Zelená chemie

Zelená chemie, nazývaná také udržitelná chemie nebo prasinochemie (z řeckého prasinos = zelený a chymie = chemie), je oblast chemie a chemického inženýrství zaměřená na navrhování produktů a procesů, které minimalizují nebo vylučují použití a tvorbu nebezpečných látek. Zatímco chemie životního prostředí se zaměřuje na účinky znečišťujících chemikálií na přírodu, zelená chemie se zaměřuje na celkový environmentální dopad chemie. Řeší i spotřebu energie a surovin, rizika pro pracovníky nebo pravděpodobnost nehod v chemických procesech a výrobách. Cílem zelené chemie je nalézat postupy, jak udělat chemickou praxi hospodárnější a bezpečnější.

Historie

Zelená chemie se formovala během dvacátého století v průmyslových zemích (především v USA a Evropě) v důsledku zhoršujícího se stavu životního prostředí a nutnosti hospodárnějšího využívání zdrojů. Její rozkvět nastal především v osmdesátých letech, kdy se v zemích OECD a obzvlášť ve Spojených státech měnila strategie ochrany životních prostředí - začal se klást důraz na prevenci vzniku odpadů a na inovace technologií tak, aby méně zatěžovaly životní prostředí. +more V tomto období vznikala řada iniciativ, které podporovaly spolupráci průmyslu, vládních orgánů a akademické sféry ve výzkumu udržitelnějších technologií a jejich zavádění do praxe. Roku 1999 vyšlo první číslo časopisu Green Chemistry, prvního vědeckého periodika zaměřeného na zelenou chemii.

Principy

V roce 1998 zveřejnili Paul Anastas a John Warner dvanáct principů, které definují zelenou chemii:

# Prevence. Předcházet vzniku odpadů je lepší než je zpracovávat a likvidovat. +more # Atomová ekonomie. Syntézy by se měly plánovat tak, aby konečný produkt obsahoval maximum atomů z výchozích látek. # Bezpečnější chemické syntézy. Syntetické metody by neměly využívat ani generovat látky, které škodí lidskému zdraví nebo životnímu prostředí. # Bezpečnější chemikálie. Výsledkem chemické výroby má být produkt, který splní očekávanou funkci a zároveň bude co nejméně toxický. # Bezpečnější rozpouštědla a činidla. Použití rozpouštědel a pomocných látek by se mělo co nejvíce omezit. Pokud jsou nutné, měly by být co nejbezpečnější. # Energetická účinnost. Procesy by měly být navrženy tak, aby spotřebovávaly co nejméně energie. # Využívání obnovitelných zdrojů. Suroviny by měly být z obnovitelných zdrojů, pokud to je technicky a ekonomicky možné. # Omezení derivátů. Kroky jako chránění/odchránění nebo dočasná derivatizace by se měly omezit na minimum, protože spotřebovávají další reaktanty a mohou produkovat odpady. # Katalýza. Katalyzátory jsou vhodnější než reaktanty ve stechiometrickém množství. # Degradovatelnost. Produkty by měly být navrženy tak, aby se nehromadily v životním prostředí. Po použití by se měly rozložit na neškodné látky. # Průběžná analýza jako prevence znečištění. Proces by měl být monitorován a řízen tak, aby nevznikaly nežádoucí vedlejší produkty. # Prevence nehod. Sloučeniny použité v procesu a jejich forma by měly být zvoleny tak, aby se minimalizovala rizika úniků, požárů a explozí.

Metriky

Chemické postupy lze typicky realizovat řadou způsobů, z nichž žádný nesplňuje principy zelené chemie úplně. Pro účely srovnávání je proto potřeba „zelenost“ nějak kvantifikovat. +more K tomu byla vytvořena řada metrik,ŠIMBERA, Jan. Aplikace přístupů Zelené chemie na vybrané syntézy pro chemický průmysl [online]. Brno, 2010 [cit. 2021-02-27]. Dostupné z: . Disertační práce. Masarykova univerzita, Přírodovědecká fakulta. Vedoucí práce Pavel Pazdera. jako například:.

* Atomová efektivita je poměr molekulové hmotnosti produktu k součtu molekulových hmotností všech reaktantů. Tato metrika je výhodná např. +more pro předběžné srovnávání různých syntetických postupů, protože nevyžaduje žádná experimentální data. Její nevýhodou je, že zanedbává výtěžky reakcí, toxicitu činidel a energetickou náročnost. * E-faktor (environmentální faktor) je poměr hmotnosti produktu vůči hmotnosti všech odpadů, které vznikly při jeho výrobě. Tato metrika umožňuje rychlé a jednoduché hodnocení materiálové efektivity, pokud jsou dostupná experimentální data. Zanedbává ale toxikologické a bezpečnostní aspekty. * Eko-škála je index pro zjištění efektivity a environmentální zátěže. Oproti výše zmíněným metrikám je komplexnější, zahrnuje např. i hodnocení toxicity a energetické náročnosti. Hodnocení podle eko-škály může nabývat hodnot mezi 0 a 100, kde 0 je naprosto nevyhovující postup a 100 je dokonale zelený postup. Počítá se tak, že se od stovky odečítají tzv. trestné body podle dané metodiky. Nevýhodou eko-škály je, že přiřazení některých trestných bodů je nejednoznačné a může být ovlivněno subjektivním vnímáním hodnotitele.

Odkazy

Reference

Kategorie:Chemie životního prostředí Kategorie:Chemické inženýrství Kategorie:Chemická syntéza