MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 1 I KHÁI NIỆM 3 II NGUYÊN LÝ CƠ BẢN CỦA HÓA HỌC XANH 4 III NHỮNG VẤN ĐỀ VỀ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG TRONG THỜI ĐẠI CÔNG NGHIỆP HÓA VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ 4 0 5 IV SỰ CẦN THIẾT, THỰC TRẠNG.
MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU……………………………………………………………………… ……………… … I KHÁI NIỆM ………………………………………………………………………………………………………… … II NGUYÊN LÝ CƠ BẢN CỦA HÓA HỌC XANH…………………………………………… III NHỮNG VẤN ĐỀ VỀ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG TRONG THỜI ĐẠI CƠNG NGHIỆP HĨA VÀ ỨNG DỤNG CƠNG NGHỆ 4.0 ………… IV SỰ CẦN THIẾT, THỰC TRẠNG VÀ TIỀM NĂNG ÁP DỤNG HĨA HỌC XANH TRONG CƠNG NGHIỆP HĨA CHẤT…………………… 4.1 Sự cần thiết, thực trạng Hóa học xanh cơng nghiệp hóa chất 4.2 Tiềm áp dụng hóa học xanh ngành cơng nghiệp hóa chất Việt Nam……………………………… ………………………………… 13 ………………………………… V LIÊN HỆ TẠI CƠNG TY TNHH MTV HĨA CHẤT 16 99…………………… MỞ ĐẦU Hiện nay, với phát triển nhanh khoa học kỹ thuật, công nghệ đại Việc Nhà máy sản xuất nước đầu tư mới, tiếp nhận chuyển giao thêm, đồng dây chuyền, thiết bị từ nước điều tất yếu, phù hợp với xu phát triển chung nhân loại Tuy nhiên, song song với việc phát triển nhanh cơng nghiệp đại xã hội, mơi trường dần phải chịu nhiều tác động ô nhiễm, rác thải, hóa chất độc hại Từ tính cấp thiết trên, nhà khoa học, trung tâm nghiên cứu quan chức phối hợp, tìm giải pháp để đưa thống nhất, hiệp định nhằm đảm bảo phát triển kinh tế, công nghiệp phải gắn với môi trường xanh, sạch, hạn chế ô nhiễm tối đa Trong đó, “Hóa học xanh” cam kết “Hóa học xanh” xuất phát từ kiến nghị Hiệp ước Phòng chống ô nhiễm Quốc hội Hoa Kỳ thông qua vào năm 990 Trong nội dung tiểu luận này, trình bày số nghiên cứu, tìm hiểu với Chủ đề “Hóa học xanh phát triển bền vững” I KHÁI NIỆM Bảo vệ môi trường phát triển bền vững có tầm quan trọng đặc biệt Quốc gia, tất ngành kinh tế đặc biệt ngành hóa chất, ngành gây nhiễm lớn tính độc, tính oxy hóa, tính cháy nổ hóa chất Các nhà hoạt động môi trường, tổ chức, đảng hoạt động với tôn bảo vệ môi trường, giữ gìn xanh, sạch, đẹp trái đất chọn màu xanh biểu tượng đảng xanh hịa bình xanh Hóa học xanh khái niệm phát triển hóa học cách bền vững thơng qua việc triển khai sáng kiến giảm thiểu loại bỏ hóa chất độc hại khỏi trình sản xuất thành phẩm Hóa học xanh tìm cách giảm thiểu ngăn ngừa ô nhiễm từ nguồn gốc Mục tiêu hóa học xanh mục tiêu có tính chất khoa học hướng tới phát triển bền vững Khái niệm phát triển bền vững thu hút quan tâm rộng rãi quốc gia năm 1987 Liên hợp quốc công bố báo cáo “Tương lai ”; báo cáo phát triển bền vững định nghĩa “sự phát triển đáp ứng yêu cầu không gây trở ngại cho việc đáp ứng nhu cầu hệ mai sau ” Như thế, phát triển bền vững đòi hỏi phải đạt tới hai mặt coi mâu thuẫn với nhau, mặt phải phát triển để đáp ứng ngày tốt nhu cầu vật chất tinh thần người nhằm thỏa mãn tăng dân số giới, mặt khác tính bền vững phát triển đòi hỏi phải giới hạn thay đổi cách sử dụng nguồn tài nguyên sinh thái để khơng bảo tồn mà cịn cải thiện tài nguyên môi trường cho hệ tương lai Mơi trường nơi sinh sống, cịn phát triển mà cố gắng làm thứ ngày tốt môi trường Tại Mỹ, hóa học xanh bắt đầu thu hút quan tâm từ năm 1990 Luật ngăn ngừa ô nhiễm đời, khái niệm hóa học xanh nhà hóa học hữu Paul T Anastas, định nghĩa lần Năm 1991, Chương trình Hóa học xanh bắt đầu triển khai thực quy mô rộng rãi phổ biến hơn, để tuyên truyền phổ biến áp dụng hóa học xanh, nhiều Quốc gia thành lập Giải thưởng Hóa học xanh Anh, Úc, Italia, Đức, Hạt nhân quan trọng hóa học xanh mười hai nguyên tắc hóa học xanh ông Anastas GS John C Warner trường Đại học Massachusetts, Boston đề xuất II NGUYÊN LÝ CƠ BẢN CỦA HÓA HỌC XANH Mười hai nguyên tắc hóa học xanh tóm tắt sau: - “Ngăn ngừa”: Tốt ngăn ngừa phát sinh chất thải là xử lý hay làm chúng - “Tính kinh tế”: Các phương pháp tổng hợp phải thiết kế cho nguyên liệu tham gia vào trình tổng hợp có mặt tới mức tối đa sản phẩm cuối - “Phương pháp tổng hợp nguy hại”: Các phương pháp tổng hợp thiết kế nhằm sử dụng tái sinh chất khơng gây nguy hại tới sức khỏe người cộng đồng - “Hóa chất an tồn hơn”: Sản phẩm hóa chất thiết kế, tính tốn cho đồng thời thực chức đòi hỏi sản phẩm lại giảm thiểu tính độc hại - “Dung mơi chất phụ trợ an tồn hơn”: Trong trường hợp nên dùng dung mơi, chất tham gia vào trình tách chất phụ trợ khác khơng có tính độc hại - “Thiết kế nhằm sử dụng hiệu lượng”: Các phương pháp tổng hợp tính tốn cho lượng sử dụng cho q trình hóa học mức thấp Nếu có thể, phương pháp tổng hợp nên tiến hành nhiệt độ áp suất bình thường - “Sử dụng ngun liệu tái sinh”: Ngun liệu dùng cho q trình hóa học tái sử dụng thay cho việc loại bỏ - “Giảm thiểu dẫn xuất”: Vì trình tổng hợp dẫn xuất địi hỏi thêm hóa chất khác thường tạo thêm chất thải - “Xúc tác”: Tác nhân xúc tác nên dùng mức cao so với đương lượng chất phản ứng - “Tính tốn, thiết kế để sản phẩm phân hủy sau sử dụng”: Các sản phẩm hóa chất tính tốn thiết kế cho thải bỏ chúng bị phân huỷ mơi trường - “Phân tích thời gian hữu ích để ngăn ngừa nhiễm”: Phát triển phương pháp phân tích cho phép quan sát kiểm soát việc tạo thành chất thải nguy hại - “Hóa học an tồn để đề phòng cố”: Các hợp chất trình tạo thành hợp chất sử dụng q trình hóa học cần chọn lựa cho hạn chế tới mức thấp mối nguy hiểm xẩy tai nạn, kể việc thải bỏ, nổ hay cháy, hóa chất Rất nhiều nguyên tắc vấn đề hóa học xanh không vấn đề Quốc gia hay khu vực mà trở thành vấn đề toàn cầu Chúng khơng đơn đóng khung phịng thí nghiệm hay dự án nghiên cứu riêng lẻ mà liên quan đến vấn đề lớn nhiều thay đổi khí hậu tồn cầu, sử dụng hiệu lượng, quản lý nguồn tài nguyên thiên nhiên, nguồn tài ngun nước Ngun nhân làm cho hóa học xanh hưởng ứng áp dụng rộng rãi tồn giới đường dẫn đến phát triển kinh tế bảo vệ mơi trường Anastas cho “Hóa học xanh cơng cụ hữu hiệu bắt đầu quy mô phân tử lại cung cấp sản phẩm q trình thân thiện với mơi trường Hóa học xanh khơng u cầu đặc biệt trừ khoa học có chất lượng cao với tầm nhìn lớn xa ” Một vấn đề hóa học xanh làm để kết nối nhà sinh học với nhà hóa học nhà cơng nghệ Hiện nay, Trung Quốc nghiên cứu việc sử dụng động sử dụng 100% metanol từ nguồn khí sinh học sử dụng khí sinh học q trình sản xuất giấy, enzym phân hủy xenluloza nhanh q trình xử lý hóa học hay học III NHỮNG VẤN ĐỀ VỀ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG TRONG THỜI ĐẠI CƠNG NGHIỆP HĨA VÀ ỨNG DỤNG CƠNG NGHỆ 4.0 Phát triển bền vững phát triển đáp ứng nhu cầu hệ mà không làm tổn hại đến khả đáp ứng nhu cầu hệ tương lai sở kết hợp chặt chẽ, hài hoà tăng trưởng kinh tế, giải vấn đề xã hội bảo vệ môi trường Phát triển bền vững bao gồm nội dung chính: tăng trưởng kinh tế (nhất thời đại cơng nghiệp hóa); bảo đảm cơng xã hội; bảo vệ môi trường tôn trọng quyền người Khái niệm phát triển bền vững xây dựng nguyên tắc chung tiến loài người - nguyên tắc bảo đảm bình đẳng hệ Phát triển bền vững thể quan điểm nhân văn, đại hẳn so với quan điểm “phát triển giá nào”, phát triển giá, khai thác tối đa nguồn tài nguyên thiên nhiên để phục vụ cho hoạt động phát triển, khơng tính đến ảnh hưởng đến q trình phát triển Trong đó, nội dung phát triển bền vững thời đại cơng nghiệp hóa chiếm vai trị quan trọng Q trình cơng nghiệp hóa, đại hóa; q trình thị hóa, xây dựng nơng thơn mới, tác động đến môi trường gây ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường, điều kiện tự nhiên Việc gắn cơng nghiệp hố với phát triển lâu bền, hay phát triển bền vững, thay đổi nhận thức quan trọng, bước ngoặt, việc xác định quan điểm phát triển; từ chỗ trọng đến GDP, đến tăng trưởng kinh tế đơn sang việc trọng đến chất lượng tăng trưởng, sang việc trì điều kiện cho phát triển tương lai Trong năm vừa qua, q trình cơng nghiệp hóa u cầu gắn với quy hoạch phát triển công nghiệp, thiết bị đảm bảo ngun tắc thân thiện với mơi trường, tích cực ngăn ngừa xử lý ô nhiễm công nghiệp, xây dựng “Công nghiệp xanh”, “Tăng trưởng xanh” Chiến lược tăng trưởng xanh Việt Nam đề nhiệm vụ quan trọng là: (1) giảm cường độ phát thải khí nhà kính thúc đẩy sử dụng lượng sạch, lượng tái tạo; (2) xanh hóa sản xuất; (3) xanh hóa lối sống thúc đẩy tiêu dùng bền vững Tuy nhiên, q trình cơng nghiệp hóa tồn số nội dung ảnh hưởng trực tiếp đến phát triển bền vững, cụ thể: - Thứ nhất, vấn đề khai thác sử dụng lượng nước ta đứng mức cao so với nước khu vực Điển hành riêng tốc độ tăng tiêu thụ điện vượt xa tốc độ tăng trưởng phát triển cơng nghiệp hóa - Thứ hai, vấn đề sản xuất nước ta cịn gặp nhiều khó khăn Những năm gần có khoảng 300 doanh nghiệp, chủ yếu doanh nghiệp lớn áp dụng chương trình “Sản xuất hơn” UNEP (Chương trình Mơi trường Liên Hiệp Quốc) khởi xướng, khoảng 600.000 doanh nghiệp có hoạt động gây tác động chưa tích cực đến mơi trường Vì vậy, phát triển bền vững nhu cầu cấp bách, mục tiêu hướng tới nhiều Quốc gia giới Quốc gia dựa theo đặc thù kinh tế, xã hội, trị, địa lý, văn hóa để hoạch định chiến lược phù hợp với Quốc gia Trong thời đại có nhiều tiến thay đổi cách mạng công nghiệp lần thứ tư (cách mạng công nghiệp 4.0) tạo ra, việc thực mục tiêu phát triển bền vững công nghiệp hóa quốc gia có nhiều hội gặp phải khơng thách thức, Việt Nam q trình cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước Cuộc cách mạng cơng nghiệp 4.0 hình thành tảng cơng nghệ số tích hợp cơng nghệ thơng minh để tối ưu hóa quy trình, phương thức sản xuất Tác động ảnh hưởng lớn đến phát triển cơng nghiệp hóa Xu hướng phát triển bền vững Việt Nam khơng nằm ngồi ảnh hưởng cách mạng Để tận dụng hội Cách mạng công nghiệp 4.0 mang lại, cần phải đánh giá tác động, từ đưa giải pháp phát triển bền vững Việt Nam Lịch sử ghi nhận cách mạng cơng nghiệp thức, làm thay đổi toàn sản xuất điều kiện kinh tế-xã hội giới Cách mạng công nghiệp lần thứ đánh dấu đời máy nước Cuộc cách mạng thứ hai xuất điện Cuộc cách mạng lần thứ bùng nổ tin học tự động hóa Tiếp theo Cách mạnh công nghiệp 4.0, bao gồm công nghệ chủ yếu Internet kết nối vạn vật, rô bốt cao cấp, cơng nghệ in ấn 3D, điện tốn đám mây, di động khơng dây, trí tuệ thơng minh nhân tạo, nano, khoa học vật liệu tiên tiến, lưu trữ lượng tin học lượng tử… Hiện tại, Cách mạng công nghiệp 4.0 tác động mạnh mẽ lĩnh vực đời sống xã hội, có mục tiêu phát triển bền vững Việt Nam Để chủ động đón nhận hội thách thức Cách mạng công nghiệp 4.0 đến trình phát triển nhanh bền vững, Việt Nam kiên trì thực quan điểm cấu lại kinh tế, đổi mơ hình tăng trưởng, nâng cao chất lượng tăng trưởng, suất lao động, sức cạnh tranh kinh tế; Giải hài hòa mục tiêu trước mắt mục tiêu lâu dài, tăng trưởng kinh tế bảo vệ môi trường, thực công xã hội, bảo đảm an sinh, phúc lợi xã hội, thu hẹp khoảng cách giàu nghèo, nâng cao đời sống vật chất, tinh thần cho người dân Trong bối cảnh quy mô kinh tế nguồn lực hạn chế, Chính phủ dành ưu tiên cho việc nâng cao chất lượng nguồn nhân lực tăng cường tiềm lực khoa học - công nghệ ba đột phá chiến lược Bên cạnh chương trình Quốc gia nghiên cứu khoa học phát triển cơng nghệ để nâng cao tiềm lực, trình độ khoa học cơng nghệ nước phục vụ phát triển, Chính phủ dành nguồn lực đầu tư cho chương trình hỗ trợ ứng dụng tiến khoa học cơng nghệ Chính sách tăng trưởng xanh trọng thông qua biện pháp siết chặt giám sát, kiểm sốt nguồn gây nhiễm mơi trường từ hoạt động sản xuất công nghiệp Nếu tận dụng tốt hội vượt qua thách thức, Việt Nam có khả thu hẹp khoảng cách phát triển với nước tiên tiến, thực mục tiêu sớm trở thành nước công nghiệp theo hướng đại Ngược lại, khoảng cách phát triển với nước trước tiếp tục gia tăng Đồng thời cần tăng cường nâng cao nhận thức quan hoạch định sách doanh nghiệp (nhất doanh nghiệp ngành lượng, khai thác tài ngun, cơng nghiệp chế tạo ngành có khả chịu nhiều tác động), Cách mạng công nghiệp 4.0 để giúp điều chỉnh kế hoạch kinh doanh đầu tư, qua giúp ngăn ngừa khoản nợ xấu phát sinh tương lai Nâng cao lực hấp thụ cơng nghệ, khuyến khích đổi sáng tạo, thúc đẩy thiết lập cụm liên kết ngành; dành ưu tiên đầu tư công cho phát triển kết cấu hạ tầng gắn với việc cải thiện tính kết nối (mở rộng độ bao phủ, tăng tốc độ truy cập hạ giá sử dụng internet); phát triển thị trường vốn dài hạn thúc đẩy phát triển quỹ đầu tư mạo hiểm gắn với phát triển cơng nghệ sáng tạo Thực sách công nghiệp phù hợp để tăng cường mối liên kết chặt chẽ khu vực kinh tế nước khu vực có vốn đầu tư trực tiếp nước ngồi (FDI), đặc biệt có biện pháp hỗ trợ doanh nghiệp khởi nghiệp số doanh nghiệp hoạt động hiệu lĩnh vực ứng dụng, phát triển công nghệ, công nghệ, công nghiệp hỗ trợ gắn với chuỗi giá trị toàn cầu; thúc đẩy hợp tác hiệu Nhà nước, khu vực doanh nghiệp trường đại học công nghệ để thúc đẩy phát triển số ngành chọn lọc, đặc biệt công nghệ thông tin Trước hết, phải xác định hướng công nghệ, ngành công nghệ công nghiệp mà Việt Nam cần ưu tiên phát triển trung hạn dài hạn để đón đầu xu hướng cơng nghệ giới (dựa trí tuệ ảo, kỷ nguyên số, internet vạn vật); đổi việc xác định nhiệm vụ khoa học, công nghệ cấp quốc gia phù hợp với xu hướng phát triển nghiên cứu liên ngành xuyên ngành sinh học, vật lý học, kỹ thuật số Chuyển dịch trọng tâm sách khoa học cơng nghệ, từ chỗ đầu tư cho hoạt động nghiên cứu - triển khai (R&D) chủ yếu sang trọng đầu tư cho thương mại hóa kết R&D; lấy doanh nghiệp trung tâm hệ thống đổi sáng tạo quốc gia Tập trung nâng cao lực hấp thụ cơng nghệ doanh nghiệp; dành kinh phí thỏa đáng cho nhập làm chủ công nghệ tiên tiến giới Tập trung đầu tư cho nghiên cứu ứng dụng để nhanh chóng nâng cao lực cơng nghệ nước, trình độ thiết kế, chế tạo, ứng dụng công nghệ ngành, lĩnh vực ưu tiên Trong điều kiện nguồn lực hạn hẹp, sách hỗ trợ khởi nghiệp khơng nên dàn trải hoạt động khởi nghiệp chung để tăng số lượng doanh nghiệp khởi kinh doanh, mà quan trọng cần tập trung cho doanh nghiệp khởi nghiệp đổi sáng tạo có tiềm tăng trưởng cao Trong việc thực Cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 Việt Nam cần khai thác triệt để kênh hợp tác hội nhập quốc tế, thống quan điểm, kế hoạch hành động chung với quốc gia, tổ chức quốc tế khu vực giới, nắm bắt hội, vượt qua thách thức để phát triển bền vững, thu hẹp khoảng cách phát triển quốc gia tạo điều kiện cho người dân tiếp cận bình đẳng, hưởng lợi từ thành cách mạng công nghiệp, tăng trưởng bền vững IV SỰ CẦN THIẾT, THỰC TRẠNG VÀ TIỀM NĂNG ÁP DỤNG HĨA HỌC XANH TRONG CƠNG NGHIỆP HĨA CHẤT 4.1 Sự cần thiết, thực trạng Hóa học xanh cơng nghiệp hóa chất Sự hình thành phát triển hóa học xanh hay hóa học bền vững xuất phát từ nhu cầu thực tế Ngay từ năm 1850, thành tích đạt hóa học, đặc biệt quy mô công nghiệp, thường để lại hậu lớn có hại cho mơi trường Đơi khi, khơng phải đơn giản sản phẩm hóa học sản xuất gây hại cho môi trường mà trình sản xuất, thao tác, xử lý sản phẩm có độ rủi ro cao hình thành chất thải hóa học khó để loại bỏ Xuyên suốt lịch sử, loài người phải sống với độc hại ô nhiễm thường xuyên, thời gian gần trang bị kiến thức để hiểu nguyên nhân hậu chúng Đặc biệt, phải đến tai nạn khủng khiếp ngành sản xuất hóa chất xảy Bohpal, Ấn Độ năm 1984, Liên Hiệp Quốc đề hiệu “phát triển bền vững” (1987) Từ đầu năm 60 kỷ trước, tiêu chuẩn luật môi trường phát triển mạnh theo hướng tăng kinh phí hình phạt, hạn chế việc sử dụng loại hóa chất độc hại Công chúng yêu cầu biết thêm thông tin loại hóa chất mà họ gặp phải đời sống Kết là, ngành công nghiệp phải đối mặt với áp lực lớn, không việc giảm phát thải hóa chất độc hại vào mơi trường cịn phải giảm sử dụng hóa chất độc hại nói chung Điều trở thành động lực mạnh mẽ cho cho ngành cơng nghiệp hóa chất phải tìm thay thế, nâng cấp Những năm gần đây, Hóa học xanh đóng vai trị chủ đạo việc phát triển, nhận biết vấn đề liên quan đến mơi trường Qua ứng dụng ngun tắc hóa học khoa học phân tử, người ta thấy vai trị Hóa học xanh phát triển bền vững cần thiết Để thực điều hóa học phải đồng thời đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế mục tiêu môi trường qua việc áp dụng nguyên tắc khoa học Trong ngành cơng nghiệp hóa chất, nội dung Hóa học xanh áp dụng vào lĩnh vực sau đây: - “Xúc tác xanh”: Xúc tác có vai trị thiết yếu q trình hóa học Nó thúc đẩy phản ứng hóa học diễn nhanh với tính chọn lọc cao hơn, tiêu thụ lượng so với trường hợp thơng thường Ngày nay, xúc tác góp phần quan trọng cho ngành cơng nghiệp xanh, khơng thay phần chất tham gia phản ứng làm cho trình diễn hiệu (hiệu suất chuyển hóa cao hơn) mà cịn giảm tác động xấu tới mơi trường giảm chi phí cho q trình sản xuất hóa chất Xúc tác xanh sử dụng bao gồm xúc tác dị thể, đồng thể, xúc tác ánh sáng đặc biệt xúc tác sinh học (sử dụng enzym làm xúc tác cho phản ứng hóa học) Xu hướng sử dụng xúc tác độc, hoạt tính cao rẻ tiền áp dụng thành công lĩnh vực tổng hợp xanh Ví dụ: xúc tác sắt thay cho ruteni; sử dụng zeolit hạt nano làm xúc tác cho nhiều trình chuyển hóa ngành chế biến dầu, khí… Tiềm to lớn xúc tác từ tự nhiên enzym cho tổng hợp hữu ngày công nhận Thông thường, xúc tác sinh học làm cho tốc độ phản ứng cao chọn lọc nhiều so với xúc tác hóa học Vì vậy, sử dụng xúc tác sinh học tổng hợp hữu hướng phát triển mạnh đầy tiềm Ví dụ sử sụng men cytochrom P450 monooxynase phản ứng dehydro hóa, dehalogen hóa khử, isome hóa…; men nitrilase để thủy phân hợp chất nitril, chuyển thẳng nitril thành axit carboxylic…Nói chung, enzym trở thành công cụ quan trọng trình tổng hợp xanh, đặc biệt lĩnh vực tổng hợp hóa dược cơng nghiệp thực phẩm - “Dung môi xanh”: Việc sử dụng dung môi cơng nghiệp hóa chất ngành cơng nghiệp khác lớn đa dạng nên ảnh hưởng khơng nhỏ tới mơi trường cộng đồng Hóa học xanh khuyến cáo thay sử dụng dung môi hữu truyền thống dung môi thân thiện với mơi trường độc, an tồn (về cháy, nổ), bay hơi…; loại bỏ dung mơi làm suy giảm tầng ozon (các hợp chất CFC); sử dụng dung môi nước dung môi siêu tới hạn (supercritical solvent) CO2 Một dạng dung môi giới thiệu chất lỏng ion (ionic liquid), không bay hơi, thay loại dung 10 môi phân tử tổng hợp hóa học Những dung mơi thường dạng lỏng nhiệt độ thường cấu tạo hoàn tồn từ ion hữu Ngồi ra, Hóa học xanh cịn khuyến khích sử dụng q trình hóa học khơng sử dụng dung mơi - “Q trình xanh”: Q trình xanh qui trình cơng nghệ giảm thiểu tác động sản xuất đến môi trường mức cao tạo sản phẩm sạch, an tồn, thân thiện với mơi trường chất lượng tốt Các qui trình cơng nghệ xanh đánh giá số môi trường E (Environmental Factor) Giá trị E thể lượng chất thải sinh q trình, kể dung mơi hao hụt Trong ngành hóa học, q trình xanh áp dụng tất lĩnh vực: hóa hữu cơ, vơ cơ, sinh hóa, hóa phân tích hóa lý bao hàm: + Quá trình tổng hợp xanh (Green synthesis) + Q trình sinh tổng hợp mơ q trình sinh học (Bio-inspired processes) + Thiết kế ngành hóa chất an tồn (Designing safer chemical) Q trình tổng hợp xanh hướng tìm phản ứng nhằm tạo tối đa sản phẩm mong muốn tối thiểu sản phẩm phụ, thiết kế sơ đồ thiết bị phản ứng cho đơn giản hóa q trình sản xuất, tìm kiếm sử dụng dung môi thân thiện với môi trường sinh thái Khi thiết kế phản ứng hóa học theo nguyên tắc ngành hóa chất xanh, nhà hóa học phải đặc biệt ý đến mối nguy hại mà hóa chất gây cho sức khỏe hay cho môi trường trước định sử dụng phản ứng, hay tạo sản phẩm hóa học Nói cách khác, họ cần phải coi mối nguy hại mà chất gây thuộc tính cần xem xét bên cạnh thuộc tính hóa lý khác, phải lựa chọn chất gây mức nguy hại tối thiểu Với q trình chuyển hóa hóa học nào, cần phải đánh giá tính độc hại tất các hợp chất sản sinh tất nguyên liệu ban đầu chất tham gia phản ứng Đó nội dung áp dụng chất phản ứng chế tổng hợp q trình xanh ngành cơng nghiệp hóa chất - “Sản phẩm xanh”: Sản phẩm xanh sản phẩm tác động đến mơi trường có hại cho sức khỏe người Sản phẩm xanh hình thành hình thành phần từ thành phần tái chế, sản xuất theo cách tiết kiệm lượng Nói cách khác, sản phẩm xanh sản phẩm thân thiện với môi trường Chúng tạo bằng: + Kỹ thuật xanh (Green engineering) + Khoa học nano (Nanoscience) 11 + Thiết kế sản phẩm bền vững (Sustainable product design) Trong đó, việc áp dụng kỹ thuật xanh ngành công nghiệp hóa chất quan trọng cần đáp ứng 12 nguyên tắc Anastas Kỹ thuật xanh phát triển thương mại hóa quy trình cơng nghiệp có tính khả thi kinh tế giảm nguy ô nhiễm cho sức khỏe người môi trường Khoa học nano ngành nghiên cứu tạo sản phẩm nano (kích thước 100 nanomet) Các tính chất độc đáo vật liệu nano có lợi việc khắc phục, phịng ngừa nhiễm sử dụng hiệu tài nguyên Tuy nhiên, đóng góp lớn Hóa học xanh chiến lược sản xuất thông qua khoa học nano để tạo qui trình, sản phẩm xanh Xu hướng phát triển Hóa học xanh áp dụng nhiều ngành sử dụng nhiều hóa chất dược phẩm, thực phẩm đồ uống, mỹ phẩm, đóng gói, quần áo, đồ điện tử lĩnh vực xây dựng Ngành cơng nghiệp hố chất gặp phải thách thức lớn môi trường, khiến cần có đổi định hướng phát triển Hoá học xanh hướng đổi quan trọng để giúp không gặp lại sai lầm khứ Trên thực tế, việc áp dụng nguyên lý thân thiện môi trường Hố học xanh góp phần giúp cơng nghiệp hố chất theo hướng phát triển bền vững, mang lại lợi ích tích cực kinh tế, môi trường xã hội cho nhân loại Cơ quan Bảo vệ môi trường Mỹ (EPA) tổng kết hiệu Hóa học xanh mang lại nước từ năm 1996 đến 2002, kết trung bình hàng năm Mỹ loại bỏ 800.000 hóa chất độc hại, có chất phá hủy tầng ozon chlorofluorocarbon (CFC) chất độc tồn lưu lâu; giảm 650 triệu gallon dung môi hữu cơ; giảm 90.000 tỷ đơn vị lượng tiêu thụ, 430 ngàn CO thải vào khơng khí 19 triệu phế thải độc hại xử lý hay tái sinh Ngày nhiều cơng ty sản xuất hố chất nhận thức tầm quan trọng Hoá học xanh phát triển bền vững cho hoạt động sản xuất kinh doanh Họ hiểu rõ nguyên tắc ngăn ngừa hình thành phế thải tốt xử lý loại bỏ phế thải sau tạo Để đáp ứng yêu cầu xu hướng thời kỳ mới, nhiều hội nghị khoa học quốc tế tổ chức, đề cập đến thách thức phát triển bền vững ngành công nghiệp hố chất Trong đó, người ta xác định vấn đề giáo dục nâng cao nhận thức phát triển bền vững, tạo điều kiện phát triển cơng nghệ có khả áp dụng Hố học xanh cơng nghệ thân mơi trường, phát triển quy trình hố học có khả sử dụng nguyên liệu thay với giá thành thấp, thay cho nguyên liệu hoá thạch cạn kiệt, đồng thời tiếp tục giảm định mức tiêu 12 hao nguyên liệu lượng sản xuất Trong cơng nghiệp hóa chất, sản xuất sản phẩm phục vụ nơng nghiệp (phân bón, thuốc bảo vệ thực vật), sản xuất hóa dược cơng nghiệp thực phẩm ngành dễ tạo chất độc hại chất thải gây nhiễm mơi trường Vì nước phát triển, Hóa học xanh áp dụng mang lại kết khả quan lĩnh vực Các nguyên lý Hóa học xanh vận dụng để thiết kế lại thiết kế qui trình sản xuất theo hướng giảm thải tăng hiệu kinh tế sản xuất Nghiên cứu khoa học (bao gồm nghiên cứu qui trình cơng nghệ thiết kế dây chuyền, thiết bị sản xuất) lĩnh vực trước việc áp dụng Hóa học xanh Trong thời gian gần đây, nhiều cơng trình nghiên cứu theo hướng thành cơng áp dụng vào sản xuất, góp phần giảm thiểu chất gây ô nhiễm, sử dụng tiết kiệm nguyên liệu lượng Ví dụ: hóa xúc tác lĩnh vực nghiên cứu đầy hứa hẹn, có tác dụng đẩy nhanh tốc độ phản ứng hóa học, từ giảm lượng sản phẩm phụ khơng cần thiết giảm lượng chất thải độc hại, qua tiết kiệm nguyên liệu lượng Một số lĩnh vực khác phát triển mạnh mẽ công nghệ nano, động siêu nhỏ, hóa phân tích ngành độc học môi trường (ecotoxicology) Tại Pháp, theo dự báo 10 năm tới, Hóa học xanh chiếm tới 30% sản lượng cơng nghiệp hóa chất so với 10% 4.2 Tiềm áp dụng hóa học xanh ngành cơng nghiệp hóa chất Việt Nam Ngành cơng nghiệp hóa chất Việt Nam cịn chậm phát triển so với nước công nghiệp khác Các sản phẩm hóa học cịn ít, đặc biệt hợp chất hữu chủ yếu chưa sản xuất Tuy nhiên thời gian tới, ngành chế biến dầu khí cung cấp nguyên liệu cho tổng hợp hữu cơ, với mục tiêu cơng nghiệp hóa, đại hóa kinh tế, ngành sản xuất hóa chất phát triển nhanh Đặc điểm chung ngành cơng nghiệp hóa chất nước ta công nghệ thiết bị sản xuất cũ, lạc hậu, thiếu giải pháp đảm bảo để xử lý nhiễm từ khí thải, nước tải rác thải (trừ số nhà máy đầu tư xây dựng thời gian gần đây) Do vậy, ô nhiễm mơi trường hoạt động sản xuất hóa chất nghiêm trọng Mặt khác, nhận thức bảo vệ môi trường sinh thái người quản lý, sản xuất cộng đồng hạn chế Từ lý trên, việc áp dụng nguyên tắc nội dung Hóa học xanh vào ngành cơng nghiệp hóa chất Việt nam cần thiết cấp bách Ở Việt Nam, hồn cảnh kinh tế cịn khó khăn nên thời gian qua chưa có điều kiện xây dựng Chương trình Hóa học xanh Tuy nhiên, nhận thức tác hại vấn đề ô nhiễm môi trường sức khỏe cộng đồng nên thời 13 gian gần đây, Chính phủ Việt Nam cho phép xây dựng số chương trình, đề án nghiên cứu, ứng dụng KHCN vào thực tiễn nhằm giảm nguy ô nhiễm chất độc hại tới môi trường Ví dụ: Chương trình sản xuất hơn, Chương trình tiết kiệm lượng, Đề án “Phát triển nhiên liệu sinh học đến năm 2015, tầm nhìn đến năm 2025”, Đề án “Phát triển ngành công nghiệp môi trường đến năm 2015, tầm nhìn đến năm 2025”, Đề án “Phát triển ứng dụng công nghệ sinh học lĩnh vực cơng nghiệp chế biến đến năm 2020”… Ngồi chương trình, đề án Quốc gia, Nhà nước ta cịn tham gia với tư cách thành viên thức tổ chức bảo vệ môi trường Nghị định thư Montreal chất làm suy giảm tầng ozon, Nghị định thư Kyoto kiểm sốt khí thải nhà kính chống biến đổi khí hậu… Nhà nước thường xuyên tổ chức cử cán tham gia Hội nghị quốc tế liên quan đến vấn đề bảo vệ môi trường Cụ thể đây, ngày 25/5/2011, Hội nghị bàn tròn Quốc gia lần thứ sản xuất tiêu thụ bền vững Bộ Tài nguyên Môi trường phối hợp với bộ, ngành tổ chức Nha Trang với nội dung bàn giải pháp kỹ thuật sử dụng hiệu tài nguyên sản xuất hơn, mô hình cộng đồng bền vững xanh hóa cơng nghiệp Nội dung chương trình, đề án hay hội nghị bao hàm nguyên tắc, nội dung Hóa học xanh Như vậy, nói rằng, Việt Nam chưa có Chương trình Hóa học xanh triển khai áp dụng số tiêu chí Hóa học xanh Về nghiên cứu, có nhiều cơng trình KHCN triển khai theo hướng Hóa học xanh Có thể kể số ví dụ: Nghiên cứu sử dụng CO2 siêu tới hạn để tách loại tinh dầu quí tiến hành Viện Hóa học Cơng nghiệp Việt Nam, Viện Dược liệu ; nghiên cứu công nghệ gia công thuốc BVTV sử dụng dung môi nước thay dung môi hữu không dùng dung môi; nghiên cứu tổng hợp Biodiesel sinh học từ nguồn nguyên liệu phế thải; nghiên cứu tổng hợp nhiều hợp chất hữu theo hướng Hóa học xanh, sử dụng lị vi sóng (microway) nhóm tác giả Đại học KHTN- Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh; nghiên cứu tổng hợp xúc tác kích thước nano, ứng dụng tổng hợp hữu chế biến dầu khí; nghiên cứu tổng hợp sử dụng số dược phẩm, phụ gia thực phẩm hóa chất phục vụ nông nghiệp từ nguồn nguyên liệu thiên nhiên sẵn có Việt Nam…Có thể nói, đến 10 năm qua, cơng trình nghiên cứu cấp Nhà nước, cấp Bộ, cấp sở cho kết khả quan vấn đề liên quan đến Hóa học xanh Tuy nhiên, việc áp dụng kết nghiên cứu vào thực tiễn hạn chế Trong lĩnh vưc sản xuất, nhiều cơng trình, đề tài, sáng kiến cải tiến cơng nghệ, thiết bị theo hướng Hóa học xanh (giảm ô nhiễm môi trường, tiết kiệm 14 nguyên vật liệu, tiết kiệm lượng ) áp dụng thành công, đem lại hiệu kinh tế - xã hội cho đất nước Về giáo dục, nâng cao nhận thức bảo vệ môi trường sức khỏe cộng đồng, nước ta triển khai nhiều hoạt động có ý nghĩa Tuy nhiên, việc tổ chức giáo dục, tuyên truyền cách hệ thống từ trường học đến quan cộng đồng dân cư chưa bản, sách nỗ lực quan quản lý chuyên ngành chưa cao Một phần khách quan kinh phí hạn hẹp, chủ quan, chưa tích cực, kiên trì, nhận thức chưa nghiêm túc, chưa xây dựng kế hoạch chiến lược lâu dài cụ thể Do vậy, kết chưa đáp ứng yêu cầu phát triển Hóa học xanh Tiềm ứng dụng Hóa học xanh thời gian tới: Rất nhiều nguyên tắc vấn đề Hóa học xanh không Quốc gia hay khu vực mà trở thành vấn đề toàn cầu Chúng khơng đơn đóng khung phịng thí nghiệm hay dự án nghiên cứu riêng lẻ mà liên quan đến vấn đề lớn thay đổi khí hậu tồn cầu, sử dụng hiệu lượng, quản lý nguồn tài nguyên thiên nhiên Nguyên nhân làm cho Hóa học xanh hưởng ứng áp dụng rộng rãi tồn giới đường dẫn đến phát triển kinh tế bảo vệ môi trường bền vững Ở Việt Nam thời gian qua, có nhiều hoạt động có kết liên quan đến Hóa học xanh, để vấn đề phát triển cách đồng bộ, lâu dài hiệu cần số giải pháp đồng từ Chính phủ tới người dân, từ quan quản lý đến doanh nghiệp, từ viện nghiên cứu đến trường học, với phạm vi áp dụng bao trùm lên tất ngành công nghiệp nước Cụ thể: - Xây dựng chương trình trọng điểm Quốc gia Hóa học xanh Nội dung chương trình dựa ngun tắc Hóa học xanh phạm vi hoạt động bao trùm lên lĩnh vực: quản lý, nghiên cứu, cải tiến công nghệ, thiết bị, ứng dụng, sản xuất, giáo dục, đào tạo, tuyên truyền… Mỗi lĩnh vực có kế hoạch xây dựng mục tiêu nội dung phục vụ cho chương trình Thời hạn kéo dài (10÷20) năm tiếp tục - Thành lập trung tâm nghiên cứu Hóa học xanh viện nghiên cứu, trường Đại học Sau từ trung tâm xây dựng mạng lưới xuống cấp địa phương - Xây dựng kế hoạch chương trình giáo dục, tuyên truyền Hóa học xanh, đưa nội dung Hóa học xanh vào trường đào tạo sinh viên, dạy nghề ngành hóa - Nhà nước cấp kinh phí hàng năm, địa phương thành lập quỹ cấp kinh phí cho hoạt động liên quan đến Hóa học xanh Tổ chức thi, xét thưởng cho hoạt động có hiệu - Rất nhiều cơng trình nghiên cứu cơng nghệ thỏa mãn nhu cầu hóa học xanh tồn tại, phải tạo hội để triển khai áp dụng chúng vào thực tế nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường nâng cao hiệu kinh tế Có chế khuyến khích chuyển giao kết nghiên cứu 15 phịng thí nghiệm qui mơ pilot hóa học xanh viện, trường tiến hành cho doanh nghiệp - Nhà nước khuyến khích thực chương trình Hóa học xanh thơng qua hình thức hỗ trợ sách, vốn đầu tư chế ưu tiên khác V LIÊN HỆ TẠI ĐƠN VỊ Cơng ty TNHH MTV Hóa chất 99 đơn vị giao nhiệm vụ sản xuất sản phẩm kinh tế Trong công ty, số dây chuyền xử lý hóa chất cơng nghiệp ứng dụng rộng rãi, việc ứng dụng hiệu 12 nguyên tắc Hóa học xanh vào thực tế cơng ty chiếm vai trị quan trọng, với tiêu chí quy định rõ ràng, cụ thể: - Đảm bảo điều kiện làm việc an toàn, thúc đẩy tiếp cận bình đẳng cho phụ nữ nam giới cấp độ, thúc đẩy hội việc làm, bảo đảm riêng tư an toàn cho người lao động - Cung cấp sản phẩm chất lượng làm ngun vật liệu an tồn, khơng độc hại với giá hợp lý; thực nghiên cứu phát triển nhằm mục đích thương mại hóa sản phẩm sáng tạo hữu ích theo thời gian - Cung cấp giáo dục, đào tạo nguồn cung cấp nhằm mục đích tạo nguyên liệu tốt an toàn hơn; - Thực hiện, tham gia chương trình phát triển cộng đồng phát triển khu vực, tập trung vào khu vực nơi nhà máy đóng quân, sản xuất - Đảm bảo mua nguyên liệu an tồn mơi trường xã hội Tránh đảo lộn đa dạng sinh học Đảm bảo quy trình sản xuất không ô nhiễm Cuối cùng, tạo sản phẩm quy trình sản xuất thân thiện với mơi trường tối đa, với trọng tâm hướng tới việc tình nguyện tham gia quy trình Hóa Học Xanh, coi tham gia phần vào sách Công ty 16 TÀI LIỆU THAM KHẢO Phan Thanh Sơn Nam, Hóa học xanh tổng hợp hữu cơ, Nhà xuất Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, 2014 Phùng Hà, Phạm Ngọc Thảnh, Vụ Cơ khí, Luyện kim Hóa chất/ Bộ Cơng nghiệp, “Hóa học xanh”, https://hoahocxanh.com http://tm.net.vn/Tin-tuc/HOA-HOC-XANH-TUONG-LAI-PHAT-TRIENCUA-CONG-NGHIEP-HOA-CHAT-523.html 17 ... TRẠNG VÀ TIỀM NĂNG ÁP DỤNG HĨA HỌC XANH TRONG CƠNG NGHIỆP HĨA CHẤT 4.1 Sự cần thiết, thực trạng Hóa học xanh cơng nghiệp hóa chất Sự hình thành phát triển hóa học xanh hay hóa học bền vững xuất phát. .. thành phẩm Hóa học xanh tìm cách giảm thiểu ngăn ngừa nhiễm từ nguồn gốc Mục tiêu hóa học xanh mục tiêu có tính chất khoa học hướng tới phát triển bền vững Khái niệm phát triển bền vững thu hút... thơng qua vào năm 990 Trong nội dung tiểu luận này, tơi trình bày số nghiên cứu, tìm hiểu với Chủ đề ? ?Hóa học xanh phát triển bền vững? ?? I KHÁI NIỆM Bảo vệ môi trường phát triển bền vững có tầm