Loengukursuse eesmärk on anda sissejuhatus rohelisse keemiasse, ringkeemiasse, jätkusuutlikku ja keskkonda säästvassekeemiatööstuse arengusse. Anda teadmisi praeguste rohelise keemia väljakutsete kohta, safe-by design keemiliste protsesside kohta ja keemia rollist keskkonna probleemide lahendamisel.

The aim of the course is to give introduction to green chemistry, circular chemistry, sustainable development and environmental protection in chemical industry. Provide knowledge on existing green chemistry challenges, safe-by-design chemical processes, and role of chemistry in solving environmental problems.

Õppeaine läbinud üliõpilane:
- selgitab 12 rohelise keemia põhimõtte tähendust;
- aktsepteerib jätkusuutlikkuse põhimõttelisi piiranguid;
- teeb vastavate abivahenditega arvutusi rohelise keemia meetrika kohta;
- hindab kriitiliselt keemilise protsessi disaini rohelise keemia meetrika seisukohast;
- on piisavalt kompetentne, et tunda tootmisahelas või keemilises metoodikas ära probleemseid kohti;
- suudab rohelise keemia meetrika abil tootmisahelaid või keemilisi metoodikaid paremaks muuta;
- annab õigeid soovitusi ohutuse, tervise- ja keskkonnaalaste riskide maandamise kohta;
- leiab oma erialases töös innovatiivseid lahendusi rohelise keemia põhimõtete rakendamiseks.

After completing this course, the student:
- explains comprehensively the meaning of 12 principles of green chemistry;
- rationally acknowledges the fundamental limitations of sustainability;
- systematically performs calculation of green chemistry metrics with an aid of dedicated toolkits;
- critically analyzes design of a chemical process in view of its correspondence to the 12 principles and based on the green chemistry metrics;
- competently identifies hot-spots of a chemical methodology or a production route;
- continuously improves a chemical methodology or a production route based on green chemistry metrics analysis;
- formulates justified recommendations for safety, health and environmental risks prevention;
- generates innovative ideas and outlines new research directions in its own research area based on green chemistry paradigm.

Rohelise keemia ja ringkeemia põhimõtted. Rohelise keemia meetrika ja töövahendid. Jäätmete, energia ja ressursside hindamine. Keskkonna, tervise ja ohutusega seotud riskide hindamine. Materjalide jätkusuutlikkus ja taastumine. Jätkusuutliku tootmise ja tarbimise põhimõtted. Taastuvad ja mittetaastuvad ressursid. Looduslike vaude kaitse ja jätkusuutlik kasutamine. Keemiliste elementide jätkusuutlikkus. Maal laialt levinud keemiliste elementide kasutamine sünteesis ja katalüüsis. Biolagunevus. Rohelise keemia mõju sünteesile: ohutute kemikaalide disain ja roheline katalüüs. Roheline keemia ja ravimitööstus. Rohelised lahustid. Lahustivaba süntees ja mehanokeemia. Roheline keemia ja globaalsed väljakutsed ning keskkonnaalane teadlikkus. Jätkusuutliku arengo eesmärgid. Euroopa rohelepe, null-emissioon, taastuv energia. Keemiliste relvade ja mürgiste kemikaalide degradatsioon, stabiilsed orgaanilised saasteained, kasvuhoonegaasid ja osoonikihti lagundavad materjalid. Rohelise keemia ja jätkusuutliku keemia võrdlus. Roheline inseneeria. Roheline keemia biomassi töötlevates tehastes ja biomassi väärindamisel. Rohelise keemia meetodid keemilises sünteesis, nende poolt- ja vastuargumendid. Foto- ja elektrokeemia alused, läbivoolukeemia, aeroobne oksüdatsioon ja biokatalüüs.

Principles of green chemistry and circular chemistry. Green chemistry metrics and toolkits. Assessment of waste, energy, resource efficiency. Assessment of environmental, health, safety hazards. Sustainability and renewability of materials. Principles of sustainable production and consumption. Renewable and non-renewable resources. Sustainable use and protection of natural resources. Elemental sustainability. Earth-abundant elements in synthesis and catalysis. Biodegradability. Green chemistry impact on synthesis: safe-by-design chemicals and green catalysis. Green chemistry and pharmaceutical industry. Green solvents. Solvent-free synthesis and mechanochemistry. Green chemistry addressing global challenges and environmental awareness. Sustainable Development Goals (SDGs), European Green Deal, zero-pollution, renewable energy. Degradation of chemical warfare and toxic chemicals, persistent organic pollutants, greenhouse gases and ozone depleting materials. Green chemistry vs Sustainable Chemistry. Green Engineering. Green Chemistry in biorefinery and biomass valorization. Overview of green chemistry techniques in synthesis, their pros and cons. Basics of photo- and electrochemistry, flow chemistry, aerobic oxidations, biocatalysis.

Arvestus

pass/fail assessment

-

-

1) P. T. Anastas and J. C. Warner, Green Chemistry: Theory and Practice, Oxford University Press, 1998.
2) M. Lancaster, Green Chemistry: an Introductory Text, RSC, 2002.
3) Handbook of Green Chemistry and Technology, Ed.: J. Clark, D. Macquarrie, Blackwell Science, 2002.
4) A. P. Dicks and A. Hent, Green Chemistry Metrics: A Guide to Determining and Evaluating Process Greenness, Springer, 2015.
5) H. Xie and N. Gathergood, The Role of Green Chemistry in Biomass
Processing and Conversion, John Wiley & Sons, 2013.
6) C. R. McElroy, A. Constantinou, L. C. Jones, L. Summerton, J. H. Clark, Green Chem. 2015, 17, 3111–3121

-