Χημεία περιβάλλοντος

Η Χημεία περιβάλλοντος (ή και Περιβαλλοντική Χημεία), είναι η επιστήμη των χημικών και βιοχημικών φαινομένων που συμβαίνουν στη φύση. Δεν πρέπει να συγχέεται με τη Πράσινη χημεία, που αναζητά τη μείωση της δυνητικής ρύπανσης στη πηγή της. Μπορεί να οριστεί ως η μελέτη των πόρων, αντιδράσεων, μετακινήσεων, αποτελεσμάτων και θανάτων των χημικών ειδών στα περιβάλλοντα της ατμόσφαιρας, του εδάφους και της υδάτινης μάζας· καθώς και το αποτέλεσμα της ανθρώπινης και βιολογικής δραστηριότητας σε αυτά. Η Χημεία Περιβάλλοντος είναι μια διεπιστημονική επιστήμη που περιλαμβάνει την Χημεία της ατμόσφαιρας, την Υδατική χημεία και την Χημεία εδάφους, επίσης βασίζεται πολύ στην αναλυτική χημεία και συσχετίζεται με τις Περιβαλλοντικές Επιστήμες και άλλες περιοχές της επιστήμης.

Η Χημεία Περιβάλλοντος είναι η μελέτη των χημικών διεργασιών που συμβαίνουν στο περιβάλλον που επηρεάζονται από τις ανθρώπινες δραστηριότητες. Αυτές οι επιδράσεις μπορεί να γίνονται αισθητές σε τοπικό επίπεδο, μέσα από την παρουσία ρύπων του αέρα της πόλης ή τοξικών ουσιών που προκύπτουν από τοποθεσίες χημικών ρυπαντών, ή σε ένα γενικό επίπεδο, μέσα από την μείωση του στρατοσφαιρικού όζοντος ή της παγκόσμιας θέρμανσης. Ο σκοπός στις δραστηριότητες μαθημάτων και έρευνας είναι στην ανάπτυξη μιας βασικής κατανόησης της φύσης αυτών των χημικών διεργασιών, έτσι ώστε οι δραστηριότητες του ανθρώπου να μπορούν να εκτιμηθούν με ακρίβεια.

Η Χημεία Περιβάλλοντος περιλαμβάνει πρώτα την κατανόηση των διεργασιών και μηχανισμών του μη ρυπασμένου περιβάλλοντος, ποιες χημικές ουσίες και σε ποιες συγκεντρώσεις είναι παρούσες φυσιολογικά και με ποιες επιπτώσεις. Χωρίς αυτό θα ήταν αδύνατη η ακριβής μελέτη της ανθρώπινης επίπτωσης στο φυσικό περιβάλλον μέσα από την απελευθέρωση των χημικών ενώσεων.

Οι Χημικοί Περιβάλλοντος σχεδιάζουν σε μια περιοχή εννοιών από τη χημεία και ποικίλες επιστήμες περιβάλλοντος για να βοηθήσουν τη μελέτη τους στο τι συμβαίνει σε ένα χημικό είδος στο οικοσύστημα. Σημαντικές γενικές έννοιες από τη χημεία περιλαμβάνουν την κατανόηση των χημικών αντιδράσεων και χημικών εξισώσεων, των διαλυμάτων, των μονάδων μετρήσεων, της δειγματοληψίας και των τεχνικών ανάλυσης.

Ρύπανση
Ένας ρυπαντής είναι μια χημική ουσία παρούσα στη φύση σε ένα υψηλότερο επίπεδο από τα τυπικά επίπεδα, ή που αλλιώς δεν θα υπήρχε εκεί. Αυτό μπορεί να οφείλεται σε ανθρώπινη δραστηριότητα. Ο όρος ρυπαντής χρησιμοποιείται συχνά εναλλακτικά με τον όρο ρύπος, που είναι μια ουσία που έχει επιζήμια επίδραση στο περιβάλλον. Ενώ ο ρυπαντής μερικές φορές ορίζεται ως μια ουσία παρούσα στο περιβάλλον ως αποτέλεσμα ανθρώπινης δραστηριότητας, αλλά χωρίς επιβλαβή αποτελέσματα, συμβαίνει κάποιες φορές οι τοξικές ή επιβλαβείς συνέπειες από τη ρύπανση να γίνουν φανερές αργότερα.

Το "μέσο" (π.χ. έδαφος) ή ο οργανισμός (π.χ. ψάρι) που επηρεάστηκε από τον ρυπαντή λέγεται υποδοχέας, ενώ δέκτης είναι ένα χημικό μέσο ή είδος που κρατάει και αλληλεπιδρά με τον ρυπαντή.

Περιβαλλοντικοί δείκτες

Οι χημικές μετρήσεις της ποιότητας νερού περιλαμβάνουν διαλυμένο οξυγόνο (DO), χημική απαίτηση οξυγόνου (COD), βιοχημικά απαιτούμενο οξυγόνο (BOD), ολικά διαλυμένα στερεά (TDS), pH, (νιτρικά και φώσφορο) σε θρεπτικές ουσίες, βαρέα μέταλλα (συμπεριλαμβανόμενων των χαλκού, ψευδαργύρου, καδμίου, μολύβδου and υδραργύρου) και παρασιτοκτόνα.

Εφαρμογές
Η Χημεία Περιβάλλοντος χρησιμοποιείται από το Γραφείο περιβάλλοντος (στην Αγγλία και Ουαλία), από το Γραφείο προστασίας περιβάλλοντος των ΗΠΑ (στις Ηνωμένες Πολιτείες Αμερικής) την ένωση των δημόσιων αναλυτών και άλλους Κατάλογος των περιβαλλοντικών οργανώσεων και σωμάτων αναζήτησης  παγκοσμίως για να ανιχνεύσουν και να ταυτοποιήσουν τη φύση και την πηγή των ρυπαντών. Αυτοί μπορούν να περιλαμβάνουν:
Ρύπανση από βαρέα μέταλλα του εδάφους από τη βιομηχανία. Αυτά μπορούν να μεταφερθούν στο νερό και να ληφθούν από ζωντανούς οργανισμούς.
Θρεπτικές ουσίες διυλιζόμενες από τη γεωργική γη σε υδατικές διαδρομές, που μπορεί να οδηγήσει σε άνθιση φυτοπλαγκτού και ευτροφισμό.
Αστικές απορροές ρυπαντών που ξεπλένουν αδιαπέραστες επιφάνειες (δρόμους, χώρους στάθμευσης και στέγες) κατά τη διάρκεια καταιγίδων. Τυπικοί ρυπαντές περιλαμβάνουν βενζίνη, λάδι κινητήρων και άλλες ενώσεις υδρογονανθράκων, μέταλλα, θρεπτικές ουσίες και ιζήματα (εδάφη).
Οργανομεταλλικές ενώσεις.

Μέθοδοι

Η ποσοτική χημική ανάλυση είναι ένα βασικό τμήμα της Χημείας Περιβάλλοντος, επειδή παρέχει τα δεδομένα που διαμορφώνουν τις περισσότερες περιβαλλοντικές σπουδές.

Οι συνηθισμένες χρησιμοποιούμενες αναλυτικές τεχνικές ποσοτικούς προσδιορισμούς στην Χημεία περιβάλλοντος περιλαμβάνουν κλασική υγρή χημεία, όπως σταθμικές, ογκομετρικές και ηλεκτροχημικές μεθόδους. Πιο εξελιγμένες προσεγγίσεις χρησιμοποιούνται στον προσδιορισμό ιχνών μετάλλων και οργανικών ενώσεων. Τα μέταλλα συνήθως μετρώνται με ατομική φασματοσκοπία και φασματοσκοπία μάζας: φασματοφωτομετρία ατομικής απορρόφησης (AAS) καθώς και με τεχνικές φασματοσκοπία ατομικής εκπομπής επαγωγικά συζευγμένου πλάσματος (ICP-AES) ή φασματοσκοπία μάζας επαγωγικά συζευγμένου πλάσματος (ICP-MS). Οι οργανικές ενώσεις συνήθως μετρώνται επίσης χρησιμοποιώντας φασματικές μεθόδους, όπως αέρια χρωματογραφία-φασματοσκοπία μάζας (GC/MS) και υγρή χρωματογραφία-φασματοσκοπία μάζας (LC/MS). Μέθοδοι χωρίς φασματοσκοπία μάζας με χρήσηGC και LC που έχουν γενικούς ή ειδικούς ανιχνευτές είναι ακόμα βασικές στο οπλοστάσιο των διαθέσιμων αναλυτικών εργαλείων.

Άλλες παράμετροι που συχνά μετρήθηκαν στη Χημεία Περιβάλλοντος είναι radiochemicals. Αυτές είναι ρύποι που εκπέμπουν ραδιενεργά υλικά, όπως σωματίδια άλφα και βήτα, που απειλούν την ανθρώπινη υγεία και το περιβάλλον. Οι μετρητές σωματιδίων και σπινθηρισμών χρησιμοποιούνται κυρίως για αυτές τις μετρήσεις. Οι βιολογικές αναλύσεις και ανοσολογικές αναλύσεις χρησιμοποιούνται για τοξικές μετρήσεις των χημικών αποτελεσμάτων σε διάφορους οργανισμούς.

Δημοσιευμένες αναλυτικές μέθοδοι
Η αξιολόγηση από ομότιμους ελέγχει μεθόδους που έχουν δημοσιευτεί από κρατικές υπηρεσίες και ιδιωτικούς ερευνητικούς οργανισμούς. Θα πρέπει να χρησιμοποιούνται εγκεκριμένες μέθοδοι κατά τον έλεγχο για συμφωνία με τις κανονιστικές απαιτήσεις.

Παραπομπές

Παραπέρα μελέτη

Stanley E Manahan. Environmental Chemistry. CRC Press. 2004. ISBN 1-56670-633-5.
Julian E Andrews, Peter Brimblecombe, Tim Jickells, Peter Liss, Brian Reid. An Introduction to Environmental Chemistry. Blackwell Publishing. 2004. ISBN 0-632-05905-2.
Rene P Schwarzenbach, Philip M Gschwend, Dieter M Imboden. Environmental Organic Chemistry, Second edition. Wiley-Interscience, Hoboken, New Jersey, 2003. ISBN 0-471-35750-2.

 Γιώργος Βαβίζος, Αριστείδης Μερτζάνης, (2003). Μελέτες περιβαλλοντικών επιπτώσεων. Εκδόσεις ΠΑΠΑΣΩΤΗΡΙΟΥ. ISBN 978-960-753-003-5.
Θ. Κουϊμτζής, Κ. Φυτιάνος, Κ. Σαμαρά - Κωνσταντίνου, Δ. Βουτσά, (2004). Έλεγχος ρύπανσης περιβάλλοντος. Εκδόσεις University Studio Press. ISBN 978-960-121-350-7.
Φυτιάνος Κωνσταντίνος, (Β' Έκδοση, 1996). Η Ρύπανση των Θαλασσών. Εκδόσεις University Studio Press. ISBN 978-960-122-321-6.
Φυτιάνος Κωνσταντίνος Κ., Σαμαρά - Κωνσταντίνου Κωνσταντινή, (2009). Χημεία Περιβάλλοντος. Εκδόσεις University Studio Press. ISBN 978-960-121-808-3.
Dietrich Thomas, Haberle Gregor, Haberle Heinz, (2003). Τεχνολογία Προστασίας Περιβάλλοντος 1 - Περιβαλλοντική Χημεία. Ευρωπαϊκές Τεχνολογικές Εκδόσεις. ISBN-13 978-960-331-354-0.
NCERT XI text book.[ unit 14]

Εξωτερικοί σύνδεσμοι
List of links for Environmental Chemistry  - από την WWW Virtual Library
International Journal of Environmental Analytical Chemistry

Βιοχημεία
Περιβαλλοντος
Επιστήμες Γης και Περιβάλλοντος
Ρύπανση
Χημεία περιβάλλοντος
Ρύπανση των υδάτων