Экологическая химия - Environmental chemistry

Белые мешки с зараженными камнями выстроились вдоль берега возле разлива промышленной нефти в Раахе, Финляндия.
Белые пакеты, наполненные загрязненный камни вдоль берега возле промышленного разлив нефти в Раахе, Финляндия

Экологическая химия это научные исследования химических и биохимических явлений, происходящих в природных местах. Не следует путать с зеленая химия, который стремится уменьшить потенциальное загрязнение в его источнике. Его можно определить как изучение источников, реакций, переноса, эффектов и судьбы химических веществ в воздуха, почва, и воды среды; и влияние человеческой деятельности и биологическая активность на этих. Химия окружающей среды - это междисциплинарный наука, которая включает атмосферный, водный и химия почвы, а также сильно полагаясь на аналитическая химия и связан с экологический и другие области науки.

Химия окружающей среды включает в себя сначала понимание того, как незагрязненный окружающая среда работает, какие химические вещества в каких концентрациях присутствуют в природе и с какими эффектами. Без этого было бы невозможно точно изучить влияние человека на Окружающая среда через выпуск химикаты.

Окружающей среды химики использовать ряд концепций из химии и различных наук об окружающей среде, чтобы помочь в изучении того, что происходит с химическими веществами в Окружающая среда. Важные общие концепции химии включают понимание химические реакции и уравнения, решения, единицы, отбор проб, и аналитические методы.[1]

Загрязнение

А загрязнитель это вещество присутствуют в природе на более высоком уровне, чем фиксированные уровни, или которого иначе бы там не было.[2][3] Это может быть связано с деятельностью человека и биологической активностью. Термин загрязнитель часто используется как синоним загрязнитель, которое является веществом, губительно влияющим на окружающую среду.[4][5] Хотя загрязнитель иногда определяется как вещество, присутствующее в окружающей среде в результате деятельности человека, но не имеющее вредных последствий, иногда бывает так, что токсические или вредные эффекты от загрязнения становятся очевидными только позднее.[6]

«Среда», такая как почва или организм, например рыба, подверженная воздействию загрязнителя или загрязнителя, называется рецептор, в то время как тонуть представляет собой химическую среду или виды, которые удерживают и взаимодействуют с загрязнителями, такими как поглотитель углерода, и его воздействие микробами.

Показатели окружающей среды

Основная статья: Параметры качества окружающей среды пресной воды

Химические меры качество воды включают растворенный кислород (DO), химическая потребность в кислороде (ХПК), биохимическая потребность в кислороде (БПК), общее количество растворенных твердых веществ (TDS), pH, питательные вещества (нитраты и фосфор ), тяжелые металлы, почвенные химикаты (в том числе медь, цинк, кадмий, вести и Меркурий ), и пестициды.

Смотрите также: Категория: Показатели качества воды

Приложения

Химия окружающей среды используется Агентство окружающей среды в Англия, Природные ресурсы Уэльса, то Агентство по охране окружающей среды США, Ассоциация Общественные аналитики, и другие природоохранные агентства и исследовательские организации по всему миру для обнаружения и определения природы и источника загрязняющих веществ. Они могут включать:

Методы

Количественный химический анализ является ключевой частью химии окружающей среды, поскольку она предоставляет данные, на которых основывается большинство экологических исследований.[10]

Общие аналитические методы, используемые для количественных определений в химии окружающей среды, включают классическую влажную химию, такую ​​как гравиметрический, титриметрический и электрохимический методы. При определении следов металлов и органических соединений используются более сложные подходы. Металлы обычно измеряются с помощью атомной спектроскопии и масс-спектрометрии: Атомно-абсорбционная спектрофотометрия (AAS) и Индуктивно-связанная плазменная атомная эмиссия (ICP-AES) или Масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой (ICP-MS) методы. Органические соединения, в том числе 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 высокая разрешающая способность / точная масс-спектрометрия HR / AM предлагать частичку на триллион обнаружения. Методы, не относящиеся к МС, с использованием ГХ и ЖХ с универсальными или специфическими детекторами по-прежнему являются основными в арсенале доступных аналитических инструментов.

Другие параметры, часто измеряемые в химии окружающей среды: 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. Биотесты и иммуноанализы используются для оценки токсичности химического воздействия на различные организмы. Полимеразной цепной реакции ПЦР 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.

Опубликованные аналитические методы

Экспертная оценка методы испытаний опубликованы государственными органами[11][12] и частные исследовательские организации.[13] Утвержденные опубликованные методы должны использоваться при тестировании, чтобы продемонстрировать соответствие регулирующий требования.

Известные химики-экологи

Эллен Суоллоу Ричардс
Джон Тиндалл
Вернер Штумм
Сьюзан Соломон
Джеймс Дж. Морган
Клер Паттерсон
Джоан Берковиц
Чарльз Дэвид Килинг
Ральф Килинг
Пол Крутцен (Нобелевская премия по химии 1993 г. )
Марио Молина (Нобелевская премия по химии 1993 г. )
Шерри Роланд (Нобелевская премия по химии 1993 г. )
Сорен Йенсен
Рене Шварценбах
Дитер Имбоден
Филип Гшвенд
Джон М. Хейз
Элис Гамильтон
Роджер Ревелл
Ханс Зюсс
Роберт Ангус Смит
Джон Уильям Треван

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Уильямс, Ян. Химия окружающей среды, модульный подход. Вайли. 2001 г. ISBN  0-471-48942-5
  2. ^ Глоссарий к плану управления водоразделом Баззардс-Бэй
  3. ^ Американское метеорологическое общество. Глоссарий по метеорологии В архиве 2011-09-20 на Wayback Machine
  4. ^ Государственный университет Северной Каролины. Кафедра почвоведения. «Глоссарий». В архиве 2014-09-18 в Wayback Machine
  5. ^ Глобальный центр действий по защите окружающей среды (GRACE). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк. Устойчивый стол: Словарь В архиве 2012-08-24 в Wayback Machine
  6. ^ Харрисон, Р. М. (под редакцией). Понимание нашей окружающей среды, Введение в химию окружающей среды и загрязнение, третье издание. Королевское химическое общество. 1999 г. ISBN  0-85404-584-8
  7. ^ Агентство по охране окружающей среды США (EPA). Вашингтон.«Защита качества воды от сельскохозяйственных стоков». Документ № EPA 841-F-05-001. Март 2005 г.
  8. ^ EPA. «Защита качества воды от городских стоков». Документ № EPA 841-F-03-003. Февраль 2003 г.
  9. ^ Сигель, А. (2010). Sigel, H .; Сигель, Р.К.О. (ред.). Металлоорганические соединения в окружающей среде и токсикологии. Ионы металлов в науках о жизни. 7. Кембридж: Издательство RSC. ISBN  978-1-84755-177-1.
  10. ^ vanLoon, Гэри У .; Даффи, Стивен Дж. (2000). Экологическая химия. Оксфорд: Оксфорд. стр.7. ISBN  0-19-856440-6.
  11. ^ EPA Закон о чистой воде методы: «Руководящие принципы, устанавливающие процедуры испытаний для анализа загрязнителей». В архиве 2012-03-01 в Wayback Machine Свод федеральных правил, 40 CFR Часть 136.
  12. ^ Методы EPA под Закон о сохранении и восстановлении ресурсов (RCRA): «Методы испытаний для оценки твердых отходов, физические / химические методы». Документ № SW-846. Февраль 2007 г.
  13. ^ Клессерль, Леонора С. (редактор), Гринберг, Арнольд Э. (редактор), Итон, Эндрю Д. (редактор). Стандартные методы исследования воды и сточных вод (20-е изд.) Американская ассоциация общественного здравоохранения, Вашингтон, округ Колумбия. ISBN  0-87553-235-7. Эта публикация также доступна на CD-ROM и онлайн В архиве 11 февраля 2016 г. Wayback Machine по подписке.

дальнейшее чтение

  • Стэнли Э. Манахан. Экологическая химия. CRC Press. 2004 г. ISBN  1-56670-633-5.
  • Джулиан Эндрюс, Питер Бримблкомб, Тим Джикеллс, Питер Лисс, Брайан Рид. Введение в химию окружающей среды. Blackwell Publishing. 2004 г. ISBN  0-632-05905-2.
  • Рене П. Шварценбах, Филип М. Гшвенд, Дитер М. Имбоден. Органическая химия окружающей среды, второе издание. Wiley-Interscience, Хобокен, Нью-Джерси, 2003. ISBN  0-471-35750-2.
  • Учебник NCERT XI. [Блок 14]

внешние ссылки