Chemia środowiska

Chemia środowiskowa jest naukowym studium zjawisk chemicznych i biochemicznych, które występują w miejscach naturalnych. Chemię środowiska można zdefiniować jako badanie źródeł, reakcji, transportu, skutków i losów gatunków chemicznych w powietrzu, glebie i środowisku wodnym oraz wpływu działalności człowieka na te zjawiska. Chemia środowiskowa jest nauką interdyscyplinarną, która obejmuje chemię atmosferyczną, wodną i glebową, jak również wykorzystuje chemię analityczną. Jest ona związana ze środowiskiem naturalnym i innymi dziedzinami nauki. Różni się ona od chemii zielonej, która stara się ograniczyć potencjalne zanieczyszczenia u ich źródeł.

Chemia środowiskowa zaczyna się od zrozumienia, jak działa nieskażone środowisko. Identyfikuje ona substancje chemiczne, które są obecne w środowisku naturalnym. Badane są stężenia i skutki działania tych chemikaliów. Następnie dokładnie bada wpływ, jaki ludzie mają na środowisko poprzez uwalnianie substancji chemicznych.

Chemicy środowiskowi czerpią z różnych koncepcji z chemii i różnych nauk o środowisku, aby pomóc im w badaniach nad tym, co dzieje się z substancją chemiczną w środowisku. Ważne ogólne pojęcia z chemii obejmują zrozumienie reakcji chemicznych i równań, roztworów, jednostek, pobierania próbek i technik analitycznych. Chemicy badają związki o aktywności biologicznej, takie jak feromony.

Zanieczyszczenie

Zanieczyszczenie jest substancją obecną w przyrodzie na poziomie wyższym niż typowy lub takim, który w przeciwnym razie by nie istniał. Może to wynikać z działalności człowieka. Termin "zanieczyszczenie" jest często używany zamiennie z terminem "zanieczyszczenie", który jest substancją szkodliwą dla otaczającego środowiska. Podczas gdy pojęcie zanieczyszczenia jest czasami definiowane jako substancja obecna w środowisku w wyniku działalności człowieka, ale bez szkodliwych skutków, czasami zdarza się, że toksyczne lub szkodliwe skutki zanieczyszczenia stają się widoczne dopiero w późniejszym terminie.

Środowisko" (na przykład gleba) lub organizm (na przykład ryby) dotknięte zanieczyszczeniem lub skażeniem nazywane jest receptorem. Zlewozmywak to medium chemiczne lub gatunek, który zatrzymuje i wchodzi w interakcję z zanieczyszczeniem.

Wskaźniki środowiskowe

Chemiczne miary jakości wody obejmują tlen rozpuszczony (DO), chemiczne zapotrzebowanie na tlen (COD), biochemiczne zapotrzebowanie na tlen (BZT), całkowite rozpuszczone substancje stałe (TDS), pH, składniki odżywcze azotany i fosfor, metale ciężkie (w tym miedź, cynk, kadm, ołów i rtęć) oraz pestycydy.

Aplikacje

Chemia środowiskowa jest wykorzystywana przez Environment Agency (w Anglii i Walii), Environmental Protection Agency (w Stanach Zjednoczonych) Association of Public Analysts oraz inne agencje ochrony środowiska i instytucje badawcze na całym świecie do wykrywania i identyfikacji charakteru i źródła zanieczyszczeń. Mogą one obejmować:

Zanieczyszczenie gruntów metalami ciężkimi przez przemysł. Mogą być one następnie transportowane do zbiorników wodnych i pobierane przez organizmy żywe.
Składniki odżywcze wypłukują się z gruntów rolnych do cieków wodnych, co może prowadzić do zakwitów glonów i eutrofizacji.
Miejskie spływy zanieczyszczeń zmywające nieprzepuszczalne powierzchnie (drogi, parkingi, dachy) podczas burzy deszczowych. Typowymi zanieczyszczeniami są benzyna, olej silnikowy i inne związki węglowodorowe, metale, składniki odżywcze i osady (gleba).
Związki metaloorganiczne.

Metody

Ilościowa analiza chemiczna jest kluczowym elementem chemii środowiskowej, ponieważ dostarcza danych, które stanowią podstawę dla większości badań środowiskowych.

Powszechnie stosowane techniki analityczne do ilościowych oznaczeń w chemii środowiska obejmują klasyczną chemię mokrą, taką jak metody grawimetryczne, miareczkowe i elektrochemiczne. Bardziej zaawansowane metody są stosowane w oznaczaniu metali śladowych i związków organicznych. Metale są powszechnie mierzone za pomocą spektroskopii atomowej i spektrometrii masowej: Spektrofotometria absorpcji atomowej (AAS) i emisja atomowa w plazmie sprzężonej indukcyjnie (ICP-AES) lub spektrometria masowa w plazmie sprzężonej indukcyjnie (ICP-MS). Związki organiczne są powszechnie mierzone również przy użyciu metod spektrometrii masowej, takich jak chromatografia gazowa - spektrometria masowa (GC-MS) i chromatografia cieczowa - spektrometria masowa (LC/MS). Metody nie-MS wykorzystujące GC i LC posiadające uniwersalne lub specyficzne detektory są nadal zszywkami w arsenale dostępnych narzędzi analitycznych.

Innymi parametrami często mierzonymi w chemii środowiskowej są właściwości radiochemiczne. Są to zanieczyszczenia, które emitują materiały radioaktywne, takie jak cząstki alfa i beta, stanowiące zagrożenie dla zdrowia ludzkiego i środowiska. Do tych pomiarów najczęściej wykorzystywane są liczniki cząstek stałych i liczniki scyntylacyjne. Badania biologiczne i testy immunologiczne są wykorzystywane do oceny toksyczności skutków chemicznych dla różnych organizmów.

Opublikowane metody analityczne

Recenzowane metody badań zostały opublikowane przez agencje rządowe i prywatne organizacje badawcze. Zatwierdzone, opublikowane metody muszą być stosowane podczas badań w celu wykazania zgodności z wymogami prawnymi.

Powiązane strony

Zielona chemia

Pytania i odpowiedzi

P: Co to jest chemia środowiska?

O: Chemia środowiska to naukowe badanie zjawisk chemicznych i biochemicznych, które zachodzą w naturalnych miejscach. Obejmuje ona zrozumienie źródeł, reakcji, transportu, skutków i losów gatunków chemicznych w powietrzu, glebie i środowisku wodnym, a także tego, jak działalność człowieka wpływa na te czynniki.

P: Czym różni się chemia środowiskowa od zielonej chemii?

O: Chemia środowiskowa zaczyna się od zrozumienia, jak działa nieskażone środowisko. Identyfikuje substancje chemiczne, które występują w środowisku naturalnym, bada ich stężenie i skutki. Zielona chemia stara się zredukować potencjalne zanieczyszczenia u źródła, zanim dostaną się do środowiska.

P: Jakie pojęcia z chemii są ważne dla chemików zajmujących się ochroną środowiska?

O: Ważne pojęcia ogólne z chemii obejmują zrozumienie reakcji chemicznych i równań, roztworów, jednostek, pobierania próbek i technik analitycznych.

P: Jakiego rodzaju związki chemicy badają?

O: Chemicy środowiskowi badają związki o aktywności biologicznej, takie jak feromony.

P: Jakie dziedziny obejmuje nauka o środowisku?

A: Nauka o środowisku obejmuje chemię atmosfery, wody i gleby, a także zastosowania chemii analitycznej.