Химия окружающей среды - Environmental chemistry

Белые мешки с зараженными камнями выстроились вдоль берега возле разлива промышленной нефти в Раахе , Финляндия.

Химия окружающей среды - это научное исследование химических и биохимических явлений, происходящих в естественных местах. Его не следует путать с зеленой химией , которая направлена ​​на снижение потенциального загрязнения в его источнике. Его можно определить как изучение источников, реакций, переноса, эффектов и судьбы химических веществ в воздухе , почве и водной среде; и влияние человеческой деятельности и биологической активности на них. Химия окружающей среды - это междисциплинарная наука, которая включает химию атмосферы , воды и почвы , а также в значительной степени опирается на аналитическую химию и имеет отношение к окружающей среде и другим областям науки.

Химия окружающей среды включает в себя сначала понимание того, как работает незагрязненная среда, какие химические вещества в каких концентрациях присутствуют в природе и с какими эффектами. Без этого было бы невозможно точно изучить влияние человека на окружающую среду в результате выброса химикатов .

Экологические химики опираются на целом ряде понятий из области химии и различных наук об окружающей среде , чтобы помочь в исследовании того , что происходит с химическим веществом в окружающей среде . Важные общие концепции химии включают понимание химических реакций и уравнений , растворов , единиц , отбора проб и аналитических методов .

Загрязняющий

Загрязнителем является вещество присутствует в природе на более высоком уровне , чем основной уровень , или что иначе не могли бы быть там. Это может быть связано с деятельностью человека и биологической активностью. Термин «загрязнитель» часто используется взаимозаменяемо с « загрязнителем» , который представляет собой вещество, оказывающее пагубное воздействие на окружающую среду. Хотя загрязнитель иногда определяется как вещество, присутствующее в окружающей среде в результате деятельности человека, но не имеющее вредных воздействий, иногда бывает так, что токсические или вредные эффекты от загрязнения становятся очевидными только позднее.

«Среда», такая как почва или организм, например рыба, на которую воздействует загрязнитель или загрязнитель, называется рецептором , в то время как сток - это химическая среда или виды, которые удерживают и взаимодействуют с загрязнителем, таким как поглотитель углерода и его воздействие микробами.

Показатели окружающей среды

Химические показатели качества воды включают растворенный кислород (DO) , химическую потребность в кислороде (COD) , биохимическую потребность в кислороде (BOD) , общее количество растворенных твердых веществ (TDS) , pH , питательные вещества ( нитраты и фосфор ), тяжелые металлы , химические вещества почвы (включая медь). , цинк , кадмий , свинец и ртуть ) и пестициды .

Приложения

Химия окружающей среды используется Агентством по окружающей среде в Англии , Природных ресурсов Уэльса , Агентством по охране окружающей среды США , Ассоциацией общественных аналитиков и другими природоохранными агентствами и исследовательскими организациями по всему миру для обнаружения и определения природы и источника загрязнителей. Они могут включать:

• Загрязнение земель промышленными предприятиями тяжелыми металлами . Затем они могут переноситься в водоемы и поглощаться живыми организмами.
• ПАУ (полициклические ароматические углеводороды) в больших водоемах, загрязненных разливами или утечками нефти . Многие из ПАУ являются канцерогенами и чрезвычайно токсичны. Они регулируются концентрацией ( ppb ) с использованием лабораторных анализов химии окружающей среды и хроматографии .
• Выщелачивание питательных веществ с сельскохозяйственных земель в водоемы, что может привести к цветению водорослей и эвтрофикации .
• Городские стоки загрязняющих веществ, смывающие непроницаемые поверхности ( дороги , автостоянки и крыши ) во время ливневых дождей. Типичные загрязнители включают бензин , моторное масло и другие углеводородные соединения, металлы, питательные вещества и отложения (почву).
• Металлоорганические соединения.

Методы

Количественный химический анализ - ключевая часть химии окружающей среды, поскольку он предоставляет данные, которые составляют основу большинства экологических исследований.

Общие аналитические методы, используемые для количественных определений в химии окружающей среды, включают классическую влажную химию, такую ​​как гравиметрические , титриметрические и электрохимические методы. При определении следов металлов и органических соединений используются более сложные подходы. Металлы обычно измеряются с помощью атомной спектроскопии и масс-спектрометрии : атомно-абсорбционной спектрофотометрии (AAS) и атомно-эмиссионного излучения с индуктивно связанной плазмой (ICP-AES) или масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ICP-MS). Органические соединения, включая ПАУ , обычно измеряются также с использованием масс-спектрометрических методов, таких как газовая хроматография-масс-спектрометрия (ГХ / МС) и жидкостная хроматография-масс-спектрометрия (ЖХ / МС). Тандемная масс-спектрометрия МС / МС и масс-спектрометрия высокого разрешения / точная HR / AM обеспечивают обнаружение доли части на триллион. Методы без МС, использующие ГХ и ЖХ с универсальными или специфическими детекторами, по-прежнему являются основными в арсенале доступных аналитических инструментов.

Другими параметрами, часто измеряемыми в химии окружающей среды, являются радиохимические вещества . Эти загрязнители выделяют радиоактивные вещества, такие как альфа- и бета-частицы, представляющие опасность для здоровья человека и окружающей среды. Для этих измерений чаще всего используются счетчики частиц и сцинтилляционные счетчики. Биоанализы и иммуноанализы используются для оценки токсичности химического воздействия на различные организмы. Полимеразная цепная реакция ПЦР позволяет идентифицировать виды бактерий и других организмов посредством выделения и амплификации специфических генов ДНК и РНК и является многообещающим методом выявления микробного загрязнения окружающей среды.

Опубликованные аналитические методы

Рецензируемые методы тестирования были опубликованы государственными учреждениями и частными исследовательскими организациями. Утвержденные опубликованные методы должны использоваться при тестировании, чтобы продемонстрировать соответствие нормативным требованиям.

Известные химики-экологи

Джоан Берковиц
Пол Крутцен ( Нобелевская премия по химии, 1993 )
Филип Гшвенд,
Элис Гамильтон,
Джон М. Хейз,
Чарльз Дэвид Килинг,
Ральф Килинг,
Марио Молина ( Нобелевская премия по химии, 1993 )
Джеймс Дж. Морган
Клер Паттерсон,
Роджер Ревелл,
Шерри Роланд ( Нобелевская премия по химии , 1993 )
Роберт Ангус Смит
Сьюзан Соломон
Вернер Штумм
Эллен Суоллоу Ричардс
Ханс Зуэсс
Джон Тиндалл

Смотрите также

• Мониторинг окружающей среды
• Параметры качества окружающей среды пресной воды
• Зеленая химия
• Журнал зеленой химии
• Журнал экологического мониторинга
• Важные публикации по химии окружающей среды
• Список методов химического анализа

использованная литература

дальнейшее чтение

• Учебник NCERT XI. [Блок 14]

внешние ссылки

• Список ссылок по экологической химии - из виртуальной библиотеки WWW
• Международный журнал экологической аналитической химии