2.4: Забруднення навколишнього середовища

Екологічна хімія розвинулася у відповідь на проблеми та занепокоєння щодо забруднення навколишнього середовища. Хоча обізнаність про хімічне забруднення значно зросла за два десятиліття після Другої світової війни, сучасний екологічний рух датується публікацією 1962 року класичної книги Рейчел Карсон «Тиха весна». Головною темою цієї книги було накопичення ДДТ та інших стійких, переважно пестицидних, хімічних речовин через харчовий ланцюг, що змусило птахів в кінці ланцюга виробляти яйця з м'якими оболонками, які не змогли виробити життєздатних птахів. Наслідок полягав у тому, що речовини, що завдають шкоди популяціям птахів, також можуть завдати шкоди людям.

Приблизно під час публікації Silent Spring чергова трагедія викликала велике занепокоєння щодо потенційного впливу хімічних речовин. Це сталося приблизно 10 000 народжень дітей з сильно деформованими або відсутніми кінцівками внаслідок того, що їхні матері приймали фармацевтичний талідомід для полегшення наслідків ранкової нудоти на ранній стадії вагітності.

1960-х років були десятиліттям високого занепокоєння та значних законодавчих дій на екологічній арені, спрямованих, зокрема, на боротьбу з забруднювачами води та повітря. Приблизно до 1970 року стало очевидним, що неправильне видалення хімічних речовин у геосферу також викликає значне занепокоєння. Хоча було виявлено багато випадків такого позбавлення, той, який дійсно привів проблему в гостру увагу, був сайт любовного каналу в Ніагарському водоспаді, Нью-Йорк. Це сміттєзвалище було побудовано в старому покинутому каналі, в якому близько двох десятиліть розміщувалися великі кількості приблизно 80 відходів хімікатів, починаючи з 1930-х років. Його запечатували глиняною шапкою і віддали місту. На ділянці була побудована школа, навколо неї побудовано житло. До 1971 року стало очевидно, що викинуті хімічні речовини просочуються крізь ковпачок. Ця проблема призвела врешті-решт до витрат багатьох мільйонів доларів на відновлення сайту та викупити та перемістити приблизно тисячу домогосподарств. Більше, ніж будь-який інший інцидент, проблема Love Canal була відповідальною за прийняття законодавства в США, включаючи Superfund, для очищення небезпечних відходів та запобігання їх виробництву в майбутньому.

Приблизно до 1970 року було загальновизнано, що забруднення повітря, води та землі досягає нестерпного рівня. Як результат, різні країни прийняли та впровадили закони, спрямовані на зменшення забруднюючих речовин та очищення відходів хімічних об'єктів за вартістю, яка легко перевищила один трильйон доларів у всьому світі. Багато в чому ця інвестиція виявилася разюче успішною. Потоки, які погіршилися трохи більше, ніж смердючі стічні канави (річка Кайяхога в Клівленді, штат Огайо, колись загорівся від нафтових відходів, що плавають на її поверхні), були відновлені до здорового та продуктивного стану. Незважаючи на значно збільшене населення, якість повітря в схильній до смогу Південній Каліфорнії помітно покращилася. Ряд небезпечних місць захоронення відходів було очищено. Вплив токсичних речовин на людину на робочому місці, в навколишньому середовищі та в споживчих товарах значно знизився. Вжиті заходи та правила, введені в дію, запобігли виникненню руйнівних екологічних проблем.

Спочатку серйозні зусилля щодо контролю забруднення базувалися на командно-контрольному підході, який визначає максимальні рівні концентрації речовин, які можуть бути дозволені в атмосфері або воді, і встановлює обмеження на кількість або концентрації забруднюючі речовини, які можуть скидатися в потоках відходів. Зусилля командування та контролю, спрямовані на зменшення забруднення, призвели до впровадження різних технологій для видалення або нейтралізації забруднюючих речовин у потенційних потоках відходів та стокових газах. Це так звані заходи кінця труби. В результаті були розроблені та вдосконалені численні методи, такі як хімічне осадження забруднювачів води, нейтралізація кислих забруднювачів, очищення стокових газів та іммобілізація відходів для боротьби з забруднюючими речовинами після їх виробництва.

Викид хімічних речовин у навколишнє середовище в даний час відстежується в США через Toxics Release Inventary TRI, відповідно до вимог Закону про планування надзвичайних ситуацій та право громади знати, що вимагає надання інформації щодо випуску понад 300 хімічних речовин. Вивільнення цілих мільярда кілограмів цих хімічних речовин було зареєстровано в США протягом одного року. Не дивно, що найбільше таких речовин виробляє хімічна промисловість, за нею йдуть первинні метали і виробництво паперу. Значні обсяги викидаються з транспортного обладнання, пластмас та виготовлених металів, з меншими кількостями з різних інших підприємств. Хоча кількість хімічних речовин, що виділяються, є високими, вони зменшуються, і публічність, що виникає в результаті необхідної публікації цих релізів, була основним фактором зменшення кількості хімічних речовин, що виділяються.

Незважаючи на те, що різні заходи боротьби із забрудненням, впроваджені у відповідь на регулювання командування та контролю, зменшили кількість відходів та покращили якість навколишнього середовища. Контроль забруднення, заснований на регулюванні, явно був успішним і вартим витрат і зусиль. Однак набагато краще запобігти виробленню забруднюючих речовин, а не мати справу з ними після їх виготовлення. Це було визнано в Сполучених Штатах з прийняттям Закону про запобігання забрудненню 1990 року, який визнав, що скорочення джерел принципово інше і більш бажане, ніж поводження з відходами та контроль забруднення. У цьому акті прямо зазначено, що, де це можливо, відходи не повинні утворюватися, а їх кількість повинна бути зведена до мінімуму. Засоби для досягнення цієї мети можуть варіюватися від дуже простих заходів, таких як ретельний контроль запасів та зменшення втрат розчинника через випаровування, до набагато більш складних та кардинальних підходів, включаючи повну переробку виробничих процесів з мінімізацією відходів як найвищий пріоритет. Засоби для запобігання забруднень найкраще реалізувати через практику зеленої хімії, яка детально розглядається в наступному розділі.