Зеленая химия

17.01.2019 Новости науки

Официально датой «рождения» Зеленой химии можно считать 1998 год, когда в Нью-Йорке издательством Оксфордского университета (Oxford University Press) была выпущена книга «Зеленая химия: теория и практика». Её написали Джон С. Уорнер – президент и главный технолог Института зеленой химии  Уорнера Бэбкока (Вуберн, Массачусетс) и Поль Т. Анастас – глава Института зеленой химии американского химического общества (Йельский университет).

В этой книге были сформулированы 12 принципов, которыми должны руководствоваться исследователи, работающие в области зеленой химии:

1. Химический продукт должен быть таким, чтобы после его использования он не оставался в окружающей среде, а разлагался на безопасные продукты.
2. Методы синтеза надо выбирать таким образом, чтобы все материалы, использованные в процессе, были максимально переведены в конечный продукт.
3. Методы синтеза следует выбирать так, чтобы используемые и синтезируемые вещества были как можно менее вредными для человека и окружающей среды.
4. Создавая новые химические продукты, надо стараться сохранить эффективность работы, достигнутую ранее, при этом токсичность должна уменьшаться.
5. Лучше предотвратить опасные потери, чем перерабатывать и чистить остатки.
6. Вспомогательные вещества при производстве – такие как растворители или разделяющие агенты – лучше не использовать совсем, а если это невозможно, их использование должно быть безвредным.
7. Исходные и расходуемые материалы должны быть возобновляемыми во всех случаях, когда это технически возможно и экономически выгодно.
8. Где возможно, надо избегать получения промежуточных продуктов (присоединение блокирующих групп в процесс синтеза, создание и снятие защиты и т. д.).
9. Всегда следует отдавать предпочтение каталитическим процессам (по возможности, наиболее селективным).
10. Нужно развивать аналитические методики, чтобы следить в реальном времени за образованием опасных продуктов.
11. Вещества и формы веществ, используемые в химических процессах, нужно выбирать так, чтобы риск химической опасности, включая утечки, взрывы и пожар, были минимальны.
12. Обязательно следует учитывать энергетические затраты и их влияние на окружающую среду и стоимость продукта. Синтез, по возможности, надо проводить при температуре, близкой к окружающей среде  и при атмосферном давлении.

В то время как многие национальные и международные программы направлены на предотвращение загрязнения и решения проблем окружающей среды, зеленая химия делает уникальный акцент на предотвращении загрязнений на самых начальных стадиях планирования и осуществления химических процессов.

Зеленая химия – это принципиально новый подход к решению экологических проблем, заключающийся в использовании чистых и менее загрязняющих окружающую среду промышленных процессов и гарантирует, что производители берут на себя ответственность за производимые продукты. Таким образом, проведение химических процессов в соответствии с принципами зеленой химии рассматривается как с точки зрения получения необходимых веществ и потребительских товаров, так и возможных последствий для общественного здоровья и окружающей среды.

Еще в 2011 году, исследовательская компания Navigant Research подсчитала, что внедрение методов «зеленой» химии даст глобальному химпрому $65,5 млрд в качестве прямой экономии на производстве и благодаря снижению вредного воздействия на окружающую среду.

Примерами почти безотходного производства может служить фабрика Procter & Gamble в Лиме (штат Огайо), которой удалось достичь показателя повторного использования ресурсов в 97%. Примером замкнутого химпроизводства в России является Западносибирский нефтехимический кластер, где запускается «ЗапСибНефтехим» — комплекс глубокой переработки углеводородов в полиолефины (полимеры) «Сибура»: «Компания наладила производство этилена и пропилена из попутного нефтяного газа. То, что раньше у нефтяных компаний уходило в трубу, сейчас стало ценным сырьем.

В компании Covestro, в свою очередь, уже более года функционирует опытное производство полиэфирных полиолов на основе переработанного углекислого газа. Сырьем в этом случае выступают выбросы одной из энергетических компаний, а на выходе получается сверхлегкая пена для матрасов и обивки мебели. Появление массовых технологий изготовления пластмасс из СО₂ многие эксперты называют одним из ключевых способов снизить использование углеводородного сырья.

Производитель минеральных удобрений «ФосАгро» уже третий год использует тепло, выделяемое при производстве аммиака на заводе в Череповце, в качестве источника электроэнергии. Сегодня важное направление для компании — переработка фосфогипса. Этот попутный продукт производства фосфорной кислоты применяется, например, в дорожном строительстве.