圖/123RF
文/環境部化學物質管理署
身為現今最熱門的研究領域之一:綠色化學,主要研究旨在於減少或消除有害化學副產物的產生,並盡可能以生態友好的方式,生產人類各項所需產品。作為化學領域的新興分支,綠色化學的研究開端,始於科學對減少人為破壞環境需求的回應。在化學材料生產及使用過程中,綠色化學包括減少浪費、甚至以正確的方式處置廢棄物。這意味著所有廢棄物都應盡可能以最佳的方式進行處置,而不會對環境與生活造成任何損害。
衣物乾洗 微胞技術
以下將列舉各項綠色化學於生活中不同產業之應用案例,以說明綠色化學此一概念如何深遠影響從家庭用品到藥品的廣泛領域,以及綠色化學如何為環境永續發展營造提供可行的途徑。
以衣物乾洗為例:作為一種極為常見的化學材料,四氯乙烯(Tetrachloroethylene, PERC)目前廣泛的被用作於乾洗劑、金屬除油溶劑與航太工業製程中。然而目前四氯乙烯已被美國衛生及公共服務部(DHHS)列為可合理預期的人類致癌物質,同時美國環境保護署(USEPA)與國際癌症研究中心(IARC)皆認為四氯乙烯可能對人類致癌。因此,約瑟夫·德·西蒙斯(Joseph De Simons)、提莫西·雷馬克(Timothy Romark)與詹姆斯·麥克萊恩(James McClain)藉由一種稱為微胞技術(Micell Technology)的創新化學技術,以液態二氧化碳進行衣物表面乾洗,從而替代了四氯乙烯的使用。而除了衣物乾洗外,微胞技術目前也已經發展應用於金屬表面清洗處理,有效降低或消除表面處理業對鹵化溶劑之需求。
原料化學 重新思考
又以漂白劑為例:在現今的工業造紙程序中,為了盡可能去除木材中的木質素以製造高品質的白色紙張,木材通常將會放入由氫氧化鈉與硫化鈉混合之槽體中,並且通入氯氣與其進行化學漂白反應。然而在此漂白過程中,氯氣將可能與木質素中的芳香環反應,形成氯化二噁英(Chlorinated Dioxins)與氯化呋喃(Chlorinated Furans),而這些戴奧辛類化合物已被廣泛證實具有致畸與致癌作用。因此,卡內基·梅隆大學(Carnegie Mellon University)的特雷斯·柯林斯(Terrence Collins)教授開發了一種綠色漂白劑,該漂白劑以過氧化氫為材料,並以特定活化劑(例如TAML)催化過氧化氫,轉化為會導致漂白的羥基自由基。由於這種漂白劑可在更低的溫度及更短的時間內分解木質素,從而同時將可使用水量進一步減少。
綜合而言,作為一顆新興科學研究領域,綠色化學為科學家與工程師們,在設計化學原料與化學工程反應方法時,提供了另一種思考方式。