Mikä on ”vihreän kemian määritelmä?”

Vihreä kemia ja sen läheinen sukulainen, kestävä kemia, ovat käsitteitä ja käytäntöjä, joilla ei näyttäisi olevan vastustajia, ei teollisuudessa, ei ympäristö- ja kansanterveysryhmien keskuudessa eikä liittovaltion ja osavaltioiden hallituksissa. Ja silti, vaikka kukaan ei näytä julkisesti vastustavan tämäntyyppistä kemiaa, niiden integroituminen valmistus- ja kemikaalituotantosektoreille tapahtuu hitaasti.

Syyt ovat moninaiset, ja ne alkavat siitä, että näille kahdelle ilmaisulle ei ole olemassa määritelmiä, joista sidosryhmät voisivat sopia. Muita esteitä ovat taloudelliset – ainesosien ja prosessien muuttaminen tavanomaisesta kemiasta vihreään ja kestävään kemiaan siirtymisen mahdollistamiseksi maksaa; hyväksyntä kansalaisten ja muiden kemikaalien ja tuotteiden ostajien taholta, jotka suhtautuvat epäilevästi siihen, saavatko he vaaditun suorituskyvyn; ja valtiolliset esteet – liittovaltion hallituksen ilmeinen haluttomuus avustaa innovaation koordinoinnissa ja rahoituksessa sekä standardien laatimisessa, jotka antaisivat vihreälle ja kestävälle kemialle vankan perustan, jonka varaan kasvaa.

Näistä ja niihin liittyvistä asioista keskusteltiin edustajainhuoneen tutkimuksen ja teknologian alakomitean kuulemistilaisuudessa 25. heinäkuuta 2019. Todistajat kutsuttiin keskustelemaan kokemuksistaan vihreästä ja kestävästä kemiasta ja kestävän kemian tutkimus- ja kehittämislaista (Sustainable Chemistry Research and Development Act, H.R. 2051), huhtikuussa 2019 esitellystä kahden puolueen lakiehdotuksesta, jonka yleistavoitteena on ”koordinoida ja tukea liittovaltion tutkimus-, kehitys-, demonstraatio-, teknologiansiirto-, kaupallistamis-, koulutus- ja harjoitteluponnisteluja kestävässä kemiassa, mukaan lukien budjetin koordinointi ja julkisen ja yksityisen sektorin kumppanuuksien tukeminen….”. Lakiehdotus ei sisällä sääntelykomponentteja eikä valtuuta uusia menoja.

Yhdysvaltojen kemianteollisuus

Kansallisella kemianteollisuudella on valtava rooli amerikkalaisessa elämäntavassa. Esimerkkinä mainittakoon, että American Chemistry Councilin mukaan kemianteollisuus tuki vuonna 2016 lähes 26 prosenttia maan bruttokansantuotteesta. Lisäksi Bureau of Labor Statistics arvioi, että kemianteollisuus työllisti yli 858 000 ihmistä kesäkuussa 2019, ja kauppaministeriö arvioi, että ala loi lisäksi 2,7 miljoonaa epäsuoraa työpaikkaa alan toimittajien kautta. Kauppaministeriön kansainvälinen kauppahallinto (International Trade Administration of the Department of Commerce) määrittelee kemianteollisuuden yhdeksi Yhdysvaltojen suurimmista valmistusteollisuuden aloista, jossa yli 10 000 yritystä tuottaa yli 70 000 tuotetta.

Nämä luvut osoittavat, että merkittävällä siirtymisellä ympäristöystävälliseen ja kestävään kemiaan voi olla syvällinen vaikutus kemian liiketoimintaan, työllisyyteen, ympäristöön ja mahdollisesti ihmisten terveyteen.

PERIAATTEET

Käsite ympäristöystävällinen kemia (green chemistry, Green chemistry) on ollut esillä ainakin 1990-luvun alkupuolelta lähtien, jolloin tohtori, ympäristöministeriön ympäristökemisti Paul Anastas lanseerasi käsitteen. Anastasin mukaan vihreän kemian yleistavoitteena on ”sellaisten kemiallisten tuotteiden ja prosessien suunnittelu, jotka vähentävät tai poistavat vaarallisten aineiden käyttöä ja syntymistä”. Anastas teki myöhemmin yhteistyötä kuulemistilaisuudessa todistajana toimineen John C. Warnerin kanssa 12 vihreän kemian periaatteen laatimiseksi. Täydellinen luettelo periaatteista on Warnerin todistajanlausunnossa; periaatteet ovat:

• Ennaltaehkäisy. On parempi ehkäistä jätteen syntymistä kuin käsitellä tai puhdistaa jätettä sen syntymisen jälkeen.
• Vähemmän vaarallinen kemiallinen synteesi. Aina kun se on käytännössä mahdollista, synteettiset menetelmät olisi suunniteltava siten, että käytetään ja tuotetaan aineita, joilla on vain vähän tai ei lainkaan myrkyllisyyttä ihmisten terveydelle ja ympäristölle.
• Turvallisempien kemikaalien suunnittelu. Kemialliset tuotteet olisi suunniteltava siten, että toiminnon tehokkuus säilyy ja myrkyllisyys vähenee.
• Turvallisemmat liuottimet ja apuaineet. Apuaineiden (liuottimet, erotusaineet jne.) käyttö tulisi tehdä mahdollisuuksien mukaan tarpeettomaksi ja käytettäessä vaarattomaksi.
• Suunnittelu energiatehokkaaksi. Energiantarpeen ympäristö- ja talousvaikutukset olisi tunnustettava ja ne olisi minimoitava. Synteettiset menetelmät olisi suoritettava ympäristön lämpötilassa ja paineessa.
• Uusiutuvien raaka-aineiden käyttö. Raaka-aineen tai raaka-aineen tulisi olla pikemminkin uusiutuvaa kuin ehtyvää aina, kun se on teknisesti ja taloudellisesti käytännöllistä.

Kestävän kemian käsite on uudempi kehityskulku, ja se kattaa laajemman alan. Warner, joka johtaa Warner Babcock Institute for Green Chemistry -instituuttia, teki seuraavan erittelyn:

”Kestävä kemia on laaja sateenvarjokäsite, joka käsittelee monia kemikaalien toimitusketjun osa-alueita, mukaan lukien valmistuksen parannukset, korjaustekniikat, altistumisen valvonta ja kierrätystekniikat. Vihreä kemia keskittyy erityisesti keksinnölliseen prosessiin, jolla pyritään vähentämään tai poistamaan vaarallisten aineiden käyttöä ja syntymistä ylipäätään. Yksi tapa tarkastella asiaa: kestävä kemia keskittyy siihen, mitä teknologia tekee. reen chemistry keskittyy siihen, mitä teknologia on. Vihreä kemia käsittelee kysymyksiä, jotka liittyvät liuottimiin, katalyytteihin, myrkyllisyyteen, uusiutuvuuteen ja biologiseen hajoavuuteen.”

Määritelmien merkitys

Vuonna 2008 julkaistussa raportissa nimeltä ”Chemical Innovation” (Kemiallinen innovaatiotoiminta) Yhdysvaltain valtion tilintarkastusvirasto (GAO) huomautti, että se, mitä vihreässä ja kestävässä kemiassa tosiasiassa saavutetaan, ja etenemistapa näiden tieteiden roolin kasvattamiseksi riippuu siitä, että kaikki sidosryhmät pääsevät sopimukseen samoista määritelmistä. Parlamentin kuulemistilaisuudessa GAO:n vanhempi tutkija Timothy M. Persons sanoi, että raporttia tutkiessaan GAO havaitsi, että sidosryhmät eroavat toisistaan siinä, miten ne määrittelevät kestävän kemian, miten ne arvioivat kestävyyttä ja mitkä ympäristö- ja terveystekijät ne katsovat tärkeimmiksi.

”Ilman vakiomääritelmää, joka kattaisi kaiken kestävän kemian piiriin kuuluvan toiminnan, on vaikea määritellä asiaankuuluvien toimijoiden kokonaisuutta”, Persons todisti. ”Ilman sopimusta siitä, miten kemiallisten prosessien ja tuotteiden kestävyyttä mitataan, yritykset saattavat epäröidä investoida innovaatioihin, joita ne eivät voi tehokkaasti mitata, eivätkä loppukäyttäjät pysty tekemään mielekkäitä vertailuja, joiden avulla he voivat valita sopivia kemiallisia tuotteita ja prosesseja”.”

Persons lisäsi, että tällä hetkellä ei ole olemassa mekanismia, jonka avulla voitaisiin koordinoida standardoituja kestävyystekijöitä eri sidosryhmien kesken, vaikka jotkin tietyt alat ovatkin motivoituneita siihen.

”Lisäksi vaikka liittovaltion hallitus on tehnyt yhteistyötä sidosryhmien kanssa tutkimustuen, teknisen avun, sertifiointiohjelmien ja muiden toimien kautta, ymmärryksessä on edelleen puutteita”, Persons sanoi. ”Monet sidosryhmät kertoivat meille, että ilman perustietoja, kuten standardoitua lähestymistapaa kemiallisten prosessien ja tuotteiden kestävyyden arviointiin, parempaa tietoa tuotteiden sisällöstä koko toimitusketjussa ja kattavampia tietoja kemikaalien terveys- ja ympäristövaikutuksista koko niiden elinkaaren ajan, he eivät voi tehdä tietoon perustuvia päätöksiä, joissa verrataan eri tuotteiden kestävyyttä.”

Vastuullisen kemian laajempaa määritelmää

Kirkkaiden määritelmien ratkaisevaa roolia käsitteli myös Yalen yliopiston vihreän kemian ja vihreän insinööritieteiden keskuksen (Center for Green Chemistry and Green Engineering) apulaisjohtajan sijaislääkäri Julie Beth Zimmerman. Personsin ja GAO:n tavoin Zimmerman haluaa nähdä selkeän tien eteenpäin, josta kaikki sidosryhmät voivat olla yhtä mieltä.

”Epämääräiset, sumuiset ja runsaat määritelmät yhdestä käsitteestä ovat vastoin sitä, että saadaan aikaan sellaista yhdenmukaistamista ja keskittymistä, jota uudella käsitteellä pyritään edistämään”, Zimmerman todisti. ”Toisin sanoen, jos ihmiset ovat hämmentyneitä siitä, mitä kestävä kemia edes on, on vaikea kuvitella, että tästä hämmennyksestä syntyisi selkeä polku siihen, miten se saavutetaan.”

Yksi seuraus hyväksyttyjen määritelmien puuttumisesta on se, että työn suorittajat tunnistavat sellaiseksi työn, joka ei ole vihreää eikä kestävää.

”Kun kestävä kemia määritellään niin laajasti, että se käsittää kaiken kemikaaleihin, terveyteen ja ympäristöön liittyvän työn, se johtaa merkityksettömään kokoelmaan hajanaisia ja hajanaisia töitä, joista suuri osa ei vastaa vihreän kemian tavoitteita ja määritelmää”, sanoi Zimmerman.

Zimmerman on myös huolissaan siitä, että kemian alalla saatetaan keskittyä kestävään kehitykseen ilman, että vihreää kemiaa osallistetaan riittävästi. Seuraava Zimmermanin kommentti viittaa siihen, miksi yleispäteviin määritelmiin pääseminen voi olla niin vaikeaa:

”Jos, kuten jotkut ovat ehdottaneet, kestävällä kemialla tarkoitetaan vain kemian käyttämistä kestävyysongelmien ratkaisemiseen, kuten Yhdistyneiden kansakuntien kestävän kehityksen tavoitteissa käsiteltyjen ongelmien ratkaisemiseen (esim. ilmastonmuutos, energiantuotanto, vedenpuhdistus, ruoantuotanto tai lääkkeiden valmistus), riippumatta siitä, että noudatetaan vihreän kemian periaatteita, se mahdollistaisi traagisten tahattomien seurausten suuren potentiaalin.”. Näitä kutsutaan joskus nimellä ”oikeiden asioiden tekeminen väärin”. Siksi aidon kestävän kemian rakentamisessa olisi tunnustettava, että vihreän kemian on oltava sen keskipiste, sydän ja sielu, keskeinen ja olennainen elementti ja että systeemitason ajattelu ja elinkaariarvioinnit ovat olennaisen tärkeitä käsillä olevien tehtävien kannalta. Kun kuitenkin tunnustamme, että kestävään maailmaan kuuluu muutakin kuin pelkkää kemiaa, meidän on tunnustettava, että kestävään kemiaan kuuluu ja pitäisi kuulua paljon muutakin kuin vihreä kemia. Näiden näkökohtien pitäisi mahdollistaa ja voimaannuttaa kestävään kehitykseen tähtäävän kemian toteuttaminen ja vaikutus. Tämä edellyttää talouden, politiikan, tieteidenvälisen sitoutumisen, oikeudenmukaisuuden, koulutuksen, sääntelyn, mittareiden ja tietoisuuden ekosysteemiä.”

Lakiehdotus käynnistäisi liittovaltion koordinoinnin

Kuten todettiin, H.R. 2051:n päätavoitteena on varmistaa, että liittovaltion virastot tekevät yhteistyötä ja koordinoivat tukeaan kestävälle kemialle. Lakiehdotuksessa edellytettäisiin kestävän kemian kansallisen koordinointiyksikön perustamista. Yksikköön kuuluisi ”asiantuntijoita” ympäristönsuojeluvirastosta, kansallisesta standardointi- ja teknologiainstituutista, kansallisesta tiedesäätiöstä, energiaministeriöstä, maatalousministeriöstä, puolustusministeriöstä, kansallisista terveysinstituuteista, tautien torjunta- ja ennaltaehkäisykeskuksista, elintarvike- ja lääkevirastosta ja muista asianmukaisista virastoista. Viimeistään kahden vuoden kuluttua perustamisestaan yksikön olisi laadittava toimintakehys, joka sisältäisi kestävän kemian vertailuarvon, jonka perusteella edistystä voidaan mitata, innovaation esteiden tunnistamisen ja sellaisten menetelmien tunnistamisen, joilla liittovaltion virastot voivat helpottaa kannustimia kestävän kemian prosessien ja tuotteiden kehittämiseksi ja käyttämiseksi, mukaan lukien innovatiiviset rahoitusmekanismit.

Lakiehdotuksen laatijat laativat myös jakson, jonka tarkoituksena on nimenomaisesti ratkaista ainakin jotkin erimielisyydet määritelmistä, jotka lakiehdotuksessa kuvataan luonnehtiviksi kestävälle kemialle tyypillisiksi ominaisuuksiksi. Ymmärtääkseen paremmin näitä ominaisuuksia entiteetin olisi:

• Harkittava liittovaltion virastoissa jo käytössä olevia kestävän tai vihreän kemian määritelmiä tai viitekehyksiä.
• Harkittava olemassa olevia kestävän tai vihreän kemian määritelmiä tai viitekehyksiä, jotka ovat jo käytössä kansainvälisissä järjestöissä, joiden jäsen Yhdysvallat on, kuten Taloudellisen yhteistyön ja kehityksen järjestössä.
• Huomioon kaikki muut asianmukaiset olemassa olevat kestävän tai vihreän kemian määritelmät tai viitekehykset.

Kuulemistilaisuudessa todistajat ilmaisivat tukensa H.R. 2051:lle, erityisesti American Chemistry Councilin (ACC) ja BASF Corporationin edustajat olivat erityisen innostuneita.

”Pidämme tervetulleena ja tuemme virastojen välisen kestävää kemiaa käsittelevän työryhmän perustamista, jonka tehtävänä on edistää ja koordinoida liittovaltion kestävää kemiaa koskevaa tutkimus- ja kehitystyötä, opetusta ja harjoittelutoimintaa”, sanoi ACC:n Anne Womack Kolton. ”Tämä lainsäädäntö on avainasemassa tuettaessa ja mahdollistettaessa teknologiaa ja välineitä, jotka voivat auttaa edistämään jäseniemme kehittämiä kestävän kemian innovaatioita.”