الكيمياء الخضراء
الكيمياء الخضراء تهدف لابتكار منتجات وطرق تصنيع لا تؤذي البيئة أو الصحة العامة. تسعى هذه الفرع من العلم لإيجاد حلول ذكية للتحديات البيئية من خلال منع تكوين المواد الضارة من الأصل.
تغطي هذه الممارسات كافة مراحل حياة المنتجات الكيميائية، من الفكرة الأولية وحتى تخلصنا منها نهائياً، برؤية تسعى للحفاظ على صحتنا وسلامة كوكبنا. يطلق على الكيمياء الخضراء أحياناً مصطلح الكيمياء المستدامة، لتسليط الضوء على أهميتها في بناء مستقبل أفضل.
أهمية الكيمياء الخضراء في التنمية المستدامة
تتبنى الكيمياء الخضراء استراتيجيات مبتكرة لصناعة المواد الكيميائية بطريقة تحافظ على بيئتنا وتدعم الاستدامة. هذا يشمل تطوير منتجات تتحلل بأمان بعد الاستخدام ولا تترك آثاراً ضارة. كذلك، تركز على إنشاء مواد بهدف تقليص مخاطر الحوادث الكيميائية، مثل الانفجارات والحرائق. إضافة إلى ذلك، تعمل على تحسين المراقبة والتحكم في عمليات التصنيع لتقليل النفايات والملوثات.
من أولوياتها أيضاً تصميم مواد كيميائية آمنة وفعالة ذات سمية أقل أو معدومة، والاعتماد على الموارد الطبيعية المتجددة بدلاً من الاعتماد على الموارد المستنفدة كالوقود الأحفوري. هذا يشمل السعي لتقليل النفايات والاستهلاك غير الكفؤ للمواد الخام، وتقليل استعمال المذيبات العضوية الضارة والسامة في التصنيع.
تهدف الكيمياء الخضراء إلى إحداث ثورة في الصناعة الكيميائية بجعلها أكثر أمانًا، كفاءة، ومستدامة للبيئة. تستلزم هذه التحولات التعاون المشترك بين العلماء، المهندسين، والصناعيين لتطوير تقنيات ومنتجات جديدة تلبي الحاجيات اليومية بشكل صديق للبيئة. تقدم الكيمياء الخضراء أفقًا واسعًا لتحقيق تنمية مستدامة تراعي احتياجات الأجيال القادمة دون إخلال بموارد البيئة أو تعريضها للخطر.
كيف تختلف الكيمياء الخضراء عن تنظيف التلوث؟
تعمل الكيمياء الخضراء على تقليل التلوث منذ البداية، من خلال خفض استخدام المواد الكيميائية الخطرة أو الحد منها سواء في المواد الأولية، المحاليل الكيميائية، المذيبات، أو المنتجات النهائية.
على الجانب الآخر، يشير تنظيف التلوث إلى عمليات معالجة النفايات كخطوة أخيرة أو التعامل مع التسربات البيئية وغيرها من الحوادث. تتضمن هذه المعالجة أحيانًا فصل المواد الخطرة ومعالجتها لتصبح آمنة للتخلص منها. غالبًا ما تكون هذه الأنشطة خارج نطاق الكيمياء الخضراء التي تهدف إلى منع وجود المواد الخطرة في البيئة من الأساس.
تُعد الأساليب التي تقلل من استخدام المواد الكيميائية الخطرة أو تقضي عليها في عمليات تنظيف البيئة جزءًا من مجال الكيمياء الخضراء. مثال على ذلك هو استبدال مواد ماصة خطرة كانت تُستخدم في السابق لجمع الزئبق من الهواء بمواد ماصة آمنة وفعالة. هذا الاستبدال يمنع الحاجة لإنتاج المادة الماصة الخطرة من الأصل، مما يجعل التقنية متوافقة مع أهداف الكيمياء الخضراء.
مبادئ الكيمياء الخضراء الأثنى عشرة
يشرح المفهوم الموسع للكيمياء الصديقة للبيئة عبر مجموعة من المعايير المحددة:
1- يجب تطوير العمليات الكيميائية بطريقة تمنع تكون النفايات من الأساس.
2- يهدف إلى تحقيق أعلى استفادة من المواد الأساسية في المنتج النهائي، مما يقلل النفايات إلى الحد الأدنى أو يلغيها.
3- يتم السعي لإيجاد وصفات كيميائية تقلل من الخطر إلى أدنى حد، بكونها غير سامة للإنسان والبيئة على حد سواء.
4- ينبغي تصميم المنتجات الكيميائية بحيث تكون آمنة تماماً ولا تشكل أي خطر من حيث السمية.
5- يفضل استخدام مذيبات وظروف تفاعل آمنة، وفي حال الضرورة، ينبغي اختيار الأكثر أماناً من بينها.
6- من المهم تشغيل التفاعلات الكيميائية عند درجة حرارة الغرفة والضغط، لزيادة كفاءة استهلاك الطاقة.
7- يتم تشجيع استخدام مواد خام متجددة بدلاً من تلك التي تنضب، كالاعتماد على المنتجات الزراعية بدلاً من الوقود الأحفوري.
8- ينصح بتجنب استخدام المشتقات الكيميائية التي تتطلب إضافات وتولد نفايات.
9- الاعتماد على المحفزات بدلاً من الكواشف التي تُستخدم لمرة واحدة، مما يقلل النفايات بشكل ملحوظ.
10- يجب تصميم المواد الكيميائية بحيث تتحلل بأمان بعد الاستخدام لتجنب تراكمها الضار بالبيئة.
11- من المهم إجراء التحليل في الوقت المناسب لمنع التلوث، بما يشمل المراقبة والتحكم المباشرين.
12- يتعين تصميم المواد الكيميائية بأشكالها المختلفة لتقليل خطر الحوادث، كالانفجارات والحرائق.
هذه المعايير تعمل معاً لتحسين الأمان والكفاءة في الكيمياء، مع التركيز على حماية الإنسان والبيئة.
فوائد الكيمياء الخضراء
تساهم الكيمياء الخضراء في تحسين صحة الإنسان بتقليل استخدام المواد الكيميائية الضارة وإنتاج مواد أقل سمية. كما أنها تعزز حماية البيئة عبر تقليل النفايات والتلوث. بالإضافة إلى ذلك، تعمل على تحفيز النمو الاقتصادي بفتح آفاق جديدة للصناعات وتوفير فرص عمل من خلال تطوير تقنيات ومنتجات صديقة للبيئة.
أولاً: صحة الإنسان
تحسين جودة الهواء يعني تخفيف تصريف العناصر الكيميائية الضارة، ما يسهم في حماية الرئتين من الأمراض. بالنسبة للمياه، يؤدي تقليل المخلفات الكيميائية إلى توفر مياه شرب أنقى وأكثر صفاء. في مجال العمل بالصناعة الكيميائية، يقل الاعتماد على المواد السامة مما يقلل من الحاجة إلى أدوات الحماية الشخصية ويخفض خطر الحوادث كالحرائق والانفجارات.
من ناحية المنتجات الاستهلاكية، الناس سيحظون بفرص شراء منتجات أكثر أمانا مثل الأدوية التي تتطلب نفايات أقل ومبيدات ومواد تنظيف بديلة تعد أكثر أمانا. كذلك، الأغذية التي تصل إلى المستهلك ستكون أكثر أمانا بفضل استبعاد المواد الكيميائية السامة التي قد تلوث السلسلة الغذائية، وستُستخدم المبيدات التي تستهدف الآفات فقط وتتحلل بسرعة في البيئة. أخيرا، سيقل التعرض للمواد الكيميائية التي تؤثر سلبا على الغدد الصماء.
ثانياً: البيئة
تتسرب الكثير من المواد الكيميائية إلى البيئة سواء بشكل مقصود أثناء تطبيقاتها مثل الرشوة بالمبيدات، أو بشكل غير مقصود كما يحدث في عمليات التصنيع أو من خلال التخلص من هذه المواد. تعمل المواد الكيميائية الصديقة للبيئة على التحلل بصورة آمنة أو يُمكن إعادة استعمالها.
الحياة النباتية والحيوانية ستتأثر بشكل أقل بالسموم الكيميائية في محيطها.
سيقل معدل حدوث مشكلات بيئية مثل الاحترار العالمي، تآكل طبقة الأوزون وتولد الضباب الدخاني.
ستكون هناك ضرورة أقل لتأثير المواد الكيميائية على النظم البيئية.
وبالتالي، يقل الاعتماد على مكبات ومدافن النفايات، خصوصًا تلك المخصصة للنفايات الخطرة.
ثالثاً: الاقتصاد والأعمال
يساهم تحسين كفاءة التفاعلات الكيميائية في استخدام أقل للمواد الخام، مما يجعل الاستفادة من كل وحدة مادة أكبر لإنتاج نفس الكميات من المنتجات.
تقليل الخطوات المطلوبة في العمليات الاصطناعية يعزز السرعة في الإنتاج، يزيد من قدرة المصانع على الإنتاج، ويخفض استهلاك الطاقة والماء.
التقليل من النفايات يخفض من تكاليف معالجتها والتخلص منها، خصوصًا النفايات الخطرة، مما يجعل العمليات أكثر فعالية من حيث التكلفة.
تحويل النفايات إلى منتجات قيمة يمكنه أن يقلل من الحاجة لشراء المواد الخام.
التحسينات في أداء المنتجات تجعل من الممكن استخدام كميات أقل لتحقيق المطلوب، مما يعزز الفعالية.
الحد من الاعتماد على المنتجات البترولية يبطئ استنزاف هذه الموارد ويقلل من المخاطر وتقلبات الأسعار المرتبطة بها.
نتيجة لزيادة الإنتاجية، يمكن تصغير حجم المصانع، مما يخفض النفقات ويحسن التكلفة الإجمالية للإنتاج.
إظهار السلامة العالية للمنتج تزيد من جاذبيته للمستهلكين، مما يدعم زيادة في المبيعات.
تعزز هذه التغييرات المنافسة بين الشركات في صناعة الكيماويات وتحسن موقفهم في السوق.
