Keskkonnakeemia
Keskkonnakeemia on looduslikes kohtades esinevate keemiliste ja biokeemiliste nähtuste teaduslik uurimine. Keskkonnakeemiat võib määratleda kui keemiliste liikide allikate, reaktsioonide, transpordi, mõju ja saatuse uurimist õhus, pinnases ja veekeskkonnas ning inimtegevuse mõju nendele. Keskkonnakeemia on interdistsiplinaarne teadus, mis hõlmab atmosfääri-, vee- ja pinnasekeemiat ning kasutab analüütilist keemiat. See on seotud keskkonna- ja muude teadusvaldkondadega. See erineb rohelisest keemiast, mis püüab vähendada võimalikku reostust selle tekkekohas.
Keskkonnakeemia algab arusaamisest, kuidas saastamata keskkond toimib. See määrab kindlaks looduslikult esinevad kemikaalid. Uuritakse nende kemikaalide kontsentratsiooni ja mõju. Seejärel uuritakse täpselt, kuidas inimesed mõjutavad keskkonda kemikaalide eraldumise kaudu.
Keskkonnakeemikud kasutavad mitmesuguseid keemia ja erinevate keskkonnateaduste mõisteid, et uurida, mis toimub kemikaaliga keskkonnas. Olulised üldmõisted keemias hõlmavad keemiliste reaktsioonide ja võrrandite, lahuste, mõõtühikute, proovivõtu ja analüüsimeetodite mõistmist. Keemikud uurivad bioloogilise aktiivsusega ühendeid, näiteks feromoone.
Saastumine
Saasteaine on aine, mis esineb looduses tavapärasest kõrgemal tasemel või mida seal muidu ei oleks. See võib olla tingitud inimtegevusest. Mõistet saasteaine kasutatakse sageli vaheldumisi saasteainega, mis on aine, mis kahjustab ümbritsevat keskkonda. Kuigi saasteainet määratletakse mõnikord kui ainet, mis on keskkonnas olemas inimtegevuse tulemusena, kuid millel ei ole kahjulikku mõju, on mõnikord nii, et saasteainete toksilised või kahjulikud mõjud ilmnevad alles hiljem.Keskkonda (näiteks pinnas) või organismi (näiteks kala), mida saasteaine või saasteaine mõjutab, nimetatakse vastuvõtjaks. Neeldaja on keemiline keskkond või liik, mis säilitab saasteainet ja suhtleb sellega.
Keskkonnanäitajad
Vee kvaliteedi keemiliste näitajate hulka kuuluvad lahustunud hapnik (DO), keemiline hapnikutarve (COD), biokeemiline hapnikutarve (BOD), lahustunud tahkete ainete kogus (TDS), pH, toitained nitraadid ja fosfor, raskemetallid (sealhulgas vask, tsink, kaadmium, plii ja elavhõbe) ning pestitsiidid.
Rakendused
Keskkonnakeemiat kasutavad Keskkonnaagentuur (Inglismaal ja Walesis), Keskkonnakaitseagentuur (Ameerika Ühendriikides), Avalike Analüütikute Liit ning teised keskkonnaagentuurid ja uurimisasutused üle maailma, et tuvastada ja tuvastada saasteainete iseloomu ja allikat. Nende hulka võivad kuuluda:
- Tööstuse poolt põhjustatud raskmetallide saastumine. Need võivad seejärel kanduda veekogudesse ja sattuda elusorganismide poolt.
- Toitainete leostumine põllumajandusmaalt veekogudesse, mis võib põhjustada vetikate õitsemist ja eutrofeerumist.
- Sademete äravool linnades, mis voolavad vihmahoogude ajal läbipääsmatutelt pindadelt (teed, parklad ja katused). Tüüpilised saasteained on bensiin, mootoriõli ja muud süsivesinikuühendid, metallid, toitained ja sete (pinnas).
- Metallorgaanilised ühendid.
Meetodid
Kvantitatiivne keemiline analüüs on keskkonnakeemia oluline osa, sest see annab andmed, mis moodustavad enamiku keskkonnaalaste uuringute raamistiku.Keskkonnakeemia kvantitatiivseteks määramisteks kasutatavad üldised analüüsimeetodid on klassikaline märgkeemia, näiteks gravimeetrilised, tiitrimeetrilised ja elektrokeemilised meetodid. Keerukamaid lähenemisviise kasutatakse mikrometallide ja orgaaniliste ühendite määramisel. Metalle mõõdetakse tavaliselt aatomispektroskoopia ja massispektromeetria abil: Aatomabsorptsioonispektrofotomeetria (AAS) ja induktiivselt ühendatud plasma aatomiemissioon (ICP-AES) või induktiivselt ühendatud plasma massispektromeetria (ICP-MS). Orgaanilisi ühendeid mõõdetakse tavaliselt ka massispektromeetriliste meetoditega, näiteks gaasikromatograafia-massaspektromeetria (GC-MS) ja vedelikkromatograafia-massaspektromeetria (LC/MS). Universaalsete või spetsiifiliste detektoritega mitte-MS-meetodid, mille puhul kasutatakse GC-detektoreid ja LC-detektoreid, on endiselt põhiline osa olemasolevate analüüsivahendite arsenalist.
Teised keskkonnakeemia parameetrid, mida sageli mõõdetakse, on radiokeemilised ained. Need on saasteained, mis kiirgavad radioaktiivseid aineid, näiteks alfa- ja beetaosakesi, mis kujutavad endast ohtu inimeste tervisele ja keskkonnale. Nende mõõtmiste puhul kasutatakse kõige sagedamini osakeste loendureid ja stsintillatsiooniloendureid. Bioanalüüse ja immunoanalüüse kasutatakse kemikaalide toksilisuse hindamiseks erinevatele organismidele.
Avaldatud analüüsimeetodid
Valitsusasutused ja eraõiguslikud uurimisorganisatsioonid on avaldanud eksperdihinnanguga katsemeetodid. Regulatiivsetele nõuetele vastavuse tõendamiseks tuleb katsetamisel kasutada heakskiidetud avaldatud meetodeid.
Küsimused ja vastused
K: Mis on keskkonna keemia?
V: Keskkonnakeemia on looduslikes kohtades esinevate keemiliste ja biokeemiliste nähtuste teaduslik uurimine. See hõlmab keemiliste liikide allikate, reaktsioonide, transpordi, mõju ja saatuse mõistmist õhu-, pinnase- ja veekeskkonnas; samuti seda, kuidas inimtegevus neid mõjutab.
K: Kuidas erineb keskkonnakeemia rohelisest keemiast?
V: Keskkonnakeemia alustab arusaamisest, kuidas saastamata keskkond toimib. Selles määratakse kindlaks looduslikult esinevad kemikaalid ning uuritakse nende kontsentratsiooni ja mõju. Keskkonnahoidlik keemia püüab vähendada võimalikku saastet selle allikas enne selle sattumist keskkonda.
K: Milliseid keemia mõisteid on keskkonnakeemikutel oluline mõista?
V: Olulised üldmõisted keemias on keemiliste reaktsioonide ja võrrandite, lahuste, mõõtühikute, proovivõtu ja analüüsimeetodite mõistmine.
K: Milliseid ühendeid uurivad keskkonnakeemikud?
V: Keskkonnakeemikud uurivad bioloogilise aktiivsusega ühendeid, näiteks feromoone.
K: Milliseid valdkondi hõlmab keskkonnateadus?
V: Keskkonnateadus hõlmab atmosfääri-, vee- ja pinnasekeemiat ning kasutab analüütilist keemiat.
