Zielona chemia (ang. green chemistry) jest elementem zrównoważonego rozwoju, który zakłada zmniejszenie zagrożeń środowiska. Twórcą tej koncepcji w 1991 roku był Paul Anastas [Puchała Cz., 2013]. Zielona chemia ma za zadanie efektywnie wykorzystywać surowce (najlepiej odnawialne), eliminować tworzenie się odpadów i unikać stosowania toksycznych i niebezpiecznych odczynników do produkcji. Większość wytwarzanych produktów obejmuje jeden lub więcej procesów chemicznych. Poprzez praktykę tej teorii możemy stworzyć alternatywy dla niebezpiecznych substancji, używanych jako surowce, a także zaprojektować procesy, które redukują marnotrawstwo oraz zużywają mniejszą ilość energii. [Moses J.M., 2019].
Zasady zielonej chemii
Istnieje dwanaście zasad zielonej chemii, które zostały sformułowane przez Anastasa i Warnera:
- Zapobieganie wytwarzania odpadów,
- Ekonomia atomowa – metody syntetyczne powinny być tak zaprojektowane, aby zmaksymalizować włączenie wszystkich materiałów, użytych w procesie do finalnego produktu,
- Mniej niebezpieczne syntezy chemiczne,
- Bezpieczniejsze chemikalia,
- Bezpieczniejsze rozpuszczalniki i materiały pomocnicze,
- Wydajność energetyczna,
- Użycie surowców odnawialnych,
- Redukcja pochodnych,
- Kataliza – odczynniki katalityczne są lepsze od odczynników stechiometrycznych,
- Degradacja – produkty chemiczne powinny być zaprojektowane tak, aby na końcu ich działania, nie utrzymywały się w środowisku i degradowały do bezpiecznych produktów,
- Analityka w „czasie rzeczywistym”,
- Bezpieczniejsza chemia, zapobiegająca wypadkom [Paryjczak T. i inni, 2011],.
Jak i gdzie używa się zieloną chemię?
Dzięki dostosowaniu się do powyższych zasad wiele branż na świecie skutecznie obniża koszty związane z projektowaniem i wytwarzaniem produktów chemicznych. Oto możliwości wykorzystania zielonej chemii:
- Użycie tzw. „zielonych rozpuszczalników”, czyli cieczy jonowych. Ich produkcja oraz użycie generuje znikome ilości odpadów oraz mogą być one wielokrotnie używane. Jednocześnie w momencie ich wykorzystania, zmniejsza się ilość produktów ubocznych. Spowodowane jest to ich wydajnością i selektywnością w reakcjach w temperaturze pokojowej.
- Wykorzystywanie biomasy, np. ligninocelulozy, skrobi, olejów roślinnych, białek roślinnych i izoprenoidów jako surowców odnawialnych.
- Wykorzystanie alternatywnych dróg syntezy związków chemicznych. Przykładem jest synteza dodatku do żywności ɣ-dekalaktonu, którą prowadzi się w obecności drożdży Yarrowia lipolytica.
- Wyeliminowanie pestycydów na rzecz biopestycydów, np. insektycyd o nazwie spinosad [Puchała Cz., 2013].
- Użycie technik umożliwiające oznaczanie analitów bezpośrednio bez jej wstępnego przygotowania, np. metody elektrochemiczne, spektometria adsorpcji atomowej z termicznym wzbudzeniem próbki, spektometria emisji atomowej ze wzbudzeniem w indukowanej plazmie, techniki analizy powierzchni i inne.
Chociaż zielona chemia rozwinęła się już dwadzieścia lat temu, wciąż jest na wczesnym etapie. Promowanie zielonej chemii jest zadaniem długoterminowym, ale benefity, idące za tym są olbrzymie. Dlatego też naukowcy, inżynierowie i ekolodzy powinni współpracować, aby nagłośnić rozwój tej dziedziny [Moses J.M., 2019].
Źródła
Moses J. M., Green Chemistry: A tool to reducing waste and improving sustainability in chemical industry, „International Journal of Scientifiv Research in Computer Science, Engineering and Information Technology,” 2019, 4, s. 70-74.
Paryjczak T., Lewicki A., Szynkowska M. I., Zaborski M., Zielona chemia – ważny czynnik zrównoważonego rozwoju „Misja nauk chemicznych”, 2011, s. 457-491.
Puchała Cz., Zielona chemia i możliwości wykorzystania jej zasad, „Chemistry, Environment, Biotechnology”, 2013, XVI, s. 7-15.
