Химия окружающей среды — это научное исследование химических и биохимических явлений, происходящих в природных местах. Ее не следует путать с зеленой химией , целью которой является снижение потенциального загрязнения в его источнике. Его можно определить как изучение источников, реакций, переноса, воздействия и судьбы химических веществ в воздухе , почве и водной среде ; и влияние на них человеческой деятельности и биологической активности . Химия окружающей среды — междисциплинарная наука, которая включает в себя химию атмосферы , воды и почвы , а также в значительной степени опирается на аналитическую химию и связана с окружающей средой и другими областями науки.
Химия окружающей среды предполагает сначала понимание того, как работает незагрязненная окружающая среда, какие химические вещества, в каких концентрациях присутствуют в природе и с каким эффектом. Без этого было бы невозможно точно изучить воздействие человека на окружающую среду посредством выброса химических веществ .
Химики- экологи используют ряд концепций химии и различных наук об окружающей среде, чтобы помочь в изучении того, что происходит с химическими веществами в окружающей среде . Важные общие понятия химии включают понимание химических реакций и уравнений , растворов , единиц измерения , отбора проб и аналитических методов . [1]
Загрязнитель – это вещество , присутствующее в природе на уровне выше установленного уровня или которого в противном случае там не было бы . [2] [3] Это может быть связано с деятельностью человека и биологической активностью. Термин «загрязнитель» часто используется как взаимозаменяемый термин «загрязнитель» , который представляет собой вещество, оказывающее вредное воздействие на окружающую среду. [4] [5] Хотя загрязняющее вещество иногда определяется как вещество, присутствующее в окружающей среде в результате деятельности человека, но не имеющее вредных последствий, иногда бывает так, что токсичные или вредные последствия загрязнения становятся очевидными только позднее. . [6]
«Среда», такая как почва или организм, такой как рыба, на которую воздействует загрязнитель или загрязняющее вещество, называется рецептором , тогда как поглотитель - это химическая среда или вид, который удерживает и взаимодействует с загрязнителем, таким как поглотитель углерода , и его воздействием на микробы.
Химические показатели качества воды включают растворенный кислород (DO) , химическую потребность в кислороде (ХПК) , биохимическую потребность в кислороде (БПК) , общее количество растворенных твердых веществ (TDS) , pH , питательные вещества ( нитраты и фосфор ), тяжелые металлы , химические вещества в почве (включая медь) . , цинк , кадмий , свинец и ртуть ) и пестициды .
Химия окружающей среды используется Агентством по охране окружающей среды Англии , Агентством природных ресурсов Уэльса , Агентством по охране окружающей среды США , Ассоциацией общественных аналитиков и другими экологическими агентствами и исследовательскими организациями по всему миру для обнаружения и определения природы и источника загрязняющих веществ. Они могут включать в себя:
Количественный химический анализ является ключевой частью химии окружающей среды, поскольку он предоставляет данные, лежащие в основе большинства исследований окружающей среды. [10]
Общие аналитические методы, используемые для количественных определений в химии окружающей среды, включают классическую влажную химию, такую как гравиметрические , титриметрические и электрохимические методы. Более сложные подходы используются при определении следов металлов и органических соединений. Металлы обычно измеряются с помощью атомной спектроскопии и масс-спектрометрии : атомно-абсорбционной спектрофотометрии (ААС) и атомно-эмиссионной индуктивно-связанной плазмы (ICP-AES) или масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ICP-MS). Органические соединения, включая ПАУ , обычно измеряют также с помощью 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/точной HR/AM предлагают подчасти на триллион обнаружений. Не-МС-методы с использованием ГХ и ЖХ с универсальными или специальными детекторами по-прежнему остаются основными в арсенале доступных аналитических инструментов.
Другими параметрами, часто измеряемыми в химии окружающей среды, являются радиохимические вещества . Это загрязнители, которые выделяют радиоактивные материалы, 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. ПЦР с полимеразной цепной реакцией способна идентифицировать виды бактерий и других организмов посредством выделения и амплификации специфических генов ДНК и РНК и является многообещающим методом выявления микробного загрязнения окружающей среды.
Рецензируемые методы испытаний были опубликованы государственными учреждениями [11] [12] и частными исследовательскими организациями. [13] При тестировании необходимо использовать утвержденные опубликованные методы, чтобы продемонстрировать соответствие нормативным требованиям.
Джоан Берковиц
Пол Крутцен ( Нобелевская премия по химии, 1995 г. )
Филип Гшвенд
Элис Гамильтон
Джон М.
Хейс Чарльз Дэвид Килинг
Ральф Килинг
Марио Молина ( Нобелевская премия по химии, 1995 г. )
Джеймс Дж. Морган
Клэр Паттерсон
Роджер Ревелл
Шерри Роланд ( Нобелевская премия по химии) , 1995 )
Роберт Ангус Смит
Сьюзен Соломон
Вернер Штумм
Эллен Своллоу Ричардс
Ганс Зюсс
Джон Тиндалл