Γιατί ορισμένοι διαλύτες είναι ασφαλέστεροι από άλλους;

24/08/2022

Καθώς τα χημικά έχουν περάσει από το εργαστήριο συνθετικών στη μαζική παραγωγή, πολλοί κλασικοί διαλύτες έχουν παραμείνει ριζωμένοι στο βιομηχανικό status quo. Μια περίπτωση «γιατί να διορθώσω αυτό που δεν έχει σπάσει»;

Ωστόσο, καθώς έχουμε συνειδητοποιήσει περισσότερο τις επιπτώσεις της έκθεσης σε χημικά στην υγεία, καθώς και τις επιπτώσεις στα περιβαλλοντικά συστήματα, έχει γίνει πιο προφανές ότι ο εντοπισμός και η μετάβαση σε λιγότερο επιβλαβείς διαλύτες, όπου είναι δυνατόν, είναι επιτακτική. Λοιπόν, τι κάνει έναν διαλύτη καλύτερο από τον επόμενο;

Η Green Chemistry στοχεύει να αντικαταστήσει τις επικίνδυνες χημικές ουσίες με εναλλακτικές που είναι λιγότερο επιβλαβείς τόσο για τους ανθρώπους όσο και για το περιβάλλον.
Η Green Chemistry στοχεύει να αντικαταστήσει τις επικίνδυνες χημικές ουσίες με εναλλακτικές που είναι λιγότερο επιβλαβείς τόσο για τους ανθρώπους όσο και για το περιβάλλον.

Αρχές Πράσινης Χημείας

Η πράσινη και βιώσιμη χημεία είναι μια συλλογική προσπάθεια που στοχεύει στην παροχή μιας κριτικής ανασκόπησης του πώς και γιατί χρησιμοποιούνται διαφορετικές χημικές ουσίες και διεργασίες - μία από τις βασικές αρχές της είναι η διευκόλυνση του σχεδιασμού ασφαλέστερων χημικών ουσιών. Το πεδίο στοχεύει στην παραγωγή εναλλακτικών διαλυτών, καταλυτών και άλλων βοηθητικών χημικών ουσιών που είναι λιγότερο πτητικά, λιγότερο επιθετικά αντιδραστήρια και ασφαλέστερα για τους ανθρώπους και το περιβάλλον από τις πιο παραδοσιακές επιλογές. 

Οι διαλύτες είναι ζωτικής σημασίας σε πολλές βιομηχανικές διεργασίες, ειδικά στη χημική σύνθεση και κατασκευή, και η εύρεση του κατάλληλου διαλύτη για την εργασία μπορεί συχνά να είναι από μόνη της μια εργασία— πρέπει να ληφθούν υπόψη πολλές μεταβλητές, όπως ο αντίκτυπος στην ανθρώπινη υγεία, η περιβαλλοντική ασφάλεια, η ποιότητα σύνθεσης , βιομηχανικοί περιορισμοί και κόστος. Ωστόσο, καθώς μαθαίνουμε περισσότερα για τις δια βίου επιπτώσεις των χημικών ουσιών, η επιλογή των ασφαλέστερων διαλυτών για τον χώρο εργασίας σας γίνεται πιο σημαντική από ποτέ.

Στην παρασκευή φαρμακευτικών προϊόντων, οι διαλύτες μπορούν συχνά να αντιπροσωπεύουν πάνω από το ήμισυ των υλικών που χρησιμοποιούνται στη διαδικασία.
Στην παρασκευή φαρμακευτικών προϊόντων, οι διαλύτες μπορούν συχνά να αντιπροσωπεύουν πάνω από το ήμισυ των υλικών που χρησιμοποιούνται στη διαδικασία. 

Κατάταξη ασφάλειας

Μια ανάλυση του 2015 από το έργο CHEM21 (Chemical Manufacturing Methods for the 21st Century Pharmaceutical Industries) κατηγοριοποίησε 50 από τους πιο συχνά χρησιμοποιούμενους χημικούς διαλύτες σε τέσσερις ταξινομήσεις: συνιστώμενους, προβληματικούς, επικίνδυνους και άκρως επικίνδυνους. Η κατάταξη έγινε με βάση τα ακόλουθα κριτήρια:

Βαθμολογία ασφαλείας

Η βαθμολογία ασφαλείας μετρά την ικανότητα ενός διαλύτη να προκαλέσει σωματική βλάβη σε ένα άτομο, που καθορίζεται από το σημείο ανάφλεξης —τη θερμοκρασία στην οποία μια οργανική ένωση παράγει αρκετό ατμό για να αναφλεγεί— και τους κωδικούς κινδύνου GHS (H Codes), καθώς και ορισμένες πρόσθετες εκτιμήσεις .

Οι πιο επιβλαβείς διαλύτες θα έχουν σημείο ανάφλεξης χαμηλότερο από -20°C και τους κωδικούς κινδύνου H224 (εξαιρετικά εύφλεκτο υγρό και ατμός), H225 (υψηλά εύφλεκτο υγρό και ατμός) ή H226 (εύφλεκτο υγρό και ατμός). Η πρόσθετη πιθανότητα βλάβης ποσοτικοποιείται με θερμοκρασία αυτοανάφλεξης μικρότερη από 200°C, ικανότητα συσσώρευσης ηλεκτρικού φορτίου (αντίσταση μεγαλύτερη από 108 Ω m), ή την ικανότητα σχηματισμού εκρηκτικών υπεροξειδίων (EUH019).

Οι λιγότερο επιβλαβείς διαλύτες θα έχουν σημείο ανάφλεξης μεγαλύτερο από 60°C, χωρίς κωδικούς H σχετικά με την ευφλεκτότητα, χαμηλή ειδική αντίσταση και υψηλή θερμοκρασία αυτοανάφλεξης.

Βαθμολογία υγείας

Η βαθμολογία υγείας μετρά την ικανότητα ενός διαλύτη να προκαλεί φυσιολογική βλάβη σε ένα άτομο. Αυτό λαμβάνει υπόψη εάν ένας διαλύτης είναι διαβρωτικός, οξεία τοξικός, καρκινογόνος, μεταλλαξογόνος ή τοξικός για την αναπαραγωγή. Όπου δεν είναι διαθέσιμα τοξικολογικά δεδομένα, οι ουσίες βαθμολογούνται με πέντε στα δέκα από προεπιλογή. Οι διαλύτες χωρίς κωδικούς H3XX θεωρούνται γενικά πιο ασφαλείς, αλλά αυτό ισχύει μόνο εάν υπάρχουν επαρκή διαθέσιμα δεδομένα για την επιβεβαίωση αυτού. 

Ορισμένοι διαλύτες μπορεί να προκαλέσουν ήπιο ερεθισμό στο δέρμα, τα μάτια ή το αναπνευστικό σύστημα. Πιο επικίνδυνοι διαλύτες, ωστόσο, όχι μόνο θα ερεθίσουν αλλά μπορεί επίσης να είναι διαβρωτικοί και εξαιρετικά επιβλαβείς για αυτά τα όργανα. Οι πτητικές καρκινογόνες διαλύτες θεωρούνται ως μερικοί από τους πιο επικίνδυνους, όπως το βενζόλιο και το 1,2-διχλωροαιθάνιο που βαθμολογούνται με τη μέγιστη βαθμολογία δέκα. Οι λιγότερο επιβλαβείς διαλύτες είναι εκείνοι που έχουν σημείο βρασμού πάνω από 85 °C και δεν έχουν δηλώσεις κινδύνου H3XX για την υγεία.

Περιβαλλοντική βαθμολογία

Αυτή η αξιολόγηση λαμβάνει υπόψη την πιθανότητα περιβαλλοντικής βλάβης. Στην ιδανική περίπτωση, αυτό θα περιελάμβανε αναλύσεις του κύκλου ζωής της προέλευσης των διαλυτών, της χρήσης και της επαναχρησιμοποίησης και της απόρριψης στο τέλος του κύκλου ζωής τους, αλλά η πλήρης εικόνα και για τους 50 διαλύτες εξακολουθεί να είναι περιορισμένη. Ποσοτικοποίηση της οξείας τοξικότητας για την υδρόβια ζωή, τη βιοσυσσώρευση, την ικανότητα παραγωγής πτητικών οργανικών ενώσεων (VOC) και CO2 ο αντίκτυπος των εκπομπών μπορεί να βοηθήσει στην αξιολόγηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων των χημικών ουσιών.

Το νερό θεωρείται γενικά ως ο ασφαλέστερος και πιο φιλικός προς το περιβάλλον διαλύτης.

Το έργο CHEM21 κατηγοριοποιεί τους πιο επικίνδυνους διαλύτες ως με BP κάτω από 50°C (που θα παράγει VOC) ή πάνω από 200°C (που προκαλεί δυσκολία στην ανακύκλωση). Διαλύτες που προσδιορίζονται ως H400 (πολύ τοξικό για την υδρόβια ζωή), H410 (πολύ τοξικό για την υδρόβια ζωή με μακροχρόνιες επιπτώσεις), H411 (τοξικό για την υδρόβια ζωή με μακροχρόνιες επιπτώσεις) ή H420 (βλάπτει τη δημόσια υγεία και το περιβάλλον καταστρέφοντας το όζον στο η ανώτερη ατμόσφαιρα) είναι από τις πιο επικίνδυνες, με βαθμολογία μεταξύ επτά και δέκα στα δέκα. Οτιδήποτε έχει περιορισμένα δεδομένα ή έλλειψη ή ελλιπή εγγραφή REACH λαμβάνει αυτόματη βαθμολογία πέντε στα δέκα.

Νικητές και ηττημένοι

Το νερό είναι μακράν ο πιο αξιόπιστα ασφαλής διαλύτης στη βιομηχανία. Αν και μπορεί να είναι δύσκολο να απολυμανθεί και να ανακυκλωθεί, εξακολουθεί να είναι σε γενικές γραμμές η λιγότερο επιβλαβής επιλογή για τους ανθρώπους και το περιβάλλον. Η διαθεσιμότητα νερού ποικίλλει σημαντικά ανάλογα με τον βαθμό καθαρότητας που απαιτείται, από το πολύ άφθονο θαλασσινό νερό έως το πιο ακριβό και περιορισμένο υπερκαθαρό νερό, το οποίο μπορεί επίσης να περιορίσει τις δυνατότητές του ως διαλύτη.

Η αιθανόλη, η ισοπροπανόλη, η ν-βουτανόλη, ο οξικός αιθυλεστέρας, ο οξικός ισοπροπυλεστέρας, ο οξικός βουτυλεστέρας, η ανισόλη και η σουλφολάνη συνιστώνται από το CHEM21 ως λιγότερο επικίνδυνοι διαλύτες όπου το νερό δεν είναι δυνατό.

Οι διαλύτες που αξιολογούνται ως εξαιρετικά επικίνδυνοι ενέχουν σημαντικούς κινδύνους είτε για τους ανθρώπους είτε για το περιβάλλον είτε και για τα δύο. Ο διαιθυλαιθέρας, το βενζόλιο, το χλωροφόρμιο, ο τετραχλωράνθρακας, το διχλωροαιθάνιο, το νιτρομεθάνιο, ο δισουλφίδιο του άνθρακα και το HMPA περιλαμβάνονται όλα σε αυτή την κατηγορία.

Chemwatch είναι εδώ για να σας βοηθήσει

Εάν θέλετε να μάθετε περισσότερα σχετικά με τις επιπτώσεις των χημικών στην υγεία ή πώς να ελαχιστοποιήσετε τον κίνδυνο ενώ εργάζεστε με χημικά, είμαστε εδώ για να σας βοηθήσουμε. Έχουμε εργαλεία για να σας βοηθήσουμε με την υποχρεωτική αναφορά, καθώς και με τη δημιουργία SDS και Αξιολογήσεις Κινδύνων. Έχουμε επίσης μια βιβλιοθήκη του webinars που καλύπτουν παγκόσμιους κανονισμούς ασφάλειας, εκπαίδευση λογισμικού, διαπιστευμένα μαθήματα και απαιτήσεις επισήμανσης. Για περισσότερες πληροφορίες, επικοινωνήστε μαζί μας σήμερα στο sales @chemwatch. Καθαρά.

Πηγές:

Γρήγορη διερεύνηση