A zöld kémia és annak közeli rokona, a fenntartható kémia olyan fogalmak és gyakorlatok, amelyeknek látszólag nincsenek ellenzői, sem az iparban, sem a környezetvédelmi és közegészségügyi csoportok, sem a szövetségi és állami kormányok körében. És mégis, miközben úgy tűnik, senki sem ellenzi nyilvánosan az ilyen típusú kémiát, integrációjuk a gyártási és vegyipari ágazatokba lassan történik.
petrmalinak / .com
Az okok sokfélék, és azzal kezdődnek, hogy a két kifejezésnek nincs olyan meghatározása, amelyben az érdekeltek egyetértenének. További akadályok: gazdaságiak – pénzbe kerül az összetevők és folyamatok megváltoztatása, hogy lehetővé váljon az átállás a hagyományos kémiáról a zöld és fenntartható kémiára; elfogadottság – a lakosság és a vegyi anyagok és termékek egyéb vásárlói által, akik szkeptikusak azzal kapcsolatban, hogy megkapják-e az általuk igényelt teljesítményt; és kormányzatiak – a szövetségi kormányzat nyilvánvaló vonakodása, hogy segítsen az innováció koordinálásában és finanszírozásában, valamint olyan szabványok meghatározásában, amelyek szilárd alapot adnának a zöld és fenntartható kémiának, amelyre építeni lehet.
Ezeket és a kapcsolódó kérdéseket a képviselőház kutatási és technológiai albizottságának 2019. július 25-i meghallgatásán vitatták meg. A tanúkat a zöld és fenntartható kémiával kapcsolatos tapasztalataikról és a fenntartható kémiai kutatásról és fejlesztésről szóló törvényről (H.R. 2051), egy 2019 áprilisában benyújtott kétpárti törvényjavaslatról hallgattak meg, amelynek általános célja “a fenntartható kémiával kapcsolatos szövetségi kutatási, fejlesztési, demonstrációs, technológiaátadási, kereskedelmi, oktatási és képzési erőfeszítések koordinálása és támogatása, beleértve a költségvetési koordinációt és a köz- és magánszféra közötti partnerségek támogatását….”. A törvényjavaslat nem tartalmaz szabályozási elemeket, és nem engedélyez új kiadásokat.
Az amerikai vegyipar
A hazai vegyipar félelmetes szerepet játszik az amerikai életmódban. Illusztrációként az Amerikai Kémiai Tanács szerint 2016-ban a vegyipar az ország bruttó hazai termékének közel 26 százalékát támogatta. Emellett a Bureau of Labor Statistics becslése szerint a vegyipari feldolgozóipar 2019 júniusában több mint 858 000 embert foglalkoztatott, és a Kereskedelmi Minisztérium becslése szerint az ágazat további 2,7 millió közvetett munkahelyet teremtett az iparági beszállítókon keresztül. A Kereskedelmi Minisztérium Nemzetközi Kereskedelmi Igazgatósága a vegyipart az Egyesült Államok egyik legnagyobb feldolgozóiparaként azonosítja, több mint 10 000 vállalat több mint 70 000 terméket állít elő.
Ezek a számok azt mutatják, hogy a zöld és fenntartható kémiai eljárásokra való jelentős átállás mélyreható hatással lehet a kémiai üzletre; a foglalkoztatásra; a környezetre; és potenciálisan az emberi egészségre.
Elvek
A zöld kémia fogalma legalább az 1990-es évek eleje óta létezik, amikor Paul Anastas, PhD, az EPA akkori kémikusa megalkotta a kifejezést. Anastas szerint a zöld kémia általános célja “olyan kémiai termékek és eljárások tervezése, amelyek csökkentik vagy megszüntetik a veszélyes anyagok használatát és keletkezését”. Anastas később John C. Warnerrel, a meghallgatás tanújával együttműködve 12 zöld kémiai alapelvet dolgozott ki. Az elvek teljes listáját Warner tanúvallomása tartalmazza; az elvek a következők:
- Megelőzés. Jobb megelőzni a hulladék keletkezését, mint a keletkezés után kezelni vagy megtisztítani a hulladékot.
- Kevésbé veszélyes kémiai szintézis. Amikor csak lehetséges, a szintetikus módszereket úgy kell megtervezni, hogy olyan anyagokat használjanak és állítsanak elő, amelyek az emberi egészségre és a környezetre nézve kevéssé vagy egyáltalán nem toxikusak.
- Biztonságosabb vegyi anyagok tervezése. A kémiai termékeket úgy kell megtervezni, hogy a toxicitás csökkentése mellett megőrizzék a funkció hatékonyságát.
- Biztonságosabb oldószerek és segédanyagok. A segédanyagok (oldószerek, elválasztószerek stb.) használatát lehetőség szerint szükségtelenné kell tenni, és ha használják, ártalmatlanná kell tenni.
- Tervezés az energiahatékonyság érdekében. Az energiaszükségletet környezeti és gazdasági hatásait fel kell ismerni, és minimalizálni kell. A szintetikus módszereket környezeti hőmérsékleten és nyomáson kell végezni.
- Megújuló alapanyagok használata. A nyersanyagnak vagy alapanyagnak inkább megújulónak, mint kimerülőnek kell lennie, amikor ez technikailag és gazdaságilag kivitelezhető.
A fenntartható kémia fogalma újabb fejlemény, és szélesebb területet ölel fel. Warner, aki a Warner Babcock Institute for Green Chemistry vezetője, a következő megkülönböztetést tette:
“A fenntartható kémia egy nagy ernyőfogalom, amely a kémiai ellátási lánc számos aspektusával foglalkozik, beleértve a gyártási fejlesztéseket, a remediációs technológiákat, az expozíció ellenőrzését és az újrahasznosítási technológiákat. A zöld kémia kifejezetten a veszélyes anyagok használatának és keletkezésének csökkentésére vagy megszüntetésére irányuló feltalálói folyamatra összpontosít. Egyfajta megközelítés: a fenntartható kémia arra összpontosít, hogy mit tesz egy technológia. a reen chemistry arra összpontosít, hogy mi egy technológia. A zöld kémia az oldószerekkel, a katalizátorokkal, a toxicitással, a megújíthatósággal, a biológiai lebonthatósággal kapcsolatos kérdésekkel foglalkozik.”
A definíciók fontossága
Az Egyesült Államok kormányzati számvevőszékének (GAO) 2008-as “Kémiai innováció” című jelentésében megjegyezte, hogy a zöld és fenntartható kémia területén ténylegesen elért eredmények és az e tudományok szerepének növeléséhez vezető előre vezető út attól függ, hogy minden érdekelt fél azonos definíciókban állapodjon meg. A képviselőházi meghallgatáson Timothy M. Persons, a GAO vezető tudósa elmondta, hogy a jelentés kutatása során a GAO azt tapasztalta, hogy az érdekelt felek eltérően határozzák meg a fenntartható kémiát, hogyan értékelik a fenntarthatóságot, és mely környezeti és egészségügyi tényezőket tartják a legfontosabbnak.
“A fenntartható kémián belüli tevékenységek teljes körét megragadó egységes definíció nélkül nehéz meghatározni a releváns szereplők univerzumát” – vallotta Persons. “A kémiai folyamatok és termékek fenntarthatóságának mérésére vonatkozó megállapodás nélkül a vállalatok vonakodhatnak befektetni olyan innovációba, amelyet nem tudnak hatékonyan számszerűsíteni, a végfelhasználók pedig nem tudnak értelmes összehasonlításokat végezni, amelyek lehetővé teszik számukra a megfelelő kémiai termékek és folyamatok kiválasztását.”
Spersons hozzátette, hogy jelenleg nincs mechanizmus a fenntarthatósági tényezők egységesített készletének összehangolására az érdekeltek sokféle csoportja között, annak ellenére, hogy egyes ágazatok motiváltak erre.”
“Továbbá, bár a szövetségi kormány kutatási támogatás, technikai segítségnyújtás, tanúsítási programok és egyéb erőfeszítések révén együttműködött az érdekeltekkel, még mindig vannak hiányosságok a megértésben” – mondta Persons. “Sok érdekelt fél elmondta, hogy olyan alapvető információk nélkül, mint a kémiai folyamatok és termékek fenntarthatóságának értékelésére szolgáló szabványosított megközelítés, a terméktartalomra vonatkozó jobb információk az ellátási lánc egészében, valamint a vegyi anyagok életciklusuk során az egészségre és a környezetre gyakorolt hatásairól szóló teljesebb adatok nélkül nem tudnak megalapozott döntéseket hozni a különböző termékek fenntarthatóságának összehasonlítására.”
A fenntartható kémia tágabb meghatározása
A világos meghatározások kritikus szerepével Julie Beth Zimmerman, a Yale Egyetem Zöld Kémia és Zöld Mérnöki Központjának igazgatóhelyettese is foglalkozott. Personshoz és a GAO-hoz hasonlóan Zimmerman is világos utat szeretne látni, amellyel minden érdekelt fél egyet tud érteni.
“Egyetlen fogalom homályos, ködös és bőséges definíciói ellentétesek azzal a fajta összehangolással és összpontosítással, amelyet az új fogalom próbál előmozdítani” – vallotta Zimmerman. “Más szóval, ha az emberek összezavarodnak azzal kapcsolatban, hogy mi is az a fenntartható kémia, nehéz elképzelni, hogy ebből a zűrzavarból világos út vezetne az eléréséhez.”
Az elfogadott definíciók hiányának egyik következménye, hogy a nem zöld és nem fenntartható munkát az azt végzők ekként fogják azonosítani.
“Ha a fenntartható kémiát olyan tágan határozzák meg, hogy az magában foglalja a vegyi anyagokkal, az egészséggel és a környezettel kapcsolatos összes munkát, akkor ez a szétszórt és összefüggéstelen munka értelmetlen gyűjteményéhez vezet, amelynek nagy része nem felel meg a zöld kémia céljainak és definíciójának” – mondta Zimmerman.
Zimmerman attól is tart, hogy a kémia fenntarthatóságára összpontosító tendencia alakulhat ki a zöld kémia bőséges bevonása nélkül. Zimmerman következő megjegyzése azt sugallja, hogy miért lehet olyan nehéz egyetemes definíciókhoz jutni:
“Ha, ahogy egyesek sugallják, a fenntartható kémia pusztán azt jelenti, hogy a kémiát olyan fenntarthatósági problémák megoldására használják, mint amilyenekkel az ENSZ fenntartható fejlődési céljai foglalkoznak (pl. éghajlatváltozás, energiatermelés, víztisztítás, élelmiszertermelés vagy gyógyszergyártás), akkor a zöld kémia elveinek betartásától függetlenül, nagy lehetőséget adna a tragikus, nem szándékolt következményekre. Ezeket néha úgy emlegetik, hogy “a helyes dolgokat rosszul csináljuk”. Ezért a valódi fenntartható kémia bármely konstrukciójának fel kellene ismernie, hogy a zöld kémia kell, hogy legyen a középpontja, szíve és lelke, központi és lényeges eleme, és hogy a rendszerszintű gondolkodás és az életciklus-értékelések elengedhetetlenek az adott feladatokhoz. Mivel azonban felismerjük, hogy a fenntartható világ többről szól, mint a kémia, fel kell ismernünk, hogy a fenntartható kémiának a zöld kémiánál sokkal több aspektusa van és kell, hogy legyen. Ezeknek a szempontoknak lehetővé kell tenniük és meg kell erősíteniük a fenntarthatóság kémiájának megvalósítását és hatását. Ehhez a gazdaság, a politika, az interdiszciplináris elkötelezettség, a méltányosság, az oktatás, a szabályozás, a mérőszámok és a tudatosság ökoszisztémájára van szükség.”
A törvényjavaslat szövetségi koordinációt kezdeményezne
Amint említettük, a H.R. 2051 fő célja annak biztosítása, hogy a szövetségi ügynökségek együttműködjenek és koordinálják a fenntartható kémia támogatását. A törvényjavaslat előírná a fenntartható kémia nemzeti koordinációs testületének létrehozását. A testületnek az EPA, a National Institute of Standards and Technology, a National Science Foundation, az Energiaügyi Minisztérium, a Mezőgazdasági Minisztérium, a Védelmi Minisztérium, a National Institutes of Health, a Centers for Disease Control and Prevention, az Food and Drug Administration és bármely más megfelelő ügynökség “szakértői” lennének a tagjai. Legkésőbb 2 évvel a megalakulását követően a testületnek egy munkakeretet kell kidolgoznia, amely magában foglal egy fenntartható kémiai referenciaértéket, amely alapján mérhető a fejlődés; az innováció előtt álló akadályok azonosítása; és azon módszerek azonosítása, amelyekkel a szövetségi ügynökségek elősegíthetik a fenntartható kémiai eljárások és termékek fejlesztését és használatát, beleértve az innovatív finanszírozási mechanizmusokat.
A törvénytervezet szerzői egy olyan szakaszt is kidolgoztak, amely kifejezetten a definíciókkal kapcsolatos nézeteltérések legalább egy részét hivatott feloldani, amelyeket a törvénytervezet a fenntartható kémia jellemzőinek jellemzésével ír le. Ezen attribútumok jobb megértése érdekében a Entitásnak:
- Figyelembe kell vennie a fenntartható vagy zöld kémiát jellemző, a szövetségi ügynökségeknél már használatos meglévő meghatározásokat vagy keretrendszereket.
- Figyelembe kell vennie a fenntartható vagy zöld kémiát jellemző, az Egyesült Államok által is tagsággal rendelkező nemzetközi szervezetek, például a Gazdasági Együttműködési és Fejlesztési Szervezet által már használt meglévő meghatározásokat vagy keretrendszereket.
- Figyelembe kell venni a fenntartható vagy zöld kémiára vonatkozó bármely más megfelelő meglévő meghatározást vagy keretrendszert.
A meghallgatáson a tanúk támogatásukról biztosították a H.R. 2051-et, különösen lelkesek voltak az Amerikai Kémiai Tanács (ACC) és a BASF Corporation képviselői.
“Üdvözöljük és támogatjuk egy ügynökségek közötti fenntartható kémiai munkacsoport létrehozását a fenntartható kémiai kutatás, fejlesztés, oktatás és képzés szövetségi szintű előmozdítása és koordinálása érdekében” – mondta Anne Womack Kolton, az ACC képviselője. “Ez a jogszabály kulcsszerepet fog játszani a technológia és az eszközök támogatásában és lehetővé tételében, amelyek segíthetnek a tagjaink által kifejlesztett fenntartható kémiai innovációk előmozdításában.”