녹색 화학의 12가지 원칙
녹색 화학이란 무엇인가?
녹색 화학의 목표는 화학 물질이 인체 건강에 미치는 영향을 줄이고 환경 오염을 사실상 근절하는 것입니다. 녹색 화학은 반응 매체에 대해 보다 지속 가능한 대안을 모색하는 동시에, 반응 속도를 높이고 반응 온도를 낮추기 위해 노력합니다.
녹색 화학의 12가지 원칙은 1991년 폴 T. 아나스타스와 존 C. 워너에 의해 제정되었습니다. 이 원칙들은 ‘위험 감소’와 ‘환경 발자국 최소화’로 분류될 수 있습니다. 녹색 화학은 실험실에서 발생하는 일반적인 환경 문제를 해결하기 위해 혁신적인 과학적 해결책을 적용합니다.
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12가지 원칙 및 제품 예시
1. 예방
폐기물이 발생한 후에 처리하거나 청소하는 것보다 미리 예방하는 것이 더 낫습니다.
2. 원자 효율성
합성 방법은 공정에서 사용되는 모든 물질이 최종 제품에 최대한 많이 포함되도록 설계되어야 합니다.
예시: 재설계된 제품 XPhos
3. 유해성이 낮은 화학 합성
실현 가능한 한, 합성 방법은 인체 건강과 환경에 독성이 거의 없거나 전혀 없는 물질을 사용하고 생성하도록 설계되어야 한다.
4. 더 안전한 화학물질 설계
화학 제품은 독성을 최소화하면서 원하는 기능을 발휘할 수 있도록 설계되어야 합니다.
5. 더 안전한 용매 및 보조 물질
보조 물질(예: 용매, 분리제 등)의 사용은 가능한 한 불필요하게 해야 하며, 사용 시에는 무해해야 한다.
예: 친환경 용매
6. 에너지 효율을 고려한 설계
화학 공정의 에너지 요구량은 환경적 및 경제적 영향을 고려하여 파악되어야 하며, 이를 최소화해야 한다. 가능하다면 합성 방법은 상온 및 상압 조건에서 수행되어야 한다.
예: 특정 항체, 효소 등
7. 재생 가능한 원료의 사용
기술적·경제적으로 실현 가능한 경우, 원료는 고갈되는 자원보다는 재생 가능한 자원을 사용해야 한다.
예: 바이오 기반 용제
8. 유도체 생성을 줄인다
불필요한 유도체화(차단기 사용, 보호/탈보호, 물리적·화학적 공정의 일시적 수정)는 추가 시약이 필요하고 폐기물을 발생시킬 수 있으므로, 가능한 한 최소화하거나 피해야 합니다.
9. 촉매 반응
촉매 시약(가능한 한 선택성이 높은 것)은 화학량론적 시약보다 우수하다.
예: 특정 전이금속 촉매
10. 분해를 고려한 설계
화학 제품은 그 기능을 다한 후 무해한 분해 산물로 분해되어 환경에 잔류하지 않도록 설계되어야 합니다.
예: 생분해성 계면활성제
11. 오염 방지를 위한 실시간 분석
유해 물질이 생성되기 전에 공정 중 실시간 모니터링 및 제어가 가능하도록 분석 방법을 더욱 발전시켜야 한다.
12. 사고 예방을 위한 본질적으로 안전한 화학
화학 공정에서 사용되는 물질 및 물질의 형태는 누출, 폭발, 화재 등 화학 사고 발생 가능성을 최소화할 수 있도록 선정해야 한다.