Roheline keemia. Kas uus teadusharu?

Marek Strandberg

5. – 9. septembrini toimus Tallinnas rahvusvaheline rohelisele keemiale pühendatud teaduskonverents.        Võib ju küsida, mida üldse tähendab roheline keemia, sest ega aatomituumadel ja elektronidel pole ju värvi küljes. Samadest komponentidest koosnevad nii mürgid kui ka ohutud ained. Ameerika Ühendriikide keskkonnakaitse agentuuri  nõunik Paul Anastas on 20 aastat tagasi rohelise keemia üldpõhimõtted ka sõnastanud. Üldpõhimõteteks rohelises keemitatööstuses on, et võimalikult paljud lähteainete aatomid jõuaksid saadustesse, et kasutatud lahustid ja ained oleksid ohutud nii inimesele kui ka keskkonnale, et energiat kasutataks võimalikult tõhusalt ja et parim jäätmekäitluse viis on tekitada nii vähe jäätmeid kui võimalik. Meie vestlusringis oli selle konverentsi korraldaja  Mihkel Koel Tallinna Tehnikaülikoolist ja Roger Sheldon Delfti ülikoolist, kes on säästliku ja puhta keemiatööstuse eestseisja ja asjakohaste tehnoloogiate arendaja olnud juba aastakümneid. Sheldon meenutab, et 1990. aastate alguses korraldasid üliõpilased Hollandis suure rahvusvahelise konverentsi „Parema maailma loomine keemia vahenditega” („Engineering of better world through chemistry”). Kohalik kõrge linnaametnik pidas avakõne, kus mainis,  et konverentsi nimi tekitab temas vastuolulisi tundeid, sest ta saab aru, mis on parema maailma loomine, aga mis sellel kõigel saab keemiaga pistmist olla. Rohelisest keemiast on saanud uue tööstuskultuuri loomupärane osa, õnneks elujõuline ja arenev osa.     

Mis on roheline keemia?     

Roger Sheldon: Täpsemalt saigi see sõnastatud  Paul Anastasi poolt 1990. aastate algul. Varem kasutati rohelise keemia mõiste asemel puhta keemia mõistet. 1980. aastad olid igati õige aeg, et hakata mõtlema ja tegutsema jäätmevabama ja toksiliste ühendite vabama keemiatööstuse heaks. Ka ise töötasin toona tööstuses. Meenutan siiani üht juhtumit, kui pidime tehase koguni sulgema, sest jäätmete käitlemine osustus kulukamaks kui teenisime toodangu müügist. See oli minu jaoks hetk, mis  avas rohelise keemia tegeliku sisu. Selle kogemuse mõjul ma viisingi sisse e-faktori mõiste. See on kasuliku toodangu massi suhe tekkivate jäätmete massi. 1992. aastal avaldasin tööstusharude e-faktorite tabeli.   

 

*

Tööstusharu / toodangu maht (t) / e-faktor

naftatöötlemine / 10–100 miljonit / <0,1

põhikemikaalide tootmine / 10 000–1 000 000 / < 1–5

peenkeemia tootmine / 100–100 000 / 5–50

farmaatsiatööstus / 10–1000 / 25–100   

*

Kas olete pidanud seda uuendama?   

R. S.: Teate, ma saan kahjuks sedasama tabelit kasutada praegugi oma loengutes. Eks see ütleb üht-teist ka nende tööstusharude arengu kohta. Enamgi veel, kasutan seda tabelit ka tööstuse taustaga kuulajaile loenguid pidades. Nad pole kunagi neid arve vaidlustanud. Ilmselt olen olnud neid esitades siis liigagi konservatiivne.   

Kas need, kellest sõltuvad arengukavad ja poliitilised otsused, on hakanud e-faktorit arvestama?   

R. S.: Vähehaaval ja visalt. Kardetakse ka seda, et tõsiasi, et farmaatsiatööstus on suhteliselt jäätmerohkeim, võib mõjutada tavaettekujutust, milles ravimid on pigem puhtuse ja headuse  kandjad. Tegu on faktiga, mille väänamine võib poliitikuile meeldida, kuid see pole lihtsalt võimalik.   

Mihkel Koel: Farmaatsiatööstus võtab e-faktorit vägagi tõsiselt ning nad on nii oma maine kui ka tegevuse sisu pärast üsna mures.     

R. S.: Olen sellega igati nõus. Nad püüdlevad puhtama tootmisprotsessi poole ja seda ei ole võimalik teha ainult PR -vahendeid kasutades. See peab olema sisuline.     

Kas Euroopa Liidu REACH (Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemical substances) tegevus on parandanud tootmise toksilisust?     

R. S.: Vaieldamatult on see kaasa toonud muudatusi tööstuse ohutumaks muutmise suunas.  Väikestele etevõtetele on vahel REA CH-iga kaasnev bürokraatia ehk liiast.     

M. K.: Väikeste keemitööstuste jaoks on muidugi  probleeme ka sellega seoses, et nii suured kui ka väikesed ettevõtted peavad oma ohtlike ainete puhul tegelema ühtviisi ka näiteks toksikoloogia uuringutega ja see on kulukas. Üldjoontes on selline kontroll kemikaalide liikumise üle muidugi ülioluline.       

Kas on üldse mõeldav, et kõikide kemikaalide ja keemiatööstuses toodetavate materjalide jaoks vajalik tooraine pärineks taastuvatest ja bioloogilistest allikatest? Jätame kütused siinkohal välja.       

R. S.: Täpselt, kütused ja kemikaalid tulebki ses käsitluses lahus hoida. Kemikaalid ja materjalid, mida vajame, saame probleemideta toota taastuvallikaist. Kütustega on lugu teine, sest kõiki vaja olevaid kütuseid pole tõepoolest võimalik nende tohutu tarbe tõttu taastuvallikaist saada. Osa küll. Aga ka selle osa asendamine taastuvkütustega on igatahes positiivse mõjuga.       

M. K.: Meie konverentsi üks esimesi ettekandeid oli Neil Wintertonilt, kes ilmekalt tõestas, et kasutuses oleva kogu kütusemassi asendamine taastuvtoormest tehtuga pole tõepoolest  mõeldav. Asendatav on väike osa. Energiaja kütuseprobleemide nutikad lahendused on loomulikult möödapääsmatud.     

R. S.: Siinkohal ei maksa unustada, et lahenduseks on loomulikult ka kütustekasutuse vähendamine, mis on tänapäeval tehnoloogiate arendamisega muide väga hästi õnnestunud. Mis tahes alternatiivid praegustele kütuseallikatele ei saa aga olla vabanduseks, et vältida energiakulutuste vähendamist. Näiteks on  säästlik auto üsna hea rahapaigutus nii tootjale kui ostjalegi.     

Palju on räägitud vetikatest kui võimalikust biokütuste allikast. Milline on areng selles valdkonnas?       

R. S.: On olnud teemaks, et tõepoolest võiksid vetikad saada uue kolmanda põlvkonna biokütuste allikaks. Samal ajal on näiteks Shell millegipärast koguni loobunud sellest arengusuunast.       

M. K.: Palju tõenäosem tundub olevat, et vetikaid saab kasutada keemiliste ühendite valmistamiseks  ja õpetada ka neid endid tööstusele huvipakkuvaid aineid geneetiliselt sünteesima. Paljude vetikaliikide puhul võib aga isegi lihtne ekstraheerimine anda juba märkimisväärseid ja huvitavaid tulemusi erinevate ainete saamisel.       

Milline on keemiatööstuse hoiak? Kas soovitakse leida nafta ja gaasi asemele muid tooraineallikaid – seda juba olemasolevate tööstusprotsesside jaoks, mis keemiatööstuses on teadupoolest suured ja kapitalimahukad – või muudetakse ka keemiatööstuse  põhiprotsesse rohelisemaks?     

R. S.: Ka keemiatööstuse põhiprotsessides toimuvad põhjalikud muutused. Neid kohendatakse  energeetiliselt ja muul moel säästlikumaks. Ikka selleks, et rohkem aatomeid, mis tootmisse siseneb, jõuaks kasutatava toodanguni. Loomulikult on oluline ka lähteainete päritolu muutmine taastuvaks, kuid keskkonnasõbralikkuse saavutamiseks sellest siiski ei piisa.     

R. S.: Uute lahenduste otsimine toimub eriti just farmaatsiatööstuses, kus ainete valmistamise uued keskkonnasõbralikumad meetodid on põhiküsimuseks. Vähem ohtlikke lahusteid, vähem mürgiseid kemikaale – see on suund, kuhupoole liigutakse. Samal ajal kütusetööstuses erilisi suuri muutusi ei toimu. Väga vähe tegeletakse uurimistööga. Jah, loomulikult otsitakse paremaid  katalüsaatoreid, aga need on siiski tagasihoidlikud muutused.   

Kas võime väita, et suured kütusetootjad ei  karda oma hea positsiooni pärast üldse?   

R. S.: Nad siiski panustavad näiteks biomassi uuringutesse, seda ilmselt seetõttu, et nad ei soovi mingit olulist muutust maha magada.     

Kuidas näiteks Hollandis suhtutakse sellisesse keemiatööstuse roheliseks muutmisse?     

R. S.: Tööstuse huvi on märkimisväärne, ja mitte ainult huvi. Nad maksavad ka selle eest. Aga sageli jääb mulje, et ülikoolid on tööstusest leigemad pidama rohelise ja säästliku keemia valdkonda oluliseks. Tööstusele on protsesside efektiivsus ja jäätmete vähesus sisuliselt ja majanduslikult mõistetavad. Ülikoolid on sageli oma õpetuses elukauged, ja kuidas nüüd  öelda, liialt õpiku-, mitte probleemikesksed. Kahjuks.     

Millise hoiaku või huviga tulevad aga üliõpilased ülikoolidesse? Keskkonnateadlikena?       

R. S.: Eks neil ikka keskkonnaasjust teatavat aimu ole. Mina töötan tehnikaülikoolis ja meile tulevatel üliõpilastel on loomulikult aimu nii keskkonnast kui ka tööstusest, kuid n-ö klassikaliste ülikoolide kahjuks tuleb öelda, et sealne õppejõudkond on paraku väga kaugel tööstusega seotud praktiliste probleemide mõistmisest. Keskkonnahoidliku või siis rohelise keemia  algaegadel oli sageli süvaakadeemilise teaduse esindajatelt kuulda märkusi, et see pole üldse teaduslik, millega tegeleme. Nüüd on see hoiak tasapisi taanduma hakanud.     

Kas roheline keemia on siis teadus?       

R. S.: Loomulikult. Iga teaduse asjaks on muu hulgas lahendada ka sotsiaalseid ja keskkonnaküsimusi. Seda saab teha teadmistele tuginedes. Uued tehnoloogilised ajastud on saabunud ennekõike meie teadmiste ja oskuste arendamise kaudu. Ainete valmistamise küsimused on ühiskonna jaoks olulised, keskkonnaküsimused  on olulised, terviseküsimused on olulised. Nendega tegelemine nõuab teaduse meetodit, teadlase ausust ja nutikust. Tegemist on vägagi teadusega.     

M. K.: Kui umbes 15 aastat tagasi hakkasin oma ülikoolis käivitama koostööd rohelise keemia vallas, oli umbusk selle valdkonna vastu mu oma kolleegide seas märkimisväärne. Nüüdseks  on olukord muutunud.     

R. S.: Oleme täpsed: rohelise keemiaga tegelemine ja eesmärkide seadmine on loomulikult sotsiaalne. Motivatsioon tuleneb ühiskonna vajadustest, kuid meetod on ja peabki olema üdini teaduslik, et saavutada parimaid tulemusi.       

M. K.: Rohelise keemia raamid ja eesmärgid ongi laias laastus defineeritud nii Anastasi 12 põhimõttega kui ka Sheldoni e-faktori määramisega. Ja nende raames saab tegeleda nii väga hea teadusega kui ka leiutada väga häid tehnoloogiaid.       

Nii et rohelise keemiateaduse probleemide sõnastajaks on paljuski just ühiskond?       

R. S.: Loomulikult. Keemikud on väga leidlikud, lahendusi otsivad ja leidvad tegelased. Vaja on õigeid probleemipüstitusi. Võib tunduda ehk kummaline, aga jäätmete probleemina  sõnastamine ei ole olnud keemiatööstustele enesestmõistetav. Nii nagu see probleem sai sõnastatud, nii sellega ka tegelema hakati.       

Kas võib öelda, et rohelise keemia valdkonna on sõnastanud ühiskond oma vajadustega?       

R. S.: Täpselt nii. Kuni sinnamaani oli keemiatööstuse peamiseks eesmärgiks tõsta saagist, kasutegurit, millega lähteained muundati lõppsaaduseks, aga seda tehti iga hinnaga. Reeglina siis jäätmete ja keskkonna hinnaga. Oli ilmne, et vajatakse uut paradigmat ka tööstuse jaoks. Ja ühiskond oma keskkonnaliikumistega need sõnastaski.       

Milline on keemiatööstuse tulevik? 

R. S.: Ühiskond peab selgelt sõnastama oma vajadused. Väga selgelt. Töötasin ise Shellis ajal, kui hakati tervise- ja keskkonnakaalutlustel nõudma tertaetüülplii eemaldamist bensiinidest. Mäletan arutelusid Shellis, kus esmalt leiti,  et keegi ei hakka kasutama pliivaba bensiini, kuna see on liiga kallis. Puuduvat turg. Lahendus oli lihtne: maksud pliibensiinile lõid turu keskkonna- ja tervisesõbralikumale tootele. 

Maksud pole ilmselt ainus tee. Eks toores liha ole odavam kui küpsetatud, kuid inimesed  on pigem mures haiguste ja parasiitide pärast. Ei tasu vist unustada ka teadlikkust ja paremat elukvaliteeti? 

R. S.: Vaieldamatult. Soov vältida ohte on samuti rohelist keemiat edendav põhjus.   

M. K.: Muidugi mõista pole olemas rohelisemaid ja mitterohelisemaid molekule. Elektronid on ikka needsamad ja aatomituumad  samuti. Roheliseks muutub keemiline protsess negatiivsete mõjude vähesuse tõttu.   

Mida veel?     

M. K.: Pean ütlema, et toimunud konverents oli õigeaegne ja sisukas. Eriti head meelt teeb mulle see, et osalenud üliõpilastele oli see oluline. Neile meeldis, et tegemist on ennekõike teaduse- ja teadmistepõhise tegevusega.     

R. S.: Mul on jälle hea meel tõdeda, et keskkonnakaitselised sotsiaalsed liikumised, protest  ja tugev sotsiaalne kriitika on päädinud uue keemiateaduse osa ja uue keemiatööstuse tekkega. Me oleme jõudnud lahendusteni, mida 1960. – 1970. aastate protestiliikumised ei pakkunud. Mõistagi poleks protestideta hakatud otsima uusi lahendusi. Õnneks pole enam ammu nii, nagu kunagi siis, kui töötasin Clevelandis, kus kemikaalireostuse tõttu süttis põlema jõgi.     

 

Küsitlenud Marek Strandberg  

Kui sulle meeldis see postitus jaga seda oma sõpradega

[LoginRadius_Share]
 

Leia veel huvitavat lugemist

Värske Rõhk
Hea laps
LR
Keel ja kirjandus
Akadeemia
Kunstel
Muusika
Õpetajate leht
Täheke
TeaterMuusikaKino
Vikerkaar
Looming