Մեր քաղաքակրթության համար անգնահատելի է քիմիայի դերը։ Հենց քիմիան, քիմիական արդյունաբերությունն են ապահովում նոր նյութերի այն աներևակայելի բազմազանությունը, որը հաստատուն ձևով արմատավորվել է մեր կյանքում և ստեղծում է մեզ համար առօրեական հարմարավետությունը։ Առանց քիմիայի (նոր նյութեր, արդյունավետ դեղեր, բույսերի պաշտպանման միջոցներ և այլն) ժամանակակից մարդը չի կարող գոյատևել։
Մյուս կողմից, քիմիական արտադրությունը ներկա ձևով այլևս չի կարող գործել։ Մխացող գործարանային խողովակները, «ջահերը», «աղվեսի պոչերը», ՋԷԿ-երի արտանետումները, հոսքային ջրերը տարեցտարի աճում են արտադրական հզորությունների աճին զուգընթաց և ներկայումս օդի ու ջրի մաքրության, բնապահպանական խնդիրները մարդկության համար դառնում են հրատապ։ Այստեղ մեզ օգնության է գալիս ճարտարագիտական բնապահպանությունը, որի նպատակն է չեզոքացնել քիմիական արդյունաբերության վնասակար հետևանքները։
Իհարկե, այդ ուղղությամբ ձեռք են բերվել մեծ հաջողություններ, մշակվել են գազային արտանետումների և հոսքային ջրերի մաքրման տնտեսապես հիմնավորված մեթոդներ։ Ստեղծվել են մեկուսացված համալիրներ, որոնք դարձնում են քիմիական արտադրությունը «անթափոն»։ Բայցևայնպես, արդյունաբերության քիմիական ճյուղը մնում է «ռիսկային» ագրեսիվ նյութերի օգտագործման պատճառով։
Շրջակա միջավայրի քիմիան ուսումնասիրում է քիմիական աղտոտիչների աղբյուրները, տարածումը, կայունությունն ու ազդեցությունը և առաջարկում է այդ աղտոտիչներից ազատվելու քիմիական որոշումներ։
Գոյություն ունեն քիմիական որոշումների հետևյալ հնարավոր ուղղություններ.
-ոչնչացնել աղտոտիչները, որոնք թափանցել և տարածվել են շրջակա միջավայրում.
- սահմանափակել դրանց տարածումը.
-վերջ տալ դրանց արտադրմանը՝ առաջարկելով քիմիական արտադրանքի ստացման նոր, այլընտրանքային, անվտանգ եղանակներ։
Առաջին երկու ուղղությունները պատկանում են բնապահպանական քիմիայի բնագավառին, վերջինը «Կանաչ քիմիայի» բնագավառն է, որն առաջացել է 20-րդ դարի 90-ական թվականներին։
«Կանաչ քիմիան» քիմիայի նոր փիլիսոփայություն է, որը դիտում է քիմիական ճյուղը ոչ թե կիրառական՝ շահույթի ստացում, պահանջարկ ունեցող ապրանքների արտադրում և այլն (չնայած դրանք էլ են կարևոր), այլ հումանիտար և բնապահպանական դիրքերից։
Եթե բնապահպանները աշխատում են վնասազերծել այն հետևանքները, որ ստեղծում են գործնականում բոլոր քիմիական ձեռնարկությունները, ապա «Կանաչ քիմիայի» նպատակն է առաջարկել այնպիսի արտադրություններ, որտեղ վնասակար հետևանքները բացարձակապես բացակայում են։ Դրանով, փաստորեն, վերանում է վերոհիշյալ ուղղությամբ բնապահպանների հսկայական ջանքերի անհրաժեշտությունը։
«Կանաչ քիմիան» շեշտը դնում է աղտոտումների կանխարգելման վրա՝ սկսած քիմիական պրոցեսի նախագծման ամենաառաջին քայլերից։
- նախընտրելի է կանխել արտանետումների և կողմնակի արտադրանքների առաջացումը, քան թե զբաղվել դրանց օգտահանումով, մաքրումով կամ ոչնչացումով.
- սինթեզի ռազմավարությունը պետք է այնպես ընտրել, որ սինթեզի ընթացքում օգտագործվող նյութերը առավելագույն չափով ամփոփվեն արտադրանքի մեջ.
- ըստ հնարավորին պետք է կիրառվեն այնպիսի սինթետիկ մեթոդներ, որոնք օգտագործում և արտադրում են մարդու և շրջակա միջավայրի համար ցածր թունավորություն ունեցող նյութեր.
- ստեղծելով քիմիական նոր արտադրանք, անհրաժեշտ է պահպանել նախկինում ձեռք բերված արդյունավետությունը, իսկ թունավորությունը նվազեցնել.
- օժանդակ նյութերի օգտագործումը (լուծիչներ, լուծահանիչներ և այլն) ըստ հնարավորին պետք է նվազեցնել (զրոյի հավասարեցնել).
- էներգետիկ ծախսերը պետք է վերանայվեն խնայողության և շրջակա միջավայրի վրա ազդեցության տեսակետներից և հասցվեն նվազագույնի.
-սկզբնական և գործածվող նյութերը պետք է լինեն վերականգնվող բոլոր դեպքերում, երբ դա տեխնիկապես և տնտեսապես շահավետ է.
- որքան հնարավոր է խուսափել միջանկյալ նյութերի առաջացումից.
- կատալիտիկ համակարգերը և պրոցեսները (ինչքան հնարավոր է ավելի ընտրողական) բոլոր դեպքերում նախընտրելի են, քան ստեխիոմետրիկ գործընթացները.
- քիմիական արտադրանքը օգտագործումից հետո չպետք է մնա շրջակա միջավայրում, այլ պետք է տարրալուծվի անվտանգ նյութերի.
- նյութերը և դրանց ագրեգատային վիճակները քիմիական պրոցեսներում պետք է ընտրել այնպես, որ ըստ հնարավորին նվազեցվի անկանխատեսելի դժբախտ դեպքերի (արտահոսք, պայթյուն, հրդեհ) հավանականությունը.
- անհրաժեշտ է զարգացնել անալիտիկ մեթոդները, որպեսզի հնարավոր լինի ռեալ ժամանակում հետևել վտանգավոր նյութերի առաջացմանը։
«Կանաչ քիմիայի» զարգացման հիմնական ուղղություններն են.
- սինթեզի նոր ձևեր.
- ամենատարածված եղանակը կատալիզատորի օգտագործումն է, ինչը իջեցնում է ռեակցիայի էներգետիկ պատնեշը։ Որպես օրինակ կարող է ծառայել քացախաթթվի սինթեզը մեթանոլից և CO-ից ռոդիումային կատալիզատորի միջնորդությամբ, որտեղ ելքը կազմում է 100%.
- հումքի և էներգիայի վերականգնվող աղբյուրների օգտագործում։
Որպես այդպիսի աղբյուրներ ծառայում են կենսազանգվածը, արևային էներգիան, երկրաջերմային և քամու էներգիաները։ Օրինակ, կենսադիզելային վառելիքի և կենսաէթանոլի ստացումը (շաքարի ճակնդեղից կամ եղեգից, ցորենից, եգիպտացորենից), կենսագազի ստացումը անասնապահական ֆերմաների մնացուկներից և այլն։ Կենսավառելիքի այրման դեպքում մթնոլորտ է վերադարձվում բույսերի կողմից նախկինում յուրացված ածխածինը, ուստի մոլորակի ածխածնային հաշվեկշիռը չի խախտվում, իսկ հանածո վառելիքի այրման դեպքում մթնոլորտում ածխածնի տոկոսային պարունակությունը ավելանում է «պահածոյացված» ածխածնի հաշվին։
-ավանդական օրգանական լուծիչների փոխարինում.
Ավանդական լուծիչների (հիմնականում դրանք օրգանական նյութեր են) օգտագործման դեպքում առաջանում են տարբեր խնդիրներ՝ քանի որ դրանք ստացվում են նավթից, ապա քանակով սահմանափակ են, հրդեհա- և պայթյունավտանգ են, նաև վնասակար շրջակա միջավայրի համար։ Վերջին ժամանակներում լուրջ ուշադրություն է գրավել ածխաթթու գազը՝ որպես լուծիչ։
Նյութերը գերկրիտիկական վիճակում փոխում են իրենց հատկությունները։ Այսպես, ջուրը գերկրիտիկական վիճակում (T=3740C, P=218 մթն) դառնում է ոչ բևեռային և լավ լուծում է օրգանական նյութերը, որոնք չեն լուծվում սովորական ջրում։ Ինչ վերաբերում է ածխաթթու գազին, ապա վերջինս գերկրիտիկական վիճակում (T=310C, P=73 մթն) դրսևորում է իրեն որպես գերազանց լուծիչ և ունի այն առավելությունը ջրի նկատմամբ, որ շատ հեշտ հեռանում է ռեակցիայի միջավայրից գազի տեսքով, երբ իջնում է ճնշումը։ Ներկայումս այն հաջողությամբ օգտագործվում է սննդաարդյունաբերությունում՝ կոֆեինը սուրճի հատիկներից հեռացնելիս, գայլուկի, նիկոտինի լուծահանելիս գարեջրի և սիգարետների արտադրություններում համապատասխանաբար։
Այսպիսով, մարդկության ժամանակակից խնդիրները (հումքի, էներգիայի, բնակչության աճի, շրջակա միջավայրի պահպանման) ստիպում են նորովի նայել քիմիային և քիմիական տեխնոլոգիային և, ինչպես տեսնում ենք, կան մեծ հեռանկարներ նոր, բնապահպանական և տնտեսական տեսակետից շահավետ մշակումների համար։
Ինչ վերաբերում է «Կանաչ քիմիային», ապա տարբեր երկրների համալսարաններում արդեն սկսել են դասավանդել «Կանաչ քիմիայի» հիմունքները քիմիկոս - տեխնոլոգների համար, նպատակ ունենալով պատրաստել մասնագետներ, որոնք ունակ կլինեն դիտել քիմիատեխնոլոգիական գործընթացը ամբողջությամբ և տալ համապատասխան լավագույն տարբերակը։
Կարծում եմ, որ մեր համալսարանում նույնպես անհրաժեշտ է մտցնել «Կանաչ քիմիային» վերաբերող դասընթացներ, ինչը կհարստացնի մեր շրջանավարտների գիտելիքները։
ԱՐՏԱՇԵՍ ԹԱԴԵՎՈՍՅԱՆ
ՔՏ և ԲՃ ֆակուլտետի դեկան,
պրոֆեսոր
