Δευτέρα, 18 Οκτωβρίου 2010

Καλύτερη ζωή με πράσινη χημεία...

Η πρόσφατη οικολογική καταστροφή με την τοξική λυματολάσπη στην Ουγγαρία έδειξε με τον πιο πειστικό τρόπο πόσο απαραίτητη είναι η οικολογική προσέγγιση στη βιομηχανική παραγωγή. Θα αναρωτηθείτε: ναι, αλλά υπάρχει πράσινη χημεία; Η απάντηση είναι ναι, υπάρχει. Και έχει ήδη αρχίσει σποραδικά να εφαρμόζεται. Δείτε πώς
Αν περάσετε έξω από ένα χημικό εργοστάσιο, οι καπνοί που βγαίνουν από τις καμινάδες του μπορεί να σας βάλουν σε σκέψεις. Τι βρωμερά κατασκευάσματα φτιάχνουν άραγε εκεί μέσα και τι ζημιά κάνουν στο περιβάλλον; Δεν έχετε άδικο να ανησυχείτε. Η χημική βιομηχανία βασίζεται σε πολλά συστατικά που, αν βρεθούν στο λάθος μέρος, μπορεί να είναι επιβλαβή για την υγεία και το περιβάλλον. Αν η ιδέα σάς προκαλεί πονοκέφαλο, το να πάρετε ένα παυσίπονο θα κάνει τα πράγματα χειρότερα: τα φάρμακα είναι μόνο ένα από τα προϊόντα τέτοιου είδους εργοστασίων τα οποία οι περισσότεροι δεν μπορούμε να στερηθούμε.
Εκτός από το να πετάξουμε τα φάρμακα, τις μπογιές, τα πλαστικά και τα υφάσματά μας, τι άλλο μπορούμε να κάνουμε; Πολλά. Ενα νέο είδος χημικής φιλοσοφίας έχει αρχίσει να αναδεικνύεται τα τελευταία χρόνια προτείνοντας λύσεις για τη βελτίωση των «ρυπογόνων» χημικών συνθέσεων που παράγουν τόσα αναγκαία για μας είδη. Αντιμέτωπη με τα σκαμπανεβάσματα των τιμών του πετρελαίου, τους νέους κανονισμούς και τις πιέσεις των καταναλωτών και των εμπόρων, η βιομηχανική χημεία γίνεται πιο καθαρή. Προϊόντα τόσο διαφορετικά όσο τα παπούτσια που φοράμε, τα σαπούνια με τα οποία πλενόμαστε και ο ντεκαφεϊνέ καφές που πίνουμε αρχίζουν πλέον να παρασκευάζονται με διαδικασίες που έχουν μια πράσινη χροιά.

Οι 12 «εντολές»
Η φιλοσοφία της «πράσινης χημείας» χρονολογείται από τα μέσα της δεκαετίας του 1990, όταν δύο αμερικανοί χημικοί, ο Πολ Ανάστας και ο Τζον Γουόρνερ, εξέδωσαν ένα «μανιφέστο» 12 σημείων για έναν καλύτερο τρόπο δουλειάς, ξεκινώντας από την αρχή ότι είναι καλύτερα να αποφεύγει κανείς την παραγωγή αποβλήτων από το να πρέπει μετά να τα καταστρέφει. Ακολούθησαν διάφορες εκκλήσεις για ανανεώσιμες πρώτες ύλες, λιγότερο επιβλαβείς διαλύτες, πιο αποτελεσματικούς καταλύτες και ελαχιστοποίηση της κατανάλωσης ενέργειας μέσω, π.χ., του σχεδιασμού αντιδράσεων που είναι εφικτές σε θερμοκρασία περιβάλλοντος.
Αν και ακούγονται σαν απλή λογική, οι αρχές αυτές αποτελούν τεράστια αλλαγή για πολλούς βιομηχανικούς χημικούς. Ας πάρουμε ως παράδειγμα τους ηλιακούς συλλέκτες. Η ενέργεια που χρησιμοποιείται για την κατασκευή τους αφαιρεί μέρος από τη λάμψη της ανανεώσιμης ενέργειας που προσφέρουν, αυτό είναι γνωστό, τι γίνεται όμως με τα υλικά που τους αποτελούν; Συχνά είναι τοξικά, προέρχονται από πετροχημικές πηγές ή περιέχουν σπάνια μέταλλα. Οι αρχές της πράσινης χημείας επιβάλλουν όλοι αυτοί οι παράγοντες να λαμβάνονται υπόψη για όλη τη διάρκεια της ζωής ενός προϊόντος αλλά και μετά από αυτήν. «Θα πρέπει να ρωτάμε:Υπάρχουν σε αυτό τοξικά υλικά που θα μπορούσαν να προκαλέσουν καταστροφή στο περιβάλλον όταν θα πάνε στη χωματερή είκοσι χρόνια μετά;» λέει ο κ. Γουόρνερ.
Από το 1996 οι καλύτερες εκφράσεις της νέας νοοτροπίας αναγνωρίζονται από το αμερικανικό υπουργείο Προστασίας Περιβάλλοντος με τα βραβεία Πράσινης Χημείας. Μόνο όμως τώρα, απέναντι στην απειλή της έλλειψης του πετρελαίου και των άλλων πόρων, τα πράγματα αρχίζουν πραγματικά να κινούνται. Το να γίνει κανείς πιο «πράσινος» αποδεικνύεται άλλωστε μια σοφή οικονομική κίνηση, όπως τονίζει ο Μπαζ Κιου, ο οποίος εισήγαγε την πράσινη χημεία στη φαρμακοβιομηχανία Ρfizer πριν από μια δεκαετία. Οι βελτιώσεις μπορούν να βοηθήσουν τις φαρμακοβιομηχανίες να εξοικονομήσουν 10-15 δισ. δολάρια για κάθε εμπορικά επιτυχημένο φάρμακό τους τον χρόνο, υποστηρίζει.
Εκτός από τον οικονομικό παράγοντα, οι πιέσεις των καταναλωτών και των εμπόρων για τον περιορισμό ή και την κατάργηση ορισμένων χημικών αρχίζουν να αποκτούν όλο και μεγαλύτερη βαρύτητα. Η βρετανική Βoots είναι μία από τις εταιρείες φαρμάκων που έχουν προχωρήσει αρκετά, απαγορεύοντας εντελώς ορισμένα επιβλαβή χημικά- όπως οι φθαλάτες ή οι αιθοξυλιωμένες αλκυφαινόλες- από τα προϊόντα τους. Το πρόγραμμα RΕΑCΗ της Ευρωπαϊκής Ενωσης, το οποίο τέθηκε σε ισχύ το 2007, έχει ως στόχο να περιορίσει ή και να απαγορεύσει τη χρήση ορισμένων χημικών που κυκλοφορούν αυτή τη στιγμή στην αγορά.
Η πράσινη χημεία βρίσκεται ακόμη στα πρώτα βήματά της. Ο δρόμος δεν θα είναι εύκολος. Εκτός από τα οικονομικά και πρακτικά εμπόδια, θα πρέπει επίσης να κερδίσει και το δύσπιστο κοινό, εφόσον σήμερα πολλοί καταναλωτές θεωρούν τη λέξη «χημικό» συνώνυμο του επιβλαβούς. Κάποια πράσινα βλαστάρια αρχίζουν όμως να ανθούν στο βιομηχανικό χημικό τοπίο, όπως δείχνουν τα παραδείγματα που ακολουθούν.

Φάρμακα
Το πιθανότερο είναι ότι όσοι αγοράζουν σιλδεναφίλη- κοινώς Viagra - δεν το κάνουν από αγάπη για το περιβάλλον. Το τρομερά επιτυχημένο εμπορικά φάρμακο αποτελεί, παρ΄ όλα αυτά, πραγματική διαφήμιση των πράσινων διαπιστευτηρίων της φαρμακοβιομηχανίας που το παρασκευάζει, της Ρfizer. Ξεκινώντας την εμπορική παρασκευή του οι χημικοί της εταιρείας σχεδίασαν μια νέα στρατηγική χημικών αντιδράσεων η οποία έχει μειώσει δραστικά τις ποσότητες των απαιτούμενων διαλυτών, του ρυπογόνου χλωριούχου κασσίτερου και του εύφλεκτου υπεροξειδίου του υδρογόνου και παράγει μόλις το ένα τέταρτο των αποβλήτων της αρχικής διαδικασίας. Η χημική βιομηχανία ΒΑSF, από την πλευρά της, παρασκευάζει την ετήσια παραγωγή του παυσίπονου Ιbuprofen - περίπου 2 δισ. δισκία- με μια διαδικασία τριών αντί έξι σταδίων. Η πακλιταξέλη, η οποία χρησιμοποιείται στη χημειοθεραπεία, παρασκευαζόταν αρχικά με την εξαγωγή χημικών από τον φλοιό του τάξου, ενός είδους ελάτου. Η διαδικασία απαιτούσε μεγάλες ποσότητες διαλύτη και σκότωνε τα έλατα. Το φάρμακο παρασκευάζεται πλέον με την καλλιέργεια κυττάρων του δέντρου σε κάδους ζύμωσης. Η παρασκευή της ατορβαστατίνης, ιδιαίτερα επιτυχημένου εμπορικά φαρμάκου για τη μείωση της χοληστερόλης που κυκλοφορεί με την ονομασία Lipitor από την Ρfizer, γίνεται πλέον με ένα ένζυμο το οποίο λειτουργεί ως καταλύτης για χημικές αντιδράσεις σε νερό μειώνοντας την ανάγκη για ενδεχομένως επιβλαβείς οργανικούς διαλύτες. Οι διαδικασίες παρασκευής φαρμάκων χρειάζονται όμως ακόμη πολλές βελτιώσεις και κυρίως μια ανάλυση των πιο διαδεδομένων από αυτά προκειμένου να διαπιστωθούν οι επιπτώσεις τους στο περιβάλλον και μετά τη χρήση τους- ιδιαίτερα το τι γίνεται όταν αποβάλλονται από τον οργανισμό μας και περνούν στο δίκτυο της αποχέτευσης.

Τρόφιμα και ποτά
Να κάτι που θα σας χαλάσει ίσως τη γεύση αν πίνετε ντεκαφεϊνέ: πολύ συχνά οι κόκκοι του καφέ απαλλάσσονται από την ανεπιθύμητη καφεΐνη τους μουλιάζοντας μέσα σε ισχυρούς διαλύτες όπως το χλωρομεθυλένιο (ή διχλωρομεθάνιο) το οποίο θεωρείται καρκινογόνο.
Το διοξείδιο του άνθρακα αποτελεί μια φθηνή και μη τοξική εναλλακτική. Υπό πίεση το CΟ2 περνάει σε «υπερκριτική» κατάσταση: εισχωρεί εύκολα στους κόκκους ως αέριο αλλά διαλύει τις ουσίες που βρίσκει εκεί εξίσου αποτελεσματικά με έναν υγρό διαλύτη.
Σύμφωνα με την Μπάρμπαρα Ντυφρέν του Ευρωπαϊκού Συνδέσμου Παραγωγών Προϊόντων Χωρίς Καφεΐνη, περίπου το 20% της παγκόσμιας παραγωγής ντεκαφεϊνέ καφέ χρησιμοποιεί σήμερα το υπερκριτικό διοξείδιο του άνθρακα. Η διαδικασία αυτή χρησιμοποιείται σήμερα επίσης σε περίπου 125 εργοστάσια τροφίμων και ποτών σε όλον τον κόσμο για την εξαγωγή αιθέριων ελαίων και εκχυλισμάτων.

Συσκευασίες
Αν και γνωρίζουμε ότι είναι κάτι επιζήμιο και μη απαραίτητο, η ποσότητα των πλαστικών που περιτυλίγουν τα προϊόντα που αγοράζουμε αυξά νεται συνεχώς. Τα υλικά αυτά, τα οποία προέρχονται από ορυκτά καύσιμα που χρειάστηκαν εκατομμύρια χρόνια για να σχηματιστούν, έχουν ωφέλιμο χρόνο ζωής ίσως και μόλις μερικών ωρών.
Αρκετές εταιρείες προσπαθούν σήμερα να αναπτύξουν εναλλακτικά πλαστικά από ανανεώσιμες πηγές. Η αμερικανική ΝatureWorks φτιάχνει δοχεία τροφίμων από ένα πολυμερές που λέγεται Ιngeo και προέρχεται από το άμυλο του καλαμποκιού. Βακτήρια μετατρέπουν το άμυλο σε μια ρητίνη η οποία μπορεί να αντικαταστήσει το πολυαιθυλένιο τερερφθαλάτη ή ΡΕΤ που χρησιμοποιείται σήμερα στη συσκευασία αναψυκτικών και γιαουρτιών. Η εταιρεία υποστηρίζει ότι στο μέλλον η πρώτη ύλη για το Ιngeo δεν θα προέρχεται από φρέσκο καλαμπόκι αλλά από γεωργικά απόβλητα. Η Μetabolix, άλλη αμερικανική εταιρεία, ακολουθεί διαφορετική προσέγγιση. Τροποποιώντας γενετικά φυτά όπως ο καπνός ή το ζαχαροκάλαμο ελπίζει ότι θα μπορέσει να συνθέσει πολυμερή πλαστικά από τα κύτταρα των φύλλων και των μίσχων τους.
Τα βιοπλαστικά αποτελούν προς το παρόν λιγότερο από το 1% των σχεδόν 250 εκατ. τόνων πλαστικών που παράγονται και πετάγονται κάθε χρόνο σε όλον τον πλανήτη. Η αγορά όμως αναπτύσσεται γρήγορα και η παραγωγή αναμένεται να διπλασιαστεί ως το 2012.

Καλλυντικά
Τα σαπούνια και οι κρέμες με τα οποία περιποιούμαστε το σώμα μας δείχνουν πώς η βιασύνη για την αντικατάσταση των χημικών που έχουν ως βάση το πετρέλαιο με ανανεώσιμες εναλλακτικές μπορεί να μας οδηγήσει σε λάθος δρόμο. Οι περισσότεροι ενυδατικοί και λιπαντικοί παράγοντες των καλλυντικών, όπως και αυτοί που δημιουργούν αφρό, προέρχονται από ορυκτές πηγές. Τώρα οι κατασκευαστές έχουν αρχίσει να επιστρέφουν σε πιο παραδοσιακά, προερχόμενα από τα φυτά συστατικά, όπως το φοινικέλαιο και το έλαιο ινδικής καρύδας.
Δυστυχώς, παρά το γεγονός ότι αυτά τα υλικά είναι ανανεώσιμα, μπορεί να γίνουν κάθε άλλο παρά φιλικά για το περιβάλλον καθώς η βιοποικιλότητα των δασών σε όλον τον πλανήτη υποχωρεί και αντικαθίσταται από μονοκαλλιέργειες φοινικοειδών. Μια ομάδα ερευνητών του Πανεπιστημίου του Εξετερ, με επικεφαλής τον Ρέι Μάριοτ, επιδιώκει μια πιο ασφαλή ανανεώσιμη προσέγγιση, την παρασκευή των υλικών από γεωργικά απόβλητα. Ενα από τα προγράμματα σκοπεύει να χρησιμοποιήσει υπερκριτικό διοξείδιο του άνθρακα για να εξαγάγει από άχυρα παραφίνη για την παρασκευή κραγιόν.
Μια άλλη καινοτομία είναι η χρήση ενζύμων σε θερμοκρασία δωματίου για την παρασκευή εστέρων, χημικών τα οποία χρησιμοποιούνται στην παρασκευή μαλακτικών παραγόντων. Παραδοσιακά οι εστέρες παρασκευάζονται με τη χρήση διαβρωτικών καταλυτών όπως το θειικό οξύ σε υψηλές θερμοκρασίες. Η νέα τεχνολογία παρασκευής τους χάρισε στην αμερικανική εταιρεία χημικών Εastman ένα βραβείο Πράσινης Χημείας το 2009, η βιομηχανία καλλυντικών όμως δεν έχει ακόμη εκδηλώσει ενδιαφέρον.

Ρούχα
Ισως καμία άλλη βιομηχανία δεν εξαρτάται περισσότερο από μη ανανεώσιμα και περιβαλλοντικά επικίνδυνα υλικά όσο αυτή της ένδυσης. Οι βαμβακοκαλλιέργειες καταναλώνουν τεράστιες ποσότητες χημικών λιπασμάτων, παρασιτοκτόνων και εντομοκτόνων, ενώ τα συνθετικά υφάσματα όπως το πολυέστερ προέρχονται από πετροχημικά.
Η βαφή τόσο των συνθετικών όσο και των φυσικών ινών απαιτεί άλλο τεράστιο χημικό κοκτέιλ: για να αποκτήσει, π.χ., ένα τζιν το χαρακτηριστικό μπλε χρώμα του χρειάζονται μεγάλες ποσότητες υπερθειώδους νατρίου, ενός περιβαλλοντικά ανταγωνιστικού χημικού το οποίο μπορεί να διαβρώσει το τσιμέντο και να καταστρέψει τους αποχετευτικούς αγωγούς. Το κοκτέιλ αυτό ξεβγάζεται με εκατομμύρια λίτρα νερού σε εργοστάσια τα οποία συχνά βρίσκονται σε σημεία του πλανήτηόπως διάφορες περιοχές της Ινδίαςόπου το νερό ήδη σπανίζει.
Λαμβάνοντας υπόψη όλα αυτά τα προβλήματα η ΝatureWorks διερευνά τη χρήση του πολυμερούς Ιngeo για την κατασκευή ινών που θα μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην υφαντουργία. Δυστυχώς το τελικό προϊόν έχει την τάση να λιώνει όταν σιδερώνεται και είναι αρκετές φορές πιο ακριβό από το πολυέστερ. Ο ιταλικός οίκος μόδας Gattinoni το χρησιμοποίησε για να φτιάξει ένα «βιολογικό» νυφικό, η απόσταση όμως από την κανονική βιομηχανική παραγωγή φαίνεται ακόμη μεγάλη. Ενα πολυμερές ονόματι Sorona που κατασκευάζεται από τον αμερικανικό κολοσσό DuΡont χρησιμοποιεί επίσης το καλαμπόκι ως πηγή ενός μέρους των πρώτων υλών του, αν και περισσότερο από το 60% εξακολουθεί να προέρχεται από το πετρέλαιο.
Αν το ξύλο είναι περισσότερο του γούστου σας, το μπαμπού, η οξιά και ο ευκάλυπτος προσφέρουν επίσης ανανεώσιμες ίνες για υφάσματα. Το μπαμπού μπορεί να καλλιεργηθεί σχεδόν παντού χωρίς να χρειάζεται παρασιτοκτόνα και εντομοκτόνα και έχει ήδη χρησιμοποιηθεί σε μπλουζάκια, μπότες του σκι και μια ποικιλία άλλων ειδών ένδυσης. Εχει ωστόσο και ορισμένα «πράσινα» μειονεκτήματα: η επεξεργασία του απαιτεί κάποια επικίνδυνα χημικά όπως το υδροξείδιο του νατρίου και ο διθειάνθρακας.
Μια καλύτερη λύση ίσως να είναι το Τencel, μια προερχόμενη από το ξύλο ίνα που μοιάζει με αυτή της βισκόζης και κατασκευάζεται από την αυστριακή Lenzing με μια διαδικασία που χρησιμοποιεί λιγότερο διαβρωτικούς διαλύτες από της βισκόζης και ανακυκλώνει το 99,6% της ποσότητάς τους. Το Τencel έχει χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή μαγειρικών και χειρουργικών στολών, αλλά είναι αρκετές φορές ακριβότερο από τη βισκόζη. Τα πραγματικά πράσινα και ταυτοχρόνως προσιτά ρούχα θα αργήσουν ακόμη πολύ.

Ηλεκτρονικές συσκευές
Στην παραγωγή του δημοφιλούς φαρμάκου Viagra υλοποιείται μια νέα στρατηγική χημικών αντιδράσεων η οποία έχει μειώσει δραστικά τις ποσότητες των απαιτούμενων διαλυτών, του ρυπογόνου χλωριούχου κασσίτερου και του εύφλεκτου υπεροξειδίου του υδρογόνου και παράγει μόλις το ένα τέταρτο των αποβλήτων της αρχικής διαδικασίας Τα εκατομμύρια ηλεκτρονικών συσκευών που αγοράζουμε και πετάμε κάθε χρόνο περιέχουν μεγάλες δόσεις χημικών. Η κατασκευή ενός μικροτσίπ ακολουθεί 800 ως 1.000 στάδια και απαιτεί ενδεχομένως τοξικά χημικά όπως το ξυλένιο, ο υδράργυρος, οι φθαλάτες και ο καρκινογόνος διαλύτης Νμεθυλοπυρρολιδόνη. Η κατασκευή ενός μόνο laptop καταναλώνει περίπου 3.200 λίτρα νερό και 160 λίτρα ορυκτών καυσίμων, σύμφωνα με τους υπολογισμούς του Ερικ Γουίλιαμς του Πανεπιστημίου της Αριζόνας.
Ο βασικός ένοχος είναι η πολύπλοκη χημική διαδικασία που χρησιμοποιείται για τη διαμόρφωση των στρώσεων που απαιτούνται για την κατασκευή ενός μικροκυκλώματος πυριτίου. Ο Τζιμ Χάτσισον του Πανεπιστημίου του Ορεγκον προσπαθεί να βελτιώσει τα πράγματα επεξεργαζόμενος μια τεχνική για την απευθείας χάραξη των κυκλωμάτων στο πυρίτιο με τη βοήθεια εκμαγείων DΝΑ.
Εν τω μεταξύ οι κατασκευαστές επικεντρώνονται στην αφαίρεση των τοξικών υλικών από άλλα τμήματα των συσκευών. Η Αpple ανακοίνωσε ότι οι θήκες όλων των προϊόντων της δεν περιλαμβάνουν πλέον βρωμιωμένα επιβραδυντικά φλόγας, τα οποία σωρευτικά μπορεί να βλάψουν το ενδοκρινικό σύστημα των ανθρώπων και των ζώων, ούτε πολυβινυλοχλωρίδιο (ΡVC), το οποίο όταν καίγεται παράγει καρκινογόνες διοξίνες.

Σπίτι
Το 2005 οι επιζήσαντες του τυφώνα Κατρίνα που είχαν στεγαστεί προσωρινά σε πρόχειρες κατοικίες άρχισαν να παρουσιάζουν πονοκεφάλους και ρινορραγίες. Ο υπεύθυνος ήταν η φορμαλδεΰδη, καρκινογόνος ουσία που εκλύεται από τα πετροχημικά που περιέχουν οι κόλλες και οι ρητίνες που συγκρατούν πολλά οικιακά προϊόντα όπως το κοντραπλακέ, οι μοριοσανίδες και τα άλλα προϊόντα σύνθετης ξυλείας, τα χαλιά και τα έπιπλα.
Υπάρχει μια εναλλακτική. Μια κόλλα ονόματι ΡureΒond περιέχει πρωτεΐνες σόγιας που έχουν τροποποιηθεί ώστε να μοιάζουν με την κολλητική πρωτεΐνη που τα μύδια χρησιμοποιούν για να κολλούν στα βράχια. Σύμφωνα με την κατασκευάστριά της, την Columbia Forest Ρroducts, χρησιμοποιείται πλέον στο 40% του κοντραπλακέ και των προϊόντων σύνθετης ξυλείας που παράγονται στις Ηνωμένες Πολιτείες.
Ενα μείγμα ελαίου σόγιας και ζάχαρης μπορεί επίσης να αντικαταστήσει τους προερχόμενους από ορυκτά καύσιμα διαλύτες και ρητίνες που χρησιμοποιούνται στις βαφές, μειώνοντας τις ορισμένες φορές επικίνδυνες και πάντοτε έντονες στην οσμή πτητικές οργανικές ενώσεις (VΟC) που προκαλούν πονοκεφάλους. Η καινοτομία αυτή χάρισε στην Cook Chemicals και στην Ρrocter & Gamble ένα βραβείο Πράσινης Χημείας το 2009. Οι δύο εταιρείες υποστηρίζουν ότι, αν οι νέες «συνταγές» βαφών υιοθετούνταν από όλους τους κατασκευαστές, θα μπορούσαν να μειώσουν τις εκπομπές ρυπογόνων VΟC κατά ποσότητα αντίστοιχη με αυτή που εκπέμπουν 7 εκατ. αυτοκίνητα και να εξοικονομήσουν 900.000 βαρέλια αργού πετρελαίου ετησίως.

Πηγή:© 2009 Νew Scientist Μagazine, Reed Βusiness Ιnformation Ltd-ΤΗΣ SARAH EVERTS
Αναδημοσίευση: http://www.tovima.gr

Δεν υπάρχουν σχόλια:

 
back to top