Während Chemikalien vom synthetischen Labor zur Massenproduktion übergegangen sind, sind viele klassische Lösungsmittel im industriellen Status quo verwurzelt geblieben. Ein Fall von „Warum reparieren, was nicht kaputt ist“?
Da wir uns jedoch der gesundheitlichen Auswirkungen der Exposition gegenüber Chemikalien sowie der Auswirkungen auf Umweltsysteme bewusster geworden sind, ist es immer deutlicher geworden, dass die Identifizierung und Umstellung auf weniger schädliche Lösungsmittel, wo immer möglich, zwingend erforderlich ist. Was macht also ein Lösungsmittel besser als das andere?
Grüne und nachhaltige Chemie ist ein gemeinsames Unterfangen, das darauf abzielt, einen kritischen Überblick darüber zu geben, wie und warum verschiedene Chemikalien und Prozesse verwendet werden – eines ihrer Kernprinzipien ist es, die Entwicklung sichererer Chemikalien zu erleichtern. Das Feld zielt darauf ab, alternative Lösungsmittel, Katalysatoren und andere Hilfschemikalien herzustellen, die weniger flüchtig, weniger aggressive Reaktanten und sicherer für Mensch und Umwelt sind als traditionellere Optionen.
Lösungsmittel sind in vielen industriellen Prozessen von entscheidender Bedeutung, insbesondere in der chemischen Synthese und Fertigung, und das Finden des richtigen Lösungsmittels für die jeweilige Aufgabe kann oft eine Aufgabe für sich sein – es müssen viele Variablen berücksichtigt werden, darunter die Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit, die Umweltsicherheit und die Synthesequalität , industrielle Zwänge und Kosten. Allerdings erfahren wir mehr darüber die lebenslange Wirkung von Chemikalien, wird die Auswahl der sichersten Lösungsmittel für Ihren Arbeitsplatz wichtiger denn je.
Eine Analyse aus dem Jahr 2015 des CHEM21-Projekts (Chemical Manufacturing Methods for the 21st Century Pharmaceutical Industries) kategorisierte 50 der am häufigsten verwendeten chemischen Lösungsmittel in vier Kategorien: empfohlen, problematisch, gefährlich und hochgefährlich. Die Rangliste basierte auf folgenden Kriterien:
Die Sicherheitsbewertung misst die Fähigkeit eines Lösungsmittels, einer Person körperlichen Schaden zuzufügen, bestimmt durch den Flammpunkt – die Temperatur, bei der eine organische Verbindung genügend Dampf erzeugt, um sich zu entzünden – und die GHS-Gefahrencodes (H-Codes) sowie einige zusätzliche Überlegungen .
Die schädlichsten Lösungsmittel haben einen Flammpunkt unter -20 °C und die Gefahrencodes H224 (hochentzündliche Flüssigkeiten und Dämpfe), H225 (leicht entzündbare Flüssigkeiten und Dämpfe) oder H226 (entzündbare Flüssigkeiten und Dämpfe). Zusätzliches Schadenspotenzial wird quantifiziert durch eine Selbstentzündungstemperatur von weniger als 200 °C, die Fähigkeit, elektrische Ladung zu akkumulieren (spezifischer Widerstand von mehr als 108 Ω m) oder die Fähigkeit, explosive Peroxide zu bilden (EUH019).
Die am wenigsten schädlichen Lösungsmittel haben einen Flammpunkt von mehr als 60 °C, keine H-Codes in Bezug auf Entflammbarkeit, geringen spezifischen Widerstand und eine hohe Selbstentzündungstemperatur.
Der Gesundheitswert misst die Fähigkeit eines Lösungsmittels, einer Person physiologischen Schaden zuzufügen. Dabei wird berücksichtigt, ob ein Lösungsmittel ätzend, akut toxisch, krebserzeugend, erbgutverändernd oder fortpflanzungsgefährdend ist. Wenn toxikologische Daten nicht verfügbar sind, werden Stoffe standardmäßig mit fünf von zehn Punkten bewertet. Lösungsmittel ohne H3XX-Codes gelten im Allgemeinen als sicherer, dies gilt jedoch nur, wenn ausreichende Daten vorliegen, um dies zu bestätigen.
Einige Lösungsmittel können leichte Reizungen der Haut, der Augen oder der Atemwege verursachen. Gefährlichere Lösungsmittel werden diese Organe jedoch nicht nur reizen, sondern können auch korrosiv und höchst schädlich sein. Flüchtige krebserregende Lösungsmittel gehören zu den gefährlichsten, wie Benzol und 1,2-Dichlorethan, die mit maximal zehn Punkten bewertet werden. Die am wenigsten schädlichen Lösungsmittel sind solche mit einem Siedepunkt über 85 °C und ohne H3XX-Gefahrenhinweise.
Diese Bewertung berücksichtigt das Potenzial für Umweltschäden. Idealerweise würde dies Lebenszyklusanalysen der Lösungsmittelherkunft, der Verwendung und Wiederverwendung sowie der Entsorgung am Ende der Lebensdauer umfassen, aber ein vollständiges Bild für alle 50 Lösungsmittel ist immer noch begrenzt. Quantifizierung der akuten Toxizität gegenüber Wasserorganismen, Bioakkumulation, der Fähigkeit, flüchtige organische Verbindungen (VOC) und CO zu erzeugen2 Emissionsauswirkungen können bei der Bewertung der Umweltauswirkungen von Chemikalien hilfreich sein.
Das CHEM21-Projekt kategorisiert die gefährlichsten Lösungsmittel mit einem BP unter 50 °C (wodurch VOCs entstehen) oder über 200 °C (was Schwierigkeiten beim Recycling verursacht). Lösungsmittel, die als H400 (sehr giftig für Wasserorganismen), H410 (sehr giftig für Wasserorganismen mit langfristiger Wirkung), H411 (giftig für Wasserorganismen mit langfristiger Wirkung) oder H420 (schädlich für die öffentliche Gesundheit und die Umwelt durch die Zerstörung von Ozon) identifiziert wurden der oberen Atmosphäre) gehören mit einer Punktzahl zwischen sieben und zehn von zehn zu den gefährlichsten. Alles mit begrenzten Daten oder einer fehlenden oder unvollständigen REACH-Registrierung wird automatisch mit fünf von zehn Punkten bewertet.
Wasser ist bei weitem das zuverlässigste sichere Lösungsmittel in der Industrie. Obwohl es schwierig sein kann, es zu dekontaminieren und zu recyceln, ist es im Großen und Ganzen immer noch die am wenigsten schädliche Option für Mensch und Umwelt. Die Verfügbarkeit von Wasser ist je nach erforderlichem Reinheitsgrad sehr unterschiedlich und reicht vom sehr reichlich vorhandenen Meerwasser bis zum teureren und begrenzteren Reinstwasser, das auch sein Potenzial als Lösungsmittel einschränken kann.
Ethanol, Isopropanol, n-Butanol, Ethylacetat, Isopropylacetat, Butylacetat, Anisol und Sulfolan werden alle von CHEM21 als weniger gefährliche Lösungsmittel empfohlen, wenn Wasser nicht möglich ist.
Als hochgefährlich eingestufte Lösungsmittel stellen erhebliche Gefahren für Mensch, Umwelt oder beides dar. Diethylether, Benzol, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, Dichlorethan, Nitromethan, Schwefelkohlenstoff und HMPA sind alle in dieser Kategorie enthalten.
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Quellen:
