ท่านผู้อ่านเคยสงสัยหรือไม่ว่าแนวโน้มในปัจจุบันกับเทรนรักษ์โลกเริ่มมาแรงในกระแสสังคมทุกวันนี้ แต่ท่านทราบหรือไม่ว่าแล้ว Green Chemistry นั้นคืออะไร มีดีอย่างไร? เพื่อคลายข้อสงสัยนั้น เราจึงขอนำเสนอบทความจากงานวิจัยที่ได้รับการเผยแพร่ในวารสารของกรมวิทยาศาสตร์บริการ สำนักพัฒนาศักยภาพนักวิทยาศาสตร์ห้องปฏิบัติการ ในเรื่องกลยุทธ์การจัดการสารเคมีด้วยเคมีสีเขียว (Strategies for Chemicals Management by Green Chemistry) จะเป็นอย่างไรบ้างนั้น ตามไปศึกษาข้อมูลดังรายละเอียดกันเลยค่ะ

       ตามที่เราได้ทราบกันดีแล้วว่า ในปัจจุบันเรื่องเกี่ยวกับสารเคมีรวมทั้งผลกระทบของสารเคมีเป็นประเด็นในการอภิปรายในเชิงวิชาการอย่างกว้างขวาง สังคมทุกภาคส่วนมีความตระหนักและเห็นพ้องต้องกันว่าปัญหาเหล่านี้เป็นปัญหาที่ต้องได้รับการแก้ไขดังนั้นจึงมีการนำกลยุทธ์ในการจัดการสารเคมีได้อย่างครบวงจร ถูกต้องและมีประสิทธิภาพ กลยุทธ์สำคัญในการจัดการสารเคมีคือ การจัดการสารเคมีอย่างเป็นระบบและถูกต้องตั้งแต่ขั้นตอนแรกของการใช้สารเคมีโดยเริ่มจากการนำเข้าการแยกประเภท การจัดเก็บ การเลือกใช้การขนส่ง รวมถึงการจัดการของเสียจากการใช้สารเคมีการดำเนินการตามแนวทางปฏิบัติที่ดีและการปฏิบัติตามมาตรฐานที่เกี่ยวข้องและถูกต้องตามกฎหมาย เพื่อไม่ให้เกิดความยุ่งยากในการแก้ปัญหาในภายหลัง ซึ่งมีแนวโน้มในการสูญเสียมากกว่า โดยเฉพาะเรื่องของค่าใช้จ่ายที่เพิ่มขึ้น เช่น ต้นทุนการผลิต/การนำเข้า การฟื้นบำรุงในกรณีที่เกิดความเสียหาย ดังนั้น จึงนำแนวความคิดของเคมีสีเขียว (Green Chemistry) มาใช้ในการจัดการสารเคมีเพื่อให้เกิดความคุ้มค่าและก่อเกิดประโยชน์สูงสุด

ภาพการปลูกพืชแบบ green chemistry
ที่มา https://pixabay.com, Nietjuh

      ในปี ค.ศ. 1991  Paul Anastas และ John C. Warner ได้เสนอการใช้คำว่า “Green Chemistry” เป็นครั้งแรกในโครงการพิเศษที่จัดทำขึ้นโดยองค์การพิทักษ์สิ่งแวดล้อมสหรัฐอเมริกา (US Environmental Protection Agency; EPA) ซึ่งเคมีสีเขียวมีจุดประสงค์เพื่อพัฒนากระบวนการและเทคโนโลยีทางเคมีให้มีความเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมอันเป็นแนวทางพัฒนาแบบยั่งยืน โดยใช้หลักการและระเบียบวิธีทางเคมีเพื่อลดและป้องกันการเกิดมลพิษตั้งแต่แหล่งผลิต หลักการเปลี่ยนแปลงสมบัติภายในของผลิตภัณฑ์ทางเคมีหรือกระบวนการทางเคมีเพื่อลดความเสี่ยงต่อสุขภาพมนุษย์และสิ่งแวดล้อมให้น้อยลง ซึ่งได้หลักการพื้นฐาน 12 ข้อของเคมีสีเขียว มีดังนี้

1. Prevent waste คือ การป้องกันการเกิดของเสียโดยการออกแบบกระบวนการการสังเคราะห์ที่    ไม่ก่อให้เกิดของเสียเพื่อจะได้ไม่ต้องมีการกำจัดในภายหลัง    

2. Renewable materials คือ การใช้สารหรือวัตถุดิบที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้ซึ่งรวมถึงการใช้วัสดุเหลือใช้ หรือทิ้งแล้วจากกระบวนการอื่นๆ

3. Omit derivatization steps คือ หลีกเลี่ยงการสร้างสารอนุพันธ์การบล็อก การป้องกันและการถอน การป้องกันการเปลี่ยนแปลงชั่วคราวของกระบวนการทางกายภาพและทางเคมีโดยไม่จำเป็น

4. Degradable chemical products คือ การออกแบบผลิตภัณฑ์ทางเคมีที่แน่ใจได้ว่าหลังจากการใช้งานแล้วจะไม่ตกค้างอยู่ในสิ่งแวดล้อม หรือจะสลายตัวไปเป็นผลิตภัณฑ์ที่ไม่เป็นพิษ

5. Use safe synthetic methods คือ การออกแบบวิธีสังเคราะห์ที่ใช้หรือสร้างสารเคมีที่มีความเป็นพิษต่ำ หรือไม่เป็นพิษต่อสุขภาพของมนุษย์และสิ่งแวดล้อมเลยทุกครั้งที่สามารถทำได้

6. Catalytic reagents คือ การใช้สารทำปฏิกิริยาแบบเร่งปฏิกิริยาที่มีความเฉพาะเจาะจงสูง ดีกว่าใช้สารทำปฏิกิริยาแบบปริมาณสัมพันธ์

7. Temperature, pressure ambient คือ คำนึงถึงสิ่งแวดล้อมและผลกระทบทางเศรษฐศาสตร์ทุกครั้งที่ต้องใช้พลังงานและควรใช้พลังงานให้น้อยที่สุด วิธีสังเคราะห์ต้องทำที่อุณหภูมิและความ ดันปกติ  

8. In-process monitoring คือ การพัฒนาวิธีวิเคราะห์อย่างต่อเนื่องเพื่อทำให้สามารถตรวจวัดค่าแบบเรียลไทม์ในขณะผลิตและสามารถควบคุมได้ก่อนที่จะเกิดเป็นสารเคมีอันตราย

9. Very few auxiliary substances คือ หลีกเลี่ยงการใช้สารช่วยต่างๆ เช่น ตัวทำละลาย สารช่วยในการแยกและอื่นๆถ้าจำเป็นต้องใช้จะต้องเลือกใช้สารที่ไม่เป็นพิษทุกครั้งที่สามารถทำได้

10. E-factor, maximize feed in product คือ การออกแบบวิธีสังเคราะห์ให้วัสดุทุกชนิดที่ใช้ใน กระบวนการรวมเข้าไปอยู่ในผลิตภัณฑ์สุดท้ายให้ได้มากที่สุด

11. Low toxicity of chemical products คือ การออกแบบผลิตภัณฑ์เคมีให้มีผลในการใช้งานตามที่ต้องการ ในขณะที่ต้องทำให้ความเป็นพิษลดลง

12. Yes, it is safe คือ การเลือกสารและรูปแบบของสารที่ใช้ในกระบวนการทางเคมีที่ลดโอกาสการเกิดอุบัติเหตุทางเคมีได้แก่ การรั่วไหล การระเบิด และการเกิดเพลิงไหม้

        หลักการพื้นฐาน 12 ข้อ ของเคมีสีเขียวนี้ มุ่งเพื่อออกแบบกระบวนการผลิตทางเคมีให้มีประสิทธิภาพ ใช้วัตถุดิบ สารเคมีรีเอเจนต์ตัวทำละลาย สารช่วยและพลังงานอย่างคุ้มค่า เพื่อให้เกิดประสิทธิผลสูงสุด ปกป้องรักษาสุขภาพของมนุษย์และมีความเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมให้มากที่สุดหลักการพื้นฐาน 12 ข้อของเคมีสีเขียว สามารถรวบรวมสรุปเป็นแผนภาพได้ดังภาพที่ 1 เมื่อนำอักษรตัวแรกสุดของแต่ละบรรทัดมาประกอบกันจะได้คำว่า “PRODUCTIVELY” มีที่มาจากตัวอักษรภาษาอังกฤษตัวแรกของหลักการทั้ง 12 ข้อ รวมกันแล้วเกิดเป็นคำที่มีความหมายว่า “ก่อให้เกิดผลอย่างมีประสิทธิภาพ” นั่นเอง

        แนวคิดเคมีสีเขียวช่วยเปิดมุมมองใหม่เกี่ยวกับการจัดการสารเคมีและกระบวนการผลิต เพื่อลดผลกระทบด้านลบต่อสิ่งแวดล้อม และยังเป็นหนึ่งในกลยุทธ์สำคัญในเรื่องนี้เพราะครอบคลุมตั้งแต่ การเลือกใช้สารเคมีที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม การขนส่ง การเคลื่อนย้าย การจัดเก็บ และการจัดการของเสียจากการใช้สารเคมี นอกจากนี้ยังมีแนวทางปฏิบัติที่พัฒนาขึ้นมาจากแนวคิดเคมีสีเขียว คือ เคมีวิเคราะห์สีเขียว(Green Analytical Chemistry ; GAC) ซึ่งเป็นกระบวนการวิเคราะห์ที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม และปลอดภัยต่อผู้ปฏิบัติงานโดยเริ่มจากการพัฒนาวิธีวิเคราะห์ทดสอบไปจนถึงกระบวนการจัดการของเสียที่เกิดขึ้นในห้องปฏิบัติการ ทั้งนี้สำนักพัฒนาศักยภาพนักวิทยาศาสตร์ห้องปฏิบัติการ ได้มีแนวความคิดเผยแพร่ข้อมูล ความรู้ที่เกี่ยวข้อง รวมทั้งการพัฒนาหลักสูตรฝึกอบรม โดยมีเนื้อหาครอบคลุมในเรื่องการจัดการสารเคมีในห้องปฏิบัติการอย่างครบวงจร เพื่อยกระดับขีดความสามารถห้องปฏิบัติการในประเทศไทย และเป็นแนวทางการพัฒนาประเทศทางด้านกลยุทธ์การจัดการสารเคมีที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมอย่างยั่งยืนนั่นเอง

แหล่งที่มา

ณัฏฐกานต์ เกตุคุ้ม. กลยุทธ์การจัดการสารเคมีด้วยเคมีสีเขียว (Strategies for Chemicals Management by Green Chemistry). วารสารกรมวิทยาศาสตร์บริการ; สำนักพัฒนาศักยภาพนักวิทยาศาสตร์ห้องปฏิบัติการ, หน้า 18-19.

วิบูลย์ประดิษฐ์เวียงคำ.(2554). เคมีวิเคราะห์สีเขียว Green Analytical Chemistry. วารสารวิทยาศาสตร์  ลาดกระบัง. กรกฎาคม−ธันวาคม, 20 (2), 30−44.

ศุภวรรณ ตันตยานนท์และ กอบรัตน์เกรียวสกุล. (2554). Green Chemistry : ทฤษฎีและการปฏิบัติ. กรุงเทพฯ : สมาคมเคมีแห่งประเทศไทย จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย.

TANG, Samantha L.Y., Richard L. SMITH, and Martyn POLIAKOFF.(2005). Principles of green chemistry: productively. Green Chemistry, 7 (11), 761-762. 

WARNER, John C., Amy S. CANNON, and Keven M. DYE. (2004). Green chemistry.   Environmental Impact Assessment Review. October-November, 24 (7-8), 775 -799.