Α. Ι. Ζουμπούλης Τομέας Χημικής Τεχνολογίας & Βιομηχανικής Χημείας, Τμήμα Χημείας Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης.

Παρουσίαση με θέμα: "Α. Ι. Ζουμπούλης Τομέας Χημικής Τεχνολογίας & Βιομηχανικής Χημείας, Τμήμα Χημείας Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Α. Ι. Ζουμπούλης Τομέας Χημικής Τεχνολογίας & Βιομηχανικής Χημείας, Τμήμα Χημείας Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης

2 Εργαλεία της Πράσινης Χημείας Τα κυριότερα μέσα που επιστρατεύει η Πράσινη Χημεία για την επίτευξη των στόχων της είναι: 1. Εναλλακτικές πρώτες ύλες 2. Εναλλακτικά αντιδραστήρια 3. Εναλλακτικοί διαλύτες 4. Εναλλακτικό προϊόν /μόριο-στόχος 5. Αναλυτική χημεία των διεργασιών 6. Εναλλακτικοί καταλύτες 7. Εκτίμηση κύκλου ζωής

3 Πρόληψη 1.Πρόληψη Αποδοτικότερη χρήση των συνθετικών μεθόδων 2.Αποδοτικότερη χρήση των συνθετικών μεθόδων Λιγότερο επικίνδυνες χημικές συνθέσεις 3.Λιγότερο επικίνδυνες χημικές συνθέσεις 4.Σχεδιασμός ασφαλέστερων χημικών προϊόντων 5.Ασφαλέστεροι διαλύτες και βοηθητικά μέσα 6.Σχεδιασμός για ενεργειακή αποτελεσματικότητα 7.Χρήση ανανεώσιμων και μη τοξικών πρώτων υλών 8.Μείωση ενδιαμέσων παραγώγων 9.Κατάλυση 10.Σχεδιασμός αποικοδομήσιμων και/ή ανακυκλώσιμων προϊόντων 11.Ανάλυση πραγματικού χρόνου για πρόληψη της ρύπανσης 12.Ασφαλέστερη χημεία για την πρόληψη ατυχημάτων

4 1.Πρόληψη Είναι προτιμότερο να προλαμβάνεις τη δημιουργία αποβλήτων, από το να προσπαθείς να επεξεργαστείς, ή να καθαρίσεις τα απόβλητα αφού δημιουργηθούν Οι 12 αρχές της Πράσινης Χημείας

5 Page  5 2.Οικονομία Ατόμου Οι μέθοδοι σύνθεσης των χημικών ουσιών πρέπει να σχεδιάζονται έτσι, ώστε τα περισσότερα (επιθυμητό είναι βέβαια όλα) από τα άτομα των ουσιών που χρησιμοποιούνται στη σχετική αντίδραση, να ενσωματώνονται στο τελικό προϊόν CaCO 3 Δ CaO + CO 2, Κακή οικονομία ατόμου C + O 2 CO 2, Καλή οικονομία ατόμου Οι 12 αρχές της Πράσινης Χημείας

6 Page  6 3.Λιγότερες και Λιγότερο Επικίνδυνες Χημικές Ενώσεις Ενώσεις Θα πρέπει οι συνθετικές μεθοδολογίες να σχεδιάζονται έτσι, ώστε οι χημικές ουσίες που παράγονται σαν ενδιάμεσα ή τελικά προϊόντα να είναι ελάχιστα, ή καθόλου τοξικές για το περιβάλλον και την ανθρώπινη ζωή. Οι 12 αρχές της Πράσινης Χημείας

7 Page  7 4.Σχεδιασμός ασφαλέστερων χημικών προϊόντων 4. Σχεδιασμός ασφαλέστερων χημικών προϊόντων Τα χημικά προϊόντα πρέπει να σχεδιάζονται έτσι, ώστε να είναι αποτελεσματικά για τον σκοπό που σχεδιάστηκαν με ελαχιστοποίηση της τοξικότητάς τους. Sevin:οργανοφωσφορικό εντομοκτόνο για την καταπολέμηση του δάκου της ελιάς (τοξικό προϊόν) Φερομόνη του δάκου: σεξουαλική ορμόνη του δάκου (ασφαλές προϊόν) Gramoxon: ζιζανιοκτόνο επαφής (αγριάδα κλπ.) Agent Orange: πόλεμος του Vietnam, πρόσμιξη: διοξίνη

8 Page  8 5. Ασφαλέστεροι διαλύτες και βοηθητικά μέσα Πράσινοι Διαλύτες Ιονικοί διαλύτες (υγρά άλατα, διαλύουν κάρβουνο, αμίαντο, ελαστικά αυτοκινήτων) Διαλύτες από βιομάζα (ζύμωση σακχάρων, φυτικά έλαια) Υπερκρίσιμοι διαλύτες (τρόφιμα, φάρμακα, στεγνό καθάρισμα των ρούχων) Υπέρθερμος ατμός (εκχύλιση φυσικών προϊόντων, π.χ. χαμομήλι, ρίγανη, αλόη). Η χρήση διαλυτών (ιδιαίτερα των τοξικών οργανικών) να αποφεύγεται, ή όπου χρησιμοποιούνται να είναι αβλαβείς (εναλλακτικοί διαλύτες), π.χ. νερό.

9 Page  9 6. Σχεδιασμός για ενεργειακή αποτελεσματικότητα Θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψιν οι ενεργειακές απαιτήσεις και να υπάρχει μέριμνα για την ελάττωση του κόστους και της περιβαλλοντικής επίδρασης. Οι αντιδράσεις και οι διεργασίες θα πρέπει να εκτελούνται κατά το δυνατόν σε θερμοκρασία και πίεση περιβάλλοντος. Φωτοχημεία: π.χ. αποχρωματισμός ινών με το φως του ηλίου, αντί με χλωρίνη, ή υπεροξείδιο του υδρογόνου. Αντίδραση Diels-Alder με μικροκυματική ακτινοβολία Παραδείγματα

10 Page  10 7. Χρήση ανανεώσιμων και μη τοξικών πρώτων υλών Οι πρώτες ύλες πρέπει να είναι ανανεώσιμες  Επιβάλλεται όπου είναι τεχνικώς και οικονομικώς πρακτικό.  Όχι στην ανεξέλεγκτη χρήση πετρελαίου, που θα εξαντληθεί σύντομα και αποτελεί πηγή παραγωγής πολύτιμων πρώτων υλών για τη χημική βιομηχανία και τη φαρμακοβιομηχανία.  Πλεονεκτήματα Διατήρηση ορυκτών πηγών (πετρέλαιο, λιγνίτης) Οι ανανεώσιμες πηγές δεν συνεισφέρουν σε CO 2 Οι πρώτες ύλες είναι μη τοξικές Τα προϊόντα είναι βιοαποικοδομήσιμα  Μειονεκτήματα Οι ανανεώσιμες πρώτες ύλες έχουν μεγάλο κόστος Απαιτείται νέα τεχνολογία Στις βιομηχανίες δεν υπάρχει διαδικασία εφοδιασμού και τροφοδοσίας με ανανεώσιμες πρώτες ύλες

11 Page  11 8. Μείωση ενδιαμέσων παραγώγων Μη απαραίτητα παράγωγα, όπως είναι προστατευτικές ομάδες, προστασία- αποπροστασία, προσωρινές τροποποιήσεις φυσικών και/ή χημικών διεργασιών πρέπει να ελαχιστοποιηθούν, ή να αποφεύγονται, διότι τα στάδια αυτά απαιτούν επιπλέον αντιδραστήρια και δημιουργούν πολλά απόβλητα.

12 Page  12 9.Κατάλυση Τα καταλυτικά αντιδραστήρια είναι προτιμότερα από τα στοιχειομετρικά. Η κατάλυση είναι πολύ σημαντικό εργαλείο της Πράσινης Χημείας με τεράστια πλεονεκτήματα. Επιταχύνει τις αντιδράσεις τους προσδίδει εκλεκτικότητα κ.α. Οι 12 αρχές της Πράσινης Χημείας

13 Page  13 Πράσινη ΧημείαΠράσινο τελικό προϊόν (πράσινη διεργασία????) π.χ. σύνθεση βιοαποικοδομήσιμων πολυμερών ή ιοντικών υγρών με χρήση τοξικών οργανικών διαλυτών Πράσινη διεργασία (προϊόν????) π.χ. κατεργασία μη βιοαποικοδομήσιμων με εναλλακτικούς διαλύτες Βιοαποικοδομήσιμες- ανακυκλώσιμες πρώτες ύλες (κυτταρίνη) Χρήση εναλλακτικών διαλυτών (υπερκρίσιμα ρευστά, ιοντικά υγρά, νερό) Βιοαποιδομήσιμο τελικό προϊόν, πορώδη υλικά (μείωση μάζας αποβλήτων )

14 Page  14 Πορώδη υλικά Πορώδη πολυμερικά υλικά Ικριώματα Φίλτρα/διεργασίες διαχωρισμού Υλικά συσκευασίας Μονωτικά υλικά Απορροφητικά υλικά Πρόδρομοι για άλλα υλικά Αερoπηκτές (aerogels) Νανοπορώδη υλικά (ημι)-διαφανή Πολύ μικρή πυκνότητα Προηγμένες εφαρμογές Τούβλο μάζας 2,5 κιλών στηρίζεται σε ένα κομμάτι αεροπηκτής που ζυγίζει 2 γραμμάρια

15 Page  15 Κυτταρίνη Φυσικό πολυμερές (πολυσακχαρίτης) Αφθονία Ανακυκλώσιμο υλικό Βιοσυμβατό- βιοαποικοδομήσιμο Χημική και θερμική σταθερότητα (δεσμοί υδρογόνου)

16 Page  16 Ιοντικά Υγρά (Ionic Liquids) Άλατα με χαμηλό σημείο τήξης Πολικές ενώσεις Άφλεκτες Χημικά αδρανείς Χαμηλή τάση ατμών Διαλυτικές ιδιότητες (βιοπολυμερή)

17 Page  17 Υπερκρίσιμα Ρευστά (Supercritical Fluids) D μ ρ Αέριο Υ.Ρ. υγρό CO 2 Άφλεκτο Μη τοξικό Φθηνό Χαμηλό κρίσιμο σημείο

18 Page  18 Άμορφα Δημιουργία πόρων (T>Τg) Παγίωση (Τ<Tg) Κρυσταλλικά Δημιουργία πόρων (T>Τm) Παγίωση (Τ<Tm) Κρυσταλλικά πολυμερή => δεν ροφούνε CO 2 Δεν παρουσιάζουν θερμοκρασιακές μεταπτώσεις (Tg ή Tm) Αφρισμός πολυμερών με CO 2 Παρόμοια διαδικασία με αφρισμό πολυμερών Απαιτείται λυοφίληση αφρισμός υδροπηκτών

19 Page  19 10. Σχεδιασμός Αποικοδομήσιμων Προϊόντων Τα χημικά προϊόντα πρέπει να σχεδιάζονται έτσι, ώστε μετά τη χρήση τους να αποικοδομούνται σε προϊόντα, που δεν επιβαρύνουν το περιβάλλον. Οι 12 αρχές της Πράσινης Χημείας

20 Page  20 Ανακύκλωση και χημική σύσταση των υλικών Το αν ένα υλικό είναι ή όχι ανακυκλώσιμο καθορίζεται από τη χημική του δομή και επομένως από τις ιδιότητές του. Στον πυρήνα της ανακύκλωσης βρίσκεται η χημεία. Μελετώντας τη χημεία της ανακύκλωσης θα επισημανθούν : Η σύσταση και τα χαρακτηριστικά που καθιστούν ένα υλικό ανακυκλώσιμο. Η διαδικασία της ανακύκλωσης με μεθόδους και αντιδραστήρια φιλικά προς το περιβάλλον. Το οικονομικό και περιβαλλοντικό κόστος της όλης διαδικασίας.

21 Page  21 10. Σχεδιασμός αποικοδομήσιμων και/ή ανακυκλώσιμων προϊόντων Προϊόντα που αποικοδομούνται στο περιβάλλον προς μη τοξικά προϊόντα και δεν διατηρούνται ανέπαφα για μεγάλο χρονικό διάστημα, ή ανακυκλώνονται. Ανακύκλωση: Διαδικασία επαναφοράς υλικών στο φυσικό και οικονομικό κύκλο. Επανάχρηση: Kαθαρισμός και χρήση ίδια με την αρχική Η ανακύκλωση στοχεύει : Στη φόρτιση του περιβάλλοντος με μικρότερες ποσότητες απορριμμάτων. Στην εξοικονόμηση ενέργειας, πρώτων υλών και συναλλάγματος. Στην επιμήκυνση του κύκλου ζωής των υλικών. Στην αποφόρτιση ατμόσφαιρας, υδάτινων συστημάτων και υπεδάφους από τοξικά απόβλητα. Στην αποτροπή υποβάθμισης των οικοσυστημάτων. Επιπλέον συμβάλλει :

22 Page  22 10. Σχεδιασμός αποικοδομήσιμων και/ή ανακυκλώσιμων προϊόντων – ανακυκλώσιμα αντικείμενα  Χαρτί: έντυπα μέσα ενημέρωσης, τηλεφωνικοί κατάλογοι, χαρτί εκτυπωτών, κιβώτια...  Γυαλί: λαμπτήρες, μπουκάλια, βάζα..  Υφάσματα: ρούχα, αξεσουάρ, λευκά είδη..  Ηλεκτρικός εξοπλισμός: κινητήρες, μνήμες τηλεφώνου, ηλεκτρονικά παιχνίδια, ραδιόφωνα, ηλεκτρονικοί υπολογιστές και ο εξοπλισμός τους...  Μέταλλα: θερμόμετρα, στυπτήρια πλυντηρίων, ανοιχτήρια, κουφώματα αλουμινίου..  Πλαστικά: μπουκάλια, παιχνίδια, χριστουγεννιάτικα δέντρα, ρόδες, γλάστρες...  Χημικές ουσίες: βαφές, διαλυτικά, μελάνια εκτύπωσης, λάδια μηχανής, εντομοκτόνα...

23 Page  23 Πλαστικά Οργανικά πολυμερή Δομή και βαθμός πολυμερισμού καθορίζουν τις ιδιότητές τους Κατάταξη ανάλογα με την αλυσίδα του πολυμερούς. Γραμμικά και διακλαδισμένα πολυμερή

24 Page  24 Κατάταξη ανάλογα με τον τρόπο μορφοποίησής τους Κατάταξη ανάλογα με τον τρόπο μορφοποίησής τους  Θερμοπλαστικά : διατηρούν τη δομή τους και μετά τη μορφοποίηση. Παραδείγματα θερμοπλαστικών : πολυαιθυλένιο- ΡΕ πολυτερεφθαλικός αιθυλενεστέρας- ΡΕΤ πολυστυρένιο- PS πολυστυρένιο- PS

25 Page  25 πολυπροπυλένιο – ΡΡ πολυβίνυλοχλωρίδιο- PVC  Θερμοσκληραινόμενα : δεν επαναμορφοποιούνται. Παραδείγματα θερμοσκληραινόμενων : πολυουρεθάνιο εποξειδικές ρητίνες

26 Page  26 φαινολικές ρητίνες  Θερμοσταθερά : ανθεκτικά σε υψηλές θερμοκρασίες, οξέα και αλκάλεα. πολυιμίδια πολυβενζημιδαζόλια

27 Page  27 Η ανακύκλωση περιλαμβάνει επαναμορφοποίηση 7Τύποι πολυμερών για τα πλαστικά Συμβολισμός : και ακρωνύμιο ή αριθμός. Ανακυκλώσιμα είναι τα θερμοπλαστικά Ο αριθμός δηλώνει τον τύπο του πλαστικού 1.PET : μπουκάλια νερού 3.PVC : σκεύη fast food 5.PP : κεσεδάκια γιαουρτιών 7. μίγμα πλαστικών 2.HDPE : μπουκάλια απορρυπαντικών 4.LDPE : σακούλες super market 6.PS : κυπελλάκια μιας χρήσης

28 Page  28 Τρόποι ανακύκλωσης πλαστικών επαναχρησιμοποίηση προϊόντος μηχανική ανακύκλωση (θρυμματισμός, διαλύτες) χημική ανακύκλωση (θραύση αλυσίδων πολυμερούς) ενεργειακή ανάκτηση (αποτέφρωση)

29 Page  29 Βιομηχανικά απόβλητα Εμπορικά απόβλητα Γεωργικά απόβλητα Δημοτικά απόβλητα συλλογή διαχωρισμένα, καθαρά, πλαστικά ρινίσματα καθαρισμός διαλογή τεμαχισμός Εξώθηση Σωλήνες, αγωγοί Έγχυση Διάφορα αντικείμενα Εμφύσηση Μπουκάλια Μορφοποίηση σε φιλμ Τσάντες, μεμβράνες Νηματοποίηση Δημιουργία σφαιριδίων

30 Page  30 Λόγοι ανησυχίας για το PVC Λόγοι ανησυχίας για το PVC Απειλεί την υποδομή ανακύκλωσης ΡΕΤ. Το βινυλοχλωρίδιο είναι καρκινογόνος ουσία. Πρόσθετα βελτιωτικά (ενώσεις καδμίου, μολύβδου, φθαλικού οξέος) είναι τοξικά. Η καύση υλικών από PVC παράγει HCl και διοξίνες. Η βιομηχανία του PVC συμβάλλει στη δημιουργία διοξινών.

31 Page  31

32 Page  32 Η επιτυχία της ανακύκλωσης, εξαρτάται από το σωστό διαχωρισμό των τύπων των πλαστικών. Τώρα μάλιστα που τα είδη τους έχουν πολλαπλασιαστεί.

33 Page  33 Γιατί να ανακυκλώσουμε τα πλαστικά Γιατί να ανακυκλώσουμε τα πλαστικά Η πρώτη ύλη παρασκευής τους, το πετρέλαιο, είναι μη ανανεώσιμο υλικό. Δεν είναι βιαποικοδομόσημα (ή η αποικοδόμηση τους είναι πολύ αργή). Πολλά προϊόντα έχουν κύκλο ζωής μικρότερο του ενός έτους. Η χρήση τους είναι εκτεταμένη. Ενδιαφέρουσες πληροφορίες :  Κάθε χρόνο παράγονται 100 εκατομμύρια τόνοι πλαστικού.  Ο μέσος Ευρωπαίος απορρίπτει 36 κιλά πλαστικού το χρόνο.  Το 4% της κατανάλωσης του πετρελαίου στην Ευρώπη διατίθεται για την κατασκευή πλαστικών.  Οι πλαστικές συσκευασίες αποτελούν το 42% του συνολικού πλαστικού.

34 Page  34 Εφαρμογές ανακυκλωμένων πλαστικών σακούλες super market (από LDPE) αποχετευτικοί και αρδευτικοί σωλήνες (από PVC) πλαστική ξυλεία (παρκέ), (από ΡΡ) εξαρτήματα αυτοκινήτων (από ΡΡ) θήκες κασετών μουσικής (από PS) γλάστρες (από ΡS) σχοινιά (από ΡΕΤ) ενδύματα και αξεσουάρ (από ΡΕΤ) χαλιά (από ΡΕΤ)

35 Page  35 κάδοι απορριμμάτων (από HDPE) πορτοκαλί κώνοι της τροχαίας (από ΗDPE) μπουκάλια καθαριστικών υγρών (από ΗDPE) έπιπλα κήπου... Η καρέκλα αυτή κατασκευάστηκε από 240 πλαστικά (HDPE) μπουκάλια γάλακτος. πλήρωση μαξιλαριών, υπνόσακων (από ΡΕΤ)

36 Page  36 ΑΝΑΚΥΚΛΩΣΗ ΧΑΡΤΙΟΥ  Το χαρτί είναι ένα συνήθως ανακυκλωμένο υλικό με υψηλό ποσοστό επιτυχίας  Οποιοδήποτε έγγραφο που δεν έχει επίστρωμα κεριών μπορεί να ανακυκλωθεί

37 Page  37 Διαδικασίες Ανακύκλωσης χαρτιού 1) Πολτοποίηση: είναι μια διαδικασία απολιγνίνωσης από το ξύλο διατηρώντας όμως τις ίνες κυτταρίνης άθικτες  χρησιμοποιεί το ΝaOH και ΝaSH για να αφαιρεθεί χημικά η λιγνίνη  οδηγεί σε σκοτεινό καφετί χρώμα του πολτού

38 Page  38 Διαδικασίες Ανακύκλωσης χαρτιού  Η παραγωγή χαρτιού είναι εφικτή μόνο μετά την πολτοποίηση των ινών,  Μειονέκτημα. Κατανάλωση μεγάλων ποσοτήτων νερού και ενέργειας

39 Page  39 Διαδικασίες Ανακύκλωσης χαρτιού  Στη μέθοδο της χημικής πολτοποίησης χρησιμοποιείται Cl 2, NaOCl ή ClO 2  Στη μέθοδο της μηχανικής πολτοποίησης χρησιμοποιείται H 2 O 2 ή NaOOH  Ως αποτέλεσμα εμφανίζονται στα απόβλητα οργανικές ενώσεις του χλωρίου, που είναι τοξικές, όπως διοξίνες και φουράνια

40 Page  40 Παραγωγή Ρύπων Από Βιομηχανία Χαρτιού Τι γίνεται με τη λεύκανση και την απομελάνωση;  Οι μύλοι χαρτιού είναι από τις πιο σημαντικές πηγές ρύπανσης των βιομηχανιών.  Η χλώριο-εντατική λεύκανση είναι ο χειρότερος παράγοντας ρύπανσης των υδάτων.

41 Page  41 Διαδικασίες Ανακύκλωσης χαρτιού  Λεύκανση: αν επιθυμείται λευκό χαρτί, ο πολτός λευκαίνεται  Λευκαντικά: ClO 2 και το H 2 O 2

42 Page  42 Παραγωγή Ρύπων Από Βιομηχανία Χαρτιού  Το χαρτί : μπορεί να έχει επιστρώματα, χημικές ουσίες,και υλικά πληρώσεως σε ποσοστό 40%.  Η κατασκευή του χαρτιού απαιτεί μεγάλη ποσότητα νερού, ενέργειας, και χημικής επεξεργασίας.  Πολλές χημικές ουσίες που συνδέονται με την κατασκευή γραφικής ύλης είναι τοξικές, ή έχουν ως αποτέλεσμα την παραγωγή τοξικών αποβλήτων.

43 Page  43 Παραγωγή Ρύπων Από Βιομηχανία Χαρτιού  Ο μεγαλύτερος ένοχος είναι η διαδικασία λεύκανσης. Υπάρχουν τρεις βασικοί τύποι λεύκανσης: χρήση Cl 2 (g), υποχλωριωδών αλάτων και H 2 O 2 ή O 2.  Τα τοξικά υποπροϊόντα είναι κατά κύριο λόγο οι διοξίνες.

44 Page  44 Παραγωγή Ρύπων Από Βιομηχανία Χαρτιού  Οι διοξίνες είναι ένας τύπος οργανοχλωριωμένων ενώσεων, οι οποίες προκύπτουν από το συνδυασμό χλωρίου και άλλων ουσιών.  Στους μύλους χαρτοπολτού που χρησιμοποιείται το χλώριο, παράγονται μέχρι και 1.000 προϊόντα χλωριωμένων οργανικών ενώσεων.  Περίπου 300 από αυτά έχουν ταυτοποιηθεί, και συμπεριλαμβάνουν διοξίνες, φουράνια, και PCBs.

45 Page  45 Παραγωγή Ρύπων Από Τη Βιομηχανία Χαρτιού  Η διοξίνη θεωρείται η πιο ισχυρή χημική τοξίνη, και οι μελέτες την θεωρούν ως ιδιαιτέρως καρκινογόνα.  Οι τοξικές εκπομπές από τους μύλους χαρτιού μεταφέρονται μέσω της τροφικής αλυσίδας τελικά στον άνθρωπο.  Οι νέες μελέτες δείχνουν πιθανές επιδράσεις στα αναπαραγωγικό και ανοσοποιητικό σύστημα του ανθρώπου.

46 Page  46 Παραγωγή Ρύπων Από Βιομηχανία Χαρτιού  Εάν ένα χαρτί παράγεται από 100% ανακυκλωμένες ίνες, δεν απαιτείται ισχυρή λεύκανση, όπως στην περίπτωση χρήσης του χλωρίου.  Η λεύκανση με O 2 αποκτάει όλο και μεγαλύτερη σημασία, γιατί μειώνει τη χρήση Cl 2 και περιορίζει τη τοξικότητα των παραγομένων αποβλήτων

47 Page  47 Παραγωγή Ρύπων Από Βιομηχανία Χαρτιού  Αρκετοί από τους μύλους χαρτοπολτού χρησιμοποιούν, το υποχλωριώδες άλας του νατρίου, το οποίο δεν προωθεί την ανάπτυξη οργανοχλωριωμένων ενώσεων τόσο εύκολα, όσο και το στοιχειακό χλώριο (αέριο).

48 Page  48 Ανακύκλωση Χαρτιού Η λεύκανση δεν είναι μια διαδικασία που δεν ακολουθεί απαραίτητα την ανακύκλωση. π.χ.  Αυγοθήκες  Χαρτοκιβώτια

49 Page  49 Ανακύκλωση Χαρτιού Συμπεράσματα : το ανακυκλωμένο χαρτί μπορεί να μειώσει:  Την κατανάλωση ενέργειας,  Τη ρύπανση του αέρα  Τη ρύπανση των υδάτων  Την κατανάλωση ύδατος  Την αλόγιστη σπατάλη δασικών πόρων

50 Page  50ΓΥΑΛΙ  Τα βασικά συστατικά του γυαλιού είναι: SiO 2,Na 2 CO 3,CaCO 3 Το γυαλί:  έχει πολλές χρήσεις και εφαρμογές  παράγεται σε τέσσερα χρώματα: διαφανές, κίτρινο κεχριμπαριού, πράσινο και ανοικτό μπλε.  είναι 100% ανακυκλώσιμο υλικό και μπορεί να ανακυκλωθεί πολλές φορές, χωρίς αλλαγή της σύνθεσης ή της ποιότητάς του.

51 Page  51ΓΥΑΛΙ  Ενδιαφέρουσες πληροφορίες  Ενα μπουκάλι γυαλιού που ανακυκλώνεται, εξοικονομεί αρκετή ενέργεια ώστε να ανάβει μια λάμπα 100 Watt για τέσσερις περίπου ώρες  Η τεχνολογία που υπάρχει, μπορεί να κάνει χρήση σε ποσοστό 85% του γυαλιού που ανακυκλώνεται μέχρι σήμερα  Από το 1980 το μέσο βάρος του μπουκαλιού γυαλιού έχει μειωθεί κατά 10%  Ενα εκατομμύριο χρόνια χρειάζεται το γυαλί για να διασπαστεί στη φύση  8 - 12 εβδομάδες είναι ο χρόνος που απαιτείται για ένα μπουκάλι γυαλιού να ανακυκλωθεί και να επιστραφεί στο ράφι καταστημάτων  Μία κούπα καφέ σε ένα φορτίο θραυσμάτων γυαλιού είναι αρκετή για να ρυπάνει το φορτίο και να το καταστήσει μη ανακυκλώσιμο  Ένα μπουκάλι μπύρας επαναχρησιμοποιείται κατά μέσο όρο επί 15 φορές

52 Page  52 ΑΝΑΚΥΚΛΩΣΗ ΓΥΑΛΙΟΥ

53 Page  53 ΑΝΑΚΥΚΛΩΣΗ ΓΥΑΛΙΟΥ Βήματα ανακύκλωσης γυαλιού.  Συλλογή προϊόντων γυαλιού(μπουκαλιών).  Οδήγησή τους σε κατάλληλα μέρη για επεξεργασία.  Ταξινόμηση ανάλογα με χρώμα και καθαρισμός από προσμίξεις.  Θραυσματοποίηση σε πρέσσες.  Ανάμιξη των θραυσμάτων με διάφορα χημικά όπως SiO 2 +CaCO 3 +Na 2 CO 3.  Τήξη του μίγματος σε ειδικούς φούρνους.  Μεταφορά του τηγμένου γυαλιού σε ειδικά καλούπια μορφοποιήησης.  Αργή ψύξη του προϊόντος προϊόν για αύξηση της αντοχής του (ανόπτηση)  Μεταφορά στην αγορά για χρήση.

54 Page  54 Χημεία Χρωματισμού του Γυαλιού  Tο γυαλί χρωματίζεται με την προσθήκη μεταλλικών αλάτων (χρωστικές ουσίες).  Μερικές φορές είναι απαραίτητο να αφαιρεθεί το ανεπιθύμητο χρώμα, που προκύπτει από ακαθαρσίες.  Οι αποχρωματιστές χρησιμοποιούνται για να κατακρημνίσουν τις χρωστικές ενώσεις Fe και S  Οι συνηθέστεροι είναι MnO2 και CeO2.

55 Page  55 Χρωστικές ουσίες γυαλιού Χρωστικές ενώσειςΧρώματα Οξείδια του FeΠράσινα, καφέ Οξείδια του MnΒαθύ κίτρινο, αμέθυστος, αποχρωματισμός Οξείδια CoΒαθύ μπλε Χλωρίδια του AuΣκούρο κόκκινο του ρουμπινιού Ενώσεις του SeΚόκκινες αποχρώσεις Οξείδια του CΚεχριμπαρένιο, καφέ Μίγμα Mg,CO,Auμαύρο Οξείδια του Sbλευκό Οξείδια του UΠράσινο, κίτρινο (ακτινοβολεί) Ενώσεις του SΚεχριμπαρένιο, καφέ Ενώσεις του CuΓαλάζιο, κόκκινο Ενώσεις του SnΛευκό Pb με Sbκίτρινο

56 Page  56 ΑΝΑΚΥΚΛΩΣΗ ΓΥΑΛΙΟΥ Τα θραύσματα γυαλιού είναι σχεδόν αδύνατο να ταξινομηθούν και να επεξεργαστούν. Πλεονεκτήματα ανακύκλωσης γυαλιού:  Εξοικονόμηση πρώτης ύλης.  Εξοικονόμηση ενέργειας.  Επιμήκυνση ζωής εξοπλισμού του εργοστασίου.

57 Page  57Ορυκτέλαια Πληροφορίες:  Εάν ανακυκλώσουμε δέκα λίτρα χρησιμοποιημένου ορυκτελαίου, παράγουμε ηλεκτρική ενέργεια για να καλύψουμε τη ανάγκη σε ρεύμα ενός νοικοκυριού για 24 h  Το "χρησιμοποιημένο λάδι μηχανών περιέχει τοξικές ουσίες, όπως το C 6 H 6, Pb, Zn, και Cd, οι οποίες αφαιρούνται κατά τη διαδικασία ανακύκλωσης  Ενέργειες, όπως η απόρριψη των χρησιμοποιημένων ορυκτελαίων στους αποχετευτικούς αγωγούς, μπορούν να προκαλέσουν σοβαρή ζημιά στο περιβάλλον  Είναι σημαντικό ότι, μόνο πέντε λίτρα χρησιμοποιημένου ορυκτελαίου ρυπαίνουν πέντε εκατομμύριο λίτρα ύδατος

58 Page  58 58 Αναγέννηση χρησιμοποιημένων ορυκτελαίων Στην Ελλάδα: 1 40.000 τόνοι ορυκτέλαια καταναλώνονται ετησίως 85.000 τόνοι είναι δυνατόν να ανακυκλωθούν 25.000 τόνοι φθάνουν στις εταιρίες ανακύκλωσης από τα πρατήρια και τα συνεργία

59 Page  59 59  Πολύ επικίνδυνη περιβαλλοντική ρύπανση προκύπτει σε περιπτώσεις που αγρότες, βιοτέχνες κλπ χρησιμοποιούν καμμένα λάδια σαν καύσιμα (μεταξύ των άλλων ρύπων περιέχονται διοξίνες και τοξικά μέταλλα).  Οι διοξίνες στα κοτόπουλα Βελγίουπριν λίγα χρόνια προήλθαν από καμμένα λάδια με τα οποία είχαν αλείψει τους σωλήνες παροχής τροφής για να ρέεουν πιο εύκολα τα μίγματα τροφών.  Σύμφωνα με τα στοιχεία των εταιριών ανακύκλωσης είναι χαρακτηριστικό, ότι τους καλοκαιρινούς μήνες συλλέγονται περισσότερες ποσότητες λαδιών από τους χειμερινούς (φαίνεται ότι το χειμώνα «αξιοποιούνται» με άλλο τρόπο)

60 Page  60 Ορυκτέλαια Οφέλη Ανακύκλωσης Ορυκτελαίων  Η ανακύκλωσή τους τα κρατά μακριά από ποταμούς, λίμνες, και το υπόγειο νερό.  Με την ανακύκλωση του πετρελαίου εξοικονομείται ενέργεια  Ανακυκλώνοντας δηλαδή ορυκτέλαια βοηθάμε στο να αποτραπεί η ρύπανση και να συντηρηθεί η ενέργεια για ασφαλέστερες και υγιέστερες μελλοντικές γενιές

61 Page  61 Χρήσιμες πληροφορίες  Εάν γινόταν συλλογή κι επαναεπεξεργασία του πετρελαίου θα παραγόταν αρκετό πετρέλαιο ικανό να κινήσει 50 εκατομμύριο αυτοκίνητα ανά έτος  Μισό λίτρο πετρελαίου μπορεί να καταστρέψει εκατομμύρια λίτρα πόσιμου νερού (1ppm)  Μια ελάχιστη ποσότητα ορυκτελαίου σχηματίζει κηλίδα ενός στρέμματος στην επιφάνεια του ύδατος  Η ανακύκλωση ενός τόνου χρησιμοποιημένων φίλτρων πετρελαίου παράγει 556 κιλά χάλυβα και μέχρι 273 λίτρα των χρησιμοποιημένων ορυκτελαίων

62 Page  62ΜΠΑΤΑΡΙΕΣ  Οι μπαταρίες είναι μια χαλύβδινη κυψέλη η οποία περιέχει μια ποικιλία ουσιών και μετάλλων.  Αυτές οι χημικές ουσίες φέρουν και κατευθύνουν την ηλεκτρική ενέργεια μέσα σε αυτήν.  Πολλές από τις ουσίες που υπάρχουν μέσα στις μπαταρίες είναι τοξικές.  Με την ανακύκλωση των μπαταριών, εξασφαλίζουμε ότι επικίνδυνες ουσίες δεν απελευθερώνονται στο περιβάλλον, αλλά συλλέγονται και επαναχρησιμοποιούνται ως νέες χημικές ουσίες.

63 Page  63 ΑΝΑΚΥΚΛΩΣΗ ΜΠΑΤΑΡΙΩΝ Διαδικασία ανακύκλωσης  Ταξινόμηση των μπαταριών ανάλογα με τη χημική τους σύσταση.  Αφαίρεση του περιβλήματος, (πλαστικά, μονωτικά υλικά), με χρήση φωτιάς και αερίου θερμικού οξειδωτή.  Αποστολή των αερίων προϊόντων θερμικής οξείδωσης σε ειδικές εγκαταστάσεις εξουδετέρωσης των ρύπων.  Προκύπτουν καθαρές, γυμνές κυψέλες, οι οποίες περιέχουν τα πολύτιμα μέταλλα

64 Page  64 ΑΝΑΚΥΚΛΩΣΗ ΜΠΑΤΑΡΙΩΝ Διαδικασία ανακύκλωσης  Τεμαχισμός και θέρμανση των κυψελών για την υγροποίηση του μετάλλου.  Αφαίρεση του μαύρου υπολλείματος καύσης των μη μεταλλικών ουσιών.  Διαχωρισμός των κραμμάτων σύμφωνα με τα βάρη τους και συλλογή τους.

65 Page  65 Παράδειγμα συλλογής μετάλλου από μπαταρίες Το Cd είναι σχετικά ελαφρύ και ατμοποιείται στις υψηλές θερμοκρασίες. Σε ένα δοχείο που θερμαίνεται, ένας ανεμιστήρας ωθεί τον ατμό Cd σε έναν σωλήνα, ο οποίος ψύχεται με ρεύμα κρύου ύδατος. Ετσι συμπυκνώνονται οι ατμοί και παράγεται Cd που είναι 99,95 % καθαρό.

66 Page  66 Επικινδυνότητα μετάλλων μπαταριών  Η περιβαλλοντική απελευθέρωση τους θέτει πιθανές απειλές υγείας.  Είναι τοξικά για υδρόβιους οργανισμούς και την φύση και μπορούν να περάσουν στους ανθρώπους μέσω της τροφικής αλυσίδας.  Έχουν συνδεθεί με την πολυπληθή προσβολή ιδιαίτερα των πνευμόνων και νεφρών.  Από τη στιγμή που θα απορροφηθούν στο σώμα, μπορούν να παραμείνουν για δεκαετίες.

67 Page  67 Ανακύκλωση Αλουμινίου (Al) Θεωρείται η πιο κερδοφόρα περίπτωση ανακύκλωσης υλικού Το κόστος ανακύκλωσης Al είναι σημαντικά μικρότερο από το κόστος ανακύκλωσης άλλων υλικών. Εξοικονομεί μέχρι και 95% ενέργεια ως προς μια διαδικασία παραγωγής Al από βωξίτη Τα προϊόντα από αλουμίνιο μπορούν να ανακυκλωθούν επανειλημμένως !!! Η καύση της εσωτερικής λάκκας που περιέχουν οι περιέκτες αναψυκτικών επίσης εξοικονομεί ενέργεια

68 Page  68 Οι σημαντικότερες πηγές ανακύκλωσης Al Δοχεία ποτών & τροφίμων Αλουμινόχαρτο Δίσκοι ψησίματος προϊόντων ζύμης μιας χρήσεως Συσκευασίες προψημένων φαγητών Οικιακά εξαρτήματα – εξοπλισμός κουζίνας Κινητήρες αυτοκινήτων και πολλά άλλα (τηγάνια, κουφώματα, κτλ)

69 Page  69 Η Σουηδία με 92% και η Ελβετία με 88% στην ανακύκλωση δοχείων από αλουμίνιο Πρωτοπορία στην Ευρώπη κατέχουν: Ο ευρωπαϊκός μέσος όρος είναι 40 τοις εκατό, με δέκα τοις εκατό αύξηση από 1994

70 Page  70 Οφέλη από την ανακύκλωση αλουμινίου Ανακυκλώνοντας 1 kg Al εξοικονομούμε 8 kg βωξίτη, 4 kg χημικών αντιδραστηρίων για την κατεργασία του βωξίτη και 14 κιλοβατώρες ηλεκτρικής ενέργειας. Τα δοχεία αλουμινίου είναι 100% ανακυκλώσιμα. Δεν συνεισφέρουν στην ρύπανση καθώς δεν υπάρχει ετικέτα ή κάλυμμα που να αφαιρείται. Οι σύγχρονοι περιέκτες αναψυκτικών απαιτούν 40% λιγότερο Al από ότι πριν από 25 χρόνια (καλύτερη τεχνολογία). Τα ανακυκλωμένα δοχεία από αλουμίνιο κοστίζουν 6 ως 20 φορές λιγότερο από οποιοδήποτε άλλο υλικό συσκευασίας.

71 Page  71 Νέο scrap Το νέο scrap είναι το υλικό που περισσεύει κατά την κατασκευή και την επεξεργασία των κραμάτων αλουμινίου (ρετάλια, ρινίσματα). Παλαιό scrap Το παλαιό scrap αποτελείται από τα πάσης φύσεως απορριφθέντα προϊόντα αλουμινίου (χρησιμοποιημένα δοχεία ποτών, κεφαλές κυλίνδρων, πλαίσια παραθύρων, ηλεκτρικά καλώδια κτλ). Τι είναι scrap;

72 Page  72 Διαδικασία ανακύκλωσης του Al: Το scrap αλουμινίου οδηγείται οδικώς στις εγκαταστάσεις ανακύκλωσης, όπου ελέγχεται και ταξινομείται ανάλογα με την σύστασή του (π.χ. αν περιέχει και άλλα μέταλλα, αν έχει λάκκα στα εσωτερικά τοιχώματα, τότε ακολουθεί περαιτέρω επεξεργασία) Το scrap Al στην συνέχεια τοποθετείται σε φούρνους, όπου λιώνει εντελώς και μετά μορφοποιείται

73 Page  73 Ανακύκλωση αλουμινίου (διαδικασία Bayer): Εξαγωγή αλουμίνας Το μετάλλευμα διαλύεται σε NaOH για την εξαγωγή αλουμίνας Καθίζηση Η ένυδρη ουσία κατακρημνίζεται

74 Page  74 Χύτευση Η αλουμίνα διαλύεται σε ηλεκτρολυτικό λουτρό τετηγμένου κρυόλιθου, μέσα σε έναν μεγάλο δοχείο από χάλυβα απ’ όπου διέρχεται ρεύμα 150.000 αμπέρ. Η ροή κατευθύνεται από μια άνοδο άνθρακα (θετικός πόλος), φτιαγμένη από κωκ πετρελαίου και πίσσα, προς μια κάθοδο (αρνητικός πόλος), διαμορφωμένη από παχύ άνθρακα ή από γραφίτη.

75 Page  75 Διάταξη μορφοποίησης φύλλων Al Αφού ανακτήσουμε την καθαρή αλουμίνα ακολουθούν στάδια μορφοποίησης ανάλογα με το τελικό προϊόν που επιθυμούμε. Για παράδειγμα, για την κατασκευή λεπτών φύλλων αλουμινίου, χρησιμοποιούνται μύλοι.

76 Page  76 Για την κατασκευή αντικειμένων με συγκεκριμένες επιθυμητές μηχανικές ιδιότητες και σχήματα χρησιμοποιείται η εξώθηση. Οι εξωθήσεις αλουμινίου γίνονται από τους στερεούς κυλίνδρους αλουμινίου. Η διαδικασία εξώθησης περιλαμβάνει το μέταλλο αλουμινίου που αναγκάζεται να περάσει μέσω ενός κύβου με ένα διαμορφωμένο άνοιγμα.

77 Page  77 Ανακύκλωση αργύρου (Ag)  Ο άργυρος είναι ένα πολύτιμο μέταλλο πεπερασμένου αποθέματος  έχει εμπορική αξία ακόμη και ως ανακτημένο μέταλλο  Ρυπαίνει το περιβάλλον και υπάρχουν αυστηρές προδιαγραφές για το επιτρεπτό ποσό εναπόθεσής του στο περιβάλλον

78 Page  78 Σημαντικές πηγές αργύρου (Ag) προς ανακύκλωση είναι οι παρακάτω:  Λύματα εργαστηρίων φωτο-επεξεργασίας (ακτινολογικά και φωτογραφικά εργαστήρια) Κυρίως στο διάλυμα του στερεωτικού (fixer solution) και στο στάδιο ξασπρίσματος (bleacher) υπάρχει αρκετή ποσότητα διαλυτού Ag  παλαιά φιλμ  παλαιά φωτογραφικά χαρτιά

79 Page  79 Αντικατάσταση μετάλλων Μεγάλης κλίμακας εφαρμογή Καλό επίπεδο διαχωρισμού σε πυκνά διαλύματα Ηλεκτρολυτική ανάκτηση Μεγάλης κλίμακας εφαρμογή Καλό επίπεδο διαχωρισμού σε πυκνά διαλύματα Χημική καθίζηση Μεγάλης κλίμακας εφαρμογή Καλό επίπεδο διαχωρισμού σε πυκνά διαλύματα Ιοντο – ανταλλαγή Αραιά διαλύματα Σε συνδυασμό με άλλη διεργασία/ες Αντίστροφη όσμωση Αραιά διαλύματα Σε συνδυασμό με άλλη διεργασία/ες Μέθοδοι ανάκτησης αργύρου

80 Page  80 Συνοπτική διαδικασία ηλεκτρολυτικής ανάκτησης του Ag: Οι διαλυτές ενώσεις βρίσκονται με μορφή ιόντων στο διάλυμα και με την διαβίβαση ηλεκτρικού ρεύματος τα ιόντα Ag προσλαμβάνουν 1e και ανάγονται σε μεταλλικό άργυρο (μεταλλικός Ag στο ηλεκτρόδιο)

81 Page  81  Ένα ελεγχόμενο, συνεχές ηλεκτρικό ρεύμα περνά μεταξύ δύο ηλεκτροδίων που είναι εμβαπτισμένα μέσα στο αργυρούχο διάλυμα.  Ο άργυρος εναποτίθεται στην κάθοδο υπό την μορφή σχεδόν καθαρού μεταλλικού φύλλου από άργυρο.

82 Page  82 Μειονεκτήματα ηλεκτρολυτικής μεθόδου ανάκτησης του Ag: Είναι πολύ δαπανηρή Χρειάζεται μια ηλεκτρική παροχή Πλεονεκτήματα που εμφανίζει η ηλεκτρολυτική μέθοδος ανάκτησης του Ag: Παράγει - αποδίδει σημαντικά καθαρό άργυρο Έχει χαμηλό κόστος καθαρισμού του Ag Έχει χαμηλό κόστος αποστολής Δεν παρεμποδίζεται από την παρουσία άλλων ενώσεων στο διάλυμα

83 Page  83 Από τα διαλύματα φωτο- επεξεργασίας απομακρύνεται ο Ag και οι διαλύτες μπορούν να επαναχρησιμοποιηθούν  Με σύνδεση της ηλεκτρολυτικής κυψέλης σε σειρά στο σύστημα επεξεργασίας μπορούμε να επιτύχουμε μέχρι και 20% μείωση των διαλυτών που χρειάζονται καθώς και μεγαλύτερη απομάκρυνση Ag σε ποσοστό πάνω από 95%.

84 Page  84 Η Χημική καθίζηση έχει ιδιαίτερα χαμηλό κόστος Με την προσθήκη αλκαλικού διαλύματος θειικού νατρίου καθιζάνει ίζημα θειικού αργύρου Απομακρύνεται σχεδόν το 100% του Ag αλλά και όλων των άλλων μετάλλων που συνυπάρχουν στο διάλυμα Μειονέκτημα της μεθόδου είναι ότι: Σχηματίζεται ίζημα σε μορφή λάσπης το οποίο δύσκολα διαχωρίζεται από το διάλυμα. Ανάκτηση Ag με την μέθοδο της χημικής καθίζησης

85 Page  85 Ανάκτηση Ag Επιτόπια ανάκτηση (on site): είναι η επιτόπια εφαρμογή μεθόδου ή μεθόδων για την ανάκτηση του Ag κατ’ ευθείαν από το φωτογραφείο ή την πηγή παραγωγής ενώσεων Ag Ανάκτηση μετά από περισυλλογή (off site): είναι η διαδικασία ανάκτησης κατά την οποία ο Ag (προς ανάκτηση) συλλέγεται σε δοχεία από τις διάφορες πηγές (καταστήματα φωτογραφίας κ.λ.π.) και στέλνεται σε τρίτους, οι οποίοι θα πραγματοποιήσουν σε μεγάλης κλίμακας διεργασίες ανάκτησης Ag, και θα αποδώσουν ένα ποσοστό (20%) επί του ανακτημένου καθαρού Ag στις πηγές

86 Page  86 Ανακύκλωση λευκόχρυσου (Pt) από καταλυτικούς μετατροπείς αυτοκινήτων O αριθμός των καταλυτών αυτοκινήτων που φθάνουν στο τέλος του κύκλου ζωής τους ολοένα και αυξάνει Η ανάκτηση λευκόχρυσου έχει αποδειχθεί ότι είναι μια δύσκολη και δαπανηρή διαδικασία με την χρήση των συμβατικών μεθόδων ανάκτησης.

87 Page  87 Τα σωματίδια του λευκόχρυσου θα έπρεπε να καθιζάνουν ως βαρύτερα μέσα στο τήγμα. Tα σωματίδια αυτά είναι τόσο μικρά και κινούνται προς όλες τις κατευθύνσεις μέσα στο τήγμα λόγω θερμικής διάχυσης δυσχεραίνοντας έτσι τον διαχωρισμό τους. Οι αρχικές μέθοδοι βασίστηκαν στο διαχωρισμό του Pt που υπάρχει στο τήγμα του κεραμικού υλικού των καταλυτών λόγω βαρύτητας Ανακύκλωση λευκόχρυσου (Pt) από καταλυτικούς μετατροπείς αυτοκινήτων

88 Page  88 Είναι τόσο μικρά λόγω του τρόπου επίστρωσης πάνω στο κεραμικό υπόστρωμα. Ο λευκόχρυσος είναι ως μια λεπτή οργανική επίστρωση πάχους ενός μόνο μορίου στο κεραμικό υλικό! Εισαγωγή καυσαερίων (CO 2,CO,NO 2,NO, κτλ) Εξαγωγή καυσαερίων Ανακύκλωση λευκόχρυσου (Pt) από καταλυτικούς μετατροπείς αυτοκινήτων

89 Page  89 Κεραμικό υλικό + Οργανικές ενώσεις Τήγμα Fe - Pt Πως λειτουργεί η νέα διαδικασία; Η νέα αυτή τεχνική συνδυάζει ένα εκτεταμένο συνεχές ηλεκτρικό τόξο με το οποίο τήκεται το μίγμα Ως συλλέκτες μετάλλων χρησιμοποιούνται συσσωματώματα, ή σκόνη Fe (προσθήκη μικρής ποσότητας άνθρακα βελτιώνει την απόδοση). Αφού συμπαρασύρει ο Fe τον Pt από την σκουριά, ακολουθεί ένα δεύτερο στάδιο κατά το οποίο απομακρύνεται πλέον ο Fe από το τήγμα. Σταγονίδια ή σκόνη Fe θ = 1500 – 1550 o C

90 Page  90 Η νέα διαδικασία ανάκτησης χρησιμοποιεί πολύ λιγότερη ενέργεια από την προβλεπόμενη με άλλες μεθόδους Επιτυγχάνει μικρούς χρόνους διαχωρισμού (Δοκιμές έδειξαν ότι τα σωματίδια έλκονται από τον μεταλλο-συλλέκτη και μάλιστα διαχωρίζονται μέσα σε 10 λεπτά από τα 40 λεπτά που είχαν αρχικά προβλεφθεί ) Αυτό που απομένει είναι η αδρανής σκουριά, κάτι που επιτρέπει την ασφαλή διάθεσή της στο περιβάλλον Ανακύκλωση λευκόχρυσου (Pt) από καταλυτικούς μετατροπείς αυτοκινήτων

91 Page  91 Πόσο ανάγκη έχουμε τελικά την ανακύκλωση; Αν λάβουμε υπόψη μας την ραγδαία αύξηση του πληθυσμού της γης τις τελευταίες δεκαετίες, μπορούμε να αναλογιστούμε εύκολα τις συνέπειες από τη λάθος χρήση των φυσικών πόρων του πλανήτη. Με την ανακύκλωση μπορούμε να κάνουμε οικονομία στα υπάρχοντα αποθέματα δίνοντας το δικαίωμα χρήσης και στις επόμενες γενεές. Είναι άλλωστε άδικο από κράτος σε κράτος, πόσο μάλλον από γενιά σε γενιά να μην διατηρείται ένα περιβάλλον πλούσιο σε πόρους και καθαρό. Η ανακύκλωση πρέπει να γίνει ένας από τους βασικούς στόχους της παιδείας μας.

92 Page  92 Νέα περιβαλλοντική λογική Όλα λοιπόν δείχνουν ότι τα ανακυκλωμένα υλικά σε λίγα χρόνια θα υπάρχουν παντού. Ήδη η λογική των περισσότερων κρατών είναι πιο περιβαλλοντική από ποτέ. Αξίζει να αναφερθεί ότι σε μερικές ευρωπαϊκές χώρες φυτεύονται ολόκληρα δάση ώστε να μπορούν να πληρούν τα όρια ατμοσφαιρικών ρύπων που τέθηκαν στο Kyoto από την χρήση των αυτοκινήτων και να επιτρέπεται και η χρήση περισσότερων διατηρώντας τις ισορροπίες. Στην Βραζιλία η χρήση βιοαιθανόλης ως καυσίμου για την κίνηση των οχημάτων έχει επεκταθεί σε τέτοιο βαθμό που πλέον η Βραζιλία είναι χώρα ανεξάρτητη ορυκτού πετρελαίου. Η χρήση βιοαποικοδομήσιμων πολυμερών θα δώσει πολύτιμο χώρο στους ΧΥΤΑ και πολλά άλλα τέτοια παραδείγματα.

93 Page  93 Άρα η ανακύκλωση πάει παντού…

94 Page  94 Τι μπορώ να κάνω τον παλιό υπολογιστή μου…

95 Page  95

96 Page  96 10. Σχεδιασμός αποικοδομήσιμων και/ή ανακυκλώσιμων προϊόντων – ανακυκλώσιμα αντικείμενα Κόστος και πολυπλοκότητα της ανακύκλωσης Τα προϊόντα από ανακυκλωμένα υλικά δεν ικανοποιούν τις πολύ υψηλές ποιοτικές απαιτήσεις των πελατών. Νέες και πολύπλοκες μέθοδοι επεξεργασίας περιπλέκουν τη διαδικασία ανακύκλωσης (ανάμιξη πολυμερών). Ο σύνθετος χρωματισμός τους καθιστά μη ανακυκλώσιμο ένα προϊόν. Οι μολυσματικοί παράγοντες (υπολείμματα περιεχομένου, χημικές ουσίες) πρέπει να αφαιρούνται. Οι διεργασίες διαχωρισμού, μεταφοράς, καθαρισμού και λοιπής επεξεργασίας υλικών κοστίζουν.

97 Page  97 11. Ανάλυση Πραγματικού Χρόνου για την Πρόληψη της Ρύπανσης Οι αναλυτικές μεθοδολογίες πρέπει να αναπτυχθούν έτσι, ώστε να παρακολουθείται και να ελέγχεται η τυχόν δημιουργία επικίνδυνων χημικών ουσιών καθόλη τη διάρκεια της χημικής επεξεργασίας. Οι 12 αρχές της Πράσινης Χημείας

98 Page  98 98 Η ΠΡΑΣΙΝΗ ΧΗΜΕΙΑ ΣΤΗ ΧΗΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ Στοχεύει στην: απαλοιφή (ή τουλάχιστον σημαντική μείωση) της κατανάλωσης αντιδραστηρίων, ιδιαίτερα των οργανικών διαλυτών, από τις αναλυτικές διαδικασίες, μείωση της εκπομπής των ατμών και των αερίων, καθώς επίσης των υγρών και στερεών απόβλητων, που παράγονται στα αναλυτικά εργαστήρια, απαλοιφή των αντιδραστηρίων, που επιδεικνύουν υψηλή τοξικότητα από τις αναλυτικές διαδικασίες, μείωση του χρόνου εργασίας και της κατανάλωσης ενέργειας των αναλυτικών διαδικασιών (ανά προσδιοριζόμενο συστατικό).

99 Page  99 11. Ανάλυση πραγματικού χρόνου για πρόληψη της ρύπανσης Ανάπτυξη μεθόδων ανάλυσης πραγματικού χρόνου, που θα επιτρέπουν τον έλεγχο των διεργασιών όσον αφορά το σχηματισμό επικίνδυνων ουσιών

100 Page  100 11. Ανάλυση πραγματικού χρόνου για πρόληψη της ρύπανσης π.χ. με βιοαισθητήρες, ηλεκτροχημικούς αισθητήρες κτλ. Πλεονεκτήματα Γρήγορη παροχή πληροφοριών Άμεση κι αξιόπιστη εκτίμηση της παραγωγικής διαδικασίας Άμεση εκτίμηση της ρύπανσης σε διάφορες περιοχές Μειωμένο κόστος ανάλυσης Απλότητα Εφαρμογές Ανάλυση πραγματικού χρόνου σε διαδικασίες, όπου συμμετέχουν ή αναλύονται τοξικά μέταλλα. Προσδιορισμός ουσιών στόχων (target molecules) σε πραγματικά δείγματα χωρίς προκατεργασία.

101 Page  101 11. Ανάλυση πραγματικού χρόνου για πρόληψη της ρύπανσης

102 Page  102 11. Ανάλυση πραγματικού χρόνου για πρόληψη της ρύπανσης

103 Page  103 11. Ανάλυση πραγματικού χρόνου για πρόληψη της ρύπανσης

104 Page  104 11. Ανάλυση πραγματικού χρόνου για πρόληψη της ρύπανσης – Αναλυτικές Τεχνικές Πράσινης Χημείας Α. Τεχνικές προκατεργασίας δείγματος Εκχύλιση ρευστών υπό πίεση Εκχύλιση στερεάς φάσης Μικρο-εκχύλιση υγρού-υγρού Τεχνικές μικρο-εκχύλισης Υπερκρίσιμη εκχύλιση υγρών Εκχύλιση με υπερήχους Μίκρο-εκχύλιση στερεάς φάσης Β. Αναλυτικές Τεχνικές Ανοσοαναλυτικές τεχνικές Φθορισμός ακτινών X για πολυστοιχειακή ανάλυση Εισαγωγή μεμβρανών στην φασματοσκοπία μαζών ΑΝΑΛΥΤΙΚΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΠΟΥ ΣΥΝΑΔΟΥΝ ΜΕ ΤΗ ΦΙΛΟΣΟΦΙΑ ΤΗΣ ΠΡΑΣΙΝΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ

105 Page  105 105 Η αυτοματοποιημένη διαλυτοποίηση παρουσιάζει τα εξής πλεονεκτήματα: Εξαιρετικά αραιά διαλύματα σε πολύ μικρές ποσότητες (Αρχή 2 της πράσινης Χημείας) Αποφυγή προκατεργασίας (Αρχές 3 και 8 της Πράσινης Χημείας) Αποφυγή επικίνδυνων διαλυτών (Αρχή 3 της Πράσινης Χημείας) Χαμηλή παραγωγή αποβλήτων(Αρχές 1 και 3 της Πράσινης Χημείας) Χαμηλή παραγωγή αποβλήτων (Αρχές 1 και 3 της Πράσινης Χημείας) ΠΡΑΣΙΝΕΣ ΑΝΑΛΥΤΙΚΕΣ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΕΙΣ Μέθοδοι διαλυτοποίησης – Αυτοματοποιημένη διαλυτοποίηση

106 Page  106 Τεχνικές εκχύλισης Υπερκρίσιμη ρευστή εκχύλιση Εκχύλιση με διαλύτη υπό πίεση Μικροκυματική εκχύλιση Εκχύλιση υγρού-υγρού Εκχύλιση με τη συσκευή Soxhlet Συμβατικές Εναλλακτικές

107 Page  107 107 ΠΡΑΣΙΝΕΣ ΑΝΑΛΥΤΙΚΕΣ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΕΙΣ Μικροκυματική Τεφροποίηση (Προκατεργασία δείγματος) Οδηγός Ακτινοβολίας ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ Δεν χρησιμοποιούνται ορυκτά καύσιμα. (Αρχές 1 και 3 της Πράσινης Χημείας) Καταναλώνεται λιγότερη ενέργεια. (Αρχή 6 της Πράσινης Χημείας) Χρησιμοποιείται μικρότερη ποσότητα δείγματος. (Αρχές 3 και 8 της Πράσινης Χημείας) Ο χρόνος προκατεργασίας είναι μειωμένος. (Αρχή 2 της Πράσινης Χημείας) Είναι μια τεχνική φιλική για το περιβάλλον

108 Page  108 108 ΠΡΑΣΙΝΕΣ ΑΝΑΛΥΤΙΚΕΣ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΕΙΣ Μικροκυματική Πέψη (Προκατεργασία δείγματος) Μικροκύματα Δοχείο Τοπική Υπερ- θέρμανση Αέριο Ατμός Υγρό Μίγμα δείγματος και αντιδραστηρίων πέψης ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ Χρησιμοποιούνται αυτόκλειστα δοχεία (αρχή 6 της Πράσινης Χημείας) Μειώνεται ο χρόνος προκατεργασίας (αρχή 2 της Πράσινης Χημείας) Καταναλώνεται μικρότερη ποσότητα δείγματος (αρχές 3 και 8 της Πράσινης Χημείας) Αποτελεί φιλική για το περιβάλλον τεχνική.

109 Page  109 Αρχή της μικροκυματικής εκχύλισης (ΜΑΕ)

110 Page  110 Παράμετροι που επηρεάζουν τη ΜΑΕ 1. Η φύση του δείγματος 2. Ο χρησιμοποιούμενος διαλύτης 3. Οι συνθήκες κατεργασίας του δείγματος 4. Η υγρασία του δείγματος i. θερμοκρασία ii. ένταση ακτινοβολίας iii. χρόνος ακτινοβολίας

111 Page  111 Βιομηχανική κλίμακα: παραλαβή αιθέριων ελαίων, ενισχυτικών γεύσης και χρωστικών από φυτά. Εφαρμογές της ΜΑΕ Εργαστηριακό επίπεδο: απομάκρυνση ανεπιθύμητων ουσιών από δείγματα εδάφους.

112 Page  112  Μειώνεται σε λίγα μόνο λεπτά ο χρόνος που απαιτείται για την εκχύλιση του δείγματος.  Περιορίζονται σημαντικά: α. η κατανάλωση οργανικών διαλυτών β. η κατανάλωση ενέργειας γ. η επιβάρυνση του δείγματος.  Υπάρχει η δυνατότητα ταυτόχρονης κατεργασίας πολλών δειγμάτων.  Η τεχνική είναι ασφαλής για το χρήστη και φιλική προς το περιβάλλον. Πλεονεκτήματα της ΜΑΕ

113 Page  113 11. Ανάλυση πραγματικού χρόνου για πρόληψη της ρύπανσης – Αναλυτικές Τεχνικές Πράσινης Χημείας – Εκχύλιση με μικροκύματα ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ Η εκχύλιση πραγματοποιείται σε κλειστά δοχεία. Οι διαλύτες θερμαίνονται γρηγορότερα και έτσι επιτυγχάνονται μικρότεροι χρόνοι ανάλυσης Χρησιμοποιούνται μικρότερες ποσότητες δείγματος και διαλύτη Παράγονται μικρότερες ποσότητες αποβλήτων Μπορεί να γίνει έλεγχος της διαδικασίας σε κάθε χρονική στιγμή

114 Page  114 11. Ανάλυση πραγματικού χρόνου για πρόληψη της ρύπανσης – Αναλυτικές Τεχνικές Πράσινης Χημείας–Εκχύλιση υπερκρίσιμων ρευστών Πλεονεκτήματα Είναι σχετικά φθηνά, π.χ. CO 2 Εκχυλίζουν γρηγορότερα τις ενώσεις από τους οργανικούς διαλύτες, διότι η διάχυση είναι γρηγορότερη. Είναι φιλικά προς το περιβάλλον. Μπορούν να απομακρυνθούν εύκολα από το σύστημα με την αλλαγή στην πίεση. Με αλλαγή στις συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας μπορεί να επιτευχθεί εκλεκτική εκχύλιση.

115 Page  115 12.Πρόληψη Χημικού Ατυχήματος Οι Χημικές ουσίες που χρησιμοποιούνται κατά την σύνθεση ενός προϊόντος, ή κατά την διάρκεια μιας χημικής διεργασίας, πρέπει να επιλέγονται έτσι, ώστε κατά την διάρκεια της διεργασίας να ελαχιστοποιείται ο κίνδυνος χημικού ατυχήματος, ο κίνδυνος εκπομπών, εκρήξεων και πυρκαγιών. Οι 12 αρχές της Πράσινης Χημείας

116 Page  116 12. Ασφαλέστερη χημεία για την πρόληψη ατυχημάτων Οι χρησιμοποιούμενες και παραγόμενες ουσίες σε μία χημική διεργασία πρέπει να επιλέγονται έτσι, ώστε να υπάρχει ελάχιστη πιθανότητα χημικών ατυχημάτων, συμπεριλαμβανομένων των εκπομπών, των εκρήξεων και της ανάφλεξης. Texas, 1947. Πυρκαιά σε tanker που μετέφερε νιτρική αμμωνία

117 Page  117 12. Ασφαλέστερη χημεία για την πρόληψη ατυχημάτων Seveso, Ιταλία, 1976. Εργοστάσιο παρασκευής φυτοφαρμάκων. 37.000 άνθρωποι εξετέθησαν στη διοξίνη. 80.000 ζώα θανατώθηκαν.

118 Page  118 12. Ασφαλέστερη χημεία για την πρόληψη ατυχημάτων Bhopal, Κεντρική Ινδία. Union Carbide, Εργοστάσιο εντομοκτόνων (Carbaryl), 1984.

119 Page  119 12. Ασφαλέστερη χημεία για την πρόληψη ατυχημάτων

120 Page  120 Το Carbaryl είναι η κοινή ονομασία της χημικής ένωσης 1–ναφθυλοκαρβαμιδικός εστέρας και ανήκει σε μια κατηγορία εντομοκτόνων γνωστών ως καρβαμίδια (carbamates). Χρήσεις  Έλεγχος μεγάλης ποικιλίας εντόμων  Σε καλλιέργειες  Σε εκτροφές ζώων Το Carbaryl

121 Page  121 Το εργοστάσιο της Union Carbide India, Limited (UCIL) είχε ιδρυθεί το 1969 κοντά στην πόλη Bhopal της Κεντρικής Ινδίας και παρήγαγε το Sevin (εμπορική ονομασία της Union Carbide για το Carbaryl). Το εργοστάσιο της Union Carbide, Bhopal

122 Page  122 Μέθοδος παραγωγής του Sevin Για τη σύνθεση του Sevin χρησιμοποιείται 1-ναφθόλη και Ισοκυανικό μεθύλιο Τρόπος εισόδουΔόσηΠειραματόζωοLD 50 /LC 50 Από το στόμα10% διάλυμα, μία δόσηΑρουραίος71 mg/kg Με εισπνοήΑτμοί (4 ώρες)Αρουραίος1,25 mg/m³ Από το δέρμαΧωρίς αραίωσηΚουνέλι0,22 mL/kg Τοξικότητα ισοκυανικού μεθυλίου

123 Page  123 ► Κατά τη διάρκεια της νύκτας της 3ης Δεκεμβρίου του 1984, μεγάλες ποσότητες νερού εισήλθαν στη δεξαμενή 610, η οποία περιείχε 42 τόνους ισοκυανικού μεθυλίου. ► Η (εξώθερμη) αντίδραση που πραγματοποιήθηκε, ανέβασε τη θερμοκρασία πάνω από τους 200 ο C. ► Η υψηλή θερμοκρασία και η μεγάλη πίεση ενεργοποίησαν τις βαλβίδες εκτόνωσης, με αποτέλεσμα να διοχετευθούν στην ατμόσφαιρα μεγάλες ποσότητες ισοκυανικού μεθυλίου. ► Υπολογίζεται ότι απελευθερώθηκαν στην ατμόσφαιρα περίπου 30 με 40 τόνοι αυτής της ένωσης σε μια περίοδο 3 ωρών. ► Η αντίδραση επιταχύνθηκε λόγω της παρουσίας σιδήρου στους σωλήνες, οι οποίοι δεν ήταν ανοξείδωτοι (δηλ. από ατσάλι) για λόγους οικονομίας. Το ατύχημα

124 Page  124  Το ατύχημα στην Bhopal χαρακτηρίζεται ως το μεγαλύτερο χημικό ατύχημα στην ιστορία της ανθρωπότητας.  520.000 ήταν οι άνθρωποι που επηρεάστηκαν από το τοξικό αέριο, εκ των οποίων 200.000 ήταν κάτω των 15 ετών, ενώ 3.000 ήταν έγκυοι γυναίκες.  Οι πιστοποιημένοι θάνατοι ήταν 3.928, αν και ανεξάρτητες οργανώσεις υπολογίζουν τους νεκρούς σε πάνω από 8.000.  Περισσότεροι από 10.000 πέθαναν αργότερα από ασθένειες, που σχετίζονται με το τοξικό αέριο.  Περίπου 100.000 με 200.000 άνθρωποι υπέστησαν μόνιμες βλάβες της υγείας τους. Το ατύχημα

125 Page  125 Τα αίτια του ατυχήματος Χρησιμοποιήθηκαν χημικές ουσίες μεγάλης επικινδυνότητας (ισοκυανικό μεθύλιο). Αποθηκεύθηκαν οι τοξικές αυτές ουσίες σε λίγες μεγάλες δεξαμενές αντί σε πολλές μικρές. Πιθανολογείται επίσης η παρουσία υλικών διάβρωσης των σωληνώσεων (κακή συντήρηση των εγκαταστάσεων). Αστοχία πολλών συστημάτων ασφαλείας (λόγω κακής συντήρησης και ανεπαρκών κανονισμών).

126 Page  126 Η Πράσινη λύση Οι Chaudhari et.al. εισήγαγαν μία μέθοδο παρασκευής καρβαμιδικών προϊόντων με επίδραση μεθυλαμίνης ή Ν,Ν΄-διμεθυλοουρίας σε CO, παρουσία ενός οξειδωτικού παράγοντα και μιας μονοαλκοόλης. Πιθανή λύση αποτελεί η διαδικασία «παραγωγής αλκυλιωμένων καρβαμιδίων» με χρήση κατάλληλου καταλύτη και συνθήκες που δεν παράγουν τοξικά προϊόντα.  100% ασφάλεια της διαδικασίας παραγωγής του Carbaryl θα έχουμε με την πλήρη απουσία τοξικών ουσιών σε όλη τη διαδικασία παραγωγής.

127 Page  127 Μια πρώτη “απάντηση” της Πράσινης Χημείας  Παραγωγή με τις ίδιες επικίνδυνες χημικές ουσίες (1-ναφθόλη, φωσγένιο, ισοκυανικό μεθύλιο), αλλά χωρίς αποθήκευσή τους και με χρήση in situ.  Αντικατάσταση της χρήσης του ισοκυανικού μεθυλίου με επίδραση φωσγενίου σε 1-ναφθόλη και επίδραση μεθυλαμίνης στον χλωροφορμικό εστέρα που προκύπτει.

128 Page  128 Ο καταλύτης μπορεί να είναι μια ένωση από μια μεγάλη κατηγορία καταλυτών της ομάδας του παλαδίου. Η οξειδωτική καρβονυλίωση μπορεί να πραγματοποιηθεί σε ένα εύρος θερμοκρασιών από 80 ο C μέχρι 350 o C, με προτιμητέο το διάστημα από 120 ο μέχρι 250 ο C. Αν η συγκέντρωση της μεθυλαμίνης, ή της N,N΄-διμεθυλουρίας επιλεγεί προσεκτικά, η διαδικασία μπορεί να οδηγήσει σε μεγάλη απόδοση (της τάξης του 90% έως 95%). Η Πράσινη λύση

129 Page  129 Πρόληψη 1.Πρόληψη Αποδοτικότερη χρήση των συνθετικών μεθόδων 2.Αποδοτικότερη χρήση των συνθετικών μεθόδων Λιγότερο επικίνδυνες χημικές συνθέσεις 3.Λιγότερο επικίνδυνες χημικές συνθέσεις 4.Σχεδιασμός ασφαλέστερων χημικών προϊόντων 5.Ασφαλέστεροι διαλύτες και βοηθητικά μέσα 6.Σχεδιασμός για ενεργειακή αποτελεσματικότητα 7.Χρήση ανανεώσιμων και μη τοξικών πρώτων υλών 8.Μείωση ενδιαμέσων παραγώγων 9.Κατάλυση 10.Σχεδιασμός αποικοδομήσιμων και/ή ανακυκλώσιμων προϊόντων 11.Ανάλυση πραγματικού χρόνου για πρόληψη της ρύπανσης 12.Ασφαλέστερη χημεία για την πρόληψη ατυχημάτων

130 Page  130 130 ΑΡΧΕΣ 1, 3, 4, 5, 8, 9, 10, 12 ΑΡΧΕΣ 1, 3, 4, 5, 8, 9, 10, 12 “Η κίνηση προς μία πλέον βιώσιμη χρήση των φυσικών πόρων θα απαιτήσει νέες λύσεις από το κλάδο της χημείας. Ιδιαίτερα η καταπολέμηση της κλιματικής αλλαγής και άλλες σημαντικές περιβαλλοντικές και κοινωνικές προκλήσεις απαιτούν την επικέντρωση της έρευνας και ανάπτυξης στη χημεία και τις συναφείς επιστήμες με συνέπεια την ανάπτυξη σημαντικών επιχειρηματικών ευκαιριών.”

131 Page  131 131 “Η εμπιστοσύνη από τους πελάτες, καταναλωτές και επενδυτές είναι υψίστης σημασίας. Είναι υψηλής προτεραιότητας η επικοινωνία και η διοίκηση της χημικής ασφάλειας μέχρι και το τελευταίο χρήστη στην εφοδιαστική αλυσίδα. Η χημική βιομηχανία έχει δυστυχώς να διαχειριστεί μία κακή κληρονομιά σε ότι αφορά τις εγκαταστάσεις και τα προϊόντα της.” ΑΡΧΕΣ 2 & 12 ΑΡΧΕΣ 2 & 12

132 Page  132 132 “Η υπεύθυνη χρήση των φυσικών πόρων και ο εφοδιασμός με ενέργεια και πρώτες ύλες είναι υψίστης σπουδαιότητας για την ανταγωνιστικότητα και τη βιωσιμότητα της χημικής βιομηχανίας” “Η έντονη εξάρτηση από τους ορυκτούς υδρογονάνθρακες, οι υψηλές τιμές του πετρελαίου και του αερίου και η φιλοδοξία να πετύχει η βιομηχανία ένα ελαφρύτερο περιβαλλοντικό αποτύπωμα άνθρακα, έχει οδηγήσει τη χημική βιομηχανία σε μία σημαντική προσπάθεια να διευρύνει τη βάση του εφοδιασμού της.” ΑΡΧΕΣ 6, 7, 9 & 11 ΑΡΧΕΣ 6, 7, 9 & 11

133 Page  133 133 ΤΡΟΠΟΙ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΤΡΟΠΟΙ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ SusChem (sustainable chemistry): Τεχνολογική πλατφόρμα που ενώνει την ακαδημαϊκή κοινότητα μαζί με τη βιομηχανία και άλλους συνεργάτες που μετατρέπουν δημιουργικές ιδέες σε εμπορικά αξιοποιήσιμες εφαρμογές. Materials technology : Αντικείμενο έρευνας και διεπιστημονικής συνεργασίας για την κάλυψη των αναγκών της αγοράς. Διακρίνονται σε functional (κατάλληλα για την φροντίδα της υγείας, την ευημερία και τη διατροφή, έξυπνα υλικά (με εξαιρετικές ηλεκτρικές, οπτικές και μαγνητικές ιδιότητες), υλικά για νέες βιώσιμες τεχνολογίες, όπως της παραγωγής ενέργειας και νέες μέθοδοι για την ελεγχόμενη σύνθεση των υλικών με ειδικές απαιτήσεις. Σχεδιασμός των αντιδράσεων και της παραγωγικής διαδικασίας: Τα τελευταία χρόνια η παραγωγική διαδικασία έχει βελτιωθεί με την αποδοτικότερη χρήση των πρώτων υλών και της ενέργειας και με την ελάττωση των απορριπτόμενων αποβλήτων.

134 Page  134  Οι μεμονωμένες πράσινες πρωτοβουλίες προέρχονται κυρίως από την εργοστασιακή παραγωγή και όχι τα αντίστοιχα τμήματα R&D.  Κυριαρχούν δύο αντιλήψεις: 1.το ‘ίχνος’ των δραστηριοτήτων της ΦΒ είναι μικρό, 2.τα προϊόντα έχουν τέτοια ευεργετική επίδραση στο ανθρώπινο είδος, ώστε ακόμη και αυτό το ίχνος είναι αποδεκτό.  Η εικόνα της ΦΒ ως ρυπογόνου είναι σταθερά πάνω από το μέσο όρο (απέχει από τη χημική βιομηχανία περισσότερο από ότι η τελευταία απέχει από τη πυρηνική ενέργεια)

135 Page  135

136 Page  136  Αλλαγή τοπίου καθώς οι μεγάλες εταιρίες (που μόλις έχουν εξέλθει από ένα κυκεώνα συγχωνεύσεων και εξαγορών), αναπτύσσουν τα πρώτα εργαλεία αξιολόγησης (Score Cards) και τα πρώτα μοντέλα πράσινης χημείας (Roche 2001)  Αυτά διαδίδονται και χρησιμοποιούνται από όλες σχεδόν τις προσανατολισμένες στην R&D φαρμακευτικές εταιρείες.  Bayer AG (2001), Pfizer (2002), BMS (2004), και Merck (2005 & 2006) κατακτούν διαδοχικά το Προεδρικό Βραβείο Πράσινης Χημείας (US EPA Presidential Green Chemistry Challenge).  Κορυφαία στιγμή η ίδρυση (2005) από τις Pfizer και Merck του American Chemical Society Green Chemistry Institute ® (ACS GCI), με σκοπό την διάδοση και την εφαρμογή της πράσινης χημείας στη ΦΒ. Presidential Green Chemistry Challenge Award Winners, http://www.epa.gov/greenchemistry/pubs/pgcc/past.html Presidential Green Chemistry Challenge, http://www.epa.gov/greenchemistry/pubs/pgcc/presgcc.html http://portal.acs.org/portal/acs/corg

137 Page  137  Εννέα ακόμη εταιρείες συμμετέχουν στο ACS GCI, ενώ οι υπόλοιπες συνεργάζονται μαζί του ενεργά.  85% των εταιρειών που αποτελούν το Fortune 500 ασκούν πρακτικές πράσινης χημείας σε επίπεδο εξεύρεσης: –πιο πράσινων αντιδράσεων, –πιο κατάλληλων διαλυτών, –μεγαλύτερης οικονομίας ατόμου (ενσωμάτωση μεγαλύτερου ποσοστού των αντιδρώντων στο τελικό προϊόν).  Όμως, αυτή η κατάσταση αντιπροσωπεύει μόνο τα μέλη της PhRMA, ενώ παγκοσμίως δραστηριοποιούνται πολλές εκατοντάδες φαρμακευτικών εταιρειών, που σχεδιάζουν, αναπτύσσουν και εμπορεύονται πάνω από 10000 διαφορετικά φάρμακα, δηλαδή το ποσοστό των φαρμάκων, στα οποία εφαρμόζεται κάποιου είδους πράσινες διαδικασίες είναι μικρότερο του 1%.

138 Page  138  Η ΦΒ ήδη εφαρμόζει πρακτικές πράσινης χημείας,  Το περιβαντολλογικό ίχνος της ΦΒ είναι μικρό και χωρίς συνέπειες,  Η προσφορά νέων φαρμάκων στους ασθενείς είναι τόσο σημαντική, που δικαιολογούνται οι περιβαντολλογικές συνέπειες της παραγωγής τους,  Η αξιοποίηση των αποβλήτων αποτελεί ένα επιπλέον κόστος,  Η πράσινη χημεία κοστίζει και επιβραδύνει τα R&D προγράμματα,  Οι ρυθμιστικές αρχές (FDA, EMEA, ΕΟΦ) καθυστερούν τη πιστοποίηση εφαρμογών πράσινης μεθοδολογίας.

139 Page  139  Η συμμόρφωση με τα υπάρχοντα όρια ρύπων,  Μερική ή ολική αδιαφορία της εταιρικής ηγεσίας (CEO, CFO, CTO,..),  Η εστίαση στην ανάπτυξη νέων υποψήφιων προϊόντων (pipeline) σε βάρος πράσινων πρωτοβουλιών που καθυστερούν τη διαδικασία R&D,  Έλλειψη πράσινης εκπαίδευσης,  Έλλειψη πράσινης θεώρησης του συνολικού σχεδιασμού παραγωγής,  Έλλειψη μεθοδολογίας-οργανολογίας ελέγχου πράσινης χημείας,  Μερική ή ολική άγνοια της ανάλυσης κύκλου ζωής των προϊόντων,  Μερική ή ολική άγνοια περιβαντολλογικής τοξικότητας,  Ακανθώδεις σχέσεις μεταξύ: –R&D – παραγωγής –εταιρικών παραγόντων – ρυθμιστικών και ελεγκτικών αρχών,  Περιορισμένη επικοινωνία μεταξύ ΦΒ, ακαδημαϊκών, κυβερνητικών αρχών και μη κυβερνητικών οργανώσεων.

140 Page  140

141 Page  141

142 Page  142  η αρχή Ν ο 4 (χρήση ανακυκλώσιμων υλικών), που συνεπάγεται αποδέσμευση από το πετρέλαιο  η αρχή Ν ο 10, (σχεδιασμός αποσυντιθέμενων ενδιάμεσων και τελικών προϊόντων), αλλά: –η απαίτηση σταθερότητας αποτελεί παγκοσμίως προαπαιτούμενο για τη χορήγηση άδειας κυκλοφορίας –τα φαρμακευτικά προϊόντα σχεδιάζονται έτσι ώστε να μην αποσυντίθενται με την επίδραση θερμότητας, φωτός, οξέων, βάσεων ή οξυγόνου, τις κατ’ εξοχήν οδούς αποικοδόμησης στη φύση, με αποτέλεσμα να εγερθεί πρόσφατα θέμα ελέγχου συγκεντρώσεων φαρμακευτικών ουσιών στο υδάτινο περιβάλλον April 23, 2009; http://www.phrma.org//phrma_statement_on_sustainability_and_manufacturing_process/

143 Page  143 Ερώτημα … Μήπως η Πράσινη Χημεία είναι ένα μικρό σημαδάκι στον ορίζοντα για ανάκαμψη από την σημερινή σε πολλαπλά επίπεδα παρακμή, όπου κυριαρχεί η πρόταξη των προσωπικών συμφερόντων και η αύξηση της καταναλωτικής ικανότητας;

144 Page  144 “ Τη γη δεν την κληρονομήσαμε από τους γονείς μας, τη δανειστήκαμε από τα παιδιά μας ”

145 Page  145

146 Page  146 Ευχαριστίες  Ιδιαίτερες ευχαριστίες οφείλονται στην κ. Χατζηαντωνίου – Μαρούλη (Επίκουρη Καθηγήτρια του Τμήματος Χημείας ΑΠΘ), καθώς και στον κ. Μαρούλη (Αναπληρωτή Καθηγητή του Τμήματος Χημείας ΑΠΘ), που στα πλαίσια κυρίως του Μεταπτυχιακού Προγράμματος Σπουδών (Τμήμα Χημείας ΑΠΘ) με θέμα «Διδακτική της Χημείας & Νέες Εκπαιδευτικές Τεχνολογίες», ασχολήθηκαν συστηματικά με πολλά επιμέρους θέματα της Πράσινης Χημείας και των εφαρμογών της. Στα πλαίσια αυτών των μαθημάτων τους ετοίμασαν σημαντικό εκπαιδευτικό υλικό, που είναι διαθέσιμο επίσης στο διαδίκτυο, μέρος του οποίου χρησιμοποιήθηκε και για τις παρουσιάσεις αυτές. Επομένως, ευχαριστίες οφείλονται και στους (πολλούς) μεταπτυχιακούς φοιτητές τους, που ασχολήθηκαν με ιδιαίτερο ενδιαφέρον με τα θέματα αυτά.