Auf dieser Seite:
- Definition der grünen Chemie
- Wie sich die grüne Chemie von der Beseitigung der Umweltverschmutzung unterscheidet
- Die 12 Prinzipien der grünen Chemie
- Zwölf Prinzipien der grünen Chemie Lesezeichen
- Die Wurzeln der grünen Chemie Wurzeln im Pollution Prevention Act von 1990
Definition von grüner Chemie
Grüne Chemie ist die Entwicklung von chemischen Produkten und Prozessen, die die Verwendung oder Erzeugung gefährlicher Stoffe reduzieren oder eliminieren. Grüne Chemie gilt für den gesamten Lebenszyklus eines chemischen Produkts, einschließlich seiner Entwicklung, Herstellung, Verwendung und endgültigen Entsorgung. Grüne Chemie wird auch als nachhaltige Chemie bezeichnet.
Grüne Chemie:
- Verhindert Umweltverschmutzung auf molekularer Ebene
- Ist eine Philosophie, die für alle Bereiche der Chemie gilt, nicht eine einzelne Disziplin der Chemie
- Wendet innovative wissenschaftliche Lösungen für reale
- Führt zur Verringerung von Schadstoffquellen, weil sie die Entstehung von Verschmutzungen verhindert
- Verringert die negativen Auswirkungen von chemischen Produkten und Prozessen auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt
- Mindert und beseitigt manchmal die Gefahren von bestehenden Produkten und Prozesse
- Gestaltet chemische Produkte und Prozesse so, dass sie weniger gefährlich sind
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Unterscheidet sich die grüne Chemie von der Beseitigung der Umweltverschmutzung
Grüne Chemie reduziert die Umweltverschmutzung an der Quelle, indem sie die Gefahren chemischer Ausgangsstoffe minimiert oder eliminiert, Reagenzien, Lösungsmitteln und Produkten.
Dies steht im Gegensatz zur Beseitigung von Umweltverschmutzungen (auch als Sanierung bezeichnet), die die Behandlung von Abfallströmen (End-of-the-pipe-Behandlung) oder die Beseitigung von Umweltverschmutzungen und anderen Freisetzungen umfasst. Bei der Sanierung können gefährliche Chemikalien von anderen Materialien getrennt und dann so behandelt werden, dass sie nicht mehr gefährlich sind, oder sie werden zur sicheren Entsorgung konzentriert. Die meisten Sanierungsmaßnahmen haben nichts mit grüner Chemie zu tun. Bei der Sanierung werden gefährliche Stoffe aus der Umwelt entfernt, während die grüne Chemie dafür sorgt, dass die gefährlichen Stoffe gar nicht erst in die Umwelt gelangen.
Wenn eine Technologie die gefährlichen Chemikalien, die zur Sanierung von Umweltverschmutzungen eingesetzt werden, reduziert oder eliminiert, würde diese Technologie als grüne Chemie gelten. Ein Beispiel ist der Ersatz eines gefährlichen Sorptionsmittels, mit dem Quecksilber aus der Luft aufgefangen und sicher entsorgt wird, durch ein wirksames, aber ungefährliches Sorptionsmittel. Die Verwendung des ungefährlichen Sorptionsmittels bedeutet, dass das gefährliche Sorptionsmittel nie hergestellt wird und die Sanierungstechnologie somit der Definition der grünen Chemie entspricht.
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Die 12 Grundsätze der grünen Chemie
Diese Grundsätze zeigen die Breite des Konzepts der grünen Chemie:
1. Vermeiden Sie Abfall: Chemische Synthesen so gestalten, dass Abfälle vermieden werden. Es darf kein Abfall entstehen, der behandelt oder gereinigt werden muss.
2. Maximale Atomökonomie: Gestalten Sie Synthesen so, dass das Endprodukt den maximalen Anteil der Ausgangsstoffe enthält. Verschwenden Sie nur wenige oder gar keine Atome.
3. Entwerfen Sie weniger gefährliche chemische Synthesen: Entwerfen Sie Synthesen zur Verwendung und Erzeugung von Stoffen mit geringer oder keiner Toxizität für Mensch und Umwelt.
4. Entwerfen Sie sicherere Chemikalien und Produkte: Entwickeln Sie chemische Produkte, die voll wirksam sind, aber wenig oder gar keine Toxizität aufweisen.
5. Sicherere Lösungsmittel und Reaktionsbedingungen verwenden: Vermeiden Sie die Verwendung von Lösungsmitteln, Trennmitteln oder anderen Hilfschemikalien. Wenn Sie diese Chemikalien verwenden müssen, verwenden Sie sicherere Chemikalien.
6. Erhöhen Sie die Energieeffizienz: Führen Sie chemische Reaktionen wann immer möglich bei Raumtemperatur und -druck durch.
7. Verwenden Sie erneuerbare Ausgangsstoffe: Verwenden Sie Ausgangsstoffe (auch Rohstoffe genannt), die erneuerbar und nicht abbaubar sind. Die Quelle für erneuerbare Ausgangsstoffe sind oft landwirtschaftliche Produkte oder Abfälle aus anderen Prozessen; die Quelle für erschöpfbare Ausgangsstoffe sind oft fossile Brennstoffe (Erdöl, Erdgas oder Kohle) oder Bergbauarbeiten.
8. Vermeiden Sie chemische Derivate: Vermeiden Sie nach Möglichkeit die Verwendung von Blockier- oder Schutzgruppen oder vorübergehende Modifikationen. Derivate benötigen zusätzliche Reagenzien und erzeugen Abfall.
9. Verwenden Sie Katalysatoren, keine stöchiometrischen Reagenzien: Minimieren Sie Abfälle, indem Sie katalytische Reaktionen verwenden. Katalysatoren sind in kleinen Mengen wirksam und können eine einzige Reaktion viele Male durchführen. Sie sind stöchiometrischen Reagenzien vorzuziehen, die im Übermaß verwendet werden und eine Reaktion nur einmal durchführen.
10. Entwickle Chemikalien und Produkte so, dass sie nach Gebrauch abgebaut werden: Entwerfen Sie chemische Produkte so, dass sie nach dem Gebrauch in unschädliche Stoffe zerfallen, damit sie sich nicht in der Umwelt anreichern.
11. Analysieren Sie in Echtzeit, um Umweltverschmutzung zu vermeiden: Überwachung und Kontrolle in Echtzeit während der Synthese, um die Bildung von Nebenprodukten zu minimieren oder zu vermeiden.
12. Minimieren Sie das Potenzial für Unfälle: Entwickeln Sie Chemikalien und ihre physikalischen Formen (fest, flüssig oder gasförmig) so, dass das Potenzial für chemische Unfälle, einschließlich Explosionen, Brände und Freisetzungen in die Umwelt, minimiert wird.
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Zwölf Prinzipien der grünen Chemie Lesezeichen
Laden Sie ein ein- oder zweiseitiges Lesezeichen herunter, das die zwölf Prinzipien der grünen Chemie zeigt.
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Die Wurzeln der grünen Chemie liegen im Pollution Prevention Act von 1990
Die Verschmutzung gar nicht erst entstehen zu lassen, wurde 1990 mit dem Federal Pollution Prevention Act zur offiziellen Politik der USA.
Das Gesetz definiert Quellenreduzierung als jede Praxis, die:
- die Menge an gefährlichen Stoffen, Schadstoffen oder Verunreinigungen, die in einen Abfallstrom gelangen oder anderweitig in die Umwelt freigesetzt werden (einschließlich flüchtiger Emissionen), vor dem Recycling, der Behandlung oder der Entsorgung verringert.
- die mit der Freisetzung solcher Stoffe, Schadstoffe oder Verunreinigungen verbundenen Gefahren für die öffentliche Gesundheit und die Umwelt verringert.
Der Begriff „Quellenreduzierung“ umfasst:
- Änderungen der Ausrüstung oder Technologie
- Änderungen des Prozesses oder der Verfahren
- Änderungen, Neuformulierung oder Neugestaltung von Produkten
- Ersatz von Rohstoffen
- Verbesserungen in der Haushaltsführung, Instandhaltung, Ausbildung oder Bestandskontrolle
Abschnitt 2 des Gesetzes zur Vermeidung von Umweltverschmutzung legt eine Hierarchie zur Vermeidung von Umweltverschmutzung fest, die besagt:
- Der Kongress erklärt hiermit, dass es die nationale Politik der Vereinigten Staaten ist, dass die Verschmutzung, wann immer möglich, an der Quelle verhindert oder reduziert werden sollte;
- Verschmutzungen, die nicht verhindert werden können, sollten, wann immer möglich, auf eine umweltverträgliche Weise recycelt werden;
- Verschmutzungen, die nicht verhindert oder wiederverwertet werden können, sollten auf umweltverträgliche Weise behandelt werden, wann immer dies durchführbar ist; und
- die Beseitigung oder sonstige Freisetzung in die Umwelt sollte nur als letztes Mittel eingesetzt werden und sollte auf umweltverträgliche Weise erfolgen.
Grüne Chemie zielt darauf ab, kosteneffiziente chemische Produkte und Prozesse zu entwickeln und zu produzieren, die die höchste Stufe der Verschmutzungshierarchie erreichen, indem sie die Verschmutzung an der Quelle reduzieren.
Für diejenigen, die grüne Chemie entwickeln und anwenden, sieht die Hierarchie wie folgt aus:
- Quellenreduzierung und Vermeidung chemischer Gefahren
- Entwicklung chemischer Produkte, die weniger gefährlich für die menschliche Gesundheit und die Umwelt sind*
- Herstellung chemischer Produkte aus Rohstoffen, Reagenzien, und Lösungsmitteln, die weniger gefährlich für die menschliche Gesundheit und die Umwelt sind*
- Entwicklung von Synthesen und anderen Prozessen, bei denen weniger oder gar keine chemischen Abfälle anfallen
- Entwicklung von Synthesen und anderen Prozessen, die weniger Energie oder Wasser verbrauchen
- Verwendung von Rohstoffen, die aus jährlich erneuerbaren Ressourcen oder aus reichlich vorhandenem Abfall stammen
- Entwicklung von Wiederverwendung oder Recycling von Chemikalien
- Wiederverwendung oder Recycling von Chemikalien
- Behandlung von Chemikalien, um sie vor der Entsorgung weniger gefährlich zu machen
- Entsorgung von unbehandelten Chemikalien auf sichere Weise und nur dann, wenn andere Optionen nicht durchführbar sind
*Chemikalien, die weniger gefährlich für die menschliche Gesundheit und die Umwelt sind:
- weniger giftig für Organismen
- weniger schädlich für Ökosysteme
- nicht persistent oder bioakkumulierbar in Organismen oder der Umwelt
- inhärent sicherer in der Handhabung und Verwendung, da sie nicht entflammbar oder explosiv sind
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