CHIMIA și mediul

Autor: Prof. George Donici


Omenirea a evoluat pe Pământ adaptându-se la diferite tipuri de climat, influenţând prin activităţile sale calitatea aerului, solului şi a apelor din mediul înconjurător[1]
În general organismele vii influenţează mediul exterior în care trăiesc, de exemplu arborii pentru a se fixa mai bine în sol pot sfărâma rocile de la suprafaţă prin intermediul rădăcinilor. Castorii construiesc baraje naturale pe cursul unor ape curgătoare prin doborârea unor arbori în albia râurilor ce determină formarea unor bazine (mini lacuri) de acumulare.
Până în prezent s-a descoperit că şi microorganismele au un rol important în determinarea naturii mediului înconjurător acţionând atât asupra materialelor organice cât şi asupra sistemelor considerate anorganice de la suprafaţa pământului până la mari adâncimi. [1]
În orice caz omul este singura fiinţă vie de pe Pământ care poate influenţa mediul înconjurător în foarte multe moduri atât de rapid.
Castorii nu pot învăţa să nu mai roadă copacii pentru a-i doborî, iar copacii trebuie să se fixeze bine în sol cu ajutorul rădăcinilor pentru a supravieţui dar oamenii ar trebui să fie capabili să înveţe despre modalităţile de a reduce impactul lor negativ asupra mediului în care trăiesc încercând să trăiască în armonie cu natura. [4]
Una din nenumăratele probleme pe care omenirea trebuie să le rezolve este cum să îşi continue viaţa civilizată bazată pe tehnologie fără să distrugă în acelaşi timp mediul înconjurător în mod ireversibil.
Mediul înconjurător în care trăim este foarte complex, interacţiunea componentelor sale este foarte subtilă şi uneori chiar neaşteptată, astfel că dacă deranjăm o componentă a mediului, putem avea efecte nedorite pe termen îndelungat. [1]

Există posibilitatea ca noi să modificăm mediul înconjurător atât de tare încât să nu se mai poată trăi în el. Creşterea necontrolată a populaţiei pe globul pământesc din ultimul timp determină o poluare ridicată şi un consum rapid al resurselor care sunt limitate. Nenumărate probleme apar datorită refuzului unor oameni de a accepta că sunt unele limite pe care nu trebuie să le depăşească. De exemplu, cu toate că unele componente ale mediului par infinite, cum este apa din oceane, acestea au şi ele limitele lor. Noi nu putem distruge o cantitate importantă din apa oceanelor dar o putem contamina făcând viaţa organismelor subacvatice imposibilă. [1] Când se vorbeşte de mediul înconjurător, în general se face referire la aerul atmosferic, apa şi pământul ce ne înconjoară, ce fac posibilă viaţa. Tot de mediul înconjurător se leagă şi componenta culturală şi estetică dar acestea nu sunt subiectul acestui articol. Problemele mediului înconjurător apar de obicei în urma unor reacţii chimice ce au loc între substanţele poluatoare şi componentele mediului. Pentru înţelegerea problemelor mediului înconjurător sunt necesare (dar nu şi suficiente) cunoştinţe de bază de fizică şi chimie. Astfel cu ajutorul acestor ştiinţe se pot înţelege majoritatea problemelor din mediul înconjurător, dar nu se pot acoperii chiar toate detaliile, în special cu privire la interacţiunile complexe mai ales cele legate de ecologie adică de interacţiunea organismelor vii cu mediul înconjurător. [1] Un rol important în procesele chimice ale substanţelor organice şi anorganice din mediu îl au organismele vii, ele modelând mediul înconjurător permanent. De exemplu, procesul biologic de fotosinteză din plantele verzi are loc în prezenţa luminii, a apei din sol şi a dioxidului de carbon din atmosferă cu formare de oxigen, care ajunge în atmosferă făcănd posibilă viaţa noastră.

De obicei când se vorbeşte de mediu înconjurător se face referire şi la poluare, iar substanţele poluatoare sunt considerate a fi acele substante rezultate în urma activităţilor umane ce au o acţiune dăunătoare asupra organismelor vii cum ar fi SO2 rezultat la arderea combustibililor ce conţin sulf sau a compuşilor organici ce contribuie la formarea smogului. Cu toate acestea nenumărate substanţe poluatoare le putem întâlni în mediul exterior în cantităţi importante chiar şi în lipsa prezenţei omului, de exemplu în cazul unor erupţii

vulcanice. De aceea putem considera că substanţele poluante reprezintă orice substanţe care nu sunt prezente de obicei în mediu sau care sunt prezente în cantităţi mult mai mari decât în mod obişnuit. [1] Se estimează că minim 50% din materiile prime utilizate în industrie contribuie la formarea deşeurilor industriale, din care aproximativ 15% le putem considera dăunătoare organismului uman. [2] Industria chimică a avut mult succes şi s-a dezvoltat foarte mult în secolul XX obţinându-se o gamă largă de produse utilizate în scopul îmbunătăţirii condiţiilor de viaţă pentru oameni, dar acest progres, a avut efecte nefaste pentru mediul înconjurător. In ultimele două decenii s-a pus tot mai mult accentul pe o abordare ecologică a chimiei, astfel chimiştii şi alţi oameni implicaţi în activităţi industriale au urmărit eficientizarea proceselor industriale, reducerea cantităţii de reziduri şi produşi secundari, rezultaţi în urma activităţilor industriale, precum şi reciclarea acestora. De asemenea, pentru a se reduce emisiile poluante în aer, au fost instalate filtre la coşurile de fum şi furnale, iar autovehiculele noi au fost prevăzute cu catalizatori. S-au construit şi modernizat staţii de tratare şi epurare a apelor uzate rezultate în urma activităţilor umane casnice şi industriale. Deşeurile solide sunt colectate selectiv în vederea reciclării şi reintroducerii lor în circuitul economic sub formă de materie primă. [4] In prezent se încearcă obţinerea şi utilizarea de noi materiale care să nu aibă impact negativ asupra mediului, astfel după utilizare, aceste materiale să fie uşor biodegradabile şi netoxice atât înainte cât şi după biodegradare. Tendinţa actuală în industria chimică este de a aplica principiile chimiei ecologice, numită şi “chimia verde”. Aceste principii sunt: [3] Prevenirea formării deşeurilor este mai bună decât tratarea şi neutralizarea lor;Randamentul sintezelor chimice ar trebui crescut la maxim astfel încât să fie utilizate integral toate substanţele introduse în reacţie;La obţinerea produselor chimice ar trebui să nu utilizăm şi nici să nu obţinem substalţe toxice;Utilizarea unor catalizatori de calitate superioară;Minimizarea utilizării produselor auxiliare, cum sunt solvenţii, ce nu fac parte din produsul finit;Consumul de energie, necesar realizării sintezei chimice, să fie cât mai mic;Materia primă să fie regenerabilă;

După utilizare, produsele chimice ar trebui să se descompună în substanţe inofensive pentru om şi mediu înconjurător;

Procesele de obţinere a produşilor chimici ar trebui monitorizate şi verificate pe toată durata de fabricaţie, în timp real prin intermediul unor sisteme computerizate adecvate;Substanţele utilizate şi rezultate să prezinte un potenţial scăzut de producere a accidentelor. Prin aplicarea acestor principii creşte competitivitatea industriei chimice îmbunătăţindu-se, în acelaşi timp, imaginea publică a industriei chimice, considerată principalul vinovat pentru poluarea mediului înconjurător.

Dezvoltarea durabilă a industriei chimice, dar şi a comunităţilor umane în general, are loc doar dacă impactul negativ asupra mediului înconjurător este minim. [4]

Prin “chimia verde” se aplică cunoştinţele de chimie şi tehnologie într-o manieră sigură, nepoluantă şi durabilă. Scopul principal al “chimiei verzi” este de a limita şi evita poluarea mediului înconjurător, punând accent pe protecţia acestuia prin studierea şi utilizarea surselor de energie regenerabilă, prin utilizarea unor noi tehnologii cu randament energetic ridicat sau prin colectarea selectivă şi reciclarea deşeurilor.

Bibliografie
[1] : Bailey, R.A.; Clark, H.M.; Ferris, J.P.; Krause, S.; Strong, R.L., Chemitry of the Enviroment, Elsevier, 2002.
[2] : Mănescu, S.; Cucu, M.; Diaconescu, M.L.,
Chimia sanitară a mediului, Editura medicală, Bucureşti, 1994.
[3] : Clark, J.H.; Macquarrie, D.J., Handbook of Green Chemistry and Technology, John Wiley & Sons, Ltd., April 2008.
[4] :Donici, G.; Perspective interdisciplinare de abordare a chimiei. Aplicaţie: curriculum opţional, Braşov 2013.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată.