1.2: Концепції зеленої хімії

Сільськогосподарська підтримка

Вирощування сільськогосподарських культур в різних регіонах сільського господарства для годування мас багато в чому зобов'язаний своїм потенціалом використовувати силу хімічних речовин, таких як гербіциди, пестициди, фунгіциди тощо Хоча в цілому ми схильні думати про переваги пестицидів, існує ряд питань, пов'язаних з їх використанням, які йдуть далеко за межами їх здатності сприяти вирощуванню та доступності їжі. Наприклад, ДДТ (рис.\(\PageIndex{1}\)) - це хімічна речовина, яка знайшла велику користь у США. Протягом періоду з 1950 по 1980 рік він використовувався в сільському господарстві зі швидкістю понад 40 000 тонн щороку у всьому світі, і за оцінками, загалом у всьому світі було вироблено 1,8 мільйона тонн з 1940-х років. У Сполучених Штатах він був виготовлений численними компаніями, включаючи Monsanto, Ciba, Montrose Chemical Company та Pennwalt. Більше 600 000 тонн (1,35 мільярда фунтів) були застосовані в США до того, як він був заборонений в 1972 році.

Малюнок\(\PageIndex{1}\): На малюнку вище показано хімічне представлення ДДТ або дихолородіфенілтрихлоретану, безбарвної, кристалічної, хлорорганічної сполуки без смаку та майже без запаху, яка проявляє інсектицидні властивості з величезним впливом на навколишнє середовище. ДДТ був розроблений у декількох формах, які включають розчини в ксилолі або нафтових дистилятах, емульгуючі концентрати, змочувані водою порошки, включаючи розчини в випарниках і лосьйоні. https://www.wikiwand.com/en/Dichlorodiphenyltrichloroethane

Краща природа

Думка про те, що природа виробляє хімічні речовини, які є «зеленими», є помилкою або міфом. Поняття зеленого кольору заслуговує на деякі роз'яснення на цьому етапі. Те, що є зеленим, а що не є насправді питання природи, кількості, безпеки людини, довгострокові наслідки, і гостра токсичність. Зелений - це, як правило, термін, пов'язаний із стійким (відновлюваним) продуктом або нетоксичним процесом, чия робота в суспільстві не має гострої токсичності та загального сприятливого аналізу життєвого циклу. Існує ряд задокументованих хімічних речовин в природі, які є надзвичайно токсичними навіть у малих дозах, що робить недійсним ідею про те, що природа є «зеленим». Наприклад, афлатоксин B1, показаний нижче на малюнку\(\PageIndex{2}\), - це токсин, що виробляється Apsergillus flavus і A. parasiticus, який є одним з найсильніших відомих канцерогенів. Це загальний забруднювач різних продуктів, включаючи арахіс, бавовняне борошно, кукурудзу та інші зерна, а також корми для тварин. За даними Продовольчої та сільськогосподарської організації, максимальний рівень афлатоксину B1 у всьому світі знаходиться в межах 1-20 мкг/кг у їжі та 5-50 мкг/кг у дієтичних кормах для великої рогатої худоби.

Малюнок\(\PageIndex{2}\): Показано вище - це хімічне представлення Афлатоксину В1, одного з найбільш горезвісних канцерогенів. І це «природно»! Назва IUPAC: 6ar,9As) -2, 3, 6a, 9А-тетрагідро4-метокси-1H, 11H циклопента [c] фуро [3',2':4,5] фуро [2,3- ч] [1] бензопіран-1,11-діон. https://www.wikiwand.com/en/Aflatoxin_B1

На малюнку\(\PageIndex{3}\) нижче показано похідне лізергінової кислоти. Лізергінова кислота, також відома як D-лізергінова кислота та (+) -лізергінова кислота, є попередником різноманітного масиву ерголінових алкалоїдів, що виробляються грибом ріжків і знайдених у насінні Turbina corymbosa (ololiuhqui), Argyreia nervosa (Гавайська Baby Woodrose) та Ipomoea tricolor (Ранкова слава, тлітлілцин). Аміди лізергінової кислоти, лізергаміди (див. Рис. 3), широко застосовуються як фармацевтичні препарати і як психоделічні препарати (ЛСД). Лізергінова кислота отримала свою назву від лізису різних алкалоїдів ріжків.

Малюнок\(\PageIndex{2}\): На малюнку вище показана диетиламідна версія лізергінової кислоти.
https://www.wikiwand.com/en/Lysergic_acid

Знову ж таки, як уже було обумовлено, найкраще природи не обов'язково означає, що її продукція «зелена». Зелений, в силу розповсюдження продуктів, знайдених у природі (наприклад, кокаїн), безумовно, може становити серйозні, якщо не смертельні наслідки для споживання людиною. Всі ми знаємо, що хлорид натрію є повсюдним в природі. Це звичайна сіль, яка проявляє структуру кубічної кристалічної решітки, яка легко розчиняється у воді, де вона в основному зустрічається. Люди споживають його у великій кількості як ароматизатор, приправу та консервант. Тим не менш, його масове споживання, особливо в США, призвело до > 65 мільйонів людей страждають високим кров'яним тиском, тоді як багато інших мають всі інші хвороби, пов'язані з його надмірним споживанням.

Мінімізація аварій та відходів

Відходи через характер живих процесів є природним наслідком. У рамках схеми каркасів живих клітин здатність утворювати відходи вважається чітким свідченням «живої» системи. Відходи є необхідним побічним продуктом будь-якої робочої функції, навіть якщо це тепло, світло або інша форма енергії в силу внутрішньої неефективності, пов'язаної з утилізацією «палива» або сировини. Наприклад, навіть новонароджений, який харчується грудним молоком, ідеальним природним джерелом їжі для немовлят, не просто виробляє нематеріальний, тобто тепло/розсіювання енергії, продукт життєдіяльності. Проблеми, пов'язані з відходами, включаючи властиву неефективність використання ресурсів, - це те, як вони накопичуються та впливають на якість навколишнього середовища. Загалом, ми не можемо запобігти відходам, оскільки все піддається ентропії.

Суть проблеми, пов'язаної з відходами, зводиться до безпеки. Як говорилося в прикладі Prezi вище, іржа може спричинити втому матеріалу або втрату цілісності, що може поставити під загрозу функціональність. Крім того, хімічні процеси, що виробляють відходи, повинні дотримуватися трьох загальних «R» s зеленої хімії.

Три «R» зеленої хімії

• Зменшити
• Повторне використання
• Переробити