Green Chemistry

Tidak dapat dipungkiri lagi bahwa hampir semua produk yang kita gunakan saat ini mengandung bahan kimia. Lambat laun produksi limbah yang dihasilkan juga semakin meningkat, sehingga berpotensi untuk mencemari lingkungan karena adanya zat berbahaya yang terkandung di dalamnya. Hal tersebut tentunya menjadi tantangan tersendiri bagi dunia dalam menekan timbulnya limbah yang berbahaya. Suatu konsep desain yang disebut Green Chemistry menjadi suatu pendekatan yang cukup efektif dalam mencegah pencemaran lingkungan.

 

Green Chemistry adalah suatu desain produk dan proses yang dapat mereduksi atau mengeliminasi penggunaan atau terbentuknya substansi yang berbahaya. Green Chemistry atau yang dikenal juga sebagai kimia berkelanjutan dapat diaplikasikan pada seluruh siklus produk kimia, termasuk di antaranya adalah desain, manufaktur, penggunaan dan pembuangan akhir.

 

Menurut United States Environmental Protection Agency, Green Chemistry dapat dijabarkan menjadi beberapa poin berikut :

  • Sebuah filosofi yang dapat berlaku untuk seluruh lingkup kimia, bukan merupakan disiplin dari ilmu kimia

  • Menerapkan solusi saintifik yang inovatif untuk permasalahan lingkungan di dunia nyata.

  • Mendesain produk dan proses kimia untuk mengurangi bahaya-bahaya yang ada.

  • Berdampak untuk mengurangi penggunaan sumber daya karena dapat berfungsi mengurangi terbentuknya polusi.

  • Mampu mencegah polusi pada tingkat molekuler

  • Mampu mengurangi dampak negatif dari suatu produk dan proses kimia pada kesehatan manusia dan lingkungan.

  • Mampu mengurangi dan bahkan terkadang menghilangkan bahaya dari suatu produk dan proses yang sudah ada.

 

Dalam buku “Green Chemistry: Theory and Practice (1998)”, Paul T. Anastas dan John C. Warner mengembangkan 12 prinsip green chemistry yang bertujuan sebagai panduan dalam mengimplementasi konsep green chemistry dalam tindakan yang konkret. Berikut ini adalah penjelasan dari masing-masing prinsip green chemistry.

 

  1. Prevent Waste (Mengurangi Limbah)

Secara sederhana, prinsip ini menyatakan untuk mendesain proses sintesis kimia yang mampu mengurangi limbah. Diprioritaskan untuk memilih sintesis kimia yang tidak banyak menghasilkan limbah atau bahkan tanpa menghasilkan limbah sama sekali. Roger Sheldon menjelaskan bahwa jumlah limbah yang dihasilkan dari proses kimia dapat ditentukan dengan suatu metrik yang dikenal sebagai Environmental Factor (E-Factor). E-Factor dapat didefinisikan sebagai hasil bagi antara massa limbah yang dihasilkan proses produksi dengan massa produk yang diperoleh. Semakin kecil nilai E-Factor, maka semakin optimal prinsip ini diterapkan.

 

  1. Maximize atom economy (Memaksimalkan nilai ekonomi suatu atom)

Berdasarkan prinsip ini, suatu proses tidak hanya berkutat dalam mencapai persen hasil maksimumnya saja, melainkan juga bagaimana mendesain sintesis kimia yang memaksimalkan penggabungan atom reaktan ke dalam produk yang diinginkan. Ekonomi atom dapat didefinisikan sebagai ukuran jumlah atom dari reaktan yang ada dalam produk di akhir proses kimia. Adanya produk samping yang tidak berguna dari suatu reaksi dapat menyebabkan nilai ekonomi atom menjadi lebih rendah, akibatnya dapat menghasilkan limbah yang lebih banyak.

 

  1. Design less hazardous chemical syntheses (Mendesain sintesis kimia yang bahayanya sedikit)

Dalam setiap sintesis kimia, tentu saja selalu mempunyai potensi bahaya. Namun, potensi tersebut dapat diminimalisasi dengan mendesain suatu sintesis yang dapat menggunakan dan menghasilkan zat dengan bahaya yang sedikit atau tidak ada bahaya sama sekali, baik pada manusia maupun lingkungan.

 

  1. Design safer chemicals and products (Mendesain bahan kimia dan produknya yang aman)

Tidak jauh berbeda dengan prinsip yang sebelumnya, bahan kimia dan produknya sebisa mungkin didesain memiliki kemampuan fungsional yang baik namun tetap aman yaitu memiliki nilai toksisitas yang rendah atau bahkan tidak ada sama sekali. 

 

  1. Use safer solvents and reaction conditions (Menggunakan pelarut dan kondisi reaksi yang lebih aman)

Pelarut dan reagen pemisah memiliki peranan yang penting dalam proses kimia. Bahkan dalam beberapa kasus, reaksi  tidak dapat terjadi tanpa adanya pelarut dan reagen pemisah. Pelarut juga merupakan kontributor utama pada masalah keamanan proses karena mudah terbakar dan mudah menguap, atau bahkan mudah meledak. Pelarut mungkin tidak dapat dihindari di sebagian besar proses, tetapi dalam penggunaannya, tetap harus dipilih yang mampu mengurangi energi yang dibutuhkan untuk reaksi, harus memiliki toksisitas minimal, dan harus didaur ulang jika memungkinkan.

 

  1. Increase energy efficiency (Meningkatkan efisiensi energi)

Reaksi kimia sebaiknya pada temperatur dan tekanan ruang apabila memungkinkan. Seperti yang dijelaskan oleh Dr. David Constable, direktur ACS Green Chemistry Institute, penggunaan energi harus selalu diperhatikan dampaknya terhadap lingkungan maupun ekonomi dan sebisa mungkin untuk meminimalisasi dampaknya. Metode sintesis yang dilakukan juga harus dilakukan pada suhu dan tekanan sekitar. 

 

  1. Use renewable feedstocks (Menggunakan umpan yang terbarukan)

Pemakaian bahan bakar fosil yang terus menerus mengakibatkan berbagai permasalahan di lingkungan. Di samping itu, semakin menurunnya cadangan bahan bakar fosil, yang merupakan bahan bakar tak terbarukan, mendorong dunia untuk beralih menggunakan bahan yang terbarukan. Untuk membuat proses yang lebih berkelanjutan, salah satu prinsip green chemistry yaitu menggunakan material awal (atau umpan) yang terbarukan daripada material yang dapat habis. Sumber dari umpan terbarukan biasanya didapat dari produk agrikultur atau limbah dari proses-proses lainnya.

 

  1. Avoid chemical derivatives (Hindari turunan-turunan bahan kimia)

Gugus pelindung atau turunan bahan kimia lainnya sering digunakan dalam sintesis kimia karena dapat mencegah perubahan pada bagian tertentu dari struktur molekul selama reaksi kimia berlangsung. Namun, bahan kimia turunan umumnya membutuhkan lebih banyak reagen dan dapat menghasilkan limbah yang lebih banyak juga. Alternatif yang dapat digunakan sebagai pengganti dari turunan bahan kimia yaitu penggunaan enzim. Enzim bersifat sangat spesifik sehingga dapat digunakan untuk menargetkan bagian tertentu dari struktur molekul.

 

  1. Use catalysts, not stoichiometric reagents (Menggunakan katalis, tidak menggunakan reagen-reagen hanya secara stoikiometri)

Katalis sangat efektif walaupun hanya dalam jumlah yang sedikit dan dapat digunakan untuk reaksi yang sama berulang kali sehingga penggunaan katalis dapat memungkinkan reaksi dengan ekonomi atom yang lebih tinggi. Katalis lebih diprioritaskan daripada reaksi yang hanya mengandalkan stoikiometri saja, karena reaksi tersebut harus menggunakan reagen yang lebih banyak dan hanya berlangsung satu kali.

 

  1. Design chemicals and products to degrade after use (Mendesain bahan kimia dan produk yang terdegradasi setelah digunakan)

Produk kimia harus dirancang seaman mungkin baik sebelum penggunaan, selama penggunaan, maupun setelah penggunaan. Mendesain produk kimia yang dapat terdegradasi setelah fungsi komersialnya penting dilakukan untuk mengurangi risiko atau terjadinya kerusakan. Degradasi dapat menghilangkan eksposur yang signifikan sehingga mampu meminimalkan terakumulasinya bahan-bahan kimia yang dapat memberikan dampak buruk ke lingkungan.

 

  1. Analyze in real time to prevent pollution (Menganalisis secara langsung untuk mencegah polusi)

Memantau dan mengontrol reaksi kimia selama reaksi tersebut berlangsung dapat membantu mencegah pelepasan zat-zat berbahaya atau terbentuknya limbah yang berpotensi menimbulkan reaksi yang tidak terduga atau bahkan kecelakaan. Dengan pemantauan secara langsung, tanda-tanda peringatan dapat ditemukan sehingga reaksi dapat dikendalikan atau dihentikan sebelum kondisi yang tidak diinginkan terjadi.

 

  1. Minimize the potential for accidents (Meminimalkan potensi kecelakaan)

Proses yang melibatkan bahan kimia selalu mempunyai risiko. Namun, jika proses dilakukan dengan prosedur yang sesuai dengan syarat keamanan, risikonya dapat diminimalisasi. Prinsip ini secara jelas berkaitan dengan sejumlah prinsip lain yang membahas produk atau reagen berbahaya. 

 

Walaupun prinsip-prinsip dari green chemistry tampak mudah untuk diimplementasikan, nyatanya masih ada beberapa peningkatan yang bisa dilakukan pada berbagai proses kimia. Banyak produk kimia yang kita gunakan sehari-hari berasal dari proses yang belum memenuhi sejumlah prinsip green chemistry ini, kebanyakan produk ini berasal dari bahan kimia turunan crude oil yang masih menghasilkan banyak limbah. Hal tersebut merupakan tantangan yang harus dihadapi agar dapat memenuhi prinsip-prinsip tersebut, di lain sisi hal tersebut juga mendorong perkembangan penelitian dan penemuan baru di bidang kimia. Harapannya, di masa depan nanti akan lebih banyak lagi proses kimia yang sudah menganut prinsip green chemistry ini.

 

Link Video : https://www.youtube.com/watch?v=B45LMANkcKI&feature=youtu.be

Sumber

ACS Chemistry for Life. 12 Principles of Green Chemistry. Diakses pada 16 Agustus 2020 melalui https://www.acs.org/content/acs/en/greenchemistry/principles/12-principles-of-green-chemistry.html

 

Compound Interest. 2015. The Twelve Principles of Green Chemistry : What it is, & What it Matters. Diakses pada 15 Agustus 2020 melalui https://www.compoundchem.com/2015/09/24/green-chemistry/.


United States Environmental Protection Agency. 2017. Basics of Green Chemistry. Diakses pada 15 Agustus 2020 melalui https://www.epa.gov/greenchemistry/basics-green-chemistry#definition

PENULIS

Zikrizihni Zuljana Q. (13018036)

Sabrina Putri P. (13018110)

One Thought to “Pengenalan Green Chemistry”

  1. Sandy Aditya

    Artikelnya keren. Mau nanya, kalo produk kimia cair yang biodegradable (misal: sampo & sabun) yang perlu terdegradasi itu zat apanya ya? Dan apa efeknya ke lingkungan kalau tidak terdegradasi? Thanks

Leave a Comment