Кіріспе
Табиғи ортада жүз беретін химиялық және биохимиялық құбылыстарды ғылыми тұрғыдан зерттеу. Бұл, қоршаған ортаның ластануын бастапқы көздерінде азайтуға бағытталған "жасыл химиямен" шатастырылмауы керек. Қоршаған орта химиясы – ауа, топырақ және су ортасындағы химиялық түрлердің пайда болуы, реакциялары, тасымалдануы, әсері және болашағын, сондай-ақ адам және биологиялық қызметтің оларға тигізетін әсерін зерттеу болып табылады. Қоршаған орта химиясы – атмосфералық, су және топырақ химиясын қамтитын, аналитикалық химияға көп көңіл бөлетін және қоршаған орта және ғылымның басқа салаларымен байланысты көп салалы ғылым. Қоршаған орта химиясының ең маңыздысы – ластанбаған орта қалай жұмыс істейтінін, қандай химиялық заттар қандай концентрацияда табиғи түрде кездесетінін және олардың қандай әсер ететінін түсіну. Бұл түсініксіз болса, химиялық заттардың шығарылуының қоршаған ортаға тигізетін әсерін дәл зерттеу мүмкін емес. Қоршаған орта химияшылары химия және түрлі экологиялық ғылымдардан алынған ұғымдарды пайдаланып, қоршаған ортада химиялық түрлерге не болып жатқанын зерттеуге көмектеседі. Химияның маңызды негізгі ұғымдарына химиялық реакциялар мен теңдеулер, ерітінділер, өлшем бірліктері, сынама алу және талдау әдістерін түсіну жатады.
Environmental chemistry is the scientific study of the chemical and biochemical phenomena that occur in natural places. It should not be confused with green chemistry, which seeks to reduce potential pollution at its source. It can be defined as the study of the sources, reactions, transport, effects, and fates of chemical species in the air, soil, and water environments; and the effect of human activity and biological activity on these. Environmental chemistry is an interdisciplinary science that includes atmospheric, aquatic and soil chemistry, as well as heavily relying on analytical chemistry and being related to environmental and other areas of science. Environmental chemistry involves first understanding how the uncontaminated environment works, which chemicals in what concentrations are present naturally, and with what effects. Without this it would be impossible to accurately study the effects humans have on the environment through the release of chemicals. Environmental chemists draw on a range of concepts from chemistry and various environmental sciences to assist in their study of what is happening to a chemical species in the environment. Important general concepts from chemistry include understanding chemical reactions and equations, solutions, units, sampling, and analytical techniques.
Ластаушы
Ластаушы – табиғатта белгіленген шектен жоғары мөлшерде кездесетін немесе әдетте онда болмайтын зат. Бұл адам қызметінің және биоактивтіліктің салдары болуы мүмкін. "Ластаушы" термині көбінесе қоршаған ортаға зиянды әсер ететін "зақымдаушы" терминімен бірдей мағынада қолданылады. Ластаушы кейде адам қызметі нәтижесінде қоршаған ортада пайда болатын, бірақ зиянды әсері жоқ зат ретінде анықталады, алайда ластанудан туындаған уытты немесе зиянды әсерлер кейін ғана байқалуы мүмкін. Ластаушы немесе зақымдаушының әсеріне ұшыраған топырақ сияқты орта немесе балық сияқты организм "қабылдағыш" деп аталады, ал "жинағыш" – ластаушыны ұстап тұрып, онымен өзара әрекеттесетін химиялық орта немесе түр, мысалы, көміртегі жинағышы және микроорганизмдердің оған тигізетін әсері.
Қоршаған орта көрсеткіштер
Су сапасының химиялық көрсеткіштеріне еріген оттегі (DO), химиялық оттегі сұранысы (COD), биохимиялық оттегі сұранысы (BOD), жалпы еріген заттар (TDS), pH, қоректік заттар (нитраттар және фосфор), ауыр металдар, топырақ химиялық элементтері (мыс, мырыш, кадмий, қорғасын және сынап қоса), және пестицидтер жатады.
Қолданбалар
Экологиялық химия Англияның Қоршаған орта агенттігі, Уэльстің табиғи ресурстары, АҚШ-тың Қоршаған ортаны қорғау агенттігі, Қоғамдық талдаушылар қауымдастығы және әлемдегі басқа да экологиялық агенттіктер мен зерттеу ұйымдары ластаушы заттардың сипаты мен көзін анықтау үшін қолданылады. Оларға мыналар жатады:
Өнеркәсіптік қызметтің салдарынан жердің ауыр металдармен ластануы. Бұл металдар су қоймаларына таралып, тірі организмдерге сіңірілуі мүмкін. Мұнай төгілуі немесе ағып кетуінен ластанған ірі су объектілеріндегі ПАҚ (полициклдік ароматты көмірсутектер). ПАҚ-тың көп бөлігі канцерогенді және өте улы. Олар қоршаған орта химиясы және хроматографиялық зертханалық сынақтар арқылы концентрациясы (ppb) реттеледі. Ауыл шаруашылығы жерлерінен су арналарына сіңіп өтетін қоректік заттар балдырлардың өрбуіне және эвтрофикацияға алып келуі мүмкін. Жаңбыр кезінде су өткізбейтін беттерден (жолдар, тұрақтар және шатырлар) жуылып келетін ластаушы заттардың қалалық ағыны. Типтік ластаушы заттарға бензин, мотор майы және басқа да көмірсутек қосылыстары, металдар, қоректік заттар және шөгінділер (топырақ) жатады. Органометалл қосылыстары.
Heavy metal contamination of land by industry. These can then be transported into water bodies and be taken up by living organisms. PAHs (Polycyclic Aromatic Hydrocarbon) in large bodies of water contaminated by oil spills or leaks. Many of the PAHs are carcinogens and are extremely toxic. They are regulated by concentration (ppb) using environmental chemistry and chromatography laboratory testing. Nutrients leaching from agricultural land into water courses, which can lead to algal blooms and eutrophication. Urban runoff of pollutants washing off impervious surfaces (roads, parking lots, and rooftops) during rain storms. Typical pollutants include gasoline, motor oil and other hydrocarbon compounds, metals, nutrients and sediment (soil). Organometallic compounds.
Әдістер
Саналық химиялық талдау – қоршаған орта химиясының маңызды бөлігі, себебі ол көптеген қоршаған орта зерттеулерінің негізін құрайтын деректерді қамтамасыз етеді. Қоршаған орта химиясында сандық анықтамалар үшін қолданылатын әдеттегі талдау техникаларына классикалық ылғалды химия, мысалы, гравиметриялық, титриметриялық және электрохимиялық әдістер жатады. Трассалық металдар мен органикалық қосылыстарды анықтау үшін күрделірек тәсілдер қолданылады. Металдар көбінесе атомдық спектроскопия және массалық спектрометрия арқылы өлшенеді: атомдық сіңіру спектрофотометриясы (AAS) және индуктивті түрлендірілген плазмалық атомдық эмиссия (ICP AES) немесе индуктивті түрлендірілген плазмалық массалық спектрометрия (ICP MS) техникалары. Органикалық қосылыстар, соның ішінде полициклді ароматты көмірсутектер (ПАҚ), көбінесе газ хроматографиясы-массалық спектрометриясы (GC/MS) және сұйық хроматографиясы-массалық спектрометриясы (LC/MS) сияқты массалық спектрометриялық әдістерді пайдалана отырып өлшенеді. Тандемді массалық спектрометрия (MS/MS) және жоғары ажыратымды/дәл массалық спектрометрия (HR/AM) триллионнан азырақ бөлік деңгейінде анықтау мүмкіндігін ұсынады. ГК және ЛК-ны, жалпы немесе арнайы детекторларымен қолданатын, массалық спектрометрияға жатпайтын әдістер әлі де қолданылатын талдау құралдарының қатарында маңызды орын алады. Қоршаған орта химиясында жиі өлшенетін басқа параметрлер – радиохимиялық заттар. Бұл радиоактивті материалдарды бөліп шығаратын ластаушылар, мысалы, альфа және бета бөлшектері, олар адам денсаулығы мен қоршаған ортаға қауіпті. Бұл өлшемдер үшін көбінесе бөлшектер санағыштары мен сцинтилляциялық санағыштар қолданылады. Биоәсер етулер мен иммуноәсер етулер түрлі организмдерге химиялық әсердің уыттылығын бағалау үшін пайдаланылады. Полимераза тізбекті реакциясы (ПТР) бактериялар мен басқа да организмдердің түрлерін белгілі бір ДНК және РНК гендерін бөліп алып, күшейту арқылы анықтай алады және қоршаған ортаның микробтық ластануын анықтау үшін перспективті әдіс ретінде үміттендіреді.
Жарияланған талдау әдістері
Мемлекеттік органдар мен жеке зерттеу ұйымдары сарапталған сынақ әдістерін жариялаған. Регламенттік талаптарға сәйкестілікті көрсету үшін сынақ жүргізу кезінде мақұлданған жарияланған әдістерді қолдану қажет.