Grøn kemi og dens nære slægtning, bæredygtig kemi, er begreber og praksis, der tilsyneladende ikke har nogen modstandere, hverken inden for industrien, blandt miljø- og sundhedsgrupper eller i forbunds- og delstatsregeringerne. Og alligevel, selv om ingen synes at være offentligt imod disse typer kemi, sker integrationen af dem i fremstillings- og kemikalieproduktionssektorerne langsomt.
petrmalinak / .com
Ressourcerne er mangeartede og begynder med manglen på definitioner af de to udtryk, som interessenterne kan blive enige om. Andre hindringer er økonomiske – det koster penge at ændre ingredienser og processer for at muliggøre et skift fra konventionel kemi til grønne og bæredygtige kemier; accept – af offentligheden og andre købere af kemikalier og produkter, som er skeptiske med hensyn til, om de får den ydelse, de kræver; og statslige – en tilsyneladende modvilje fra den føderale regerings side mod at hjælpe med at koordinere og finansiere innovation og fastsætte standarder, som ville give grøn og bæredygtig kemi et solidt fundament, som den kunne vokse på.
Disse og relaterede spørgsmål blev drøftet på en høring den 25. juli 2019 i Underudvalget for Forskning og Teknologi i Repræsentanternes Hus. Vidner blev indkaldt til at drøfte deres erfaringer med grøn og bæredygtig kemi og Sustainable Chemistry Research and Development Act (H.R. 2051), et topartistisk lovforslag, der blev fremsat i april 2019, og som har det overordnede mål at “koordinere og støtte føderal forskning, udvikling, demonstration, teknologioverførsel, kommercialisering, uddannelse og træning inden for bæredygtig kemi, herunder budgetkoordinering og støtte til offentlig-private partnerskaber….”.” Lovforslaget indeholder ingen lovgivningsmæssige komponenter og tillader ikke nye udgifter.
Den amerikanske kemiske industri
Den indenlandske kemiske industri spiller en formidabel rolle i den amerikanske livsstil. For at illustrere dette siger American Chemistry Council, at den kemiske industri i 2016 støttede næsten 26 procent af nationens bruttonationalprodukt. Desuden anslår Bureau of Labor Statistics, at den kemiske fremstillingsindustri beskæftigede mere end 858 000 personer i juni 2019, og handelsministeriet anslår, at sektoren genererede yderligere 2,7 millioner indirekte arbejdspladser via industriens leverandører. International Trade Administration of the Department of Commerce identificerer den kemiske industri som en af de største fremstillingsindustrier i USA med mere end 10.000 virksomheder, der producerer mere end 70.000 produkter.
Disse tal viser, at ethvert væsentligt skift til grøn og bæredygtig kemi kan få en dybtgående indvirkning på kemiindustrien, beskæftigelsen, miljøet og potentielt menneskers sundhed.
Principper
Begrebet grøn kemi har eksisteret mindst siden begyndelsen af 1990’erne, hvor Paul Anastas, PhD, der dengang var kemiker i EPA, opfandt udtrykket. Ifølge Anastas er det overordnede mål med grøn kemi “udformningen af kemiske produkter og processer, der reducerer eller eliminerer brugen og genereringen af farlige stoffer”. Anastas samarbejdede senere med John C. Warner, et vidne under høringen, om at opstille 12 principper for grøn kemi. Den fuldstændige liste over principperne findes i Warners vidneudsagn; principperne omfatter:
- Forebyggelse. Det er bedre at forebygge affald end at behandle eller oprense affald, efter at det er dannet.
- Mindre farlig kemisk syntese. Når det er praktisk muligt, bør syntetiske metoder udformes således, at der anvendes og genereres stoffer, som har ringe eller ingen toksicitet for menneskers sundhed og miljøet.
- Design af mere sikre kemikalier. Kemiske produkter bør udformes således, at funktionens effektivitet bevares, samtidig med at toksiciteten reduceres.
- Sikrere opløsningsmidler og hjælpestoffer. Brugen af hjælpestoffer (opløsningsmidler, separationsmidler osv.) bør så vidt muligt gøres unødvendig og, når de anvendes, være uskadelige.
- Design med henblik på energieffektivitet. Energikrav bør anerkendes for deres miljømæssige og økonomiske konsekvenser og bør minimeres. Syntetiske metoder bør udføres ved omgivelsestemperatur og -tryk.
- Anvendelse af vedvarende råmaterialer. Et råmateriale eller et udgangsmateriale bør være vedvarende snarere end udtømmende, når det er teknisk og økonomisk praktisk muligt.
Begrebet bæredygtig kemi er en nyere udvikling og omfatter et bredere område. Warner, der er leder af Warner Babcock Institute for Green Chemistry, har gjort følgende skelnen:
“Bæredygtig kemi er et stort paraplybegreb, der omhandler mange aspekter af den kemiske forsyningskæde, herunder produktionsforbedringer, rensningsteknologier, eksponeringskontrol og genbrugsteknologier. Grøn kemi fokuserer specifikt på den opfindsomme proces til at reducere eller eliminere brugen og genereringen af farligt materiale i første omgang. En måde at se på det på: bæredygtig kemi fokuserer på, hvad en teknologi gør, mens grøn kemi fokuserer på, hvad en teknologi er. Grøn kemi behandler problemer med opløsningsmidler, katalysatorer, toksicitet, fornyelighed og biologisk nedbrydelighed.”
Vigtigheden af definitioner
I en rapport fra 2008 med titlen “Chemical Innovation” bemærkede det amerikanske Government Accountability Office (GAO), at det, der rent faktisk opnås inden for grøn og bæredygtig kemi, og en fremadrettet vej mod en større rolle for disse videnskaber afhænger af, at alle interessenter enes om de samme definitioner. Ved høringen i Repræsentanternes Hus sagde Timothy M. Persons, en ledende GAO-videnskabsmand, at GAO ved udarbejdelsen af rapporten fandt ud af, at interessenterne varierer i deres definition af bæredygtig kemi, hvordan de vurderer bæredygtighed, og hvilke miljø- og sundhedsfaktorer de anser for vigtigst.
“Uden en standarddefinition, der indfanger hele spektret af aktiviteter inden for bæredygtig kemi, er det vanskeligt at definere universet af relevante aktører”, udtalte Persons. “Uden enighed om, hvordan man måler bæredygtigheden af kemiske processer og produkter, kan virksomhederne være tilbageholdende med at investere i innovation, som de ikke effektivt kan kvantificere, og slutbrugerne kan ikke foretage meningsfulde sammenligninger, som gør det muligt for dem at vælge passende kemiske produkter og processer.”
Persons tilføjede, at der i øjeblikket ikke findes nogen mekanisme til at koordinere et standardiseret sæt af bæredygtighedsfaktorer på tværs af de forskellige interessenter på trods af nogle specifikke sektorers motivation for at gøre det.
“Desuden er der stadig huller i forståelsen, selv om den føderale regering har samarbejdet med interessenterne gennem sin forskningsstøtte, tekniske bistand, certificeringsprogrammer og andre bestræbelser,” sagde Persons. “Mange interessenter fortalte os, at uden sådanne grundlæggende oplysninger som en standardiseret tilgang til vurdering af bæredygtigheden af kemiske processer og produkter, bedre oplysninger om produktindholdet i hele forsyningskæden og mere fuldstændige data om kemikaliernes sundheds- og miljøpåvirkninger i hele deres livscyklus, kan de ikke træffe informerede beslutninger, der sammenligner bæredygtigheden af forskellige produkter.”
En bredere definition af bæredygtig kemi
Den kritiske rolle af klare definitioner blev også taget op af Julie Beth Zimmerman, vicedirektør for Center for Green Chemistry and Green Engineering ved Yale University. Ligesom Persons og GAO ønsker Zimmerman at se en klar vej fremad, som alle interessenter kan blive enige om.
“Vage, uklare og mange definitioner af et enkelt begreb står i modsætning til at skabe den form for tilpasning og fokus, som det nye begreb forsøger at skabe”, udtalte Zimmerman. “Med andre ord, hvis folk er forvirrede over, hvad bæredygtig kemi overhovedet er, er det svært at forestille sig, at der ud fra denne forvirring vil opstå en klar vej til at opnå det.”
En konsekvens af manglen på accepterede definitioner er, at arbejde, der hverken er grønt eller bæredygtigt, vil blive identificeret som sådan af dem, der udfører det.
“Når bæredygtig kemi defineres så bredt, at det omfatter alt arbejde, der vedrører kemikalier, sundhed og miljø, fører det til en meningsløs samling af forskelligt og usammenhængende arbejde, hvoraf en stor del ikke er i overensstemmelse med målene og definitionen af grøn kemi”, sagde Zimmerman.
Zimmerman er også bekymret for, at der kan være en tendens til at fokusere på bæredygtighed i kemi uden tilstrækkelig inddragelse af grøn kemi. Følgende kommentar fra Zimmerman antyder, hvorfor det kan være så vanskeligt at nå frem til universelle definitioner:
“Hvis bæredygtig kemi, som nogle har foreslået, blot er at bruge kemi til at løse bæredygtighedsproblemer som dem, der er omhandlet i FN’s mål for bæredygtig udvikling (f.eks. klimaændringer, energiproduktion, vandrensning, fødevareproduktion eller fremstilling af lægemidler), ville det, uanset om man overholder principperne for grøn kemi, give mulighed for et stort potentiale for tragiske utilsigtede konsekvenser. Disse kaldes undertiden “at gøre de rigtige ting forkert”. Derfor må enhver konstruktion af ægte bæredygtig kemi erkende, at grøn kemi skal være dens kerne, dens hjerte og sjæl, dens centrale og væsentlige element, og at systemtænkning og livscyklusvurderinger er afgørende for de foreliggende opgaver. Men da vi erkender, at der er mere i en bæredygtig verden end blot kemi, må vi også erkende, at der er og bør være mange flere aspekter af bæredygtig kemi end grøn kemi. Disse aspekter bør muliggøre og styrke gennemførelsen og virkningen af bæredygtighedskemi. Dette kræver et økosystem af økonomi, politik, tværfagligt engagement, lighed, uddannelse, regulering, målinger og bevidsthed.”
Bill Would Initiate Federal Coordination
Som nævnt er hovedformålet med H.R. 2051 at sikre, at føderale agenturer samarbejder og koordinerer i deres støtte til bæredygtig kemi. Lovforslaget vil kræve oprettelse af en national koordineringsenhed for bæredygtig kemi. Enheden skal omfatte “fageksperter” fra EPA, National Institute of Standards and Technology, National Science Foundation, Energiministeriet, Landbrugsministeriet, Forsvarsministeriet, National Institutes of Health, Centers for Disease Control and Prevention, Food and Drug Administration og ethvert andet relevant agentur. Senest to år efter oprettelsen skal enheden udarbejde en arbejdsramme, som skal omfatte et benchmark for bæredygtig kemi, ud fra hvilket fremskridt kan måles, identifikation af barrierer for innovation og identifikation af metoder, hvormed føderale agenturer kan fremme incitamenter til udvikling og brug af processer og produkter inden for bæredygtig kemi, herunder innovative finansieringsmekanismer.
Lovforslagets forfattere har også skåret et afsnit ud, der specifikt har til formål at løse i det mindste nogle af forskellene vedrørende definitioner, som i lovforslaget beskrives som karakteriserende for egenskaberne ved bæredygtig kemi. For bedre at forstå disse attributter vil enheden skulle:
- Overveje eksisterende definitioner af eller rammer, der karakteriserer bæredygtig eller grøn kemi, som allerede anvendes af føderale agenturer.
- Overveje eksisterende definitioner af eller rammer, der karakteriserer bæredygtig eller grøn kemi, som allerede anvendes af internationale organisationer, som USA er medlem af, såsom Organisationen for Økonomisk Samarbejde og Udvikling (OECD).
- Og overveje andre relevante eksisterende definitioner af eller rammer, der karakteriserer bæredygtig eller grøn kemi.
Vidner ved høringen gav udtryk for støtte til H.R. 2051, idet repræsentanter for American Chemistry Council (ACC) og BASF Corporation var særligt begejstrede.
“Vi glæder os over og støtter oprettelsen af en tværministeriel arbejdsgruppe for bæredygtig kemi til at fremme og koordinere føderale forsknings-, udviklings-, uddannelses- og uddannelsesaktiviteter inden for bæredygtig kemi”, sagde Anne Womack Kolton fra ACC. “Denne lovgivning vil spille en nøglerolle med hensyn til at støtte og muliggøre teknologi og værktøjer, der kan bidrage til at fremme de bæredygtige kemiinnovationer, som vores medlemmer er ved at udvikle.”