CHIMICA E AMBIENTE

Presentazione di chimica nell’ambito dell’UDA “Let’s green”

classe 2AIT - ISIS Galilei di Gorizia

Sviluppo sostenibile: che cos’è ?“Lo sviluppo sostenibile è stato definito nel tempo in vari modi. Come indica il WWF nel suo “Living Planet Report”, vuol dire imparare a vivere nei limiti di un solo pianeta. Quindi lo sviluppo sostenibile è la capacità della nostra specie di riuscire a vivere, in maniera dignitosa ed equa per tutti, senza distruggere i sistemi naturali da cui traiamo le risorse per vivere e senza oltrepassare le loro capacità di assorbire gli scarti e i rifiuti dovuti alle nostre attività produttive.”

Come attuare uno sviluppo sostenibile? 1) l’intervento umano dovrebbe essere limitato entro le capacità di carico dei sistemi naturali; 2) il progresso tecnologico per la produzione di beni e servizi dovrebbe venir indirizzato all’incremento dell’efficienza piuttosto che all’incremento di energia e materie prime;3) i livelli di prelievo delle risorse non rinnovabili non dovrebbe eccedere le loro capacità rigenerative;4) l’emissione di scarti e rifiuti (solidi, liquidi e gassosi) dovuti al metabolismo dei sistemi sociali non dovrebbe eccedere la capacità di assimilazione dei sistemi naturali.

Che cos’è la chimica verde? Non è una branca della chimica, non è una specializzazione e neppure una disciplina di settore. La Chimica Verde (in inglese Green Chemistry) è un approccio etico fatto di criteri, di priorità e di obiettivi, quindi a suo modo una filosofia, che attinge dalla conoscenza scientifica della chimica per guidare le applicazioni di questa disciplina, ad iniziare da quelle industriali, verso modalità sostenibili dal punto di vista ambientale ed economico. Non è una branca della chimica proprio perché è trasversale, coinvolge tutti i settori, da molti dai quali ricava conoscenze di base e teoriche, restituendo a beneficio di molti altri nuovi criteri e modalità operative.

I 12 obiettivi della chimica verde (1-4) 1) La miglior forma di gestione dei reflui (rifiuti) è quella in primo luogo di non produrli;2) i metodi di sintesi dovrebbero essere progettati per massimizzare l’incorporazione di tutti i materiali utilizzati nel processo nel prodotto finale;3) qualora sia possibile, le metodologie di sintesi dovrebbero essere progettate in funzione dell’utilizzo e della generazione di sostanze che abbiano poca o nessuna tossicità per la salute umana e l’ambiente;4) i prodotti chimici dovrebbero essere progettati per preservare l’efficacia della loro funzione, riducendo nel contempo la loro tossicità

I 12 obiettivi della chimica verde (5-7)5) l’uso di sostanze ausiliarie (ad es. solventi tossici) deve essere reso non necessario ove possibile, ed innocuo quando esse si rendono necessarie;6) il fabbisogno energetico di un processo deve essere studiato in funzione del suo impatto ambientale ed economico e dev’essere minimizzato. I metodi di sintesi dovrebbero essere condotti a temperatura e pressione ambientali;7) le materie prime impiegate dovrebbe essere privilegiate, almeno dove la cosa risulti sia tecnicamente ed economicamente praticabile.

I 12 obiettivi della chimica verde (8-10)8 ) l’impiego di sostanze derivatizzanti dovrebbe essere evitata quando possibile (derivatizzazione: è una tecnica che trasforma un composto chimico in un prodotto di struttura simile);9) privilegiare, se possibile, i reagenti con azione catalitica piuttosto che quelli richiesti in quantità stechiometrica che hanno dosaggi sicuramente maggiori e “a perdere”;10) i prodotti chimici dovrebbero essere progettati e “disegnati” per degradarsi in prodotti innocui al termine dello svolgimento della funzione per la quale sono utilizzati, e non persistere nell’ambiente nella forma originaria (o trasformandosi in altri prodotti pericolosi);

I 12 obiettivi della chimica verde (11-12)11) dovrebbero essere sviluppate metodiche di analisi che consentano il monitoraggio in tempo reale dei processi, con la possibilità del controllo degli stessi “prima” che eventuali sostanze pericolose si siano formate (in pratica una valutazione previsionale sulla base dell’insorgere di condizioni favorevoli alla loro formazione), con correzione delle condizioni operative del processo medesimo;12) le sostanze utilizzate nei processi chimici dovrebbero essere scelte minimizzando il potenziale rischio di incidenti chimici, inclusi rilasci nell’ambiente, esplosioni e fuoco.

Esempi applicativi di Green ChemistryAlcuni esempi di innovazioni promosse da studi di design molecolare orientato all'ambiente sono:

● La sostituzione di solventi organici con liquidi supercritici, come ad esempio l’anidride carbonica allo stato di fluido supercritico (T

> 31.4 °C, P > 74 bar): trova impiego nell'industria del lavaggio a secco, dove sostituisce solventi clorurati, nella produzione di

semicondutori come solvente di reazione o come solvente di estrazione.

● La sostituzione di ritardanti di fiamma bromurati. Sono usati come additivi di materie plastiche in una varietà di prodotti, arredi,

materiali tessili, apparecchiature elettroniche. Sono composti aromatici contenenti bromo che oltre ad essere persistenti

nell'ambiente, sono capaci di bioaccumularsi negli organismi e di esercitare effetti nocivi per la salute. Per ovviare a questi

problemi è in atto una gara fra colossi chimici per presentare soluzioni alternative prive di bromo, ad esempio costituite da miscele

di reside epossidiche e da ossidi di metalli inerti.

● La sostituzione di fitofarmaci persistenti nell'ambiente e non selettivi. Negli ultimi 50 anni avevano trovato grande applicazione in

agricoltura una classe di insetticidi policlorurati (per esempio l’Aldrin) particolarmente resistenti a degradazione chimica o

microbiologica nell'ambiente e bioaccumulabili negli organismi. Oggi si vanno intensificando studi svolti a sostituire i vecchi

insetticidi con altri prodotti, ad esempio con i piretroidi, analoghi della sostanza naturale piretrina. Poiché la piretrina naturale

presenta particolare instabilità chimica nell'ambiente, vengono progettati composti analoghi di sintesi più resistenti del composto

naturale di riferimento, e soprattutto di bassissima tossicità per gli organismi superiori.

Global Harmonisation System o GHS

GHS è l'acronimo inglese di Globally Harmonized System of Classification and Labeling of Chemicals (Sistema mondiale armonizzato di classificazione ed etichettatura delle sostanze chimiche) ed è stato sviluppato dalle Nazioni Unite per introdurre una standardizzazione mondiale sulle etichette dei prodotti chimici e sulle schede dati di sicurezza nella classificazione dei pericoli derivanti da tali prodotti e nella comunicazione delle informazioni sulla salute e la sicurezza. Il GHS introduce regole più severe rispetto al passato e nuovi requisiti di etichettatura, con nuovi simboli di pericolo, indicazioni di pericolo e consigli di prudenza.

Global Harmonisation System o GHSIl sistema è stato progettato per migliorare la salute e la sicurezza dell'uomo e per salvaguardare l'ambiente. Molti paesi in tutto il mondo stanno adottando il GHS e stanno inserendo gli elementi costitutivi all'interno della legislazione nazionale, rendendone quindi obbligatoria l'attuazione nell'industria chimica. I tempi di attuazione sono stabiliti dai singoli paesi nel momento in cui adottano il GHS.

GHS: pittogrammi, indicazioni di pericolo e consigli di prudenza

Il GHS nuovi requisiti di etichettatura, quali: pittogrammi, per indicare il tipo di pericolo; avvertenze – Pericolo o Attenzione – che indicano le classi di pericolo; indicazioni di pericolo (H) e consigli di prudenza (P). È importante sapere che la formulazione chimica dei prodotti non cambia. Tuttavia, la classificazione del pericolo può essere diversa o più severa come risultato delle regole di calcolo più severe nell'ambito del nuovo sistema.

Norme CLP: Classification, Labelling and Packaging of Chemicals

Il CLP è il regolamento relativo alla classificazione, all'etichettatura e all'imballaggio delle sostanze e delle miscele chimiche ed è l'attuazione europea del GHS delle Nazioni Unite. Il regolamento CLP (CE) n. 1272/2008 sostituisce la vecchia direttiva sui preparati pericolosi. L'obiettivo è quello di migliorare la protezione della salute umana e dell'ambiente, armonizzando i criteri per la classificazione e l'etichettatura delle sostanze chimiche.

Anche in Italia, dal 1° giugno 2015 in poi, tutti i prodotti chimici devono essere classificati ed etichettati conformemente al regolamento CLP.

Tecniche di Life Cicle AssestmentIl Life Cycle Assessment (Valutazione del Ciclo di Vita) è un metodo di valutazione e quantificazione dei carichi energetici ed ambientali e degli impatti potenziali associati ad un prodotto/processo/attività lungo l’intero ciclo di vita, dall’acquisizione delle materie prime fino al fine vita. La rilevanza di tale tecnica risiede principalmente nel suo approccio innovativo che consiste nel valutare tutte le fasi di un processo produttivo come correlate e dipendenti. Tra gli strumenti nati per l’analisi di sistemi industriali l’LCA ha assunto un ruolo preminente ed è in forte espansione a livello nazionale ed internazionale. A livello europeo l’importanza strategica dell’adozione della metodologia LCA come strumento di base e scientificamente adatto all’identificazione di aspetti ambientali significativi è espressa chiaramente all’interno del Libro Verde COM 2001/68/CE.

Tecniche di Life Cicle AssessmentL’LCA rappresenta un supporto fondamentale allo sviluppo di schemi di Etichettatura Ambientale: nella definizione dei criteri ambientali di riferimento per un dato gruppo di prodotti (etichette ecologiche tipo Ecolabel , tipo I), o come principale strumento atto ad ottenere una Dichiarazione Ambientale di Prodotto: DAP (etichetta ecologica di tipo III). Potenzialmente quindi le sue applicazioni sono innumerevoli:

● Sviluppo e Miglioramento di prodotti e processi;● Marketing Ambientale;● Pianificazione strategica;● Attuazione di una Politica Pubblica.

Green Public ProcurementAcquisti Verdi o GPP (Green Public Procurement) è definito dalla Commissione europea come “l’approccio in base al quale le Amministrazioni Pubbliche integrano i criteri ambientali in tutte le fasi del processo di acquisto, incoraggiando la diffusione di tecnologie ambientali e lo sviluppo di prodotti validi sotto il profilo ambientale, attraverso la ricerca e la scelta dei risultati e delle soluzioni che hanno il minore impatto possibile sull’ambiente lungo l’intero ciclo di vita”.

http://www.minambiente.it/pagina/gpp-acquisti-verdi

Si tratta di uno strumento di politica ambientale volontario che intende favorire lo sviluppo di un mercato di prodotti e servizi a ridotto impatto ambientale attraverso la leva della domanda pubblica. Le autorità pubbliche che intraprendono azioni di GPP si impegnano sia a razionalizzare acquisti e consumi che ad incrementare la qualità ambientale delle proprie forniture ed affidamenti predisposto per conto della Commissione Europea.