Mengapa sesetengah pelarut lebih selamat daripada yang lain?

Memandangkan bahan kimia telah berpindah dari makmal sintetik kepada pengeluaran besar-besaran, banyak pelarut klasik kekal tertanam dalam status quo industri. Kes 'kenapa betulkan yang tidak rosak'?

Walau bagaimanapun, apabila kita semakin menyedari tentang kesan kesihatan akibat pendedahan kimia, serta kesan ke atas sistem alam sekitar, semakin jelas bahawa mengenal pasti dan menukar kepada pelarut yang kurang berbahaya di mana mungkin adalah penting. Jadi, apakah yang menjadikan satu pelarut lebih baik daripada yang seterusnya?

Prinsip Kimia Hijau

Kimia hijau dan mampan ialah usaha kolektif yang bertujuan menyediakan semakan kritikal tentang cara dan sebab bahan kimia dan proses yang berbeza digunakan—salah satu prinsip terasnya adalah untuk memudahkan reka bentuk bahan kimia yang lebih selamat. Bidang ini bertujuan untuk menghasilkan pelarut alternatif, pemangkin dan bahan kimia tambahan lain yang kurang meruap, bahan tindak balas yang kurang agresif dan lebih selamat untuk manusia dan alam sekitar daripada pilihan yang lebih tradisional. 

Pelarut adalah penting dalam banyak proses perindustrian, terutamanya dalam sintesis dan pembuatan kimia, dan mencari pelarut yang sesuai untuk pekerjaan itu selalunya boleh menjadi satu tugasan itu sendiri— perlu mengambil kira banyak pembolehubah termasuk kesan ke atas kesihatan manusia, keselamatan alam sekitar, kualiti sintesis , kekangan industri dan kos. Walau bagaimanapun, semasa kita mempelajari lebih lanjut tentang kesan seumur hidup bahan kimia, memilih pelarut paling selamat untuk tempat kerja anda menjadi lebih penting berbanding sebelum ini.

Kedudukan keselamatan

Analisis 2015 daripada projek CHEM21 (Kaedah Pengilangan Kimia untuk Industri Farmaseutikal Abad Ke-21) mengkategorikan 50 pelarut kimia yang paling biasa digunakan kepada empat kedudukan: disyorkan, bermasalah, berbahaya dan sangat berbahaya. Kedudukan adalah berdasarkan kriteria berikut:

Markah keselamatan

Skor keselamatan mengukur keupayaan pelarut untuk menyebabkan kemudaratan fizikal kepada seseorang, ditentukan oleh takat kilat—suhu di mana sebatian organik menghasilkan wap yang mencukupi untuk dinyalakan—dan Kod Bahaya GHS (Kod H), serta beberapa pertimbangan tambahan .

Pelarut yang paling berbahaya akan mempunyai takat kilat lebih rendah daripada -20°C dan Kod Bahaya H224 (cecair dan wap yang sangat mudah terbakar), H225 (cecair dan wap yang sangat mudah terbakar), atau H226 (cecair dan wap mudah terbakar). Potensi tambahan untuk bahaya dikira dengan suhu pencucuhan auto kurang daripada 200°C, keupayaan untuk mengumpul cas elektrik (rintangan lebih daripada 10⁸ Ω m), atau keupayaan untuk membentuk peroksida mudah letupan (EUH019).

Pelarut yang paling tidak berbahaya akan mempunyai takat kilat lebih daripada 60°C, tiada Kod H yang berkaitan dengan kemudahbakaran, kerintangan rendah dan suhu auto pencucuhan yang tinggi.

Skor kesihatan

Skor kesihatan mengukur keupayaan pelarut untuk menyebabkan kemudaratan fisiologi kepada seseorang. Ini mengambil kira sama ada pelarut adalah menghakis, toksik akut, karsinogenik, mutagenik atau reprotoksik. Jika data toksikologi tidak tersedia, bahan diberi markah lima daripada sepuluh secara lalai. Pelarut tanpa kod H3XX biasanya dianggap lebih selamat, tetapi ini hanya terpakai jika terdapat data yang mencukupi untuk mengesahkannya. 

Sesetengah pelarut boleh menyebabkan kerengsaan ringan pada kulit, mata atau sistem pernafasan. Pelarut yang lebih berbahaya, bagaimanapun, bukan sahaja akan merengsakan tetapi juga boleh menghakis dan sangat merosakkan organ-organ ini. Pelarut karsinogenik meruap dianggap sebagai antara yang paling berbahaya, seperti benzena dan 1,2-dikloroetana yang mendapat markah maksimum sepuluh. Pelarut yang paling tidak berbahaya ialah pelarut yang mempunyai takat didih melebihi 85 °C dan tidak mempunyai pernyataan bahaya kesihatan H3XX.

Skor alam sekitar

Penilaian ini mengambil kira potensi kemudaratan alam sekitar. Sebaik-baiknya ini termasuk analisis kitaran hayat tentang asal usul pelarut, penggunaan dan penggunaan semula serta pelupusan akhir hayat, tetapi gambaran lengkap untuk kesemua 50 pelarut masih terhad. Mengukur ketoksikan akut terhadap hidupan akuatik, bioakumulasi, keupayaan untuk menjana sebatian organik meruap (VOC), dan CO₂ kesan pelepasan semuanya boleh membantu dalam menilai kesan alam sekitar bahan kimia.

Projek CHEM21 mengkategorikan pelarut yang paling berbahaya sebagai mempunyai BP di bawah 50°C (yang akan menjana VOC) atau melebihi 200°C (yang menyebabkan kesukaran untuk kitar semula). Pelarut yang dikenal pasti sebagai H400 (sangat toksik kepada hidupan akuatik), H410 (sangat toksik kepada hidupan akuatik dengan kesan tahan lama), H411 (toksik kepada hidupan akuatik dengan kesan tahan lama), atau H420 (memudaratkan kesihatan awam dan alam sekitar dengan memusnahkan ozon dalam atmosfera atas) adalah antara yang paling berbahaya, dengan skor antara tujuh dan sepuluh daripada sepuluh. Apa-apa sahaja yang mempunyai data terhad atau pendaftaran REACH yang hilang atau tidak lengkap diberi skor automatik lima daripada sepuluh.

Menang dan kalah

Setakat ini, air adalah pelarut yang paling selamat dalam industri. Walaupun sukar untuk menyahcemar dan mengitar semula, ia masih merupakan pilihan yang paling tidak berbahaya kepada manusia dan alam sekitar. Ketersediaan air sangat berbeza mengikut tahap ketulenan yang diperlukan, dari air laut yang sangat banyak kepada air ultratulen yang lebih mahal dan terhad, yang juga boleh mengehadkan potensinya sebagai pelarut.

Etanol, isopropanol, n-butanol, etil asetat, isopropil asetat, butil asetat, anisol dan sulfolana semuanya disyorkan oleh CHEM21 sebagai pelarut yang kurang berbahaya di mana air tidak mungkin.

Pelarut yang dinilai sebagai sangat berbahaya menimbulkan bahaya yang ketara kepada sama ada orang, alam sekitar atau kedua-duanya. Dietil eter, benzena, kloroform, karbon tetraklorida, dikloroetana, nitrometana, karbon disulfida, dan HMPA semuanya termasuk dalam kategori ini.

Chemwatch sedia membantu

Jika anda ingin mengetahui lebih lanjut tentang kesan kesihatan bahan kimia, atau cara meminimumkan risiko semasa bekerja dengan bahan kimia, kami sedia membantu. Kami mempunyai alatan untuk membantu anda dengan pelaporan mandatori, serta penjanaan SDS dan Penilaian Risiko. Kami juga mempunyai perpustakaan webinars meliputi peraturan keselamatan global, latihan perisian, kursus bertauliah, dan keperluan pelabelan. Untuk maklumat lanjut, hubungi kami hari ini di sa***@ch*******.net .

Sumber:

• https://www.imi.europa.eu/projects-results/project-factsheets/chem21 
• https://www.acs.org/content/acs/en/greenchemistry/principles/12-principles-of-green-chemistry.html 
• https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2016/GC/C5GC01008J
• https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2014/GC/C4GC01149J