Grønn kjemi er kjemisk virksomhet som anses som miljøvennlig og bærekraftig. Hovedfokuset for grønn kjemi er å hindre utslipp av stoffer som er skadelige for mennesker eller natur, gjennom hele livsløpet til et kjemisk produkt.
bærekraftig kjemi
Må ikke forveksles med miljøkjemi.
Grønn kjemi kan oppsummeres i tolv grunnprinsipper. Disse ble utarbeidet av kjemikerne Paul Anastas og John Warner i 1998.
1. Unngå avfall. Istedenfor å fjerne avfall etter at det er blitt dannet, bør det heller brukes syntesemetoder som ikke produserer unyttige biprodukt. Et eksempel er utskiftningen av klorin (NaOCl) med hydrogenperoksid (H2O2) i syntese av hydrazin. Ved bruk av hydrogenperoksid dannes ikke salt som et avfallsstoff fra syntesen.
Reaksjonslikning som viser syntese av hydrazin med klorin: \(\ce{NaOCl + 2NH_3 -> N_2H4 + NaCl + H_2O}\)
Reaksjonslikning som viser syntese av hydrazin med hydrogenperoksid: \(\ce{H_2O_2 + 2NH_3 -> N_2H4 + H_2O}\)
2. Maksimere atomøkonomien. Det er et mål at flest mulig atomer i utgangsstoffet i en kjemisk reaksjon, kalt reaktant, skal inngå i produkter. På denne måten reduseres avfallet og utbyttet økes. Økt utbytte gjør at forbruket av reaktanter reduseres. En vanlig måte å maksimere atomøkonomien på, er å ekstrahere reaktanter som ikke har reagert og benytte disse som nytt råstoff. En slik syklisk prosess hindrer at nyttige reaktanter forsvinner som avfall.
3. Tryggere syntesemetoder. Mange vanlige syntesemetoder bruker kjemiske stoffer som kan skade mennesker eller natur om de kommer på avveie. Et eksempel er det kreftfremkallende oksidasjonsmiddelet kromsyre, som kan erstattes med blant annet kaliumpermanganat.
4. Utvikle tryggere produkt. I mange tilfeller kan to produkter ha omtrent samme funksjonelle egenskaper, men ellers være svært ulike. For eksempel egner både syklopentan og klorfluorkarboner seg som kjølemedium i blant annet kjøleskap, men klorfluorkarboner er også svært skadelige for ozonlaget.
5. Bruke tryggere hjelpestoffer. Mange kjemiske prosesser trenger hjelpestoffer som løsemidler, stabilisatorer eller flokkuleringsmidler. Ved å unngå eller redusere bruken av hjelpestoffer, vil man kunne redusere avfall og energibehov til oppvarming og transport. Der slike midler er helt nødvendige bør trygge alternativer benyttes. For eksempel er ofte biologiske løsemidler, som etyllaktat, mer miljøvennlige og mindre giftige enn petrokjemiske løsemidler.
6. Øke energieffektiviteten. Benytte katalysatorer som gjør at reaksjoner kan utføres ved lavere temperatur og trykk, noe som i sin tur reduserer energibehovet. I bioreaktorer kan man for eksempel bruke mikroorganismer med spesialiserte enzymer til å katalysere reaksjoner ved lav temperatur. Det meste av verdens etanol-produksjon foregår ved fermentering, hvor gjærceller utfører selve syntesen.
7. Bruke fornybart råstoff. For at produksjonen skal være bærekraftig må råstoffet være fornybart. Et eksempel er produksjon av vanillin, hvor man kan bruke tømmer istedenfor mineralolje.
8. Unngå derivater. Beskyttelsesgrupper som hindrer uønskede sidereaksjoner er nyttige, men øker ofte avfallsmengden ved at de må fjernes i etterkant. En bør derfor søke mer selektive synteseveier, uten bruk av beskyttelsesgrupper.
9. Bruke katalysatorer fremfor reaktanter. I noen synteser er det mulig å erstatte en reaktant med en katalysator. Dette er fordelaktig fordi katalysatorer ikke forbrukes i reaksjonen, og derfor kan brukes om igjen.
10. Planlegge for nedbrytning. Ettersom forsøpling er et stort problem, bør man utvikle produkter slik at de brytes ned om de havner i naturen. Et eksempel er nedbrytbare matavfallsposer.
11. Gjøre analyser i sanntid. Løpende analyser gjennom produksjonsprosessen er et viktig verktøy for å kontrollere mengden avfall som produseres, lekkasjer og om man får uønskede biprodukter.
12. Minimere ulykkesrisiko. Branner, eksplosjoner og lekkasjer kan ha store konsekvenser for mennesker og natur, og er dessuten svært kostbare. Store utslipp av skadelige stoffer kan unngås med tilstrekkelige sikkerhetstiltak.
Konseptet om grønn kjemi har sitt utgangspunkt fra «The Pollution Prevention Act of 1990» i USA. Dette initiativet skulle forhindre produksjon av forurensende stoffer ved å forbedre produksjonsprosessene, fremfor å fjerne og behandle de skadelige stoffene etter de var produsert eller sluppet ut i naturen. Siden den gang har grønn kjemi fått mer oppmerksomhet politisk. Australia, Canada, Italia, Japan, Storbritannia og USA deler ut nasjonale priser for innflytelsesrike bidrag innenfor grønn kjemi. Det finnes flere vitenskapelige tidsskrifter som spesialiserer seg på grønn kjemi:
I USA er Environmental Protection Agency (EPA) ansvarlig for utforming av lover om naturvern, inkludert grønn kjemi. I EU reguleres kjemiske produkter gjennom «Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals»-programmet, også kjent som REACH-programmet. Det europeiske kjemikaliebyrået innfører og håndhever lovene som fastsettes av EU. I Norge er Miljødirektoratet ansvarlig myndighet.
Kommentarer
Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.
Du må være logget inn for å kommentere.