A kémia „válsága” – quo vadis chemeia?

Az újkortól fokozatosan alakultak ki a korszerű természettudományok: a csillagászattan, fizika, kémia, földtan, biológia, informatika és a gyakorlati tapasztalatokra is támaszkodó műszaki tudományok. A matematika rendkívül rangos helyet foglal el a tudományok rendszerében, nem sorolható sem a természettudományok, sem a társadalomtudományok közé.

A vegyészet egyoldalú megítélése
Az osztályozás alapelvét az anyag szerkezeti formái (szintjei) és mozgásféleségei képezik. A magasabb absztrakciós szintű tudományok (például az előbb említett 7 általános tudomány) a harmadik dimenzióba helyezhetők, és több különböző mozgásformát fognak össze. A 19–20. században alakult ki a vegyészet számos alágazata, a határterületek összeolvadtak, köztes ágak (interdiszciplinák) alakultak ki, ugyanakkor felerősödtek a műszaki tudományokkal szemben jelentkező szkeptikus hangok is. A kémia fő ágazatai: általános, szervetlen, szerves, analitikai, fizikai, technológiai. Nagy határterületi szakágak: kémiai fizika és informatika, kohászat, geo-, kristály-, űr-, biokémia, környezeti kémia, molekuláris biológia, ehhez sorolható az állandóan bővülést mutató, 21 kémián belüli alágazat, mely a legtöbb esetben ma már önálló tudományként is szerepel.  
Az utóbbi évszázad tudományos eredményeinek és hasznának társadalmi értékeléséből kitűnik, hogy a kémia volt az a tudományág, amelynek megítélése sokszor és nagymértékben változott. A szakma képviselőinek gyakran a vegyészet egyoldalú, sőt hátrányos minősítésével kellett szembenézniük. Az okok kiderítése feltétlenül szükségessé teszi a tudományos kémia, az ipari forradalom és a vele szorosan kapcsolódó alkalmazott vegyészet utolsó negyed évezredes történetének rövid, ábraanyag nélküli áttekintését.

A tudományos kémia diadalmenete
A vegyészet alapját az emberi tevékenység ősidőktől felhalmozott – termelési és elgondolásbeli – tapasztalatai, a középkori orvosok, bányászok, az alkimisták által végzett megfigyelések, majd az újkorban, a természettudományok kialakulásától kezdve a vegyi anyagok és reakciók megismeréséért végzett kísérletek és elképzelések eredményei képezik.
Az utóbbi 105 évben elsősorban a fizikai, kémiai és orvosi Nobel-díjak jelzik a kémia legújabb eredményeit, valamint azok a kiváló egyetemi és kutatóintézeti eredmények, amelyek mai csúcsaira emelték a kémiát.
A kémiának ez a diadalmenete nagyon sok áldozatot követelt, hisz a többmilliós számban nyert új vegyület előállítása és sokrétű vizsgálata veszélyeket rejtett magában. A körültekintés nélkül végzett vizsgálatok és ipari műveletek megbetegedéseket, sőt életeket követelhetnek ma is.

Az ipari forradalom és az alkalmazott vegyészet
A gőzgép az ipari forradalom kulcsa, de a szénbányászat, vaskohászat, az öntöttvas- és acélgyártás a további óriási fejlődés alapját képezte. Az alap- és alkalmazott kutatás az ipari forradalom, valamint a vegyipar igényeire is válaszol. A vegyipar fejlődése már a 17. században is nyomon követhető. Az alkalmazott kutatás az alapkutatáshoz hasonlóan a redoxi és égési folyamatok vizsgálatára, a gázok fizikai-kémiai sajátságainak meghatározására irányul. A gyors fejlődés, valamint a szappangyártás, a textilipar igényei kirobbantották az első energiaválságot – a fára alapozott energiatermelés csődjét, melyet viszonylag könnyen ki lehetett küszöbölni. A gőzgépet számos más gép feltalálása és gyártása követte. A vegyipar számtalan új eljárást alkalmazott, például a piritpörkölést, ólomkamrás kénsavgyártást, a Leblanc-féle szódagyártást, mangán-dioxid-visszanyerést, tökéletesített ellenőrzési módszereket. A melléktermékek kellemetlen sajátságaira még kevés figyelmet fordítottak, a munkás egészsége, sőt élete sem jelentette a legnagyobb értéket. Mindig csak a legszükségesebbre terjedt ki a figyelem, de ez hozzájárult a súlyos problémák megoldásához is. Mindezekben Nagy-Britannia járt az élen, a 19. század végére már hatalmas gyártelepek épültek. A vegyész- és vegyészmérnökképzésre is mind nagyobb hangsúlyt fektettek. Előtérbe került a nagyon olcsó nyersanyagok felkutatása. A profit utáni hajsza diktálta a bizonyos mértékben bebiztosítatlan fejlődést.
Termelékenyebb Bessemer-, Siemens–Martin- és Solvay-szódagyártó eljárásokat alkalmaztak: új áramfejlesztőket, elektrolizáló berendezéseket, a kontakt kénsavgyártás, műtrágyagyártás, szerves festékgyártás bevezetése pedig növelte a változatosságot. Fejlődik a műselyem és műgyapot gyártása, a kaucsuk és gumiipar, bakelit, nejlon, polivinilklorid, polietilén előállítása (műanyaggyártás), a kőolajfúrás és -desztilláció. Bevezetik a benzin szintézisét szénből.

Robbanószeripar és hadiipar
A robbanószeripar nagyon sok veszélyt rejtett magában, és ma is szedi áldozatait. Kezdetei Kínába vezetnek. A kialakított fegyverek és robbanóanyagok Európában és a gyarmatokon terjedtek el, de nemcsak biztonsági és fejlesztési célokra, hanem emberek és országok leigázására is használták. A 19. század közepétől mind  hatékonyabbak lettek a  robbanóanyagok. Nobel (1833–1896) – a Nobel-díj megalapítója – széles körű kutatásokat végzett ezen a téren és kiváló újításokat vezetett be. A kutatások ösztönzője a haditechnika és békés szükségletek voltak.  
A robbanóiparhoz kapcsolhatók a rakétaipar hajtótölteteit előállító és működtető részlegek. A rakétakutatás és -ipar eredményei nemcsak a mérnökök és fizikusok tudását tükrözik, hisz a rakéták vegyészi közreműködés nélkül aligha emelkedtek volna a magasba. A vegyi hadviselés (klórgáz: 1915. április 22., iperit: 1917-től) nagymértékben rontotta a vegyészekről alkotott kedvező véleményt.

Ipari katasztrófa és mérgező anyagok
Földünkön rendkívül sok tűzvész és különböző nagyságú robbanás történik. Jó tudni azt, hogy az oltás (a tűz- és katasztrófaelhárítás) sem mindig veszélytelen. A vegyi gyárak látványos balesetei, a tömeges mérgezések, a kellő szakmai ismeretek híján túlzott mértékben adagolt műtrágyák és kémiai növényvédő szerek kedvezőtlen hatása odavezetett, hogy világszerte romlik a kémia társadalmi megítélése. Sajnálatosak ezek a történések, de elsősorban a megítélés téves, és a társadalom nem akar szembenézni a valósággal és a valódi feladatokkal. A folyók, tavak szennyeződéséért, az erdők pusztulásáért a vegyipart teszik felelőssé – ebben néha van is igazság. A vegyi gyárakat viszont a tulajdonos vagy a szocialista kormány létesítette, és nem tettek meg mindent a környezet védelméért. Számszerű adatokkal az is bizonyítható, hogy a gépkocsiforgalom, az energiatermelő egységek gázkibocsátásai, a mezőgazdasági üzemek, a városok, nyaralók, más emberi települések biológiai termékei messze nagyobb szennyezést jelentenek a bioszféra számára, mint a vegyipar.
A tanuló ifjúság a könnyebb életet és megfelelő jövedelmet biztosító szakmát választja, az iskolában is minél kevesebb erőráfordítással akar előrehaladni. A kismértékben ismert, veszélyesebb, felelős magatartást követelő és sok tudást igénylő, de kis jövedelmű szakmákat másokra igyekeznek hagyni.

A kémia oktatásának mélyrepülése
A kémiaoktatást mindhárom szinten – alap, közép és felső fokon – a „mélyrepülés” jellemzi, ami a torzképek és negatív vélemények kialakulásának melegágya. A társadalomnak, a más foglalkozásúaknak, a fiatalságnak a kémiával szembeni idegenkedése, kedvezőtlen, háttérbe szorító megítélése egyáltalán nem célravezető, hisz ezzel a vegytan a nem vonzó pályák közé kerül, nő a társadalomtudományok elszívó hatása, és mind nagyobb veszélybe kerül a vegyészi szakemberellátás, mely súlyos negatív gazdasági hatást eredményezhet.

A világ energiagondjainak vegyészeti összefüggései
Az atomenergia nem tudja biztosítani a hiányzó energiát, habár ez legbiztonságosabban nyerhető. Az energiaválság az égethető szén, kőolaj és származékaik korlátozott mennyisége miatt jelentkezik, mind erőteljesebb a hajsza az újabb energiaforrások után. Csak a megújuló természeti források (nap, szél, víz, geotermikus stb. energia) hasznosítása nyújt biztos energiatöbbletet. Kutatások folynak a hidrogén alapú gazdaság kialakítására, mely drámai váltást feltételez. Az energia tárolását, szállítását a gáz (nagy nyomáson), illetve cseppfolyós H segítségével képzeli el. A H a levegő oxigénjével energiatermelő folyamat révén vizet képez. A H felszabadítása vízből katalizátor nélkül nagyon energiaigényes, a cél: minél kisebb energiabefektetéssel nyerni a H-t.

A vegyipar környezetre gyakorolt hatása
A vegyipar környezetre gyakorolt hatása rendkívül sokrétű, és a fejlett országokban a figyelem középpontjában van. A 20. században a levegőből nyerhető hat gáz (N2, O2, Ne, Ar, Kr, Xe) mind szélesebb körű felhasználást nyer. Mivel a légköri készlet óriási, egyelőre nem módosul a levegő ezekre vonatkozó összetétele. A nitrogén felhasználása azért jelenthet problémákat, mivel kiinduló anyaga 4 nagyon nagy mennyiségben gyártott alapterméknek – ammónia, salétromsav, ammóniumnitrát és karbamid. A kénsav mint a vegyipari termékek listavezetője óriási és egyre növekvő mennyiségben kerül előállításra. Ennek a terméknek a mennyisége az adott ország ipari termelésének és fejlettségének fokmérője. Hatalmas üzemek biztosítják a szükségletek fedezését. A legnagyobbak az Egyesült Államokban (2000 t /nap) működnek a legkisebb kénszennyeződés (kén-dioxid + kénsavköd) kibocsátásával, mely nem haladhatja meg a felhasznált kén 0,3 százalékát. Más országokban kisebbek az üzemek, és nagyobb a légszennyezés.

A kémia szerteágazó gyakorlati felhasználása
Elsősorban a vegyipar termékeit vehetjük számba: savak, lúgok, sók, műtrágyák, rovar- és gyomirtó szerek, felületaktív anyagok, kozmetikumok, festékek, műanyagok, ioncserélők, adszorbensek, gyógyszerek, kőolajipari termékek, az elektrokémiai ipar termékeit. A vegyiparon kívül csaknem valamennyi más iparág gyártási folyamatai is kémiai reakciókkal kapcsolatosak. Ezekből az iparágakból: a papírgyártás, kerámiai ipar, üveggyártás, cementgyártás, bőrcserzés, kelmefestés, élelmiszergyártás, pl. kenyérsütés termékei, a legváltozatosabb tészták készítése, gyümölcsérlelés, zöldség- és gyümölcstartósítás, vagy a kohászat – fémelőállítások termékei. Ezenkívül a kémiának fontos szerepe van a biológiában és fizikában is, mert egyrészt az élő szervezetben végbemenő folyamatok vegyi átalakulások közvetítésével valósulnak meg, másrészt a fizika nagyon nagyszámú új vegyületnek a fizikai sajátságait tanulmányozza.
A környezet szennyeződésével, a nyersanyag- és energiaforrások kimerülésével, mérgezési esetekkel, üzemi balesetekkel kapcsolatos jelenségek bűnbakjaként nagyon egyszerű volt a vegyészetet és a vegyipart tenni felelőssé, mert a kémiai ismeretek a nem vegyészeti alapképzettségű személyeknél bizonytalanok. Egyesek még az értelmiségiek sorából is büszkék tájékozatlanságukra. Ezért mindennapi életünkben a „kémia mindenhatósága” sokak számára felismerhetetlen. Pedig be kellene látni, hogy a kémia szinte mindenható. Az összes egyéb szakma részéről ennek a sokszínű, bonyolult és veszélyes szakmának az elismerése, értékelése és messzemenő jutalmazása kéne hogy megtörténjen, kezdve az általános iskolai oktatástól a középiskolain át az egyetemiig, folytatva a doktori szintű képzésekig.

Merre tart a jelen kémiája?
A 21. században az Európai Kémikus Egyesületek Szövetsége (FECS) a Kémiai és Molekuláris Tudományok Európai Társaságává (European Association for Chemical and Molecular Sciences, EuCheMS) alakult, mivel felismerték, hogy a kémia a legáltalánosabb értelemben a molekulák tudománya. A molekuláris szemlélet nélkül nem művelhetők az egyre fontosabb társtudományok, a molekuláris biológia, az anyagtudomány, a határfelületek tudománya, a nanotechnológia a környezetkémián át a legújabb kémiai informatikáig és sok más diszciplína sem.  Ez a döntés előnyt jelent Amerikával szemben, ahol még vitáznak a kémia definíciójáról. A zöld kémiai szemléletet követve minimálisra kell csökkenteni a vegyi átalakulások során alkalmazott mérgező oldószerek és melléktermékek mennyiségét. Emellett fenyeget az a veszély, hogy a társtudományok szinte felszívják a kémiát, mint a spongya , vagy a homok a vizet, mely ezáltal fokozatosan veszít autonómiájából. Hasonló jelenség figyelhető meg a matematika esetében is, ami behatolt a tudomány és a mindennapi élet szinte valamennyi területére, ugyanakkor kizárólag matematikát hallgató diákok már alig vannak az egyetemeken.

Az Értékek Akadémiája keretében elhangzott előadás szerkesztett változata

Muzsnay Csaba