כימיה ירוקה

מתוך אקו-ויקי, מקום מפגש בנושאי אקולוגיה, חברה וכלכלה.
קפיצה אל: ניווט, חיפוש

כימיה ירוקה (Green chemistry) היא פילוסופיה בכימיה שמעודדת את העיצוב של מוצרים ותהליכים שמקטינים או מבטלים את השימוש והייצור של חומרים מסוכנים ורעילים. בעוד שכימיה סביבתית היא הכימיה של הסביבה הטבעית, שכוללת גם את כימיקלים רעילים המצויים בטבע, כימיה ירוקה מנסה להקטין ולבטל את הזיהום במקור שלו. בשנות ה-1990 נחקק חוק מניעת הזיהום (Pollution Prevention Act) בארצות הברית, חוק זה סייע לפתח דרכי פעולה לטיפול בזיהום במקור בדרכים מקוריות.

עקרונות

פול אנסטס (Paul Anastas) שהיה בעבר בסוכנות להגנת הסביבה של ארצות הברית, וג'ון סי. וורנר (John C. Warner) פיתחו 12 עקרונות של כימיה ירוקה. [1] שיכולים להסביר מה ההגדרה אומרת בפועל. העקרונות מכסים מושגים כמו:

  • עיצוב של תהליכים כך שימקסמו את אחוז חומר הגלם שמגיע בסופו של דבר למוצר.
  • השימוש בחומרים בטוחים, כולל חומרים מסיסים, מתי שהדבר אפשרי.
  • עיצוב של תהליכים יעילים מבחינה אנרגטית.
  • הצורה הטובה ביותר של הפטרות מפסולת: לא ליצור אותה מלכתחילה.

12 העקרונות הם:

  1. מנעו פסולת: עצבו סינתזה כימית שתמנע פסולת, באופן שימנע צורך בניקוי פסולת.
  2. עצבו מוצרים וכימיקלים (חומרים כימיים מלאכותיים) בטוחים יותר: עצבו תוצרים כימיים כדי שיהיו אפקטיביים אבל בעלי רעילות נמוכה או ללא רעילות.
  3. עיצוב של סינתזות כימיות פחות מסוכנות: עצבו סינתזות כימיות שישתמשו וייצרו תוצרים עם מעט או ללא רעילות לאדם או לסביבה.
  4. השתמשו בחומרי גלם מתחדשים: שימוש בחומרי גלם מתחדשים ולא בכאלה מתכלים. מקורם של חומרי גלם מתחדשים מקורם הוא לרוב בתוצרי חקלאות או בפסולות של תהליכים אחרים; חומרי גלם מתכלים מקורם בדלק מחצבי כמו נפט, גז טבעי, או פחם, או חומרים גלם שנכרים ממכרות.
  5. השתמשו בקטליזטורים ולא במגיבים סטויכיומטרים: הקטנת הפסולת על ידי שימוש בראקציות קטליטיות. השימוש בקטליזטורים הוא בכמויות קטנות וניתן להשתמש בהן לסוג תגובה מסויים מספר רב של פעמים. הם עדיפים על פני מגיבים סטויכיומטרים, שמשתמשים בהם בכמות גדולה ועובדים רק פעם אחת.
  6. המנעו מנגזרות כימיקליות: המנעו משימוש בקבוצות חוסמות או מגינות או מכל שינוי זמני אחר. נגזרות משתמשות במגיבים נוספים ויוצרות פסולת.
  7. מקסמו את היעילות האטומית (atom economy): עצבו סינתזות כך שהתוצר הסופי מכיל את מקסימום הפרופורציות של החומרים התחיליים. צריכים להיות מעט, אם בכלל אטומים מבוזבזים.
  8. השתמשו בממיסים ובראקציות בטוחות יותר: המנעו משימוש בממיסים, סוכני הפרדה, או שאר כימיקלי שירות. אם כימיקלים אלה הם חיוניים, השתמשו בכימיקלים בלתי מזיקים. אם ממס הוא הכרחי, מים הם מדיום טוב כמו גם כמה ממיסים ידידותיים לסביבה שלא תורמים לזיהום האוויר או פוגעים בשכבת האוזון.
  9. הגדילו את היעילות האנרגטית: עצבו תגובות כימיות בטמפרטורת החדר ובלחץ אטמוספרי מתי שדבר זה הוא אפשרי.
  10. עצבו כימיקלים ומוצרים שיתפרקו לאחר השימוש. עצבו מוצרים שיתפרקו לחומרים בלתי מזיקים לאחר השימוש כך שהם לא יצטברו בסביבה.
  11. בצעו אנליזה בזמן אמת כדי למנוע זיהום: הכלילו ניטור ובקרה בזמן אמת בתוך התהליך כדי להקטין או למנוע את היצירה של תוצרי לוואי לא רצויים.
  12. מזערו את הפוטנציאל לתאונות: עצבו כימיקלים ואת מצבי הצבירה שלהם (מוצק, נוזל או גז) כך שיקטינו למינימום את הפוטנציאל לתאונות כימיקליות כולל פיצוצים, שריפות, ופליטות לאטמוספירה.

הפרס הנשיאותי "אתגר הכימי הירוקה"

הפרס הנשיאותי "אתגר הכימי הירוקה" (The Presidential Green Chemistry Challenge Awards) החל בשנת 1995 במאמץ לתמרץ מחקרים ויוזמות בתחום ובנסיון להביא לפרסום של אנשים ועסקים שתרמו לחידושים בתחום. בדרך כלל ניתנים 5 פרסים בכל שנה, אחד לכל קטגוריה: אקדמיה, עסקים קטנים, דרכים לסינתזה ירוקה יותר, תנאי ראקציה ירוקים יותר, ועיצוב של כימיקלים ירוקים יותר. המועמדויות מתקבלות שנה קודם לכן, ומוערכות על ידי פנל כימאים עצמאי שמזומן על ידי האגודה האמריקאית לכימיה. עד שנת 2006, 57 טכנולוגיות זיכו את מפתחיהן בפרס, והוגשו למעלה מ-1000 מועמדויות.[1]

בשנת 2006 לדוגמה, פרופסור Galen J. Suppes מאוניברסיטת מיסורי -קולומביה, קיבל את הפרס האקדמי על פיתוח שיטה להמרת פסולת גליצרין (glycerin) שהתקבלה כחומר לוואי מהפקת ביו דיזל לפרופילן גליקול (propylene glycol). הוא השתמש בקטליזטור של נחושת-כרומי, כדי לאפשר להוריד את הטמפרטורה הנחוצה להמרה וכן להעלות את העילות של התגובה. פרופילן גליקול שנוצר באופן זה הינו זול מספיק כדי להחליף את החומר הרעיל יותר אתלין גליקול (ethylene glycol) שהינו המרכיב העיקרי בחומרים מונעי קפאון למכוניות.

בישראל

ב-6-7.6.07 התקיים באוניברסיטת תל אביב, כנס כימיה ירוקה [2] בכנס השתתפו בין היתר:

  • Prof. Peter Sundin, Uppsala University, Sweden
  • Terry Collins, Carnegie-Mellon University, USA
  • Dr. David Henton, NatureWorks LLC, USA
  • Prof. Yoel Sasson, the Hebrew University of Jerusalem, Israel

ראו גם

קישורים חיצוניים

הערות שוליים

  1. ^ The 12 Principles of Green Chemistry United States Environmental Protection Agency
אקולוגיה תעשייתית

כלים: מודל מבוסס סוכנים · ניתוח תשומה-תפוקה · ניתוח מחזור חיים · טביעת רגל אקולוגית · מטבוליזם תעשייתי · מטריצת MET

מושגים: מעריסה לעריסה · יעילות אקולוגית · Rebound Effect · אקסרגיה · עקרון המזהם משלם · עקרון הזהירות המקדימה

תחומי מחקר קרובים: כימיה ירוקה · כלכלה אקולוגית · כלכלה סביבתית · עיצוב מקיים

קיימות

תחומי מחקר ויישום: אקולוגיה - תרבות מקיימת - כלכלה בת קיימא - כלכלה אקולוגית - חקלאות בת קיימא - פרמקלצ'ר - אנרגיה מתחדשת - עיצוב מקיים - כימיה ירוקה - אקולוגיה תעשייתית - אקולוגיה עירונית - תחבורה בת קיימא - עירוניות מתחדשת - בנייה ירוקה - תעשייה בת קיימא - ייצוב אוכלוסין

The Earth seen from Apollo 17.jpg

מושגים: השפעות סביבתיות - אקסרגיה - I=PAT - מחזור ביוגאוכימי - התפוצצות אוכלוסין - גבולות מקיימים לתפוקת חומר ואנרגיה - משאבים מתכלים - טביעת רגל אקולוגית - מערכת אקולוגית - שיא תפוקת הנפט - עקרון הזהירות המונעת - הכחדה המונית - זיהום - התחממות עולמית - בליית קרקע - דייג יתר - עמידות - סביבתנות - כלכלת מצב יציב

ספרים וסרטים: גבולות לצמיחה - התמוטטות - אנרגיה בת קיימא - ללא האוויר החם - מעריסה לעריסה - קורס בהתרסקות - סיפורם של הדברים - האיש שנטע עצים