16.10: Зелена хімія для боротьби з тероризмом

Як безпечна та стійка хімія, зелена хімія відіграє важливу роль у війні з тероризмом. Коли практикується безпечна хімія, небезпеки і небезпечні речовини, які можуть бути вкрадені або перенаправлені для використання в атаках не виробляються або використовуються у великих кількостях. Успішна практика зеленої хімії означає, що хімічні продукти роблять те, що їм належить робити, і використовуються в мінімальних кількостях. За допомогою зеленої хімії уникаються матеріали та процеси, які можуть призвести до бурхливих реакцій, пожеж, високого тиску та інших екстремальних умов, а допоміжні речовини та легкозаймисті матеріали не використовуються.

Зелена хімія мінімізує споживання енергії, тим самим зменшуючи енергійні високотемпературні процеси, які можуть бути схильні до саботажу. З акцентом на біологічні процеси, де це можливо, зелені хімічні процеси здійснюються при м'якій, низькій температурі, без токсичних речовин, за своєю суттю менш небезпечних умов, що сприяють біохімічним реакціям. Зменшуючи попит на енергію та сировину, зелена хімія зменшує залежність від невизначених джерел, які контролюються потенційно ворожим населенням і, отже, за своєю суттю піддаються руйнуванню та шантажу.

Практика зеленої хімії вимагає строгого контролю процесу в поєднанні з методами моніторингу в режимі реального часу. Це умови, які чинять опір саботажу. Крім того, зелена хімія використовує системи пасивної безпеки, які функціонують за замовчуванням у разі виходу з ладу або навмисного пошкодження складних систем управління. Прикладом такої системи є гравітаційна охолоджуюча вода для ядерних реакторів, яка буде продовжувати текти навіть в тому випадку, якщо насоси для насосів системи охолодження вийдуть з ладу.

Хімічна промисловість та пов'язані з ними підприємства продовжують впроваджувати практику зеленої хімії для зменшення небезпек та вразливостей для нападу. Наприклад, хімічний об'єкт DuPont в Техасі тепер робить метилізоціанат, агент катастрофічної катастрофи 1984 Бхопал, Індія, на місці, так що йому не доведеться зберігати велику кількість цієї небезпечної хімічної речовини.

Як зазначається в розділі 16.6, зріджений та під тиском елементний хлор, перший «отруйний газ», який використовується у війні, має високий потенціал для терористичного нападу через його токсичність, летючість та широке судноплавство та зберігання. Лужні водні розчини іона гіпохлориту, OCl ^-, широко застосовуються для відбілювання і дезінфекції. Оскільки зріджений Cl ₂ є найбільш економічною формою для відправки хлору, звичайною практикою було реагування елементарної речовини з основою для отримання гіпохлориту:

\[\ce{Cl2 + 2Na^{+} + 2OH^{-} \leftrightarrows 2Na^{+} + OCl^{-} + Cl^{-} + H2O}\]

Підтримується в основному стані, рівновага цієї реакції лежить праворуч так, що рівноважна концентрація Cl ₂ в розчині залишається дуже низькою. І Cl ₂, і NaOH виробляються шляхом пропускання постійного електричного струму через розчин NaCl, де реакція на катоді

\[\ce{2Na^{+} + 2H2O + 2e^{-} \leftrightarrows 2Na^{+} + 2OH^{-} + H2(g)}\]

і що на аноді знаходиться наступне (де е ^- являє собою електрон)

\[\ce{2Cl^{-} \leftrightarrows Cl2 (g) + 2e^{-}}\]

Газ хлору, що утворюється на аноді, може реагувати з основним розчином NaOH, що утворюється на катоді, для отримання гіпохлориту натрію (Реакція 16.8.1), який виробляється, зберігається та використовується як водні розчини. Багато водоочисних споруд почали використовувати відносно безпечні розчини гіпохлориту натрію замість токсичного, реактивного рідкого хлору, який раніше зберігався у великих резервуарах під тиском на місці. Потенційною проблемою зберігання розчинів гіпохлориту натрію є їх розкладання з утворенням елементарного кисню,

\[\ce{2Na^{+} + 2OCl^{-} \rightarrow O2 (g) + 2Na^{+} + 2Cl^{-}}\]

процес, каталізований слідами іонів перехідних металів, таких як Cu ^{2 +}. Це призводить до втрати продукту і потенційно небезпечного накопичення кисню і тиску.

До 2010 року компанія Clorox, великий світовий постачальник хлору на основі хлору, оголосила, що вона більше не буде використовувати рідкий хлор для виготовлення гіпохлориту натрію, але буде поставляти відносно концентровані водні розчини гіпохлориту натрію і розбавляти їх до сили, необхідної для відбілювання. Розумною альтернативою використанню рідкого хлору або розчинів гіпохлориту натрію для великих установок, таких як великі столичні водоочисні споруди, було б мати відносно невеликі установки для електролізу розчинів хлориду натрію, які б зробили гіпохлорит натрію безпосередньо на місці . Такий об'єкт може добре вписуватися в промислову екосистему, в якій кілька користувачів гіпохлориту натрію будуть згруповані в безпосередній близькості.