Groene chemie en haar naaste verwant, duurzame chemie, zijn concepten en praktijken die geen tegenstanders lijken te hebben, niet binnen de industrie, niet onder milieu- en volksgezondheidsgroepen en niet binnen de federale en staatsoverheden. En toch, terwijl niemand zich openlijk lijkt te verzetten tegen deze vormen van chemie, komt hun integratie in de productiesector en de chemische industrie maar langzaam op gang.
petrmalinak / .com
De redenen zijn divers en beginnen met het ontbreken van definities van de twee termen waarover belanghebbenden het eens kunnen worden. Andere obstakels zijn van economische aard – het kost geld om ingrediënten en processen te veranderen om een overstap van conventionele chemie naar groene en duurzame chemie mogelijk te maken; acceptatie door het publiek en andere kopers van chemicaliën en producten die sceptisch zijn over de vraag of ze de prestaties krijgen die ze nodig hebben; en gouvernementele – een duidelijke onwil van de kant van de federale overheid om te helpen bij het coördineren en financieren van innovatie en het vaststellen van normen die groene en duurzame chemie een solide basis zouden geven om op te groeien.
Deze en aanverwante zaken werden besproken tijdens een hoorzitting op 25 juli 2019 van de House Subcommittee on Research and Technology. Getuigen werden opgeroepen om hun ervaring met groene en duurzame chemie en de Sustainable Chemistry Research and Development Act (H.R. 2051) te bespreken, een tweepartijdig wetsvoorstel dat in april 2019 werd geïntroduceerd en dat als algemene doelstelling heeft “het coördineren en ondersteunen van federale inspanningen op het gebied van onderzoek, ontwikkeling, demonstratie, technologieoverdracht, commercialisering, onderwijs en opleiding in duurzame chemie, inclusief budgetcoördinatie en steun voor publiek-private partnerschappen….” Het wetsvoorstel bevat geen regelgevende componenten en staat geen nieuwe uitgaven toe.
De Amerikaanse chemische industrie
De binnenlandse chemische industrie speelt een formidabele rol in de Amerikaanse manier van leven. Ter illustratie, de American Chemistry Council zegt dat in 2016 de chemische industrie bijna 26 procent van het bruto binnenlands product van de natie ondersteunde. Bovendien schat het Bureau of Labor Statistics dat de chemische verwerkende industrie in juni 2019 meer dan 858.000 mensen in dienst had, en het ministerie van Handel schatte dat de sector nog eens 2,7 miljoen indirecte banen genereerde via toeleveranciers van de industrie. De International Trade Administration van het ministerie van Handel identificeert de chemische industrie als een van de grootste verwerkende industrieën in de Verenigde Staten, met meer dan 10.000 bedrijven die meer dan 70.000 producten produceren.
Deze cijfers geven aan dat elke substantiële verschuiving naar groene en duurzame chemie een grote impact kan hebben op de chemiesector, de werkgelegenheid, het milieu en mogelijk ook de menselijke gezondheid.
Principes
Het concept van groene chemie bestaat al minstens sinds het begin van de jaren negentig, toen Paul Anastas, PhD, destijds chemicus bij de EPA, de term bedacht. Volgens Anastas is het algemene doel van groene chemie “het ontwerpen van chemische producten en processen die het gebruik en de productie van gevaarlijke stoffen verminderen of elimineren”. Anastas werkte later samen met John C. Warner, een getuige tijdens de hoorzitting, aan de vaststelling van 12 beginselen van groene chemie. De volledige lijst van principes wordt gegeven in de getuigenis van Warner; de principes omvatten:
- Preventie. Het is beter om afval te voorkomen dan om afval te behandelen of op te ruimen nadat het is gevormd.
- Minder gevaarlijke chemische synthese. Waar mogelijk moeten synthetische methodologieën worden ontworpen om stoffen te gebruiken en te genereren die weinig of geen toxiciteit bezitten voor de menselijke gezondheid en het milieu.
- Het ontwerpen van veiliger chemische producten. Chemische producten moeten zodanig worden ontworpen dat de werkzaamheid van de functie behouden blijft, terwijl de toxiciteit wordt verminderd.
- Veiliger oplosmiddelen en hulpstoffen. Het gebruik van hulpstoffen (oplosmiddelen, scheidingsmiddelen, enz.) moet waar mogelijk overbodig worden gemaakt en, indien gebruikt, onschadelijk.
- Ontwerpen voor energie-efficiëntie. De energiebehoeften moeten worden onderkend vanwege hun gevolgen voor het milieu en de economie en moeten tot een minimum worden beperkt. Synthetische methoden moeten worden uitgevoerd bij omgevingstemperatuur en -druk.
- Gebruik van hernieuwbare grondstoffen. Een grondstof of basismateriaal moet hernieuwbaar zijn in plaats van uitputtend, wanneer dat technisch en economisch haalbaar is.
Het concept van duurzame chemie is een recentere ontwikkeling en omvat een breder gebied. Warner, die aan het hoofd staat van het Warner Babcock Institute for Green Chemistry, maakt het volgende onderscheid:
“Duurzame chemie is een groot overkoepelend concept dat betrekking heeft op de vele aspecten van de chemische toeleveringsketen, waaronder productieverbeteringen, saneringstechnologieën, blootstellingscontroles en recyclingtechnologieën. Groene chemie richt zich specifiek op het inventieve proces om het gebruik en de productie van gevaarlijk materiaal te verminderen of in de eerste plaats te elimineren. Een manier om het te bekijken: duurzame chemie richt zich op wat een technologie doet. reen chemie richt zich op wat een technologie is. Groene chemie richt zich op problemen met oplosmiddelen, katalysatoren, toxiciteit, hernieuwbaarheid en biologische afbreekbaarheid.”
Het belang van definities
In een rapport uit 2008, getiteld “Chemical Innovation”, merkte het U.S. Government Accountability Office (GAO) op dat wat er daadwerkelijk wordt bereikt op het gebied van groene en duurzame chemie en de weg vooruit om de rol van deze wetenschappen te vergroten, afhangt van de vraag of alle belanghebbenden het eens worden over dezelfde definities. Tijdens de hoorzitting van het Huis zei Timothy M. Persons, een senior GAO-wetenschapper, dat de GAO bij het onderzoek van het rapport ontdekte dat belanghebbenden verschillen in hoe ze duurzame chemie definiëren, hoe ze duurzaamheid beoordelen en welke milieu- en gezondheidsfactoren ze het belangrijkst vinden.
“Zonder een standaarddefinitie die het volledige scala aan activiteiten binnen duurzame chemie vastlegt, is het moeilijk om het universum van relevante spelers te definiëren,” getuigde Persons. “Zonder overeenstemming over hoe de duurzaamheid van chemische processen en producten te meten, kunnen bedrijven aarzelen om te investeren in innovatie die ze niet effectief kunnen kwantificeren, en eindgebruikers zijn niet in staat om zinvolle vergelijkingen te maken die hen in staat stellen om geschikte chemische producten en processen te selecteren.”
Personen voegde eraan toe dat er momenteel geen mechanisme is voor het coördineren van een gestandaardiseerde reeks duurzaamheidsfactoren over de uiteenlopende reeks belanghebbenden, ondanks de motivatie van sommige specifieke sectoren om dit te doen.
“Bovendien, hoewel de federale overheid met belanghebbenden heeft samengewerkt via haar onderzoeksondersteuning, technische bijstand, certificeringsprogramma’s en andere inspanningen, zijn er nog steeds hiaten in het begrip,” zei Persons. “Veel belanghebbenden vertelden ons dat ze zonder basisinformatie zoals een gestandaardiseerde aanpak voor het beoordelen van de duurzaamheid van chemische processen en producten, betere informatie over productinhoud in de hele toeleveringsketen en completere gegevens over de gezondheids- en milieueffecten van chemische stoffen gedurende hun hele levenscyclus, geen geïnformeerde beslissingen kunnen nemen die de duurzaamheid van verschillende producten vergelijken.”
Een bredere definitie van duurzame chemie
De kritieke rol van duidelijke definities werd ook aan de orde gesteld door Julie Beth Zimmerman, de adjunct-directeur van het Center for Green Chemistry and Green Engineering aan de Yale University. Net als bij Persons en de GAO, wil Zimmerman een duidelijke weg vooruit zien waar alle belanghebbenden het over eens kunnen worden.
“Vage, nevelige en overvloedige definities van een enkel concept zijn antithetisch voor het tot stand brengen van het soort afstemming en focus dat het nieuwe concept probeert te stimuleren,” getuigde Zimmerman. “Met andere woorden, als mensen in verwarring zijn over wat duurzame chemie zelfs is, is het moeilijk voor te stellen dat uit die verwarring een duidelijk pad zal voortkomen over hoe het te bereiken.”
Een gevolg van het ontbreken van geaccepteerde definities is dat werk dat noch groen noch duurzaam is, als zodanig zal worden geïdentificeerd door degenen die het uitvoeren.
“Wanneer duurzame chemie zo breed wordt gedefinieerd dat het alle werk omvat dat te maken heeft met chemicaliën, gezondheid en het milieu, dan leidt dit tot een betekenisloze verzameling van ongelijksoortig en onsamenhangend werk, waarvan een groot deel niet voldoet aan de doelen en de definitie van groene chemie,” aldus Zimmerman.
Zimmerman is ook bezorgd dat er een trend zou kunnen ontstaan die zich richt op duurzaamheid in de chemie zonder dat de groene chemie daar ruimschoots bij betrokken wordt. De volgende opmerking van Zimmerman suggereert waarom het zo moeilijk kan zijn om tot universele definities te komen:
“Als, zoals sommigen hebben gesuggereerd, duurzame chemie louter het gebruik van chemie is om duurzaamheidsproblemen aan te pakken, zoals die worden aangepakt in de Duurzame Ontwikkelingsdoelen van de Verenigde Naties (bijvoorbeeld klimaatverandering, energieopwekking, waterzuivering, voedselproductie of de productie van medicijnen), dan zou, ongeacht of men zich houdt aan de beginselen van groene chemie, het grote potentieel van tragische onbedoelde gevolgen mogelijk maken. Deze worden soms aangeduid als “de goede dingen verkeerd doen”. Daarom zou elke constructie van echte duurzame chemie moeten erkennen dat groene chemie het middelpunt, het hart en de ziel, het centrale en essentiële element ervan moet zijn en dat denken op systeemniveau en levenscyclusbeoordelingen essentieel zijn voor de taken die voor ons liggen. Aangezien we echter erkennen dat een duurzame wereld meer inhoudt dan chemie alleen, moeten we ook erkennen dat duurzame chemie veel meer aspecten heeft en zou moeten hebben dan groene chemie. Deze aspecten moeten de uitvoering en de impact van de chemie van de duurzaamheid mogelijk maken en versterken. Dit vereist een ecosysteem van economie, beleid, interdisciplinaire betrokkenheid, rechtvaardigheid, onderwijs, regelgeving, meetmethoden en bewustzijn.”
Bill Would Initiate Federal Coordination
Zoals opgemerkt, is het hoofddoel van H.R. 2051 ervoor te zorgen dat federale agentschappen samenwerken en hun steun aan duurzame chemie coördineren. Het wetsvoorstel vereist de oprichting van een nationale coördinerende entiteit voor duurzame chemie. Deze entiteit zou bestaan uit “deskundigen ter zake” van het EPA, het National Institute of Standards and Technology, de National Science Foundation, het ministerie van Energie, het ministerie van Landbouw, het ministerie van Defensie, de National Institutes of Health, de Centers for Disease Control and Prevention, de Food and Drug Administration en elke andere geschikte instantie. Uiterlijk twee jaar na zijn oprichting moet de entiteit een werkkader opstellen dat een benchmark voor duurzame chemie omvat waaraan de vooruitgang kan worden afgemeten; de belemmeringen voor innovatie identificeren; en de methoden identificeren waarmee federale agentschappen stimulansen voor de ontwikkeling en het gebruik van duurzame chemieprocessen en -producten kunnen vergemakkelijken, met inbegrip van innovatieve financieringsmechanismen.
De auteurs van het wetsvoorstel nemen ook een sectie op die specifiek bedoeld is om ten minste enkele van de verschillen in definities op te lossen, die in het wetsvoorstel worden omschreven als het karakteriseren van de kenmerken van duurzame chemie. Om deze kenmerken beter te begrijpen, zou de entiteit moeten:
- Bekijk bestaande definities van of kaders die duurzame of groene chemie karakteriseren die al in gebruik zijn bij federale agentschappen.
- Bekijk bestaande definities van of kaders die duurzame of groene chemie karakteriseren die al in gebruik zijn bij internationale organisaties waarvan de Verenigde Staten lid zijn, zoals de Organisatie voor Economische Samenwerking en Ontwikkeling.
- Overweeg andere geschikte bestaande definities van of kaders die duurzame of groene chemie karakteriseren.
Tijdens de hoorzitting spraken getuigen hun steun uit voor H.R. 2051, waarbij met name vertegenwoordigers van de American Chemistry Council (ACC) en BASF Corporation enthousiast waren.
“Wij verwelkomen en ondersteunen de oprichting van een interagentschappelijke werkgroep voor duurzame chemie om federale activiteiten op het gebied van onderzoek, ontwikkeling, onderwijs en opleiding inzake duurzame chemie te bevorderen en te coördineren,” zei Anne Womack Kolton van de ACC. “Deze wetgeving zal een belangrijke rol spelen bij het ondersteunen en mogelijk maken van technologie en hulpmiddelen die de duurzame chemie-innovaties die onze leden ontwikkelen, kunnen helpen bevorderen.”