HOME
|
Pḥng Ngừa Ô Nhiễm:
Chiến Lược Tối Ưu Cho Phát Triển Toàn Cầu
Mai Thanh Truyết
|
 |
Trong ṿng một thập niên trở lại đây, ở các quốc gia hậu kỹ nghệ, phong trào Hóa học Xanh (Green Chemistry) đă được các nhà khoa học đưa lên hàng đầu trong việc giải quyết ô nhiễm và băo vệ môi trường. Mục tiêu nầy do Hội Đồng LHQ về Môi sinh và Phát triển đề ra qua Nghị tŕnh 21 là: Tạo dựng tăng trưởng kỹ nghệ, Cân bằng môi sinh, và Tiến bộ xă hội. Đây là ba nguyên căn bản để có thể xây dựng được một sự phát triển bền vững cho toàn cầu. Một trong những biện pháp để tiến tới mục tiêu trên là làm thế nào để pḥng ngừa ô nhiễm. Từ suy nghĩ nầy, phong trào hóa học xanh ngày càng phát triển mạnh và được xem như là một biện pháp hữu hiệu nhất hiện tại để giải quyết các vấn nạn môi trường.
Hàng năm có rất nhiều Hội nghị ở cấp quốc gia và quốc tế về vấn đề trên qua những chương tŕnh kỹ thuật nhất là ở các đại hôi của Hội Hóa học Hoa Kỳ (American Chemical Society – ACS). Nhiều tạp chí khoa học khác đều có những ấn bản đặc biệt liên quan đến Hóa học Xanh như tạp chí Nghiên cứu Khoa học và Hạch toán Hóa học (Scientific Research & Accounts of Chemical). Riêng tại Anh Quốc, Hội Hoá học Hoàng gia đă phát hành từ 4 năm qua tạp chí Hóa học Xanh.
Một số viện đại học trên thế giới cũng đă thành lập phân khoa riêng cho môn Hóa học Xanh nầy. Viện Hóa học Xanh thuộc Hội Hóa học Hoa Kỳ đă đóng góp rất nhiều khóa huấn luyện cho sinh viên và các nhà nghiên cứu khắp nơi trên thế giới. Và công nghệ Hóa học Xanh đă ra đời cũng như đă được xem như là một công nghệ chiến lược cho phát triển bền vững toàn cầu.
Hiện tại, trên thế giới đă có nhiều Viện hay Trung tâm nghiên cứu đă được thành h́nh ở Anh Quốc, Ư, Nhật Bổn, Hoa Kỳ , và Uùc Châu. Có thể nói hầu hết các nhà hóa học trên thế giới đều được biết qua thông tin về Hóa học Xanh ngày nay.
Hóa học Xanh hay Hóa học Bền vững
Hóa học Xanh c̣n được gọi là Hóa học Bền vững đă được Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (US EPA) đề xướng lần đầu tiên với mục đích để pḥng ngừa ô nhiễm nhằm truy t́m những biện pháp giải quyết, sáng kiến kỹ thuật tối ưu hơn là đặt trọng tâm vào việc quản lư và xử lư các chất thải rắn, lỏng, và khí từ kỹ nghệ.
Trên 12 nguyên tắc căn bản để thực hiện công nghệ hóa học bền vững, công nghệ sinh học và siêu vi (nano) là hai công nghệ được áp dụng nhiều nhất trong các quy tŕnh sản xuất và chế biến hóa chất. Điểm đặc sắc của hai công nghệ nầy là làm cho môi trường rất ít hay không bị ô nhiễm.
Vấn đề cấp bách được đặt ra là làm thế nào để cho tất cả các quốc gia trên thế giới được cập nhật thông tin và áp dụng những công nghê mới khám phá sau nầy. Nếu không cuộc cách mạng xanh chỉ có thể xảy ra ở những quốc gia hậu kỹ nghệ và vấn nạn ô nhiểm toàn cầu vẫn chưa được giải quyết đúng đắn.
Trong kỳ Hội nghị Thượng đỉnh LHQ về Phát triển Bền vững tại Johannesburg năm 2002, GS Jurgen Metzger thuộc đại học Oldenburg (Đúc) có nêu lên những tiến bộ của thế giới trong việc ứng dụng Nghị tŕnh 21 vào chính quốc như việc xử dụng hóa chất an toàn cũng như lưu tâm nhiều đến sức khỏe của con người và môi trường. Đây chính là một đóng góp lớn của các công ty sản xuất hóa chất trên thế giới. Công ty Dow Chemical (Hoa Kỳ) là một công ty sản xuất hóa chất lớn nhất thế giới đă giảm được sự thải hồi thán khí (CO2) trong các quy tŕnh sản xuất từ 28,1 triệu tấn cho năm 1994 xuống c̣n 26,1 triệu tấn năm 2002.
Sau cùng GS Metzger đă đề nghị Viễn kiến 2020 với một mục tiêu rơ ràng là giăm thiểu 30% năng lượng so với năm 2002 trong các công nghệ sản xuất hóa chất toàn cầu. Và Oâng cũng đă tiên liệu sẽ có 25% hóa chất hữu cơ sẽ được sản xuất từ các nguồn nguyên liệu tái sinh.
Tuy nhiên, Oâng cũng đưa ra một nghi vấn là sẽ rất khó để cho toàn thế giới áp dụng các kỷ năng mới nầy cũng như “sự ù ĺ” của một số đại công ty vẫn c̣n muốn đi theo lề lối cũ trong kỹ nghệ như xử dụng nguồn hóa dầu để sản xuất ra sản phẩm hóa học khác hơn là áp dụng nguồn nguyên liệu tái sinh…
Chất dẽo tổng hợp từ thực vật
Một trong những việc làm đáng ca ngợi của công ty Cargill Dow thuộc nhóm Nature Works là đă thành công trong việc sản xuất chất dẽo (plastic) từ trái bắp. Có thể nói đây là một cuộc cách mạng xanh lớn nhất vào đầu thế kỷ 21 nầy. Polylactic acid hay PLA là một loại chất dẽo thực vật có được từ việc tổng hợp đường dextrose trong trái bắp. Phát minh nầy đă được giải thưởng Presidential Green Chemistry Challenge năm 2002. Loại plastic “bắp” nầy có thể áp dụng trong các kỹ nghệ như quần áo, khăn, thảm, bao b́ cho thực phẩm và nhiều ứng dụng khác trong nông nghiệp. Cũng theo Cargill Dow th́ việc sản xuất chất dẽo trong điều kiện trên sẽ giăm thiểu được 20 đến 50% năng lượng xử dụng so với việc sản xuất theo quy tŕnh chất dẽo hiện tại.
Công ty nầy hiện ở Blair, Nebraska đă bắt đầu sản xuất 140.000 tấn /năm từ năm 2002 và dự kiến tăng lên 500.000 tấn vào năm 2006.
EPA Hoa Kỳ đă tổng kết tất cả các thành quả của Hóa học xanh tại nước nầy từ năm 1996 đến 2002, là trung b́nh hàng năm , Hoa Kỳ đă:
• Loại bỏ 800.000 tấn hóa chất trong đó có Chlorofluorocarbon (CFC)(Chất làm vỡ từng ozone của bầu khí quyển), hợp chất hữu cơ nhẹ, độc hại và không bị sinh thoái hóa;
• Giăm 650 triệu gallon dung môi hữu cơ;
• Giăm 138 tỷ gallon nước dùng trong việc sản xuất các kỹ nghệ dệt, phim ảnh, chất bán dẫn;
• Giăm được 90.000 tỷ đơn vị năng lượng tiêu thụ Btu và 430.000 tấn thán khí (CO2) thải hồi vào không khí;
• Giải quyết được 19 triệu tấn phế thải độc hại đă được xử lư hay tái sinh.
Cản ngại trong việc chuyển đổi quy tŕnh sạch
Đứng trên căn bản lợi nhuận, việc chuyển đổi các quy tŕnh cổ điển qua quy tŕnh sạch thích hợp với tiến tŕnh toàn cầu hóa là một việc không dễ dàng. V́ thế, tích cách “bảo thủ trong sản xuất” là một trong những cản ngại căn bản cho việc chuyển đổi nầy.
Lấy một thí dụ trong kỹ nghệ dược phẩm. Theo ước tính, nếu một công ty trong kỹ nghệ nầy đă nghiên cứu thành công dây chuyền sản xuất sạch, th́ trong giai đoạn chuyển tiếp, công ty có thể bị gián đoạn hay giảm 50% sản xuất; từ đó việc mất mức lợi nhuận sẽ phải là những con số đáng kễ mà khó có công ty nào chấp nhận hy sinh được.
Do đó, để giảm bớt tính bảo thủ trên, các công ty, ngoài việc nghiên cứu quy tŕnh sạch cần phải thực hiện song hành với việc nghiên cứu tài chính và thị trường trong công cuộc chuyển đổi nấy.
Những điểm “tối” trong hóa học xanh
Chuyển hóa hóa học hiện tại qua hóa học xanh là một cuộc cách mạng toàn diện, do đó những nhà hoa học và kỹ sư hiện đang gặp phải nhiều khó khăn trong công cuộc chuyển đổi nầy. Lư do là hầu như không có một quy tŕnh dự kiến nào để làm căn bản cho nghiên cứu cả, mà chỉ dựa vào tính sáng tạo cá nhân của những người làm khoa học.
Trên lư thuyết, kinh tế nguyên tử (atom economy) là một nguyên tắc căn bản để thực hiện hóa học xanh đă được GS Burry Trost, đại học Stanford gợi ư vào năm 1991. Dựa theo quan niệm trên, phương pháp tổng hợp nguyên tử sẽ được áp dụng triệt để để hoàn thành sản phẩm sau cùng. Từ đó có thể kiểm soát được lượng “nguyên tử nguyên liệu” và “nguyên tử sản xuất”. Theo nguyên tắc nầy, th́ trong quá tŕnh sản xuất sản phẩm sẽ không có phụ phẩm (by-product). Thí dụ như trong quá tŕnh cổ điển, việc sản xuất thuốc diệt cỏ 2,4,5-T đả sinh sản ra một phụ phẩm nổi tiếng là TCĐ hay Dioxin.
Vấn đề mấu chốt của việc tổng hợp trên là làm thế nào đo lường “nguyên tử nguyên liệu” cho công cuộc tổng hợp. Và đây cũng là điểm đen trong cuộc cách mạng xanh nầy.
Kết luận
Mặc dù vẫn c̣n nhiều trở ngại trong việc chuyển đổi các quy tŕnh sản xuất hóa chất cổ điển ra quy tŕnh sạch, điều không thể chối cải là hóa học xanh hiện nay vẫn là một biện pháp pḥng ngừa ô nhiễm hữu hiệu nhất. Tuy nhiên, nhận thức trên vẫn c̣n nhiều nghi vấn khó mang đến sự đồng thuận của nhiều nhà khoa học trên thế giới.
Câu hỏi được đặt ra là liệu các nguyên liệu đến từ việc chuyển hóa sinh học, hay tái sinh có thể hoàn toàn thay thế được nguyên liệu dầu hỏa hay không? Thán khí và các nguồn khí thải khác có thể được thu hồi và chuyển đổi thành hóa chất khác hay không? Liệu khinh khí (hydrogen) sẽ là một nguồn năng lượng chính trong tương lai? Liệu các hóa chất xử dụng trong nông nghiệp và dược phẩm sẽ là những hóa chất có thể dễ bị sinh thoái hóa (bio-degradable) và không c̣n ảnh hưởng lên môi trường?
Nhiều nhà môi sinh bi quan đă nghi ngờ sự thành công của khái niệm về hóa học xanh và từ đó quy kết là sự phát triển bền vững đúng nghĩa không thể nào thực hiện được và chỉ là mộng tưởng mà thôi.
Ngược lại, những người lạc quan tin tưởng rằng tiến tŕnh phát triển bền vững là một hướng đi, chứ không phải là mục tiêu để đến đích. Và Hóa học Xanh là một cẩm nang căn bản đưa đến việc làm sạch và bảo vệ môi trường.
Nghĩ được như thế, Hóa Học Xanh sẽ là ngón tay chỉ hướng Niết Bàn của Đức Phật Thích Ca trong công cuộc phát triển bền vững toàn cầu.
Mai Thanh Truyết
California 4/2004
