الكيمياء الخضراء
الكيمياء الخضراء
علم الكيمياء هو أصل العلوم الأساسية فهو العامل المشترك بينها من اجل تحقيق متطلبات العلوم الحديثة وعليه فان عدم الاهتمام بهذا العلم يشير بوضوح تام إلى غياب تام لدور المؤسسات العلمية وعدم تكامل برامجها أكاديميا, الأمر الذي يؤدى إلى عدم توجيه طلاب العلم للتخصصات المناسبة ولمتطلبات العصر والتي تحدد مستقبل الشعوب, وللأسف الشديد فإن هذا الأمر لم يأتى من فراغ في البدء تم إتهام الكيميائيون الأوائل بأنهم أهل شعوذه وسحر أسود وخداع للدرجة التى دفعت دانتى في كوميديته الإلهية إلى أن صنفهم مع المزورين والأوغاد والأنذال في الخليج العاشر من جهنم. ومع هذا فقد تحسنت النظرة المجتمعية للكيمياء كثيراً منذ منتصف القرن السابععشر نظراً لتحول الكيمياء إلى علم تجريبي دقيق وموثق ساهم فى تطور البشرية باستثناء ما يقال عن دور المصانع الكيميائية في بث الأبخرة الملوثة من المصانع في القرن الثامن عشر ، وكذلك دور الكيمياء في توفير الأسلحة والمواد التي استعملت (في الحرب العالمية الأولى (والتى أطلق عليها في بعض المصادر بحرب الكيميائيين).
الأمر الذي جعل العديد من العلماء يحاولون بشتى الطرق التصدى لظاهره التغييب المتعمد لعلم الكيمياء وكان أول هؤلاء العلماء هو العالم (Hofmann)الحاصل على جائزه نوبل فى الكيمياء والذى أشار بوضوح إلى أن أجهزه الإعلام تقود حمله ضد الكيمياء وقد وصفها بالمؤامره الظالمه والتى من شأنها تشويه سمعه هذا العلم الهام والذى لاغنى عن معرفه أساسياته على الأقل والذى يؤدى إلى إنتقاص دور الكيمياء الريادى فى رفعه المجتمعات.
. و بعد إنتهاء فترة الحروب عاد الاعتراف بدور علم الكيمياء حتى أوائل الستينيات من القرن العشرين، ثم بدأت الصورة النمطية للكيمياء مرة أخرى بالتدهور بعد سبتمر 1962 ميلادية عندما نشرت الباحثة والمؤرخة الأمريكية (Rachel Carson) كتابها الربيع الصامت الذي أشارت فيه لأول مرة إلى خطر المبيدات ا لحشرية مثل ,DDT المركبات الكيميائية مثل الأسمدة والمبيدات والمواد المضافة للأغذية، وقد أدى نشر هذا الكتاب الى زيادة المهتمين بعلم كيمياء ولا يمكن أن ننسى مساهمات علم الكيمياء في التقدم العلمي والتقني الذي أدى إلى توفير العديد من المواد ذات المصادر العضوية ، كالمنسوجات والبلاستيك والأسمدة والأدوية و المنظفات والأصباغ ومواد العناية الشخصية والشامبوهات وغير ذلك من المواد التي نعتمد عليها في حياتنا اليومية.
لقد أدى الحرص على التوازن البيئي وتوفير متطلبات الحياة وحمايتها الى انطلاق نداءات عديدة للإهتمام بعلم البيئة و الكيمياء حيث يمكن من خلال تلك العلوم التوصل الى معالجة العديد من أسباب الخلل في التوازن البيئي ومن هنا بدأ علم الكيمياء الخضراء وسميت خضراء نظرا لان اللون الأخضر هو لون الكلوروفيل الموجود في النباتات وان تصبح أخضر هو مصطلح العودة للطبيعة وأصبح هذا المصطلح احد أهم التحديات التي تواجه الكيميائيين والمهندسين منذ منصف القرن الماضي بعد الآثار السلبية على البيئة والتي أحدثتها الثورة الصناعية .وعلم الكيمياء الكيمياء الخضراءهي فرع حديث من فروع علم الكيمياء يهدف إلى تقليل الانبعاث الناتج عن عمليات التصنيع الكيميائي الأخرى إلى أقل مدى ممكن كما يهدف إلى ابتكار مواد كيماوية جديدة تعود بالخير على البيئة ومواد كيماوية تعمل كبدائل عن المواد الكيماوية الأخرى التي تعود عمليات تصنيعها بنتائج سلبية على البئية. أو تعمل كبدائل عن المواد الكيماوية المستخلصة من الأنواع الحية المهددة بالانقراض مثل الزيوت الكبدية والتي تهدد عمليات استخلاصها من الحيتان وأسماك القرش بانقراض تلك الأنواع بشكل تام خلال عقود قليلة.
أهدافها :
تقليل الأنبعاثات الناتجة من التفاعلات الكيميائية عموما الى اقل مدى .
تحضير مواد كيميائية جديدة صديقة للبيئة ومواد كيميائية تعمل كبدائل عن المواد الكيماوية الأخرى التى تعود عمليات تصنيعها بنتائج سلبية على البيئة .
نشأتها :
ويعتبر Paul Anastas رئيس قسم الكيمياء الصناعية في الولايات المتحدة الأمريكية لحماية البيئة هو الأب الروحي للكيمياء الخضراء .وبدأ ممارسة هذا العلم في الولايات المتحدة الأمريكية 1990 بعد توقيع قانون منع التلوث وبموجب القانون قامت الحكومة بتقديم منح للجامعات البحثية لتطوير طرق تحضير المواد الكيميائية المختلفة لمعادلة المواد الضارة وتقليل التلوث ووضع بدائل للمواد الكيميائية التي تؤدى عمليات استخلاصها أو تحضيرها لتلويث البيئة
. يلعب النفط والمخلفات النفطية دورا هاما في الصناعات الحديثة ، ويمكن القول أن حياتنا العصرية قائمة بشكل مباشر على المواد والأدوات المصنوعة من النفط ومشتقاته ، وقد أسهم التقدم العلمي والتقني في صناعة وابتكار الكثير من المواد التي يدخل النفط بشكل رئيس في صناعتها ، كالمنسوجات والبلاستيك ومواد التنظيف والأجهزة الكهربائية والأسمدة وبعض الأدوية وغيرها الكثير من المنتجات التي أصبحنا نعتمد عليها بشكل كلي في حياتنا اليومية.
هذه المواد والمنتجات تستهلك كميات كبيرة من النفط ، حيث قدرت إحدى الدراسات التي أجريت في الولايات المتحدة الأمريكية ، انه تم استخدام 5 % من مجمل النفط الخام في عام 2007 لأغراض ليس لها علاقة بإنتاج الطاقة ، وهذه الكمية تعادل حوالي مليون برميل من النفط يوميا.
ويمكن القول أن كافة المواد التي يدخل في صناعتها مواد ومشتقات نفطية لها آثار سلبية على البيئة ، حيث تسهم بشكل كبير في زيادة التلوث بالمواد الكيميائية والتي تؤدي إلى حدوث خلل بيئي كبير ، ناهيك عن السموم الثانوية الخطيرة التي تنجم عنها .
من هنا فقد تنبه الكثير من الباحثين إلى ضرورة استبدال كافة المواد والمنتجات التي يدخل في صناعتها النفط أو المخلفات النفطية ، وإنتاج مواد جديدة صديقة للبيئة ولا تتسبب في آثار سلبية على صحة الإنسان وحياته واستقراره .
يقول في هذا الصدد البروفيسور الأمريكي ( جون وارنر) من جامعة ماساشوستس والمتخصص في مجال الكيمياء الخضراء ( إننا بحاجة لابتكار نوع جديد من التقنية ، بحيث يمكننا أن نصنع منتجات من مواد طبيعية ، وان تكون هذه المنتجات مشابهة في الخواص للمنتجات الموجود الآن والمصنوعة من مشتقات نفطية.
فالكيمياء الخضراء لجعل علم الكيمياء علما متكاملا عن طريق تقليل ماتسببه التفاعلات الكيميائية الصناعية والتحضيرات الدوائية والصناعات البتر وكيميائية من تلوث وذلك بمنع تكونه في المقام الأول .
مبادئ الكيمياء الخضراء :
1- تجنب تكوين النفايات الكيميائية أفضل من التخلص منها أو تدويرها فيما بعد .
2- تصميم طرق التحضير والتفاعلات الكيميائية بحيث تشترك جميع المواد الداخلة فى التفاعل في تكوين المنتج النهائي .
3- تصميم التجارب بحيث تكون المواد الناتجة قليلة السمية وصديقة للبيئة.
4- تصميم التجارب بحيث تحافظ على المجموعات الوظيفية وفى الوقت نفسه تقلل التأثيرا البيئية الضارة .
5- تجنب تكوين النواتج الجانبية قدر الامكان .
6- استخدام حفازات صديقة للبيئة .
7- يفضل ان تكون المواد الخام المستخدمة من مصادر متجددة غير قابلة للنفاذ .
8- الأهتمام بمصادر الطاقة النظيفة مع اجراء التفاعل على حرارة الغرفة وعند الضغط الجوى .
9- تجنب أو القليل من أستخدام المذيبات وكواشف الفصل قدر الإمكان أو استبدالها بمذيبات صديقة للبيئة .
10- . تصميم الناتج من التفاعل بحيث يكون مركب ثابت أو عند تحلله لاينتج مركبات تؤثر على البيئة .
11- أختبار متفاعلات أمنة ويمكن السيطرة عليها وذلك للتقليل من الحوادث الكيميائية مثل الحرائق والأنفجارات .
12- تطوير طرق التحليل لمتابعة التفاعلات وذلك للسيطرة على تكوين النواتج الضارة .
من تقنيات الكيمياء الخضراء:
أ/ مصادر الطاقة البديلة:
1 - الميكروويف
2 - الموجات الفوق صوتية .
3 - الخلايا الكهروكيميائية .
4 – الطاقة الشمسية .
ب/ المذيبات
-1- تم تصنيف المذيبات إلى مذيبات صديقة للبيئة ومذيبات سامة وضارة للبيئة .
2- السوائل الأيونية .
جـ ـ- العوامل المساعدة .
د- تقنية الميكروسكيل
هـ- تقنية استخدام البرامج الحاسوبية .
د.جيهان العميرى
