الكيمياء الخضراء: 12 مبدأ لإعادة تشكيل عالمنا نحو مستقبل مستدام

على مدى قرون كانت الكيمياء هي المحرك الخفي للتقدم البشري حيث قدمت لنا الادوية والمواد والتقنيات التي شكلت عالمنا الحديث. لكن هذا التقدم لم يأت دون ثمن فقد خلفت الصناعات الكيميائية وراءها ارثا من التلوث والنفايات الخطرة. من هنا ولدت **الكيمياء الخضراء** وهي ليست فرعا جديدا من الكيمياء بل هي فلسفة ثورية تهدف الى اعادة تصميم العمليات الكيميائية من الالف الى الياء لتكون اكثر امانا واستدامة وصداقة للبيئة. هذا المقال هو دليلك الشامل لفهم **الكيمياء الخضراء** ومبادئها الاثني عشر التي تعد برسم ملامح مستقبل اكثر نظافة وصحة لكوكبنا.

1. ما هي الكيمياء الخضراء بالضبط؟

يمكن تعريف **الكيمياء الخضراء** بانها تصميم المنتجات والعمليات الكيميائية التي تقلل او تقضي على استخدام وتوليد المواد الخطرة. الهدف ليس فقط معالجة التلوث بعد حدوثه بل منعه من الاساس. انها دعوة للابتكار والتفكير الابداعي لتصميم تفاعلات ومواد اكثر ذكاء وكفاءة وامانا. بدلا من التركيز فقط على “كم” المنتج النهائي تركز **الكيمياء الخضراء** على “كيف” يتم انتاجه مع الاخذ في الاعتبار دورة حياة المنتج بالكامل من المواد الخام الى التخلص النهائي منه.

2. المبادئ الاثنا عشر للكيمياء الخضراء

وضع العالمان بول انستاس وجون وارنر اثني عشر مبدا توجيهيا لتطبيق **الكيمياء الخضراء** وهي بمثابة خارطة طريق للكيميائيين والمهندسين. هذه المبادئ هي:

1. الوقاية: من الافضل منع تكون النفايات على معالجتها بعد تكونها.
2. اقتصاد الذرة: يجب تصميم التفاعلات بحيث يتم دمج اكبر قدر ممكن من المواد الخام في المنتج النهائي.
3. تصميم عمليات كيميائية اقل خطورة: استخدام وتوليد مواد ذات سمية قليلة او معدومة.
4. تصميم مواد كيميائية اكثر امانا: تصميم منتجات فعالة وفي نفس الوقت قليلة السمية.
5. المذيبات والمواد المساعدة الاكثر امانا: تجنب استخدام المذيبات والمواد المساعدة السامة قدر الامكان.
6. التصميم من اجل كفاءة الطاقة: اجراء التفاعلات في درجة حرارة الغرفة والضغط الجوي العادي.
7. استخدام مواد خام متجددة: استخدام المواد الاولية من مصادر متجددة بدلا من المصادر الناضبة (مثل النفط).
8. تقليل المشتقات: تجنب الخطوات غير الضرورية في التفاعلات التي تزيد من النفايات.
9. الحفز: استخدام العوامل الحفازة الانتقائية بدلا من الكواشف التقليدية.
10. التصميم من اجل التحلل: تصميم منتجات تتحلل الى مواد غير ضارة في نهاية عمرها الافتراضي.
11. التحليل الفوري لمنع التلوث: تطوير تقنيات تحليلية لمراقبة التفاعلات ومنع تكون منتجات ثانوية خطرة.
12. كيمياء اكثر امانا بطبيعتها لمنع الحوادث: اختيار مواد وعمليات تقلل من احتمالية الحوادث مثل الانفجارات والحرائق.

3. التركيز على تقليل النفايات: مبدأ “منع التلوث من المصدر”

هذا هو حجر الزاوية في فلسفة **الكيمياء الخضراء**. بدلا من انفاق الموارد والاموال على معالجة النفايات الصناعية يركز هذا المبدأ على اعادة تصميم التفاعلات الكيميائية بحيث لا تنتج نفايات في المقام الاول. المقياس الرئيسي هنا هو “اقتصاد الذرة” وهو مفهوم يقيس مدى كفاءة التفاعل في تحويل ذرات المواد المتفاعلة الى ذرات المنتج المطلوب.
على سبيل المثال في صناعة الادوية ادى تطبيق هذا المبدأ الى تطوير طرق جديدة لتصنيع عقار “ايبوبروفين” المسكن للالام. الطريقة التقليدية كانت تتكون من ست خطوات وتنتج كميات كبيرة من النفايات. الطريقة الجديدة التي تتبنى مبادئ **الكيمياء الخضراء** قلصت العملية الى ثلاث خطوات فقط مع كفاءة ذرية اعلى بكثير مما قلل بشكل كبير من النفايات والتكلفة.

4. التركيز على كفاءة الطاقة: التصميم من اجل الاستدامة

تستهلك الصناعات الكيميائية كميات هائلة من الطاقة غالبا في شكل حرارة وضغط لتسريع التفاعلات. مبدأ كفاءة الطاقة في **الكيمياء الخضراء** يدعو الى تصميم عمليات تعمل في ظروف معتدلة اي في درجة حرارة الغرفة والضغط الجوي العادي كلما امكن ذلك. هذا لا يقلل فقط من استهلاك الوقود الاحفوري والانبعاثات المرتبطة به بل يقلل ايضا من تكاليف الانتاج ويجعل العمليات اكثر امانا.
احد اهم الادوات لتحقيق ذلك هو استخدام “العوامل الحفازة” وهي مواد تسرع التفاعلات الكيميائية دون ان تستهلك فيها. تسمح المحفزات الحديثة باجراء تفاعلات معقدة في ظروف اكثر اعتدالا مما كان ممكنا في السابق. على سبيل المثال المحفزات الانزيمية المستوحاة من الطبيعة يمكن ان تعمل بكفاءة مذهلة في الماء وفي درجة حرارة الجسم.

5. التركيز على البدائل الآمنة للمذيبات

تستخدم المذيبات بكميات كبيرة في الصناعة الكيميائية لاذابة المواد المتفاعلة وتسهيل التفاعلات. للاسف العديد من المذيبات التقليدية مثل البنزين والكلوروفورم هي مواد سامة متطايرة وملوثة للبيئة. تسعى **الكيمياء الخضراء** الى استبدال هذه المذيبات الخطرة ببدائل اكثر امانا.

6. امثلة واقعية على نجاح الكيمياء الخضراء

لم تعد **الكيمياء الخضراء** مجرد نظرية اكاديمية بل اصبحت تطبق بنجاح في العديد من الصناعات:

• صناعة البلاستيك: تطوير انواع جديدة من البلاستيك القابل للتحلل الحيوي والمصنوع من مواد متجددة مثل نشا الذرة بدلا من النفط.
• صناعة الدهانات: استبدال الدهانات الزيتية التي تحتوي على مركبات عضوية متطايرة ضارة بدهانات مائية اكثر امانا على الصحة والبيئة.
• مكافحة الافات: تطوير مبيدات حشرية اكثر تخصصا تستهدف الافات الضارة فقط دون الاضرار بالحشرات النافعة او البيئة المحيطة.

هذه الامثلة وغيرها تظهر ان الاستدامة والربحية يمكن ان يسيرا جنبا الى جنب بفضل مبادئ **الكيمياء الخDراء**. لمزيد من المعلومات حول هذه الابتكارات يمكنك زيارة موقع وكالة حماية البيئة الامريكية (EPA ) المخصص للكيمياء الخضراء.

7. اسئلة شائعة حول الكيمياء الخضراء

هل الكيمياء الخضراء اكثر تكلفة من الكيمياء التقليدية؟

في البداية قد يكون الاستثمار في تقنيات جديدة اكثر تكلفة. لكن على المدى الطويل غالبا ما تكون **الكيمياء الخضراء** اكثر ربحية لانها تقلل من تكاليف معالجة النفايات وتوفر في استهلاك الطاقة وتتجنب الغرامات البيئية.

ما الفرق بين الكيمياء الخضراء والكيمياء البيئية؟

الكيمياء البيئية هي علم دراسة تاثير المواد الكيميائية على البيئة وكيفية تفاعلها وتحركها في الطبيعة. اما **الكيمياء الخضراء** فهي نهج استباقي يركز على تصميم مواد وعمليات تمنع التلوث من الاساس.

كيف يمكنني كفرد دعم الكيمياء الخضراء؟

يمكنك دعمها عن طريق اختيار المنتجات التي تستخدم مكونات صديقة للبيئة والقابلة للتحلل وتقليل استهلاك المنتجات ذات الاستخدام الواحد ودعم الشركات التي تتبنى ممارسات مستدامة.