شیمیایی عرضه شد. از آن زمان تا کنون، برنامه شیمی سبز سازمان محافظت از محیط زیست با دانشگاه ها، صنایع، دیگر آژانس های دولتی، و سازمان های غیر دولتی همکاری نزدیکی برای جلوگیری از آلودگی از طریق اجرای شیمی سبز ایجاد کرده است. طرز کار شیمی سبز کارخانجات شیمیایی محل تولید مواد ارزشمند بسیار زیادی هستند. این مواد شامل آنتی بیوتیک ها و داروهای دیگر، مواد پلاستیکی، بنزین و مواد سوختی دیگر، مواد کشاورزی شیمیایی مانند کودها و سم های شیمیایی، پارچه های نایلونی، ابریشم مصنوعی و پلی استرها می باشد. این تولیدات با ارزش هستند ولی برخی از مواد و فرآیندهای شیمیایی ای که برای ساخت آنها استفاده می شود به محیط زیست و سلامت انسان ها صدمه می زند. هدف شیمی سبز این است که آلودگی را از طریق جلوگیری از ایجاد آن، در وهله اول، کاهش دهد. طبق اصول این رشته، در طراحی یک واکنش شیمیایی، شیمیدان ها پیش از استفاده از یک ماده شیمیایی یا تولید محصولات مرتبط با آن توجه زیادی به دانشی که در مورد خطرات احتمالی یک ماده شیمیایی برای سلامتی انسان و محیط زیست داریم، می کنند. به بیان دیگر، آنها خطری را که یکی از خواص ماده ایجاد می کند، که می بایست علاوه بر دیگر خواص شیمیایی و فیزیکی ماده مورد توجه قرار گیرد، را مورد بررسی قرار می دهند، و موادی را انتخاب می کنند که این خطر را به حداقل رساند.
• مبانی شیمی سبز
درتوسعه فناوری هاي شیمیایی سبز، ملاحظه و عمل به دوازده اصل که به عنوان اصول اساسی دراین زمینه مورد اشاره قرار گرفته اند، مدنظر قرار می گیرد. این اصول اولین بار در در سال 1999 میلادی توسط دکتر آناستاز مطرح گردید و در سال های بعد از آن نیز توسط محققین مورد استناد قرار گرفت. اصول مطرح شده به شرح ذیل است:
1. پيشگيري از توليد فراورده هاي بيهوده؛ بهتر است كه از ساخت و توليد زباله و پسماندهاي سمي جلوگيري شود نه اين كه پس از توليد کردن به فكر ضرر پسماندهاي سمي و يا پاك كردن محيط از آن ها شد.
2. اقتصاد دائم، افزايش بهره وري از اتم؛ اقتصاد دایم به اين مفهوم است كه بهره واكنش هاي شيميايي را افزايش دهيم، يعني طراحي واكنش هاي شيميايي به شيوه اي باشد كه فراورده هاي نهايي بيشتري بدست آيد (با كاهش ميزان توليد فراورده هاي بيهوده و مازاد، بهره واكنش ها را افزايش دهيم).
3. طراحي فرايندهاي شيميايي كم آسيب تر؛ شيميدان ها بايد روشی مناسب برای تولید مواد طراحي كنند كه ضرر كمتري براي آدمي و محيط زيست داشته باشد. براي انجام يك واكنش شيميايي مواد اوليه گوناگوني وجود دارد كه از ميان آن ها مي توان مناسب ترين را برگزيد.
4. طراحي مواد و فراورده هاي شيمايي سالم تر؛ فراورده هاي شيميايي بايد به گونه اي طراحي شوند كه با وجود كاهش خطر سميت، كار خود را به خوبي انجام دهند. فراورده هاي جديد را
مي توان به گونه اي طراحي كرد كه سالم تر باشند و در همان حال، كار در نظر گرفته شده براي
آن ها را به خوبي انجام دهند.
5. بهره گيري از حلال ها و شرايط واكنشي سالم تر؛ بهره گيري از مواد كمكي (مانند حلال ها و عامل هاي جدا كننده) تا جايي كه امكان دارد به كمترين اندازه برسد و زماني كه به كار مي روند از گونه هاي کم خطرتر باشند.
6. افزايش بهره انرژي؛ انرژي مصرفی در فرآیندهاي شیمیایی با توجه به اثر آن بر محیط زیست و اقتصاد فرآیند، بایستی به حداقل برسد. درصورت امکان فرایندهاي شیمیایی بایستی در دما و فشار محیط صورت گیرند.
7. بهره گيري از مواد اوليه قابل بازیافت؛ واكنش هاي شيميايي بايد به گونه اي طراحي شوند تا از مواد اوليه اي كه قابليت بازگرداني دارند بهره بگيريم.
8. پرهيز از مشتق هاي شيميايي؛ مشتق گرفتن مانند بهره گيري از گروه هاي محدودكننده يا تغييرهاي شيميايي و فيزيكي گذرا بايد كاهش يابد، زيرا چنين مرحله هايي به واكنش گرهاي اضافي نياز دارند كه مي توانند فراورده هاي بيهوده توليد كنند.
9. بهره گيري از كاتاليزگرها؛ كاتاليزگرها گزينشي بودن يك واكنش و ميزان تبديل شدن واكنش گرها به فراورده هاي نهايي را افزايش و دماي مورد نياز و واكنش هاي جانبي را كاهش مي دهند.
10. طراحي براي تخريب پذير بودن محصولات؛ فراورده هاي شيميايي بايد به گونه اي طراحي شوند كه در پايان محصولات به صورتي باشند كه در طبيعت تخريب پذير باشند و هر چه سريع تر تجزيه شوند.
11. تخمين زمان واقعي يك واكنش براي پيشگيري از آلودگي؛ بسيار اهميت دارد كه پيشرفت يك واكنش را همواره پيگيري كنيم تا بدانيم چه هنگام واكنش كامل مي شود زيرا پس از كامل شدن يك واكنش شيميايي فراورده هاي ناخواسته جانبي توليد مي شوند.
12. كاهش احتمالي رويدادهاي ناگوار؛ يك راه براي كاهش احتمال رويدادهاي شيميايي ناخواسته بهره گيري از واكنش گرها و حلال هايي است كه احتمال انفجار، آتش سوزي و رها شدن ناخواسته ي مواد شيميايي را كاهش مي دهند. آسيب هاي مرتبط با اين رويدادها را مي توان با تغيير دادن حالت (جامد، مايع، گاز) يا تركيب واكنش گرها كاهش داد .
• دستاوردهاي شيمي سبز
شيميدان هاي سبز در پي آن هستند كه فرایندهاي شيميايي سالم تري را جايگزين كنند يا با جايگزين كردن مواد اوليه ي سالم تر و انجام دادن واكنش ها در شرايط ايمن تر، فراورده هاي
سالم تري را به جامعه هديه دهند. برخي از آن ها مي كوشند شيمي را به زيست شيمي نزديك كنند، چرا كه واكنش هاي زيست شيميايي طي ميليون ها سال رخ داده اند و براي آدمي محيط زيست چالش هاي نگران كننده اي بوجود نياورده اند. بسياري از اين واكنش ها در شرايط طبيعي رخ مي دهند و به دما و فشار بالا نياز ندارند. فراورده هاي آن ها نيز به آساني به چرخه ي مواد باز مي گردند و فراورده هاي جانبي آن ها براي جانداران سودمند است. الگوبرداري از اين واكنش ها مي تواند چالش هاي بهداشتي و زيست محيطي كنوني را كاهش دهد. گروه ديگري از شيميدان هاي سبز مي كوشند بهره وري اتمي را افزايش دهند. طي يك واكنش شيميايي شماري از اتم ها، آغازگر واكنش هستند و در پايان بيشتر واكنش ها با فراورده هايي روبه رو هستيم كه شمار اتم هاي آن از شمار همه ي اتم هاي آغازين بسيار كمتر است. بي گمان آن اتم ها نابود نشده-اند، بلكه در ساختمان فراورده هاي بيهوده و اغلب آسيب رسان به طبيعت رها مي شوند و سلامت آدمي و ديگر جانداران را به چالش مي كشند. هر چه بتوانيم اتم هاي بيشتري در فراورده ها بگنجانيم، هم به سلامت خود و محيط زيست كمك كرده-ايم و هم از هدر رفتن اتم هايي كه به عنوان مواد اوليه براي آن ها هزینه كرده ايم جلوگيري مي كنيم. باز طراحي واكنش-هاي شيميايي نيز راه كار سودمند ديگري براي پيشگيري از پيامدهاي ناگوار مواد شيميايي است. در اين باز طراحي ها از مواد آغازگر سالم تر بهره مي گيرند يا روندهايي را طراحي مي كنند كه با واكنش هاي مرحله اي كمتر به فراورده برسند. همچنين روندهايي را طراحي مي كنند كه به مواد كمكي كمتر، به ويژه حلال هاي شيميايي، نياز دارند. نمونه هايي از دستاوردهاي شيميدان هاي سبز به شرح زير مي باشد :
1. سوخت هاي جايگزين سوخت هاي فسيلي
2. تهيه پلاستيك هاي سبز و تجزيه پذير
3. باز طراحي واكنش هاي شيميايي
4. چند سازه هاي زيستي
باز طراحي و روندهاي شيميايي فرصت هاي تازه و بيشماري براي شيميدان ها بوجود آورده است و هر شيميداني مي تواند به طراحي هر يك از واكنش هاي شناخته شده در راستاي سالم كردن و كاهش هزينه ها و افزايش كارامدي و بهره بپردازد. از اين رو به نظر مي رسد فرصت هايي كه براي شيميدان ها طي تاريخ دراز و كهن اين دانش فراهم شده، اكنون بار ديگر براي شيميدان هاي امروزي فراهم شده است تا با ويرايش آنچه آنان در تاريخ شيمي به يادگار گذاشته اند، يادگارهاي سالم تري براي آيندگان بر جاي گذارند .

• M. Misono, J. Indust. Engin. Chem., 2004, 10, 1126.
• M. Lancaster, J. Clark, and D. Macquarrie, Handbook of Green Chemistry and Technology, 2002, Blackwell Publishing Abingdon, UK.
• P. Licence, J. Ke, M. Sokolova, S. K. Ross and M. Poliakoff, Green Chem., 2003, 5, 99.
• Jones, Chem. Aust., 2005, 72, 4.

پاسخی بگذارید

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