השימוש בעקרונות הכימיה הירוקים בעיצוב אסטרטגיות מייגציה בטוחה יותר אורגניות

הבנה של עקרונות הכימיה הירוקים

משמעת של כימיה ירוקה נחה על 12 עקרונות יסוד המושמעים על ידי פול אנטאס וג'ון וורנר עקרונות אלה מהווים מסגרת שיטתית לעיצוב מוצרים ותהליכים כימיים הממזערים באופן טבעי את הסיכון ואת ההשפעה הסביבתית, במקום להסתמך על שליטה בזיהום קצה של זיהום ה-pipe, כימיה ירוקה שואפת למנוע פסולת בשלב העיצוב המולקולרי. עקרונות מרכזיים כוללים מניעת פסולת (pricialple) (prinects) ו-pricial Reductions (prinative) של יעילות עיצובית של אנרגיה מתחדשת של 5.

עקרון ה-FLT:0 [הכלכלה] אטומית 1 (principle 2) מעודד למקסם את שילוב החומרים החלים במוצר הסופי, ובכך מצמצם את הפסולת.בהפעלה מחדש, זה מתורגם לנתיבים תגובה שממירים את המזהמים לחומרים הלא מזיקים ללא חומרים רעילים.

הסוכנות להגנת הסביבה של ארה"ב מספקת סקירה מקיפה של עקרונות אלה ויישומים שלהם בעיצוב כימי וייצור. הבנה מעמיקה של 12 העקרונות חיונית לכל מתרגל המבקש לשלב כימיה ירוקה לאסטרטגיות של תיווך סביבתית.לקריאה נוספת, דף הכימיה הירוקה של EPA מציע הסבר מפורט של כל עיקרון ודוגמאות של יישום (ראה FLT:0. ↑ htmls: www.vicic Chemistry Basics/ca-greens/cadicicicicicicicicicicicicicicicicicicicicicology).

המונחים: Organic Contaminant Mitigation

זיהומים אורגניים באדמה, מים ואוויר כוללים פותרים תעשייתיים, חומרי הדברה, תרופות, פחמימנים ארומטיים פוליציקליים (PAHs), פוליכלויד biphenyls (PCBs), ומזהמים מתעוררים כגון חומרים per- ופוליפלולקל חומרים (PFAS), שיטות הפעלה מסורתיות מסתמכות לעתים קרובות על טמפרטורות קשות, גבוהות, או אנרגיה חישה כי הם יכולים ליצור אסטרטגיות חלופיות כדי ליצור חומרים כימיים.

השינוי המרכזי כולל בחירת חומרים ותהליכים שהם FLT:0 באופן בטוח יותר FIRLT:1 . זה אומר להימנע מפתקים הכלויים, חומצות חזקות או בסיסים, וזרז רעיל לטובת מערכות מבוססות מים, תרכובות המבוססות על ביו-ספק וזרזים שפועלים בתנאים קלים.יעילות אנרגיה היא שיקול קריטי נוסף: תהליכים שיכולים לרוץ בטמפרטורה ולחצים או לרתום את עקרון הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת

שילוב עקרונות אלה להפחתה של הפחתה מלוכדת דורש גישה רב תחומית המשלבת כימיה, הנדסה סביבתית, רעילות ומדע חומרים.המטרה אינה רק להסיר את הזיהום אלא לעשות זאת באופן שמשאיר את הסביבה בריאה יותר ואינו מנטל על הדורות הבאים עם סיכונים רעילים חדשים.

עיצוב טיפול כימי בטוח יותר

יישום ישיר של כימיה ירוקה הוא פיתוח של סוכני טיפול כי הם ביו-דיד, לא-ביו-תועלת, ופענוח בקלות לאחר השימוש.לדוגמה, oxidants כגון מימן peroxide ו- ozone הם שפיר יחסית בהשוואה ל- chlorine-based oxidants, אך השימוש שלהם עדיין דורש שליטה זהירה כדי למנוע צריכת אנרגיה מתקדמת עכשיו משלבת:0actated מקורות אנרגיה כגון אלקטרון תחת חמצן אוקסידנטים.

אזור אחר הוא העיצוב של (FLT:0) גולשים ירוקים גולשים מפלט 1 (FLT:0) עבור פלוש משופר של אקוויפרים מזוהמים. גולשים מסורתיים כמו נתרן dodecyl sulfate יכול להיות רעיל לחיים מימיים. צ'מיסטים פיתחו גולשים ממזינים לכודים, כגון אלקלוגליצרידים (מסוכר ושומן) כי הם בעלי רגישות נמוכה וגלויה ירוקה ללא חומרים רעילים.

בחירתו של ה-FLT:0 (החומרים המורכבים של FLT:0) נופלת גם תחת קטגוריה זו.עבור ריבוי מתכת כבד לצד מזהמים אורגניים, מטהרים מסורתיים כמו EDTA נמשכים בסביבה. חלופות ירוקות כוללות chelants biodegradable כגון ethylenediamine disuccinate (ED) או חומצה gonic, אשר למעשה נקשרו מתכות באופן טבעי, אך לשבור את הבעיה אינה מבטיחה את זה באופן טבעי.

טכנולוגיות חדשניות בהשראת כימיה ירוקה

(FLT:0) photocatalysisFLT:1 הוא אולי הדוגמה הבולטת ביותר של טכנולוגיית מקור כי מגלמת מספר עקרונות כימיה ירוקה, שימוש בפוטוקט למחצה כמו טיטניום דו-חמצני (TiO2), contaminants אורגניים יכולים להפוך מינרלים ל- CO2 ומים תחת אור אולטרה סגול או גלוי.

(FLT:0Bioremediation) הוא אבן הפינה נוספת של חומרים כימיים מבוססי כימיה ירוקה (מיקרואורגניזמים) באופן טבעי יש מסלולים zymatic המסוגלים להפחתת מגוון רחב של contaminants אורגניים.על ידי הבנת המסלולים המטבוליים של מנגנונים סביבתיים (כולל כימיקלים) או לייצר זנים ספציפיים (ביו-מדבקות סינתטית) כי הם פורצים לתוך כמה חומרים כימיים מורכבים, כולל חומרים כימיים ריקים).

(FLT:0) תהליכי חמצון מתקדמים (AOPssigtureFLT) 1:1 ניתן גם להפוך את הפאנלים הירוקים יותר באמצעות בחירה חוזרת זהירה.תגובת פנטון הקלאסית משתמשת ברזל מפרה ומימן peroxide כדי לייצר רדיקלים hydroxyl באופן יעיל, זה דורש pH חומצי לייצר סולפטים ירוקים כוללים זרזי ראייה (דלקת ברזל) או טיפול תרופתי (דלקתיים) באופן דומה, אך ניתן לרפא את צריכת אורואידים).

מודעות לשימוש ב-Green Sorbents

(המודעות נותרה שיטה נפוצה להסרת זיהום אורגני מן המים והאוויר.החומרה המופעלת על ידי פחמן, בעוד יעילה, מופקת על ידי חומרים עתירי טמפרטורה גבוהה של דלקים מאובנים או קשיחים, הניב פליטות פחמן CO2 רעילות כל כך, עקרונות הכימיה הירוקים יכולים להוביל לפיתוח של חומצה חשמלית או פחמן פחמן דו-חמצני קלושט (Frosid) באמצעות שטף ביולוגי קל.

סורנטים ירוקים לעתים קרובות משלבים את העיקרון של FLT:0 תוכנן עבור ההשפלה של פיזור 1: פעם בילה, sorbent יכול להיות מוסגר או משמש כתיקון אדמה, בניגוד פחמן רווי הדורש סילוק מסוכן פסולת. חידושים אחרונים כוללים תרכובות ביוכריז מגנטי שניתן לשחזר בקלות באמצעות מגנטית ו regenerated עם מחזורי פשוט של אטמונאל, המאפשרים מחזורים מרובים של שימוש חוזר.

היתרונות של כימיה ירוקה ב Contaminant Mitigation

יישום עקרונות הכימיה הירוקה מניב חבילת הטבות המשתרעות הרבה מעבר ליעד המחודש המיידי.קודם כל הוא FLT:0reduced רעילות FLT:1 עבור עובדים, קהילות שכנות, ומערכות אקולוגיות. על ידי חיסול רציפות מסוכנים ופתרוןים מתהליך השיקום, הסיכון לחשיפה מקרית או לחשיפה כרונית טיפות באופן דרמטי.

(FLT:0Waste minimizationFLT:1) הוא עוד יתרון גדול. חמצון כימי מסורתי או ירידה לעתים קרובות לייצר כמויות סטוימטריות של תוצרי לוואי כי עצמם דורשים סילוק. תהליכים קטליטיים ירוקים המשתמשים בכמויות קטנות של מינים פעילים להפחית באופן דרמטי את נפח הפסולת משנית.לדוגמה, מערכות photocatalytic לא לייצר שום פעוט, ו bioremediation מייצרת רק ביומסה שיכולה להשתלב בסביבה המקומית.

(FLT:0) יעילות אנרגטית (FLT:1) מתורגמת לעלויות תפעוליות נמוכות יותר ולהפחית פליטות גזי חממה. תהליכים הפועלים בטמפרטורה ולחץ, או שניתן להניע על ידי השמש, לצטט חשבונות אנרגיה.הערכה מחזור חיים של מערכת הפעלה פוטו-קטליטית סולארית מול מערכת חיסון תרמי מראה ירידה של 70–90% באנרגיה, עם פליטות CO2.

(FLT:0)לומר אחריות ארוכת טווח עולה כי אסטרטגיות תיווך ירוק נועדו עבור מינרלים שלמים או מוצרי קצה שפירים. כימיקלים לטיפול סובסידיאל אינם נמשכים או ביוקומפוטנציה, צמצום הצורך ניטור ותחזוקה לטווח ארוך.זה חשוב במיוחד לניהול אתרים מזוהמים שבו מחיקת כספים היא דאגה.

לבסוף, השימוש של חומרי גלם מתחדשים וחומרים ביודידיים יוצר לולאה של כלכלה מעגלית.ספר ביושר מהפעלה ניתן לייחס לאדמה כדי לשפר את הפריון, בעוד ביומסה מיקרוביאלית ניתן לעבד לדשנים או להאכיל ביו-אנרגיה ביולוגית. אלה co-benefits לעשות התחדשות ירוקה לא רק צליל סביבתי, אלא אטרקטיבי מבחינה כלכלית בטווח הארוך.

אתגרים וכיוונים עתידיים

למרות היתרונות המשכנעים, אימוץ עקרונות כימיה ירוקה ב mitigation contaminant עומד בפני כמה מכשולים משמעותיים.FLT:0Cost תחרותיותFLT:1 הוא המחסום המיידי ביותר. טכנולוגיות ירוקות רבות, כגון כור photocatalytics עם מנורות UV מיוחדות או איכות גבוהה biochared מ להאכילedstocks, עדיין לשאת עלייה גבוהה יותר לעומת שיטות מבוססות כמו מגנטית מופעלת נמוכה יותר, 000, 000 חומר ייצור יעיל יותר.

(FLT:0)ScalabilityFLT:1 מציג מכשול נוסף.הצלחות בקנה מידה מעבדה בהשפלה פוטו-קטליטית של צבעים לא תמיד לתרגם באופן חלק למחזור של צנרת מים גדולים עם תערובת מורכבת של contaminants.בעיות של חדירה קלה במים סוערים, זרז על ידי חומר אורגני, ומגבלות העברת המונים יש לטפל בהנדסה באמצעות החידושים האקולוגיים, במיוחד קיבולת מיקרוסקופית של חומרים לא-מסוגיה.

(FLT:0Technical ComplexFLT:1) הוא גם אתגר. תהליכי גומלין ירוקים רבים דורשים הבנה מחודשת של כימיה, אקולוגיה מיקרוביאלית, וחומרים מדע. המפעילים והמהנדסים המוכשרים בשיטות מסורתיות עשויים לדרוש השכלה נוספת וניסיון מעשי לתכנון ותחזוקה של מערכות בקרה ובקרה ירוקות חזקות, ידידותיות למשתמש - כגון חיישנים בזמן אמתי לחיישנים וספורטיביים - יהיו פעילים לריכוזיים נרחבים.

(FLT:0) תקנות סביבתיות רבות נכתבות סביב גבולות ריכוז מספריים ספציפיים עבור contaminants, עם פחות דגש על ההשפעה מחזור החיים של שיטת השיקום עצמה. קובעי מדיניות סביבתיים רבים נכתבים סביב גבולות ריכוז מספרי מסוים של ריכוז מספרי נתונים עבור contaminants, עם פחות דגש על ההשפעה מחזור החיים של שיטת קבלת ההחלטות הירוקה עצמה.

(הופנה מהדף ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

(FLT:0) אינטגרציה של טכנולוגיות ירוקות מרובות FIRLT:1) ברכבת טיפול היא כנראה להיות תרגול סטנדרטי.לדוגמה, מערכת היברידית המשלבת טיפול טרום כריזומי לצמצום העומס המנופח, ואחריו על ידי לוטשי פוטו-קטליטי באמצעות אנרגיה סולארית, אז ביוסימולציה כדי להפיג כל מטבוליטים הנותרים, יכול להשיג כמעט אפס עם הערכת מחזור חיים מינימלית יהיה צורך להשוות בין שיטות קונבנציונאליות אלה.

לבסוף, העיקרון של (FLT:0) עיצוב של ההשפלה של LT:1 צריך להרחיב את הזרם לייצור של כימיקלים אורגניים עצמם.אם יצרנים מעצבים את המוצרים שלהם - החל חומרי הדברה לתרופות - כדי לפרק לאחר חייהם השימושיים למולקולות לא מזיקות, הצורך בתיווך שלאחר השחרור יופחת באופן דרסטי.

מסקנה

עקרונות כימיה ירוקה מציעים עדשה עוצמתית שבאמצעותה ניתן לדמיין מחדש את ההפחתה האורגנית של הפחתה.על ידי מתן עדיפות למניעה, חומרים בטוחים יותר, יעילות אנרגיה ועיצוב להשפלה, עקרונות אלה להנחות את הפיתוח של אסטרטגיות תיווך שאינן רק יעילות אלא גם מגיניות של בריאות האדם והסביבה.