Miljökemin undersöker kemikaliska föreningars inverkan på omgivningen (jordmån, vattendrag, atmosfären samt djur- och växtriket).

Föreningarnas källor och egenskaper och processer i naturen spelar en central roll inom miljökemin.

Miljökemin är en mångvetenskaplig vetenskap och kännedom av kemi, fysik, geologi, biologi, farmaci och meteorologi behövs, vilket förutsätter samarbete mellan experter på olika områden.

Miljökemin baserar sig på bl.a. undersökning av föroreningarnas halter (övervakning), egenskaper, källor samt utveckling av reningsmetoder.

Framtidens utmaning blir att finna en balans mellan teknologins framsteg, antrosfärens* tillväxt och miljöskydd.

*Antrosfären – atmosfären + biosfären + geosfären + hydrosfären

Miljömedvetenheten genom tiderna

Miljömedvetenheten har ökat kraftigt inom de senaste årtiondena. Under början 1900-talet fanns mycket få begränsningar angående tillverkning, användning samt förstöring av kemikalier. Eftersom man inte kände till inverkan på bl.a. näringskedjor i naturen ansågs utspädning av ämnen som en lösning för avfallshantering av kemikalier. På 50- och 60-talet ökade oron för kemikaliernas skadliga inverkan på djur- och växtriket.

Bevis för skadliga inverkningar av bl.a. DDT i fågelriket framställdes i boken Silent spring som utgavs 1962. Året innan hade även en skadlig inverkan av talidom på foster observerats då 10 000 nyfödda led av missformningar i extremiteterna.

Olyckor som t.ex. explosionen av fabriken i Bhopal, Indien som tillverkade insektgifter ledde till hundratusentals skadade och 20 000 döda skakade världen. Även olyckor som kemikaliefabrikens explosion i Seveso, Italien och kärnkraftverksolyckan i Tjernobyl har medfört stora skador och därmed uppmärksamhet.

Under 1980-talet steg oron över drivhuseffektens inverkan samt ozonlagrets förtunning.

Medvetenhet om följderna försummandet av säkerhetsanvisningarna skulle ha kunde ha förebyggt olyckorna i Bhopal och Tjernobyl (säkerhetsanordningarna var avstängda). Tack vare utveckling av säkrare produktionsmetoder och rening av utsläpp kan olyckornas sannolikhet och minskning av föroreningar minskas.

I allmänhet medför utvecklingen av ett u-land till ett i-land en grov försämring av luftkvalitet. Försämringen fortsätter tills en viss grad av välstånd uppnåtts varefter utsläppen börjar begränsas varefter luftkvaliteten sakta börjar förbättras. Emedan luftkvaliteten förbättras i de flesta I-länder lider storstäder som t.ex. Mexico City som anses ha världens sämsta luftkvalitet allt mer.

Grön kemi

Begreppet grön kemi (eng. green chemistry) togs i bruk i slutet av 1900-talet.

Grundaren till grön kemi kan anses Paul Anastas. Han definierade grön kemi som utnyttjandet av de principer som reducerar eller minskar användningen av skadliga ämnen eller reducerar användningen av dessa inom planering, produktion och tillverkning av kemikalier.

 Meningen med grön kemi är att undvika belastningen på naturen i samband med kemiska processer. Biverkningar på mänskan, djurriket, närliggande omgivningen och globala effekter bör beaktas. 

Kemikalieproduktion förutsätter beaktandet av kvalitet, säkerhet, effektivitet, användbarhet samt ekonomiska förutsättningar. I och med den gröna kemin utgör beaktandet av skador på hälsan och miljön en viktig del i kemikalieproduktionen. I och med en högt utvecklad teknologi är det i dag möjligt att beakta och minska på belastningen på omgivningen.

Förverkligande av grön kemi förutsätter att behovet för skadliga ämnen fullständigt ersätts med miljövänligare produkter. Detta kräver teknologiska tillämpningar på industriella processer, utveckling av miljövänliga metoder samt kemikalier och utveckling av processer för undersökning av biverkningar på omgivningen.

Följande tolv punkter utgör kärnan för gröna kemin:

1)   Sträva till preventiva åtgärder för att undvika utsläpp, rening av utsläpp kräver energi och kan bidra till ytterligare utsläpp.

2)   Atomekonomi, vilket innebär att utgångsämnena i produktionen i högsta möjliga grad ingår i produkten. På så sätt minskar biprodukterna och därmed avfallet.

3)   Syntetiska metoder bör planeras så att ämnena som används inte skadar mänskan eller naturen.

4)   Kemiska produkter bör planeras så att effektiviteten inte minskar fastän miljöaspekter beaktas i produktionen.

5)   Lösningsmedel och andra ”hjälpföreningar” som används för produktion av kemikalier bör undvikas. De flesta kemiska reaktioner sker med hjälp av någon hjälpförening och t.ex. lösningsmedel kan inte alltid undvikas, men karsinogena lösningsmedel (som metylenklorid, kloroform, koltetraklorid) kan ofta ersättas.

6)   Energibehovet för produktionen bör minimeras. Uppvärmning samt nedkylning (vid starkt exoterma reaktioner) bör minskas genom utveckling av reaktionsprocessen.

7)   Råämnena och utgångsprodukterna bör vara förnybara om möjligt.

8)   Onödiga tillverkningar av derivat bör undvikas, t.ex. skyddandet av alkohol genom att omvandla alkoholgruppen till eter under oxidationsreaktioner.

9)   Användningen av katalyter i mån och möjlighet.

10) Kemikalierna bör planeras så att de bryts utan att skada omgivningen.

11) Analysmetoder bör utvecklas så att bildningen av skadliga ämnen kan upptäckas omedelbart och därmed kontrolleras.

12) Genom att välja oskadliga ämnen i produktionskedjan kan risken för olyckor minskas.