«Зеленая химия» и химия в интересах устойчивого развития. 12 принципов «Зеленой химии»
Введение
В настоящее время химия является неотъемлемой частью жизни всего населения земли. Без химии человек не может обойтись, а точнее: без новых материалов, эффективных лекарств и методов исследования и контроля заболеваний, средств защиты растений и т.д. [1]. Химия задействована в каждом производстве и предприятии. Каждый человек ежедневно использует бытовую химию, парфюмерию и косметические средства.
И в рамках удовлетворения нужд человечества перед учеными стоит ряд глобальных проблем [2]:
• Атмосфера: изменение климатических условий, загрязнение вы-бросами, фотохимический смог, кислотные дожди, уничтожение озонового слоя;
• Гидросфера: загрязнение, нехватка пресной воды;
• Почва: загрязнение, снижение плодородия;
• Энергетика: кризис источников энергии и ископаемого топлива;
• Природные ресурсы: истощение;
• Народонаселение: перенаселение, проблема голода, здравоохра-нение;
• Образование и средства массовой коммуникации: дети и моло-дежь, общественность, политики и лица, принимающие решения.
Химическое производство всегда связано с определенными рисками, поэтому химия активно развивается в направлении минимизации ущерба и устранении выбросов и отходов. Все более популярной становится «Зеленая» химия.
Зелёная химия — научное направление в химии, при котором химическое предприятие использует набор принципов, сокращающих или исключающих использование или образование опасных веществ при разработке, производстве и применении химических продуктов. Сюда также входят химические процессы, которые после модернизации положительно влияют на окружающую среду. Это новые схемы химических реакций и процессов [3-6], которые призваны кардинально сократить вредные факторы (агрессивные среды, огнеопасные и взрывчатые вещества и т.д.) и отходы. Ведь в первую очередь это влияет на работников предприятий, которые непосредственно контактируют с опасным сырьем. Поэтому сокращается использование агрессивных сред.
Оглавление
Оглавление 2
Введение 3
Глава 1. Зеленая химия как новая философия химии и раздел науки 5
1.1. Связь и отличие зеленой химии от науки 7
об окружающей среде 7
1.2. Понятие устойчивого развития и его роль в зеленой химии 8
1.3. 12 принципов «Зеленой химии» 9
1.4. Количественные показатели в «Зеленой химии» 15
Глава 2. Направления развития «Зелёной химии» 18
2.1. Новые пути синтеза 18
2.2. Замена традиционных органических растворителей 19
2.3. Возобновляемые исходные реагенты 20
2.4. Стратегии, направленные на ускорения инноваций и внедрения зеленой химии 21
Выводы 23
Список литературы 24
Список литературы
1. Кустов Л.М., Белецкая И.П. – «Green Chemistry» – новое мышление – Российский химический журнал, 2004, 48. - N 6. – р. 3–12.
2. John W. Hill and Doris K. Kolb, ‘Chemistry for Changing Time’, Person Education Inc., 2004.
3. Макарова А.С., Федосеев А.Н.. «РАЗРАБОТКА МЕТОДА ИММО-БИЛИЗАЦИИ РТУТИ ИЗ РТУТЬСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ С УЧЕТОМ ПРИНЦИПОВ ЗЕЛЕНОЙ ХИМИИ». В сборнике: «ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗ-ВИТИЯ МЕТАЛЛУРГИИ И МАШИНОСТРОЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЗАВЕРШЕННЫХ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ». Труды научно-практической конференции с международным участием и элементами школы молодых ученых: 65-летию ИМЕТ УрО РАН посвящается. 2020. С. 497-500.
4. Тигер Р.П., Забалов М.В., Левина М.А.. «МЕХАНИЗМЫ РЕАКЦИЙ ЗЕЛЕНОЙ ХИМИИ ПОЛИУРЕТАНОВ И ПРОБЛЕМЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОСПРОИЗВОДИМОГО РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ». Статья в журнале: «Высокомолекулярные соединения». Серия С. 2021. Т. 63. № 2. С. 97-110.
5. Бородкин Г.И., Шубин В.Г.. «ЭЛЕКТРОФИЛЬНОЕ И ОКИСЛИ-ТЕЛЬНОЕ ФТОРИРОВАНИЕ ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ: ВКЛАД В "ЗЕЛЕНУЮ" ХИМИЮ». Журнал органической химии. 2021. Т. 57. № 9. С. 1209-1242.
6. Заремский М.Ю., Мелик-Нубаров Н.С.. «РАДИКАЛЬНАЯ ПОЛИ-МЕРИЗАЦИЯ С ОБРАТИМОЙ ДЕАКТИВАЦИЕЙ ЦЕПИ С УЧАСТИЕМ НИТРОКСИЛОВ И “ЗЕЛЕНАЯ” ХИМИЯ». Статья в журнале «Высокомолекулярные соединения». Серия С. 2021. Т. 63. № 2. С. 111-129.
7. Ткаченко С.Н., Ткаченко И.С.. «СТРАТЕГИРОВАНИЕ ВОДО-ОЧИСТКИ НА ПРИНЦИПАХ ЗЕЛЕНОЙ ХИМИИ. В книге: СТРАТЕГИРОВАНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ КУЗБАССА». Сер. "Библиотека «Стратегия Кузбасса»" Кемерово, 2021. С. 198-215.
8. Батоева А.А., Цыбикова Б.А., Сизых М.Р., Асеев Д.Г., Мункоева В.А.. «РАЗРАБОТКА ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОГО МЕТОДА ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ СТОЧНЫХ ВОД ГОРНОПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ ПРОИЗВОДСТВНА БАЗЕ ПРИНЦИПОВ «ЗЕЛЕНОЙ ХИМИИ». В сборнике: «Байкал - ворота в Азию». Материалы Международной научно-практической конференции, посвященной Году науки и технологий в Российской Федерации и 30-летию Байкальского института природопользования СО РАН. Улан-Удэ, 2021. С. 113-115.
9. Иванкин А.Н., Зарубина А.Н., Кулезнев А.С.. «ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЛИПИДОВ ДРЕВЕСНОЙ БИОМАССЫ КАК ЭФФЕКТИВНЫЙ ПУТЬ РАБОТЫ В ОБЛАСТИ ЗЕЛЕНОЙ ХИМИИ». В сборнике: «Актуальные проблемы и перспективы развития лесопромышленного комплекса». Материалы IV Международной научно-практической конференции. Отв. редакторы А.А. Титунин, Т.Н. Вахнина. Кострома, 2021. С. 121-123.
10. Краткое изложение и статус законопроекта – 101-й Конгресс (1989-1990) – H. R. 1465". Thomas.loc.gov. Получено 2012-08-27.
11. Stanley E.Manahan «GREENCHEMISTRY AND THE TEN COM-MANDMENTS OF SUSTAINABILITY» 2nd, ChemChar Research, Inc.2005.
12. Пичугина М.В., Деменкова Л.Г.. «ПРИНЦИПЫ "ЗЕЛЕНОЙ" ХИ-МИИ КАК ОТРАЖЕНИЕ НОВОГО МЫШЛЕНИЯ». В сборнике: СОВРЕ-МЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПРОБЛЕМЫ ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК». Сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов. Юргинский технологический институт. 2014. С. 205-207.
13. Anastas P.T., Warner J.C. Green Chemistry: Theory and Practice, Ox-ford University Press: New York, 1998. 128 p..
14. Г.О. Торосян, Е.Г.Торосян «ЗЕЛЕНАЯ ХИМИЯ И УСТОЙЧИВОЕ РАЗВИТИЕ». УДК 547.66-927.936.3 + 332.14.
15. Е.С. Локтева, «Прогресс науки и роль «зеленой химии» в современном мире : монография» /E. С. Локтева, В. В. Лунин. - М.: Изд-во МГУ, 2008. - 123 с.
16. В.В. «Лунин, Инновационные образовательные программы в области химии. Научно-образовательный центр». «Химия в интересах устойчивого развития - зеленая химия»:аналитический обзор / В.В. Лунин, Е.С. Локтева, Е.В. Голубина. - М.: Изд-во МГУ, 2007. - 117 с.
17. Чакылдаков Н.Ж., Деменкова Л.Г. «ЗЕЛЁНАЯ ХИМИЯ КАК НОВЫЙ ПОДХОД К ПРОМЫШЛЕННЫМ ПРОЦЕССАМ». В сборнике: СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПРОБЛЕМЫ ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК. сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов. Юргинский технологический институт. 2014. С. 201-203.
18. Georgina L. Gregory, Gabriele Kociok-Köhn, An-toine Buchard. Polymers from sugars and CO2: ring-opening polymerisation and copolymerisation of cyclic carbonates derived from 2-deoxy-d-ribose // Polymer Chemistry. 2017. V. 8 (13). P. 2093–2104.
19. Рассолов А.В., Иванов Г.А., Брагина Г.О., Баева Г.Н., Смирнова Н.С., Казаков А.В., Усачев Н.Я., Стахеев А.Ю. ВЫСОКОСЕЛЕКТИВНЫЙ КАТАЛИЗАТОР ГИДРИРОВАНИЯ НИТРОБЕНЗОЛА НА ОСНОВЕ ИН-ТЕРМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЧАСТИЦ RH1IN1. Журнал: «Кинетика и катализ». 2021. Т. 62. № 5. С. 591-601.
20. М.А. ЯрковаГ.И. Егорова «ЗЕЛЕНАЯ ХИМИЯ – ОСНОВА РАЗВИТИЯ СОВРЕМЕННОЙ ЦИВИЛИЗАЦИИ». Материалы XXII Всероссийской (с международным участием) научно-практической конференции «ИННОВАЦИИ. ИНТЕЛЛЕКТ. КУЛЬТУРА». Ответственный редактор О.А. Новоселов. Издательство: Тюменский индустриальный университет (Тюмень). 2015 г. С. 12-16.
21. Чакылдаков Н.Ж., Деменкова Л.Г. «ЗЕЛЁНАЯ ХИМИЯ КАК НО-ВЫЙ ПОДХОД К ПРОМЫШЛЕННЫМ ПРОЦЕССАМ». В сборнике: СО-ВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПРОБЛЕМЫ ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК. сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов. Юргинский технологический институт. 2014. С. 201-203.
22. R.A. Sheldon, in "Precision Process Technology" (eds. M.P.C. Weijen and A.A.H. Drinkenburg), Kluwer, Dordrecht, 1993, p. 125.
23. Ryoji Noyori. Pursuingpracticaleleganceinchemicalsynthesis. Chemical Communications, 2005, (14), 1807—1811p.
24. Trost, B. M. Science 1991, 254, 1471-1477.
25. Исламутдинова А.А., Мухин А.С., Минибаев А.С., Карачевский Д.Ю., Тазетдинов А.Ш. ВЛИЯНИЕ СВЧ-НАГРЕВА В ТЕХНОЛОГИЧЕ-СКИХ ПРОЦЕССАХ. Журнал: Естественные и технические науки. 2020. № 10 (148). С. 29-30.
26. Белецкая И.П., Кустов Л.М. «КАТАЛИЗ - ВАЖНЕЙШИЙ ИН-СТРУМЕНТ "ЗЕЛЕНОЙ ХИМИИ"». Учредители: Издательство Журнала "Успехи химии" (Moscow, Troitsk) Том: 79 Номер: 6 Год: 2010 С: 493-515.
27. Джимасбе Р., Варфоломеев М.А., Аль-Мунтасер А.А., Сувейд М.А., Осин Ю.Н., Диоп Ф.С., Мустафина А.Н., Гараева Д.И.. «ОБЛАГОРАЖИВАНИЕ ТЯЖЕЛОЙ НЕФТИ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ СВЕРХКРИТИЧЕСКОЙ ВОДЫ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ». Журнал: Мир нефтепродуктов. 2021. № 3. С. 12-21.
28. Park S.J., Hwang I.-S., Chang Y.J., Song C.E. BIO-INSPIRED WA-TER-DRIVEN CATALYTIC ENANTIOSELECTIVE PROTONATION. Journal of the American Chemical Society. 2021.
29. Лапа С.А., Мифтахов Р.А., Кузнецова В.Е., Спицын М.А., Шершов В.Е., Гусейнов Т.О., Тимофеев Э.Н., Радько С.П., Лисица А.В., Чудинов А.В. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННЫХ КОМБИНАТОРНЫХ ДНК БИБЛИОТЕК МЕТОДОМ ТВЕРДОФАЗНОЙ РЕАКЦИИ УДЛИНЕНИЯ ПРАЙМЕРА НА ПЭТ-МИКРОЧАСТИЦАХ. Патент на изобретение 2734941 C2, 26.10.2020. Заявка № 2018145154 от 19.12.2018.
30. Huang H.L., Wei Y.J.. SPECIATION OF CHROMIUM COMPOUNDS FROM ZSM-5 INTO AN IONIC LIQUID. Zurnal prikladnoj spektroskopii. 2021. Т. 88. № 2. С. 270-274.
31. Karimova S.S.. IN THE PRESENCE OF IONIC LIQUIDS SYNTHESIS AND TRANSFOR-MATIONS OF TETRABROMDIOXIALKYL SPIROCYCLOPENTADIENE ADDUCTS. Elmi xəbərlər. Təbiət və texniki elmlər bölməsi. 2021. Т. 21. № 3. С. 33-37.
32. Sholokhova A.Yu., Borovikova S.A., Prikhodko S.A., Buryak A.K.. IONIZATION OF IONIC LIQUIDS UNDER LASER DESORP-TION/IONIZATION. Sorption and Chromatography Processes. 2020. Т. 20. № 5. С. 565-571.
33. Shirali I.Y.. OVERVIEW OF BIOFUEL AS AN ALTERNATE ENERGY SOURCE: CURRENT STATUS AND FUTURE PROSPECTS. SOCAR Proceedings. 2020. № 3. С. 165-173.
34. Мартюшов Д.М., Мартюшов В.М. ПОВЫШЕНИЕ ЭКОЛОГИЧНОСТИ РАБОТЫ АО «ГАЗПРОМНЕФТЬ-ОНПЗ» ЗА СЧЁТ ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ И ПАРА ВЫРАБОТАННЫХ НА ОМСКОЙ ТЭЦ-4 С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВЗОБНОВЛЯЕМОГО БИОТОПЛИВА, СОВМЕСТНОЕ СЖИГАНИЕ БИОТОПЛИВА С ВЫСОКОЗОЛЬНЫМ УГЛЁМ, ЭКОЦИКЛ ПОЛУЧЕНИЯ БИОТОПЛИВА. В книге: Техника и технология нефтехимического и нефтегазового производства. Материалы 11-й Международной научно-технической конференции. Редколлегия: В.А. Лихолобов [и др.]. 2021. С. 224-225.
34. Плотников Р.В. АКТУАЛЬНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ И СТАНДАРТИЗАЦИЯ ДРЕВЕСНОГРАНУЛЬНОГО БИОТОПЛИВА. Совершенствование методов гидравлических расчетов водопропускных и очистных сооружений. 2020. Т. 1. № 1 (45). С. 104-108.
Третий принцип - снижение опасности процессов и продуктов синтеза: токсичность веществ, которые используются или синтезируются в ходе производства, должна отсутствовать или стремиться к минимуму. Раньше в реакции конверсии кетона в лактон в качестве окислителя использовали мета-хлор-пербензойную кислоту (взрывоопасное вещество), но сейчас применяется методика, где в качестве катализатора выступают обычные хлебопекарные дрожжи, а окислителем является кислород воздуха. Используемое сырьё относится к легко возобновимым.
Четвёртый принцип - конструирование «зелёных» материалов: технологии должны обеспечивать создание новых материалов, которые обладают наилучшими функциональными характеристиками и наименьшей токсичностью. Это условие наиболее актуально при создании пестицидов и подобными средствами узкоцелевой направленности. Для этого необходимо установить мех