ΧΗΜΕΙΑ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΑ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ

Η κάθε επιστήμη κάνει την δουλειά της και το χρέος της απέναντι στην ανθρωπότητα, ανοίγοντας γνωστικούς δρόμους που μπορούν να οδηγήσουν στην ευλογία, ή την καταστροφή. Τα εκρηκτικά ανοίγουν δρόμους αλλά σκοτώνουν και ανθρώπους. Τα πετρέλαια και ο άνθρακας, κινούν και δίνουν ενέργεια,  αλλά   προκαλούν και σοβαρά περιβαλλοντικά προβλήματα. Καλώς, ή κακώς υπάρχει μια στενή αλληλεξάρτηση της έρευνας με το επιχειρείν και επομένως το κέρδος. Δεν είναι εύκολο και ασφαλώς δεν εντάσσεται στα πλαίσια ανάπτυξης αυτού του βιβλίου, να μπω στα μονοπάτια αυτής της «διαπλοκής».  Επέλεξα συνειδητά να ασχοληθώ τόσο με θετικές, όσο και με αρνητικές εφαρμογές της χημείας στην ζωή μας. Άλλο είναι να αγαπάς κάτι, και άλλο να τυφλώνεσαι από την αγάπη και να κρύβεις τα αρνητικά κάτω από το χαλί. Αφού λοιπόν αναφερθήκαμε σε δηλητήρια, νοθείες, πολεμικές χημικές ουσίες και εκρηκτικά, ας ανοίξουμε ένα ακόμη κεφάλαιο, στο οποίο η Χημεία έχει τις ευθύνες της για το μαύρο, αλλά προσφέρει τις λύσεις   και για το λευκό. Για κάθε ένα περιβαλλοντικό ζήτημα, όσο σοβαρό κι αν είναι,  θα επιχειρηθεί όπως καταλαβαίνετε μια σύντομη αναφορά, για να διατηρηθεί η απαραίτητη οικονομία ανάπτυξης και η ισορροπία στην θεματολογία.

Ανοίγουμε την λίστα των περιβαλλοντικών προβλημάτων με το πολυσυζητημένο φαινόμενο του θερμοκηπίου. Στο ζήτημα αυτό ο πρωταγωνιστής έχει όνομα και λέγεται διοξείδιο του άνθρακα (CO₂), αν και στο φαινόμενο συμβάλλουν και άλλα αέρια που αποκαλούνται αέρια θερμοκηπίου (μεθάνιο, οξείδια αζώτου, όζον κλπ). Το συγκεκριμένο αέριο, πολύτιμο και μοιραίο ταυτόχρονα, μετέχει σε ορισμένες καθοριστικές για την ζωή στον πλανήτη ισορροπίες. Παράγεται από  ανθρωπογενείς διεργασίες μέσω των καύσεων , κατά την εκπνοή των οργανισμών και από ατμιδικές δραστηριότητες ηφαιστείων. Απορροφάται από τα πολύτιμα φυτά και φυτοπλαγκτόν  κατά την φωτοσύνθεση και κατά την διάλυσή του σε θάλασσες του πλανήτη. Τα τελευταία χρόνια .όμως κάτι δεν πάει καλά με το ισοζύγιο παραγωγής-απορρόφησης του, το οποίο έχει ανατραπεί δραματικά, με την παραγωγή του να έχει αυξηθεί σε πρωτοφανή επίπεδα λόγω της ολοένα αυξανόμενης βιομηχανικής δραστηριότητας και των εκπομπών εκατομμυρίων τόνων CO₂  από τα μέσα μεταφοράς. Δεδομένα από το World Resources Institute δείχνουν ότι οι ανθρώπινες δραστηριότητες έχουν προσθέσει στην ατμόσφαιρα 2,3 τρισεκατομμύρια τόνους CO₂ τα τελευταία 200 χρόνια. Ο ρυθμός αύξησης των συγκεντρώσεων CO₂ συνεχώς αυξάνει, καθώς η μέση ετήσια αύξηση των 0,7 ppm της δεκαετίας του 1960, έχει φτάσει (2012) σε στην τιμή των 2,1 ppm.  Οι μετρήσεις   στις 11 Μαΐου 2013  έδειξαν 399,46 ppm. Σύμφωνα με τα στελέχη της ΝΟΑΑ πρόκειται για τις υψηλότερες συγκεντρώσεις CO₂ στην ατμόσφαιρα εδώ και 3 εκατομμύρια έτη. Στις 12 Μαρτίου 2014 η συγκέντρωση του CO₂ υπερέβη για πρώτη φορά το “ψυχολογικό φράγμα των 400 ppm” ⁽¹⁾

.

Πηγή:  CΟ2Now.org:  Earth’s CO2 Home Page.

Ποιο είναι όμως το αίτιο που τοποθετεί το διοξείδιο του άνθρακα στο κάδρο των περιβαλλοντικών προβλημάτων; Το συγκεκριμένο αέριο έχει μικρή θερμική αγωγιμότητα που σημαίνει ότι εγκλωβίζει μεγάλο μέρος της υπεριώδους ακτινοβολίας  που δέχεται η Γη από τον Ήλιο  και δεν την αντανακλά σαν υπέρυθρη. Κάτι ανάλογο δηλαδή με  αυτό που γίνεται στα θερμοκήπια, όπου η ηλιακή ακτινοβολία παγιδεύεται.   Μπορούμε να πούμε επομένως ότι το CO₂ μετατρέπει τον πλανήτη σε ένα γιγαντιαίο θερμοκήπιο, με συνέπεια η μέση θερμοκρασία να αυξάνεται σταδιακά, με δυνητικά ολέθριες περιβαλλοντικές επιπτώσεις όπως το λιώσιμο των πάγων στους πόλους και η ανύψωση της στάθμης των θαλασσών. Υπολογίσθηκε, ότι κατά την διάρκεια του 20^ου αιώνα η μέση θερμοκρασία της γης ανέβηκε κατά 0,8^oC. Για τον 21^ο αιώνα το καλό σενάριο προβλέπει αύξηση κατά 1,4^οC ,ενώ το κακό αύξηση μέχρι και 5,8^oC! Το φαινόμενο θερμοκηπίου δεν είναι αποκλειστικό «προνόμιο» της Γης. Κάθε πλανήτης με περιβάλλον πλούσιο σε «αέρια θερμοκηπίου» εμφανίζει το συγκεκριμένο φαινόμενο, με την Αφροδίτη να είναι η πρωταθλήτρια στο είδος. Επίσης το φαινόμενο θερμοκηπίου τροφοδοτείται και από φυσικές δραστηριότητες όπως οι ηφαιστειακές εκρήξεις, στις οποίες ελευθερώνονται τεράστιες ποσότητες ρυπογόνων και τοξικών  αερίων. Εκτός από οξείδια του άνθρακα και του θείου αναφέρονται περιπτώσεις έκλυσης υδροκυανίου, υδροφθορίου και υδροχλωρίου. Κατά την ηφαιστειακή έκρηξη της λίμνης Nyos  του Καμερούν βρήκαν τραγικό θάνατο 1600 άτομα από αναθυμιάσεις τοξικών αερίων. Στο φαινόμενο θερμοκηπίου συμβάλλει και μάλιστα πολύ αποτελεσματικότερα το μεθάνιο. Το μεθάνιο παράγεται από την αναερόβια σήψη οργανικών ουσιών και είναι αποκλειστικό συστατικό του φυσικού αερίου. Μεθάνιο εκλύεται σε διόλου ευκαταφρόνητες ποσότητες , όσο κι αν αυτό φαίνεται παράξενο, από τις τόσο ωφέλιμες και συμπαθείς αγελάδες  κατά την διαδικασία της πέψης. Έχει υπολογισθεί ότι οι αγελάδες και τα βακτήρια σήψης των ορυζώνων  ελευθερώνουν σε ετήσια βάση 200 εκατομμύρια τόνους μεθανίου, ποσότητα που αντιστοιχεί στο 40% της συνολικής εκπεμπόμενης ποσότητάς του. Πρέπει να τονισθεί ότι χωρίς το φυσικό φαινόμενο του θερμοκηπίου, η θερμοκρασία της γήινης επιφάνειας θα ήταν σε παγκόσμια και ετήσια βάση στους -18 °C, ενώ στην πραγματικότητα είναι στους 14 °C. Το φαινόμενο θερμοκηπίου δεν κομίζει όμως μόνο δυσάρεστα αποτελέσματα. Αν και εφόσον κρατηθεί σε σχετικά χαμηλά επίπεδα, τότε θα συνεισφέρει θετικά  στην αύξηση των καλλιεργούμενων παγκοσμίως εκτάσεων και την αύξηση της απόδοσης των καλλιεργειών, δημιουργώντας ευνοϊκότερες κλιματικές συνθήκες. Ένας σημαντικός παράγοντας που ευθύνεται για την κατάσταση που διαμορφώθηκε είναι ο υπερπληθυσμός του πλανήτη. Οι φυσικές εκπομπές του διοξειδίου του άνθρακα που δεν επιδέχονται περιορισμούς και ελέγχους δεν είναι αμελητέες. Αν σκεφθεί κανείς ότι κάθε άνθρωπος επιβαρύνει με 760 κιλά διοξειδίου του άνθρακα κάθε χρόνο το περιβάλλον, τότε μόνο οι αναπνοές 8 δισεκατομμυρίων ανθρώπων  φορτώνουν ετησίως τον πλανήτη με  6 περίπου δισεκατομμύρια τόνους διοξειδίου του άνθρακα! Είναι σχετικά παρήγορο ότι αρκετά κράτη συνειδητοποιώντας τις επιπτώσεις του φαινομένου του θερμοκηπίου προχωρούν σε μέτρα περιορισμού των εκπομπών ρυπογόνων αερίων και προώθησης εναλλακτικών μορφών ενέργειας. Πιθανότατα το Υδρογόνο και η αστείρευτη ηλιακή ενέργεια να αποτελέσουν τις πρώτες ενεργειακές επιλογές της ανθρωπότητας στο άμεσο μέλλον. Ένα πρωτοποριακό και αποτελεσματικό μέτρο είναι να υποχρεώνονται οι βιομηχανίες που προκαλούν μεγάλη περιβαλλοντική επιβάρυνση σε αέρια θερμοκηπίου να αναδασώνουν μεγάλες περιοχές. Με τον τρόπο αυτό το ενεργειακό αποτύπωμα του διοξειδίου του άνθρακα μπορεί να καταστεί μηδενικό.

Το μεθάνιο, βασικό συστατικό του φυσικού αερίου, πέρα από τη συμβολή του στο φαινόμενο του θερμοκηπίου, αποτελεί  ένα αυτόνομο περιβαλλοντικό εφιάλτη που υποθηκεύει το μέλλον του πλανήτη. Οι «υδρίτες μεθανίου» είναι πάγος που περιέχει σημαντικές ποσότητες εγκλωβισμένου μεθανίου. Η συγκέντρωση μάλιστα του μεθανίου είναι τόσο μεγάλη που ο πάγος του συγκεκριμένου  υδρίτη καίγεται! Οι υδρίτες βρίσκονται σε βάθη των ωκεανών αλλά και σε τεράστιες περιοχές της Σιβηρίας. Οι ποσότητες των υδριτών του μεθανίου κυριολεκτικά ζαλίζουν. Υπολογίζεται ότι το εγκλωβισμένο μεθάνιο είναι περίπου 2.10¹⁶ κυβικά μέτρα, δηλαδή αναφερόμαστε σε μια μάζα άνθρακα που ξεπερνά εκείνη που περιέχουν όλα μαζί τα γνωστά φυσικά κοιτάσματα φυσικού αερίου, πετρελαίου και γαιανθράκων. Γιατί όμως οι υδρίτες του μεθανίου που θα μπορούσαν να λύσουν το ενεργειακό πρόβλημα της ανθρωπότητας για δεκάδες χρόνια αποτελούν μελλοντική περιβαλλοντική απειλή; Ας τους φαντασθούμε για την ώρα σε κατάσταση προσωρινής κράτησης, η οποία θα λήξει όταν η θερμοκρασία αυξηθεί κατά ελάχιστους μόνο βαθμούς. Υπολογίζεται ότι μια μέση αύξηση της θερμοκρασίας των ωκεανών μόλις κατά 1^oC, θα προκαλέσει την σταδιακή αποδέσμευση 90 δισεκατομμυρίων τόνων μεθανίου στην ατμόσφαιρα μέσα σε λίγες δεκαετίες, με ότι αυτό συνεπάγεται για το εύθραυστο κλίμα της Γης. ⁽²⁾

Με τους υδρίτες του μεθανίου πιθανώς να σχετίζεται και ένα από τα μυστήρια της ανθρωπότητας που ακόμη δεν έχει απαντηθεί. Και αναφέρομαι στις αινιγματικές εξαφανίσεις πλοίων και αεροπλάνων σε ορισμένες  περιοχές του πλανήτη όπως στις βερμούδες, που βρίσκονται πάνω από μεγάλες ωκεάνιες τάφρους. Στα μεγάλα βάθη και κάτω από τον πυθμένα των ωκεανών υπάρχουν τεράστια κοιτάσματα μεθανίου εγκλωβισμένα σε θύλακες. Όταν για κάποιο λόγο, π.χ. μια τεκτονική διαταραχή, δεχθούν πολύ αυξημένη   πίεση, τότε ελευθερώνονται μεγάλες ποσότητες αερίου μεθανίου με μορφή φυσαλίδων. Οι ανερχόμενες φυσαλίδες μεθανίου προκαλούν σημαντική ελάττωση της πυκνότητας του θαλασσινού νερού, με συνέπεια την πτώση της άνωσης. Στην περιοχή αυτή όποιο πλοίο βρεθεί στη δίνη του φαινομένου αυτού, απλά δεν μπορεί να επιπλεύσει και βυθίζεται σε ελάχιστο χρόνο. Φυσικά και η πυκνότητα του αέρα ελαττώνεται, διότι η μέση σχετική μοριακή μάζα του αέρα είναι 29 ενώ του μεθανίου 18. Δεν μπορεί επομένως να μην εξετάσει κανείς το ενδεχόμενο, οι ανεξήγητες εξαφανίσεις πλοίων και αεροπλάνων στο θρυλικό τρίγωνο των Βερμούδων να οφείλονται στο μεθάνιο, που από τα βάθη του παρελθόντος  εισέρχεται με δραματικό τρόπο στο παρόν. ⁽²⁾

Στον θαυμαστό Κόσμο μας «αυτόν τον μικρό, τον μέγα» όπως τον έχει συλλάβει η ποιητική ιδιοφυία του Ελύτη, οι χημικές ουσίες έχουν τον δικό τους ιδιαίτερο ρόλο. Ο ρόλος αυτός μπορεί φυσικά για την ίδια ουσία, να είναι άλλοτε θετικός και άλλοτε αρνητικός, όπως συχνά έχω αναφέρει στις σελίδες που διαβάζετε. Το όζον, δηλαδή το τριατομικό οξυγόνο (Ο₃) είναι μια ουσία ταυτόχρονα «άσπρη» και «μαύρη». Πολύτιμος προστάτης της ζωής στον πλανήτη όταν βρίσκεται στην Στρατόσφαιρα δηλαδή στα ανώτερα τμήματα της Ατμόσφαιρας, αλλά ταυτόχρονα περιβαλλοντικός ρυπαντής στην Τροπόσφαιρα, δηλαδή το κατώτερο τμήμα της Ατμόσφαιρας. Στην Στρατόσφαιρα το όζον είναι πολύτιμο διότι απορροφά σημαντικό μέρος της υπεριώδους ακτινοβολίας του Ήλιου, εξασφαλίζοντας συνθήκες ζωής στον πλανήτη.  Στην Τροπόσφαιρα όμως θεωρείται ρύπος, διότι προκαλεί βλάβες στο αναπνευστικό σύστημα των ζώων και σε φυτικούς ιστούς. Η απορρόφηση της υπεριώδους ακτινοβολίας στην Στρατόσφαιρα γίνεται για να διασπασθεί το μόριο του οξυγόνου (Ο₂) σε δύο πολύ δραστικά άτομα (Ο).  Τα άτομα οξυγόνου ταχύτατα αντιδρούν με Ο₂ σχηματίζοντας Όζον δηλαδή Ο₃.  Με τη σειρά του το παραγόμενο όζον ξαναδιασπάται σε Ο₂ και ατομικό οξυγόνο και με τον τρόπο αυτό συντηρείται μια καθοριστική ισορροπία μέσω της οποίας διατηρείται η ποσότητα του όζοντος σταθερή και ελάχιστη (μόλις ένα μόριο όζοντος αντιστοιχεί σε ένα δισεκατομμύριο μορίων Οξυγόνου και αζώτου), ενώ απορροφάται η υψηλής ενέργειας υπεριώδης ακτινοβολία του Ήλιου.  Υπάρχει όμως ένα στοιχείο που μπορεί να διαταράξει την πολύτιμη αυτή ισορροπία και αυτό είναι το χλώριο (Cl). Ενδεικτικό της συγκεκριμένης επίδρασης είναι το γεγονός ότι από ένα και μόνο  άτομο χλωρίου μπορούν να διασπασθούν   μέχρι 1.000.000 μόρα Ο₃. Αν αναρωτιέστε πως βρέθηκε αυτό το σχετικά βαρύ στοιχείο (Mr(Cl)=71>Μέσο Mr(αέρα)=29), στα ύψη αυτά, θα πρέπει να αναζητήσετε την απάντηση σε  μια ομάδα οργανικών ενώσεων τους χλωροφθοράνθρακες (CFC), που αποτελούν το «όχημα μεταφοράς»  του χλωρίου στα ύψη αυτά. Οι χλωροφθοράνθρακες είναι πολύ πτητικοί και χρησιμοποιούνται σαν προωθητικό μέσο των αεροζόλ, αλλά και σαν ψυκτικό κλιματιστικών και ψυγείων. Όταν οι χλωροφθοράνθρακες βρεθούν μετά από ταξίδι δέκα χρόνων στα ύψη της Στρατόσφαιρας, η υπεριώδης ακτινοβολία τους διασπά και ελευθερώνεται το πολύ δραστικό ατομικό χλώριο το οποίο αναλαμβάνει το έργο της διάσπασης του όζοντος όπως αναφέρθηκε.

Όπως καταλαβαίνετε οι ισορροπίες στον φυσικό κόσμο είναι αλληλένδετες και εύθραυστες. Ο άνθρωπος που ψεκάζει με εντομοκτόνο αεροζόλ τα ενοχλητικά έντομα, ας έχει στο μυαλό του ότι με την ενέργειά του αφαιρεί ένα μικρό λιθαράκι από το τείχος προστασίας που δημιουργεί το όζον , συμβάλλοντας στην δημιουργία ενός ακόμη σοβαρού περιβαλλοντικού προβλήματος, γνωστού σαν «τρύπα του όζοντος». Το φαινόμενο είναι ιδιαίτερα έντονο στον Βόρειο πόλο, λόγω του ότι   οι  ηλιακές καταιγίδες που έχουν μεγάλη ένταση στις αρκτικές περιοχές   καταστρέφουν μεγάλες ποσότητες όζοντος. Το έτος 2000 η τρύπα του όζοντος απέκτησε την μέγιστη επιφάνεια που ισοδυναμούσε με 28,3 εκατομμύρια τετραγωνικά χιλιόμετρα, δηλαδή έκταση τριπλάσια των ΗΠΑ. Στο κέντρο της η συγκέντρωση του όζοντος ήταν ελαττωμένη κατά 60%. Η απάντηση της Χημείας στο πρόβλημα ήλθε έστω και καθυστερημένα και λέγεται τετραφθορομεθάνιο (CF₄), το οποίο έχει όλα τα πλεονεκτήματα των CFCs, ενώ δεν περιέχει χλώριο.

Αν από τα ύψη της Στρατόσφαιρας προσγειωθούμε θα βιώσουμε την εμπειρία του «κακού» όζοντος, που παράγεται σε νέφη μεγαλουπόλεων περιβαλλοντικά επιβαρυμένων από καυσαέρια και μέσω φωτοχημικών αντιδράσεων που είναι ιδιαίτερα έντονες σε ηλιόλουστες μέρες. Το όζον είναι μικροβιοκτόνο και την τελευταία δεκαετία δημιούργησε ένα αμφιλεγόμενο προφίλ θεραπευτικής ουσίας. Η Αμερικάνική Υπηρεσία Τροφίμων και Ποτών (FDA)  μετά από σχετικές έρευνες τοποθετήθηκε ξεκάθαρα πάνω στο θέμα αυτό αναφέροντας ότι «πρόκειται για τοξικό αέριο και προκειμένου το όζον να είναι αποτελεσματικό ως μικροβιοκτόνο θα πρέπει να περιέχεται σε συγκεντρώσεις πολύ  μεγαλύτερες από αυτές που μπορούν να γίνουν ανεκτές με σχετική ασφάλεια από ανθρώπους, ή ζώα». ⁽³⁾

Τα βαριά μέταλλα έχουν την δική τους συμβολή στην περιβαλλοντική επιβάρυνση. Μέταλλα όπως ο Μόλυβδος, το Κάδμιο, το Χρώμιο, ο Χαλκός, ο Υδράργυρος και το Αρσενικό χαρακτηρίζονται από υψηλή τοξικότητα και προκαλούν πλείστα  προβλήματα σε οργανισμούς. Όταν το περιβάλλον δέχεται δίχως έλεγχο ανεπεξέργαστα λύματα και προϊόντα καύσης απορριμμάτων, επιβαρύνεται με βαρέα μέταλλα τα οποία δεν αποικοδομούνται και περνούν μέσω του εδάφους και των υδάτων στην τροφική αλυσίδα. Οι επιπτώσεις στην υγεία ποικίλλουν ανάλογα με το μέταλλο και την συγκέντρωσή του και μπορεί να περιλαμβάνουν βλάβες στο ήπαρ και τα νεφρά, καρκινογένεση, προσβολή του νευρικού συστήματος, διανοητική υστέρηση και καρδιακές παθήσεις. Η προσβολή του ανθρώπου από βαριά μέταλλα έχει …ιστορία. Πολλοί επιφανείς Ρωμαίοι και αυτοκράτορες πέθαναν από άγνωστη για την εποχή τους πηγή βραδείας δηλητηρίασης. Έπρεπε να περάσουν πολλά χρόνια για διαπιστωθεί ότι το αίτιο της δηλητηρίασης ήταν τα μολύβδινα μαγειρικά σκεύη , στα οποία παρασκεύαζαν ένα ευρέως χρησιμοποιούμενο σιρόπι από μούστο με βρασμό. Το σιρόπι μετά από αυτή την διαδικασία ήταν επιβαρυμένο με τοξικό μόλυβδο υψηλής συγκέντρωσης.⁽⁴⁾  Σε  κοινωνικό επίπεδο οι χώρες έχουν λάβει τα τελευταία χρόνια μια σειρά μέτρων, όπως χρήση αμόλυβδης βενζίνης, αντικατάσταση μολύβδινων σωλήνων ύδρευσης, επίστρωση αδρανούς πολυμερούς στο εσωτερικό μεταλλικών συσκευασιών κονσερβών κλπ. Η αποτελεσματικότερη ατομική προστασία συνίσταται στο να αποφεύγει κανείς την κατανάλωση νερού και νωπών τροφίμων από περιοχές περιβαλλοντικά επιβαρυμένες. Μια άλλη έξυπνη κίνηση θα ήταν η «συγκατοίκηση» με φυτά εσωτερικού χώρου, τα οποία έχουν την ικανότητα να απορροφούν πτητικές οργανικές ενώσεις μετάλλων και αναλαμβάνοντας με τον τρόπο αυτό όλη την «βρώμικη δουλειά».

Τα αιωρούμενα σωματίδια (ΑΣ) είναι ο ατμοσφαιρικός ρύπος που προκαλεί τη μεγαλύτερη ζημία για την ανθρώπινη υγεία στην Ευρώπη. Πρόκειται για πολύ  ελαφρά σωματίδια που μπορούν να αιωρούνται στον αέρα. Ορισμένα από αυτά είναι τόσο μικρά (ένα τριακοστό έως ένα πέμπτο της διαμέτρου μιας ανθρώπινης τρίχας), που όχι μόνο διεισδύουν σε βάθος στους πνεύμονές μας, αλλά περνούν και στη ροή του αίματος, ακριβώς όπως το οξυγόνο.

Κάποια σωματίδια εκπέμπονται απευθείας στην ατμόσφαιρα. Άλλα προκύπτουν ως προϊόντα χημικών αντιδράσεων, στις οποίες συμμετέχουν αέρια όπως διοξείδιο του θείου, οξείδια του αζώτου, αμμωνία και πτητικές οργανικές ενώσεις.

Τα σωματίδια αυτά είναι δυνατό να αποτελούνται από διάφορα χημικά συστατικά, και η επίδρασή τους στην υγεία μας και στο περιβάλλον εξαρτάται από τη σύστασή τους. Ορισμένα βαρέα μέταλλα, όπως το αρσενικό, το κάδμιο, ο υδράργυρος και το νικέλιο, μπορεί επίσης να βρεθούν σε αιωρούμενα σωματίδια. Τα Α.Σ. είναι ο ένας από του «πέντε κακούς» βασικούς ρύπους. Και αναφέρομαι στους ρύπους που καταγράφουν και παρακολουθούν οι Περιβαλλοντικές υπηρεσίες των περισσότερων χωρών και οι οποίοι είναι το όζον της τροπόσφαιρας, το μονοξείδιο του άνθρακα, το διοξείδιο του θείου, το διοξείδιο του αζώτου και τα αιωρούμενα σωματίδια.

Τα λιπάσματα και τα απορρυπαντικά αποτελούν ένα ακόμη παράδειγμα χρήσιμων αλλά συνάμα δυνητικά επιβλαβών προϊόντων. Αν η βιοαποικοδόμηση τους πραγματοποιηθεί σε κλειστά υδάτινα συστήματα (λίμνες κόλποι, ποταμοί) τότε προκαλείται ανεξέλεγκτη ανάπτυξη της χλωρίδας και του φυτοπλαγτόν, με συνέπεια την δέσμευση  μεγάλων ποσοτήτων οξυγόνου και δημιουργία συνθηκών ασφυξίας για τα ψάρια και τους λοιπούς υδρόβιους ζωικούς οργανισμούς. Το φαινόμενο αυτό είναι ο γνωστός «ευτροφισμός». Μέτρο, σύνεση και φροντίδα για την Φύση και τους θεμελιώδεις νόμους της είναι το ελάχιστο που μας αναλογεί να κάνουμε. Η ανακύκλωση είναι μια καλή πρακτική  φιλική προς το περιβάλλον που συμβάλλει προς  μια σοφή οικονομία ενέργειας και διατήρηση των ισορροπιών σε διαχειρήσιμα επίπεδα.

Το μονοξείδιο του άνθρακα (CO) θα μπορούσε να διεκδικήσει τον όχι και τόσο τιμητικό τίτλο του «αόρατου φονιά» διότι όντας αέριο άχρωμο , άοσμο και άγευστο προσβάλλει ύπουλα και όταν προκληθούν τα πρώτα συμπτώματα από την δράση του, όπως ζαλάδα και λιποθυμία είναι πλέον αργά. Το μονοξείδιο του άνθρακα δεσμεύεται πολύ εύκολα από την αιμοσφαιρίνη του αίματος, δηλαδή την ουσία που μεταφέρει το οξυγόνο στους ιστούς. Δρώντας ανταγωνιστικά με το οξυγόνο μπλοκάρει την διαδικασία μεταφοράς του και προκαλεί τον θάνατο ακόμη και σε ελάχιστες εισπνεόμενες ποσότητες συγκέντρωσης 100ppm (μέρη ανά εκατομμύριο). Ευτυχώς, για καλή μας τύχη, ορισμένοι μικροοργανισμοί του εδάφους δεσμεύουν το CO, συντελώντας στην διατήρηση των πολύτιμων σχετικών ισορροπιών.

Για το φαινόμενο της βιοσυσσώρευσης και την ασθένεια της Μιναμάτα μπορείτε να ανατρέξετε στο κεφάλαιο 10 (Είναι δηλητήριο το οινόπνευμα;) Να επισημανθεί όμως ότι την συγκεκριμένη διαδικασία μην την παίρνετε αψήφιστα, Οι αυξήσεις συγκέντρωσης μέσω της τροφικής αλυσίδας τρομάζουν. Για παράδειγμα τα οστρακοειδή είναι δυνατόν να συσσωρεύσουν το εντομοκτόνο DDT σε συγκεντρώσεις ,μέχρι και 700.000 φορές μεγαλύτερες από αυτές που υπάρχουν στη θάλασσα! ⁽⁴⁾

Στην ιδιαίτερα επιβαρυντική για το περιβάλλον τεχνολογική εποχή μας, οι χημικές ουσίες που θα μπορούσαν να χαρακτηρισθούν «περιβαλλοντικοί εφιάλτες» είναι πολλές. Σίγουρα οι διοξίνες είναι από τις πιο επικίνδυνες για πολλούς λόγους. O όρος διοξίνες καλύπτει μια ευρεία ομάδα   πολυχλωριωμένων  διοξινών ο κυριότερος εκπρόσωπος των οποίων είναι η ισχυρά  τοξική ουσία  2,3,7,8-τετραχλωροδιβενζο-παρα-διοξίνη (TCDD), η οποία χαρακτηρίζεται συνήθως «διοξίνη» και   έχει χαρακτηριστεί καρκινογόνος για τον άνθρωπο από τον Διεθνή Οργανισμό Ερευνών του Καρκίνου.

Γιατί όμως η αναφορά στις διοξίνες προκαλεί φόβο και ανησυχία; Οι διοξίνες είναι μια χημική οικογένεια ιδιαίτερα τοξική για τον άνθρωπο.  Επίσης είναι από τις ανθεκτικότερες ως προς την βιολογική αποικοδόμηση ουσίες . Η ημιπερίοδος ζωής της δηλαδή ο χρόνος που απαιτείται για να αποικοδομηθεί η μισή της αρχικής ποσότητα, κυμαίνεται ανάλογα με την περίπτωση από 3 μέχρι και τριάντα χρόνια, με μία μέση περίπου διάρκεια ημιζωής τα 7 χρόνια. Για να αποβληθούν επομένως από τον οργανισμό συσσωρευμένες στο λίπος διοξίνες υψηλών σχετικά συγκεντρώσεων μπορούν να απαιτηθούν περίπου 20 έτη! Η ανίχνευση των διοξινών είναι διαδικασία επίπονη, δαπανηρή και γίνεται σε ελάχιστα εξειδικευμένα Εργαστήρια. Οι διοξίνες δεν είναι ουσίες που παράγει εκούσια ο άνθρωπος, όπως π.χ. τα παρασιτοκτόνα, ή βαρέα μέταλλα. Συνήθως, είναι παραπροϊόντα της βιομηχανικής δραστηριότητας με χλώριο, όπως για παράδειγμα από την χλωρίωση του χαρτιού (για να γίνει άσπρο) και τη σύνθεση   παρασιτοκτόνων, ή άλλων χημικών. Μεγάλες  ποσότητες διοξινών αποβάλλονται στην ατμόσφαιρα και από τις διάφορες καύσεις. (Μηχανές αυτοκινήτων, καυστήρες θέρμανσης, αλλά και πυρκαγιές). Η καύση των σκουπιδιών  παράγει επίσης μεγάλες ποσότητες διοξινών, λόγω της καύσης χιλιάδων τόνων πλαστικών απορριμμάτων, κυρίως  PVC . Στη φύση  ποσότητες διοξινών βρίσκονται στο έδαφος και στον πυθμένα ποταμών και λιμνών. Μικρότερες ποσότητες βρίσκονται στον αέρα και το νερό. Η απομάκρυνση των διοξινών είναι μια επίπονη και πολυδάπανη υπόθεση. Το 1982 το έδαφος της  μικρής πόλης Times Beach του Missouri  των ΗΠΑ διαπιστώθηκε ότι μολύνθηκε σε μεγάλο βαθμό από διοξίνη. Με ασφαλές όριο για μακροχρόνια επαφή  του ανθρώπου με διοξίνες το 1ppb, η περιεκτικότητα του εδάφους βρέθηκε να είναι 300 έως 740ppb. Η ομοσπονδιακή κυβέρνηση τότε με μια πρωτοφανή απόφαση απομάκρυνε τους κατοίκους αποζημιώνοντάς τους και αγόρασε ολόκληρη την πόλη έναντι 33 εκατομμυρίων δολαρίων! ⁽²⁾

Ένα   σημαντικό ατύχημα συνέβη στις  10/07/1976 στη μικρή ιταλική πόλη Σεβέζο, στα βόρεια του Μιλάνου, όταν έσκασε η βαλβίδα ασφαλείας ενός λέβητα στην χημική βιομηχανία ICMESA, με αποτέλεσμα την διαρροή τεράστιων ποσοτήτων διοξίνης. Μέσα σε λίγες ώρες δημιουργήθηκε ένα τοξικό νέφος διοξίνης πάνω από την περιοχή. Πέντε ημέρες μετά άρχισε ο μαζικός θάνατος μικρών ζώων και πτηνών,  ενώ πολλά βρέφη, παιδιά και ενήλικες παρουσίασαν βλάβες στο αναπνευστικό σύστημα, δερματίτιδες κλπ Στο Σεβεζο 37.000 άνθρωποι δέχθηκαν τις βλαβερές επιπτώσεις της διοξίνης.

4% των κατοικίδιων ζώων βρήκαν το θάνατο, 80.000 αποτεφρώθηκαν για να μην διοχετευθεί το κρέας τους στην διατροφική αλυσίδα, κατεδαφίστηκαν 40 κατοικίες και 100 εκτάρια γης έγιναν επικίνδυνα για ανθρώπους, ζώα και καλλιέργειες.⁽⁷⁾

Πως περνούν όμως οι διοξίνες στον άνθρωπο και τα ζώα; Οι διοξίνες δεν διαλύονται στο νερό, αλλά επειδή είναι λιποδιαλυτές, συσσωρεύονται στους λιπώδεις ιστούς των ζωντανών οργανισμών και, μέσω της τροφικής αλυσίδας, καταφέρνουν να “πολλαπλασιάζουν” τις ποσότητές τους. Οι διοξίνες βρίσκονται σε όλα τα ζωικά λίπη, όπως το λίπος των θηλαστικών και των πουλερικών, στο γάλα, στα αυγά,  αλλά και στα ψάρια και άλλα θαλασσινά (γαρίδες, οστρακοειδή κ.τ.λ.). Ο άνθρωπος λαμβάνει τη μεγαλύτερη ποσότητα διοξινών από την τροφή του, σε ποσοστό έως και 96%. Δυστυχώς όμως η τροφή δεν αποτελεί την μοναδική πύλη εισόδου στον οργανισμό. Διοξίνες παίρνουμε και από τον μολυσμένο λόγω καυσαερίων, ή πυρκαγιών αέρα,   από έκθεση σε μολυσμένο περιβάλλον χώρων καύσης απορριμμάτων και από εισπνοή διαφόρων χημικών ουσιών .

Τα προβλήματα που προκαλεί η συσσώρευση διοξινών στους ανθρώπινους ιστούς είναι πολλά και σοβαρά. Μετά την προσβολή του οργανισμού, οι διοξίνες αφού απορροφηθούν από  γαστρεντερικό σωλήνα,   αποθηκεύονται στο λιπώδη ιστό.   Ο μεταβολισμός τους όμως είναι εξαιρετικά βραδύς με μέσο χρόνο ημιζωής τα επτά χρόνια. Δηλαδή, για να αποβληθούν (σχεδόν) από τον οργανισμό, απαιτούνται πολλά χρόνια . Οι διοξίνες παρεμβαίνουν στον μηχανισμό  πολλαπλασιασμού των κυττάρων. Αυτό μπορεί να προκαλέσει τον πρόωρο θάνατό τους, ή να οδηγήσει σε υποπλασία ενός ιστού, ή να οδηγήσει σε καρκίνο. Οι διοξίνες είναι εξαιρετικά καρκινογόνες ουσίες και έχουν συνδεθεί με όλες τις πιθανές μορφές καρκίνου στον ανθρώπινο οργανισμό. Επίσης, προκαλούν βλάβες στο έμβρυο, σακχαρώδη διαβήτη, ήπιες ηπατικές βλάβες,   στειρότητα, νευρολογικές διαταραχές στα παιδιά, νευροπάθεια, δερματικές παθήσεις και άλλα. Οι επιπτώσεις των διοξινών στον ανθρώπινο οργανισμό εξαρτώνται από διάφορους παράγοντες: την ηλικία, το σωματικό βάρος και ιδίως από το είδος της διοξίνης. Να σημειωθεί ακόμη, ότι οι διοξίνες απελευθερώνονται στο μητρικό γάλα.  Μερικοί καταφεύγουν σε γρήγορες χημικές δίαιτες, θεωρώντας ότι με την αποβολή του λίπους, θα αποβληθούν και οι λιπόφιλες τοξίνες.   Επειδή όμως αυτές  αποβάλλονται αργά και σταθερά,  αν κάποιος χάσει μεγάλη ποσότητα λίπους απότομα, τότε τεράστιες ποσότητες λιπόφιλων τοξινών απελευθερώνονται στον οργανισμό και προκαλούν τοξίνωση. ⁽⁶⁾

Και τι κάνουμε λοιπόν; Παρά τους κινδύνους που εγκυμονούν για την υγεία μας, οι διοξίνες δεν μπορούν να απαγορευθούν,  διότι  πολύ απλά οι διοξίνες παράγονται σε αναπόφευκτες ανθρώπινες δραστηριότητες, όπως αποτεφρώσεις απορριμμάτων ,  βιομηχανική παραγωγή, ή σε  μεγάλες πυρκαγιές και στη συνέχεια  καταλήγουν στο περιβάλλον. Από την πλευρά του Κράτους  θα πρέπει να γίνονται εντατικοί έλεγχοι σε κτηνοτροφικές μονάδες. Σε ατομική βάση, μια ισορροπημένη διατροφή, πλούσια σε θρεπτικά συστατικά και χαμηλή σε λιπαρά διατροφή μειώνει την  έκθεση σε διοξίνες. Έτσι τρώμε άπαχο κατά το δυνατόν κρέας, αφαιρούμε την πέτσα από το κοτόπουλο, το αρνί και τα παχιά ψάρια, και πίνουμε άπαχο γάλα. Μειώνουμε το μαγειρικό λίπος και το βούτυρο και καταναλώνουμε παρθένο ελαιόλαδο φρούτα, λαχανικά και δημητριακά. Προσέχουμε ακόμη την προέλευση της τροφής και δεν αγοράζουμε κρέατα και γαλακτοκομικά από περιοχές επιβαρυμένες περιβαλλοντικά, ή με τοπικό πρόβλημα π.χ. δίπλα σε χωματερές.

Η όξινη βροχή είναι μία ακόμη παράπλευρη αρνητική συνέπεια των βιομηχανικών δραστηριοτήτων του ανθρώπου. Στην περίπτωση αυτή, το «χημικό παιχνίδι» που παίζεται είναι το εξής: Από τις καύσεις πετροχημικών, λιθανθράκων  κλπ παράγονται εκτός από το CO₂  και οξείδια του θείου και του αζώτου. Τα οξείδια αυτά ενώνονται με τους υδρατμούς της ατμόσφαιρας, ή το νερό της βροχής και σχηματίζουν οξέα, και μάλιστα ισχυρά, όπως το θειικό και το νιτρικό. Τα οξέα συμπαρασύρονται από τις βροχές και τα χιόνια  και πέφτουν στο έδαφος σαν «όξινη βροχή». Βέβαια, σε αυστηρά τυπική χημική γλώσσα, κάθε βροχή είναι όξινη, εφόσον περιέχει διαλυμένα διάφορα οξείδια αμετάλλων, κυρίως διοξείδιο του άνθρακα, σε μικρές ποσότητες, και ίσως θα ήταν πιο ορθό να αναφερόμαστε σε «πολύ όξινη βροχή» ή «ασυνήθιστα όξινη βροχή», ή «όξινη ρυποφόρα κατακρήμνιση». Η διαφορά είναι σημαντική, διότι το pH της βροχής φυσιολογικά βρίσκεται περίπου στο 5,6,  ενώ στα βιομηχανικά κέντρα κυμαίνεται μεταξύ 3,5 έως 4,5.  Σε βιομηχανικές περιοχές υπάρχουν αρνητικές συνέπειες για το έδαφος, την χλωρίδα, τα οικοσυστήματα λιμνών και ποταμών, αλλά και για συγκεκριμένες κατασκευές αστικών περιοχών, όπως μαρμάρινα μνημεία. Το έδαφος γίνεται τόσο όξινο, που μπορεί να καταστεί τοξικό για διάφορους μικροοργανισμούς και αποικοδομητές. Επίσης, η οξύτητα του εδάφους προκαλεί ελευθέρωση βαρέων μετάλλων, τα οποία περνούν σε υδάτινα συστήματα με σοβαρές συνέπειες, όπως στην αναπαραγωγή ψαριών, την ελάττωση του φυτοπλαγκτόν κλπ.

Στον άνθρωπο, η έκθεση σε περιβάλλον με αυξημένη συγκέντρωση σωματιδίων θειικού οξέος μπορεί να προκαλέσει σοβαρές πνευμονικές βλάβες. Το 1952 στο Λονδίνο μετά από ένα εφιαλτικό πενθήμερο όξινου νέφους περίπου 4000 άνθρωποι βρήκαν το θάνατο.

Στα μαρμάρινα μνημεία, η όξινη βροχή μετατρέπει το ανθρακικό ασβέστιο σε θειικό ασβέστιο, προκαλώντας το φαινόμενο της «γυψοποίησης» και σταδιακή αποσάθρωση.   Δυστυχώς, επειδή ο άνεμος δεν περιορίζεται από σύνορα, όταν   «θυμώσει» μπορεί να μεταφέρει την ρυπογόνο βροχή εκατοντάδες χιλιόμετρα μακριά και να την αποθέσει σε αθώους αποδέκτες. Για το λόγο αυτό η όξινη βροχή αποτελεί διακρατικό περιβαλλοντικό πρόβλημα.  Ευτυχώς όμως, αγαθή πρόνοια φρόντισε στον κανόνα της ζημιάς να υπάρχει και η εξαίρεση της ωφέλειας. Όταν τα οξέα της δυσάρεστης αυτής βροχής εξουδετερωθούν από τα ασβεστολιθικά πετρώματα μετατρέπονται σε παραγωγικά νιτρικά και θειικά λιπάσματα!

Όξινη βροχή προκαλείται και από φυσικές δραστηριότητες όπως ηφαιστειακές εκπομπές αερίων. Η Φύση όπως αντιλαμβάνεσθε δεν είναι ούτε καλή, ούτε κακή. Είναι αληθινή και …αυτή που είναι, αν την αφήσουμε να είναι αυτή που είναι.

Η Χημεία έχει βρει λύσεις για να περιορίσει τις επιπτώσεις του φαινομένου. Αποθείωση καυσίμων, φίλτρα σε καμινάδες βιομηχανιών, καταλυτική βενζίνη, εξουδετέρωση με αλκαλικές ουσίες όπως υδροξείδιο του ασβεστίου και άλλα πολλά, αλλά ξέρετε  υπάρχουν και όρια κορεσμού και αντοχής της Φύσης που πλέον αρχίζει και …θυμώνει όλο και συχνότερα με τα έργα  των ανθρώπων.

Το τίμημα της ανάπτυξης είναι υψηλό για το περιβάλλον. Ένας μεγάλος πονοκέφαλος των χημικών, των βιομηχάνων αλλά και των κυβερνήσεων είναι η διαχείριση των τοξικών αποβλήτων. Αν και ο χαρακτηρισμός «τοξικό απόβλητο» είναι μια έννοια-λάστιχο που εξαρτάται από την εθνική νομοθεσία κάθε κράτους, υπάρχουν κάποιες σταθερές. Σύμφωνα με τη νομοθεσία των ΗΠΑ χαρακτηρίζονται  απόβλητα, σώματα ή ουσίες, που λόγω των φυσικοχημικών τους ιδιοτήτων, της ποσότητας, ή της συγκέντρωσής τους, μπορούν να θέσουν σε σημαντικό κίνδυνο την ανθρώπινη  υγεία, ή το περιβάλλον, αν δεν υποστούν αποτελεσματική επεξεργασία, ή δεν αποθηκευτούν με κατάλληλο τρόπο. Κάτι ανάλογο προβλέπει και η ευρωπαϊκή νομοθεσία.⁽⁶⁾ Γεωργικά φάρμακα, εκρηκτικές ύλες, πετροχημικά, διαλύτες και άλλα χημικά, μεταλλουργικά προϊόντα και ραδιενεργά κατάλοιπα, είναι ορισμένες κατηγορίες ουσιών με υψηλό περιβαλλοντικό κόστος,  διότι παράγουν απόβλητα υψηλής τοξικότητας. Αν μετέφερα τον αναλυτικό κατάλογο με τις κατηγορίες ουσιών  που είναι τοξικές για το περιβάλλον θα σας έπιανε ζάλη και απογοήτευση, μιας και θα καταλάμβανε δύο σχεδόν σελίδες! (και προσέξτε, αναφερόμαστε σε κατηγορίες ουσιών και όχι σε διακεκριμένες ουσίες)

Συχνά, η ρύπανση του περιβάλλοντος φθάνει σε απίθανα επίπεδα. Για παράδειγμα στις αρχές της δεκαετίας του 70 ο ποταμός Cuyahoga της πολιτείας του Ohio  είχε υποστεί τόσο ακραία ρύπανση με χημικά απόβλητα που τυλίχθηκε στις φλόγες!  Η διαχείριση τοξικών αποβλήτων γίνεται με ειδικές μεθόδους και μελέτες  κατά τις οποίες λαμβάνεται μέριμνα να μην μολυνθούν ο υδροφόρος ορίζοντας και ο αέρας. Επίσης ο χρόνος δράσης των τοξικών αποβλήτων που μπορεί να είναι χρόνια, ή και αιώνες προκειμένου για ραδιενεργά απόβλητα υψηλής διάρκειας ημιζωής. Οι χώροι ταφής μπορούν να είναι στεγανά σιλό, ή υπόγειες αποθήκες, ακόμη και παλιά αλατωρυχεία. Αλλά στις επιλογές απόθεσης συμπεριλαμβάνονται πολικές περιοχές, ακόμη και το διάστημα! Η στεγανοποίηση του χώρου απόθεσης εξαρτάται από πολλούς παράγοντες μεταξύ των οποίων και η ποιοτική σύσταση  του εδάφους. Ακολουθεί μια υποχρεωτική περίοδος παρακολούθησης τουλάχιστον δέκα ετών. Φυσικό είναι ότι η απόθεση τοξικών αποβλήτων είναι μια άκρως δαπανηρή παράμετρος στο κόστος παραγωγής μιας ύλης γι αυτό και μια συνήθης πρακτική είναι οι προηγμένες τεχνολογικά και οικονομικά χώρες να «ενοικιάζουν» εδάφη από φτωχές χώρες στα οποία αποθέτουν τα απόβλητα. ⁽⁸⁾

Σε ακραία επίπεδα ρύπανσης οδηγούμαστε μετά από περιβαλλοντικά ατυχήματα, τα οποία αποτελούν εφιάλτη για την ανθρωπότητα. Όσα προληπτικά μέτρα κι αν ληφθούν υπάρχουν δύο παράγοντες που μπορούν να τα ανατρέψουν και αυτοί είναι η δύναμη της φύσης, (Τσουνάμι στην Φουκοσίμα) ή το ανθρώπινο λάθος (Τσερνόμπιλ Ουκρανίας, Μποπάλ Ινδίας).

Ο κατάλογος περιβαλλοντικών ατυχημάτων είναι τεράστιος , αλλά αξίζει να γίνει αναφορά στα μεγαλύτερα από αυτά σε ιστορικό επίπεδο.

Η διαρροή χημικών στο Μποπάλ της Ινδίας ήταν ένα βιομηχανικό ατύχημα το όποιο συνέβη το βράδυ στις 2-3 Δεκεμβρίου 1984 στο εργοστάσιο εντομοκτόνων της Union Carbide India Limited. Τουλάχιστον 500.000 άνθρωποι εκτέθηκαν σε ισοκυανικό μεθύλιο και άλλα χημικά. Ο αριθμός των θυμάτων λόγω της διαρροής δεν είναι επακριβώς γνωστός. Μέχρι τον Οκτώβριο του 2003 είχαν δοθεί αποζημιώσεις για 15.248 θανάτους και 554.895 περιπτώσεις αναπηρίας. Υπολογίζεται ότι συνολικά λόγω της διαρροής έχασαν τη ζωή τους 15.000 με 25.000 άνθρωποι, γεγονός που κατατάσσει αυτή τη διαρροή ως το χειρότερο βιομηχανικό ατύχημα που έχει λάβει χώρα στον κόσμο.

Αν και τα αίτια αυτής της διαρροής δεν είναι επακριβώς γνωστά, αυτό που είναι βέβαιο είναι ότι το εργοστάσιο στο Μποπάλ είχε κατασκευαστεί με χαμηλότερα πρότυπα ασφαλείας, σε σχέση με τα εργοστάσια της εταιρείας στις ΗΠΑ και πολλά συστήματα ασφαλείας δεν λειτουργούσαν. Στις 2 Δεκεμβρίου 1984 μπήκε νερό μέσα στη δεξαμενή 610, στην οποία ήταν αποθηκευμένο το ισοκυανικό μεθύλιο. Λόγω της βίαιης  αντίδρασης που ακολούθησε η πίεση στην δεξαμενή αυξήθηκε σε τέτοια επίπεδα ώστε η βαλβίδα ασφαλείας να ανοίξει και το αέριο να διοχετευθεί στο πύργο καθαρισμού, ο οποίος ήταν κλειστός λόγω συντήρησης. Το αέριο διέρρευσε από τη καμινάδα κοντά στη κορυφή του πύργου και κατευθύνθηκε προς τη πόλη. Η καμινάδα είχε ύψος 33 μέτρα, πολύ μεγάλο για να φτάσει ο πίδακας νερού σε αυτή και να εξουδετερώσει το αέριο. Οι εγκαταστάσεις έκλεισαν και στη συνέχεια καθαρίστηκαν πλημμελώς με την η διαρροή τοξικών ουσιών στα υπόγεια ύδατα να συνεχίζεται μέχρι τουλάχιστον το 2004!  ⁽⁴⁾

Η εταιρία πλήρωσε αποζημιώσεις το 1989 ύψους 470 εκατομμυρίων δολαρίων. Η εκδίκαση της υπόθεσης ολοκληρώθηκε το 2010 με κατηγορούμενους εφτά ανώτατα στελέχη της Union Carbide India Limited. Οι κατηγορούμενοι καταδικάστηκαν για φόνο εξ αμελείας σε δύο χρόνια φυλάκισης και πρόστιμο 100.000 ινδικές ρουπίες έκαστος, η μέγιστη ποινή που προέβλεπε ο ινδικός νόμος.

Στις 26 Απριλίου του 1986 στον αντιδραστήρα 4 του Πυρηνικού Σταθμού Παραγωγής Ενέργειας του Τσέρνομπιλ (Της Σοβιετικής Ένωσης τότε, που σήμερα αποτελεί έδαφος της Ουκρανίας), λαμβάνει χώρα ένα τρομακτικό ατύχημα της μέγιστης τάξης στην κλίμακα προβλεπόμενου ατυχήματος σύμφωνα με την Διεθνή Κλίμακα Πυρηνικών Γεγονότων. Τι δεν πήγε καλά όμως και στην περίπτωση αυτή άνοιξε το «κουτί της Πανδώρας»; Στους πυρηνικούς αντιδραστήρες ένα σημαντικό ποσοστό της παραγόμενης ενέργειας (7%) δεν προέρχεται από την σχάση του καύσιμου υλικού, αλλά από την ραδιενεργή διάσπαση των προϊόντων της πυρηνικής αντίδρασης, που συνεχίζεται για αρκετό χρόνο μετά την διακοπή της πυρηνικής σχάσης. Επομένως το συνολικό κύκλωμα λειτουργίας απαιτεί συνεχή ψύξη μετά από την απενεργοποίηση προκειμένου να κρατηθούν οι θερμοκρασίες σε χαμηλά επίπεδα και να μην καταστραφεί ο αντιδραστήρας. Στο Τσέρνομπιλ, λόγω κατασκευαστικών λαθών, υπήρχε ένα κενό αδράνειας 60-75 δευτερολέπτων  μέχρι να ενεργοποιηθεί το εφεδρικό σύστημα ψύξης μετά από την παύση της λειτουργίας του αντιδραστήρα. Όμως στο χρονικό αυτό διάστημα, ο αντιδραστήρας δεν είχε ψύξη και αυτό αποτελούσε πηγή σοβαρού κινδύνου. Την τραγική εκείνη νύχτα είχε προγραμματισθεί δοκιμή ελέγχου για την αντιμετώπιση του προβλήματος, μετά από τρεις ανεπιτυχείς προσπάθειες που προηγήθηκαν τα έτη 1982, 1984 και 1985. Στο εργοστάσιο είχαν βάρδια διακόσιοι περίπου εργαζόμενοι και τα μοιραία πρόσωπα ήταν ο υπεύθυνος νυχτερινής βάρδιας Αλεξάντρ Ακίμωφ και ο υπεύθυνος χειρισμού του αντιδραστήρα Λεονίντ Τοπτούνοφ, μηχανικός με τρίμηνη μόνο εμπειρία. Το πρώτο καθοριστικό λάθος ήταν ότι οι δοκιμές ξεκίνησαν στην απογευματινή βάρδια, αλλά δεν ολοκληρώθηκαν, με αποτέλεσμα η «καυτή πατάτα» να περάσει στα χέρια της νυκτερινής βάρδιας, κατά παράβαση του αρχικού σχεδιασμού που προέβλεπε ολοκλήρωση των δοκιμών στα χρονικά όρια προ των αλλαγών βάρδιας. Το δεύτερο τραγικό λάθος ήταν του αρχάριου μηχανικού Τοπτούνοφ που κατέβασε τις ράβδους ελέγχου, ρίχνοντας την ισχύ του αντιδραστήρα στα 30MW όταν το ανεκτό όριο ήταν τα 500MW. Όταν το προσωπικό της αίθουσας ελέγχου αντιλήφθηκε το σοβαρό πρόβλημα που δημιουργήθηκε και προσπάθησε να ανεβάσει τις ράβδους ελέγχου με το χειροκίνητο σύστημα παρακάμπτοντας το αυτόματο, ήταν ήδη αργά.    Η ισχύς μετά βίας ανέβηκε στα 200MW. Ακολούθησε ένας δραματικός αγώνας για να αποφευχθεί η υπερθέρμανση της καρδιάς του αντιδραστήρα.  Στις 01.23’ ενεργοποιείται το σύστημα επείγουσας απενεργοποίησης του αντιδραστήρα και τρία λεπτά αργότερα μετά από ανεξέλεγκτη αύξηση της πίεσης του ατμού ο αντιδραστήρας εκρήγνυται. Η τελευταία καταγραμμένη ένδειξη ισχύος ήταν  33.000MW δέκα φορές υψηλότερη από το ανώτατο όριο προδιαγραφών λειτουργίας του αντιδραστήρα!  Από την εφιαλτική έκρηξη απελευθερώθηκαν στην ατμόσφαιρα τεράστιες ποσότητες ραδιενεργών ουσιών. Στο πυρηνικό ατύχημα στου Τσέρνομπιλ  έβαλαν την σφραγίδα τους σχεδιαστικά λάθη και  λάθη χειρισμών, ανθρώπινα δηλαδή όπως λέγαμε. Ο μακάβριος επίλογος: Μια ολόκληρη πόλη,   το Πρίπιατ είχε δεκάδες θύματα, εγκαταλείφθηκε πλήρως από τους κατοίκους της και εξακολουθεί ακόμη και σήμερα να είναι μία πόλη-φάντασμα. Ο ακριβής αριθμός θυμάτων είναι πολύ δύσκολο να προσδιορισθεί με ακρίβεια, διότι οι επιπτώσεις από την έκθεση στη ραδιενέργεια είναι μακροχρόνιες. Τριανταένα άτομα πέθαναν τους πρώτους μήνες και 237 είχαν οξεία προσβολή και έσβησαν σε βάθος χρόνου, σύμφωνα με τα επίσημα στοιχεία της Ε.Σ.Σ.Δ. που ήταν ελεγχόμενα, και δύσκολα διασταυρούμενα. Είναι ενδεικτικό της προσπάθειας υποβάθμισης του συμβάντος από την κυβέρνηση της ΕΣΣΔ, ότι αρχικά  παραδέχτηκαν   ότι είχε συμβεί ένα μικρό ατύχημα, και μόνο όταν άρχισαν να εκκενώνουν την περιοχή με περισσότερους από 100.000 ανθρώπους, η παγκόσμια κοινότητα αντιλήφθηκε την πλήρη έκταση της κατάστασης. Μετά από μεγάλη καθυστέρηση,  το βράδυ της 28ης Απριλίου, μια λιτή ανακοίνωση 20 δευτερολέπτων διαβάστηκε στο τηλεοπτικό πρόγραμμα ειδήσεων Βρέμυα: “Έγινε ένα ατύχημα στον πυρηνικό σταθμό του Τσερνομπίλ. Ένας από τους πυρηνικούς αντιδραστήρες υπέστη ζημιά. Οι συνέπειες του ατυχήματος αντιμετωπίζονται. Έχει παρασχεθεί βοήθεια για τυχόν πληγέντες και έχει συσταθεί ερευνητική επιτροπή.” Το ραδιενεργό νέφος, αγνοώντας φυσικά  τα εθνικά σύνορα, επεκτάθηκε σε Γιουγκοσλαβία, Φινλανδία, Σουηδία, Γερμανία, Νορβηγία, Ρουμανία, Βουλγαρία, Πολωνία  και Αυστρία. Ακόμη και στην Βόρεια Ελλάδα, μετρήσεις που έγιναν δέκα χρόνια μετά έδειξαν εκπομπές ραδιενεργού Καισίου 65 κιλομπεκερέλ ανά  τετραγωνικό μέτρο με όριο τα 5. Το κουφάρι του αντιδραστήρα 4 καλύφθηκε αρχικά με σάκους που περιείχαν άμμο, μόλυβδο, και βορικό οξύ  (5.000 τόνοι εβδομαδιαίως) και στη συνέχεια με τσιμέντο. Το 2015 παραδόθηκε από την Ευρωπαϊκή Ένωση ασφαλής σαρκοφάγος για τον αντιδραστήρα. ⁽⁶⁾

Η νέα κάλυψη του αντιδραστήρα του Τσέρνομπιλ.

 

Μία από τις σημαντικότερες οικολογικές επιβαρύνσεις λόγω καταστροφής πυρηνικών εγκαταστάσεων, προκλήθηκε από το ατύχημα που συνέβη  την Άνοιξη του 2011 στην μονάδα παραγωγής ενέργειας στην Φουκουσίμα της Ιαπωνίας.  Οι καταστροφές που προκλήθηκαν ήταν αποτέλεσμα του ισχυρού σεισμού της 11^ης Μαρτίου και του γιγαντιαίου τσουνάμι που ακολούθησε. Η κύρια αιτία που προκάλεσε το ατύχημα ήταν η βλάβη στο σύστημα ψύξης του αντιδραστήρα, με συνέπεια την αλματώδη  αύξηση της θερμοκρασίας και τις αλλεπάλληλες εκρήξεις σε αντιδραστήρες του Σταθμού. Στην περίπτωση της Φουκοσίμα υπήρξε μια μοιραία αλληλουχία  γεγονότων και παραλείψεων, με αποτέλεσμα το προκληθέν από τον σεισμό τσουνάμι να βάλει την σφραγίδα του στην τελική καταστροφή. Στο συγκεκριμένο σταθμό οι αντιδραστήρες ήταν παλιοί και σε κακή κατάσταση και ήταν προγραμματισμένο να τεθούν εκτός λειτουργίας τις αρχές του 2011. Παραδόξως, ένα μήνα πριν από το ατύχημα πήραν παράταση λειτουργίας για δέκα ολόκληρα χρόνια!    Μετά το σεισμό διεκόπη η παροχή ηλεκτρικού ρεύματος και το σύστημα ψύξης βγήκε εκτός λειτουργίας. Αν και τέθηκαν σε λειτουργία για ορισμένες ώρες οι εφεδρικοί κινητήρες πετρελαίου για ψύξη, το τσουνάμι που πλημύρισε τις εγκαταστάσεις τις αχρήστευσε. Μετά από αυτό  προκλήθηκε υπερθέρμανση και έκρηξη στην καρδιά των αντιδραστήρων 1 και 3 και διαρροή ραδιενεργού ατμού.  Σε μια απεγνωσμένη κίνηση για να αποφευχθεί η τήξη της καρδιάς των αντιδραστήρων οι υπεύθυνοι  αποφάσισαν να ψύξουν τα πυρηνικά καύσιμα με θαλασσινό νερό. Αλλά δυστυχώς είχε ήδη ξεκινήσει η μερική τήξη στο εσωτερικό των αντιδραστήρων, με αποτέλεσμα ο παραγόμενος από την ψύξη ατμός να είναι   επιβαρυμένος με ραδιενεργό καίσιο και ιώδιο. (Το καίσιο 137 έχει χρόνο ημιζωής 30 χρόνια και το Ιώδιο 131 έχει 8 ημέρες)  Η ατυχία, ή καλύτερα το σχεδιαστικό λάθος,  ήταν ότι οι πίνακες που ήταν αναγκαίοι για την επανεκκίνηση του συστήματος ήταν εγκατεστημένοι στο υπόγειο που πλημμύρισε από τα νερά της θάλασσας. Το ατύχημα της Φουκουσίμα ενώ αρχικά αξιολογήθηκε στην κλίμακα επικινδυνότητας με 4, μετά από νέες αξιολογήσεις έφθασε στο ανώτατο όριο που είναι το 7, σημείο στο οποίο μόνο το ατύχημα του Τσερνομπίλ είχε φθάσει μέχρι τότε! Στο ατύχημα της Φουκουσίμα, μπορεί τον πρώτο λόγο να είχε η Φύση, αλλά τα ανθρώπινα λάθη και παραλείψεις έπαιξαν δυστυχώς για μια ακόμη φορά καθοριστικό ρόλο.  Στην Φουκουσίμα 190 κάτοικοι της περιοχής προσβλήθηκαν από ραδιενέργεια, αλλά οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις είναι ανυπολόγιστες με βαριά κληρονομιά για πολλές γενιές.

Για εκατοντάδες χρόνια επικρατούσε το ολέθριο δόγμα «λύση για τη ρύπανση είναι η αραίωση», σύμφωνα με το οποίο, αρκεί να στείλουμε μια τοξική ουσία σε υδάτινο σύστημα, οπότε η μείωση της συγκέντρωσης θα την καταστήσει ακίνδυνη. Δυστυχώς, η λανθασμένη αυτή αντίληψη που δεν λαμβάνει υπόψη σημαντικές παραμέτρους, όπως την βιοσυσσώρευση και την χρόνια τοξικότητα, εφαρμόζεται ακόμη και στις μέρες μας, αν και σε πολύ μικρότερο βαθμό λόγω της θέσπισης αυστηρών νόμων περιβαλλοντικής προστασίας. Η  πρώτη συγγραφέας που έγραψε κλασικό οικολογικό βιβλίο θεωρείται η Rachel Carson. Η συγγραφέας, με το σύγγραμμα «Βουβή Άνοιξη» που εκδόθηκε το 1964, επισήμανε τις ολέθριες επιπτώσεις των τοξικών ουσιών στο περιβάλλον και προειδοποίησε ότι αν δεν παρθούν άμεσα και δραστικά μέτρα από την ανθρωπότητα, θα οδηγηθούμε σε μια σιωπηλή Άνοιξη, στερημένη από το ελπιδοφόρο κελάηδισμα των πουλιών. Το έργο αυτό τάραξε τα νερά και συντέλεσε στην δημιουργία ενός στιβαρού οικολογικού κινήματος.

Για την παραγωγή ενός νέου καταναλωτικού προϊόντος οι συνθετικοί χημικοί   είναι οι καθ’ ύλην αρμόδιοι που προσπαθούν να βρουν εκείνη την ακολουθία αντιδράσεων με τις οποίες θα το συνθέσουν με το μικρότερο δυνατό κόστος και την μέγιστη απόδοση. Τα απόβλητα της βιομηχανικής παραγωγής κατέληγαν συνήθως νόμιμα, ή παράνομα σε κάποια θάλασσα, λίμνη ή ποτάμι, προκαλώντας ανυπολόγιστες συνέπειες. Μόνο τα τελευταία χρόνια μετά από την περιβαλλοντική ευαισθητοποίηση της ανθρωπότητας, θεσπίσθηκαν νέοι κανονισμοί διαχείρισης αποβλήτων. Προς την κατεύθυνση αυτή ελπιδοφόρα για την προστασία του περιβάλλοντος είναι η ανάπτυξη της «Πράσινης Χημείας». Η Πράσινη Χημεία έχει αντικείμενο τον σχεδιασμό η μετατροπή των χημικών προϊόντων έτσι ώστε να είναι φιλικότερα προς το περιβάλλον, δρώντας με τον τρόπο αυτό προληπτικά και αντιμετωπίζοντας το κακό στη ρίζα του.

Οι Επιστήμονες το παλεύουν και προσπαθούν να διορθώσουν, ή να προλάβουν δυσάρεστες καταστάσεις.  Θα ήταν όμως καλύτερα να ξεχάσετε τι μπορεί να κάνει η Επιστήμη και να αναρωτηθείτε τί μπορεί να κάνει ο καθένας από μας, στα πλαίσια  μιας ολιστικής συμπεριφοράς για την προστασία του περιβάλλοντος. Μήπως να περιορίσουμε το μικρό δικό  μας αποτύπωμα ενέργειας και ρύπων, που με απλά λόγια σημαίνει καταναλώνουμε λιγότερη ενέργεια; Αυτό μόνο, είναι αρκετό και υπεύθυνο. Ο καθένας μας σαν μονάδα φέρει την δική του ευθύνη να σώσει τον κόσμο και μπορεί να το κάνει.

 

Τιμητική αναφορά στο στοιχείο της ενότητας Cu ( Cuprum– Χαλκός):  Ο χαλκός (cuprum) είναι μέταλλο με κοκκινωπό χρώμα και πολύ καλός αγωγός της θερμότητας και του ηλεκτρισμού, ενώ δεν εμφανίζει μαγνητικές ιδιότητες. Λόγω της ιδιότητάς του όταν είναι τηγμένος να απορροφά ατμοσφαιρικό αέρα, τον οποίο αποβάλλει ψυχόμενος, δεν μπορούν να κατασκευασθούν χυτά αντικείμενα από χαλκό διότι είναι διάσπαρτα από ίχνη των φυσαλίδων . Είναι το πρώτο από τα μέταλλα που χρησιμοποίησε ο άνθρωπος για την κατασκευή σκευών, εργαλείων και όπλων. Εκτιμάται ότι ο χαλκός έγινε γνωστός περίπου το 9.000 π.Χ., πιθανόν επειδή απαντά και ως αυτοφυής και η μεταλλουργική    διαδικασία για την παρασκευή του σε καθαρή μορφή είναι πολύ πιο εύκολη ενεργειακά από αυτή του σιδήρου. Το αγγλικό του όνομα copper προκύπτει από το λατινικό Cuprum, λέξη η οποία με τη σειρά της προέρχεται από το νησί της Κύπρου , όπου και εξορυσσόταν κατά την ρωμαϊκή εποχή. Χρησιμοποιείται ευρέως στην  βιομηχανία ηλεκτρικών και ηλεκτρονικών ειδών, για την κατασκευή πάσης φύσεως αγωγών (καλώδια), ηλεκτρονικών εξαρτημάτων, όπως πλακέτες  και ηλεκτρομαγνητών για ηλεκτροκινητήρες και γεννήτριες.

ΠΑΡΑΠΟΜΠΕΣ

1. Α.Π.Θ. Τμήμα χημείας, CO₂ Η χημική ένωση του μήνα, Δεκέμβριος 2014. 2. Ρεμπέκα Ρουθ, «Τα τέσσερα στοιχεία», εκδ. αβγό
2. Paul T. Anastas – John C. Warner “Πράσινη χημεία» Παν. Εκδόσεις Κρήτης
3. Βάρβογλης Αναστάσιος, «Χημεία και καθημερινή ζωή» εκδ. κάτοπτρο
4. Βάρβογλης Αναστάσιος, «Χημείας απόσταγμα» εκδ. τροχαλία.
5. Δρ Στέφανος Κώστας, τοξικές ουσίες και απόβλητα, ΕΛΚΕΠΑ, Πρόγραμμα Leonardo, Αθήνα 1998
6. Wikipedia, η εγκυκλοπαίδεια του διαδικτύου.
7. Χατζηλίδου Ελισάβετ, «Θέματα έρευνας και μελέτης για την επιλογή χώρων απόθεσης τοξικών και πυρηνικών αποβλήτων» Διπλωματική εργασία, Τμήμα Χημικών μηχανικών ΑΠΘ, Θεσσαλονίκη 2011