Miljökemi eller ekologisk kemi är en gren av kemin som studerar de kemiska och biokemiska omvandlingarna som sker i den naturliga miljön eller ekosfären. Det kan definieras som studiet av källor, reaktioner, transporter, effekter och vägar för kemiska föreningar i luft, mark och vattenmiljöer; påverkan av mänsklig aktivitet och biosfären på dem. Miljökemi är en tvärvetenskaplig vetenskap som inkluderar atmosfärens, vattnets och markens kemi, som är starkt beroende av analytisk kemi och relaterad till miljön och andra vetenskapsområden.
Miljökemi handlar i första hand om att förstå hur en oförorenad miljö fungerar, vilka kemikalier som finns i naturen i vilka koncentrationer och med vilka effekter. Utan detta skulle det vara omöjligt att noggrant studera människans påverkan på miljön till följd av utsläpp av kemikalier. Vetenskapen använder smalare delar av kemi, såsom geokemi , jordkemi , hydrokemi , atmosfärisk kemi , kemi av naturliga föreningar av organiskt ursprung, etc. Miljökemi studerar kemiska processer i alla jordens skal , inklusive biosfären , studerar migration och transformation. av alla kemiska föreningar , inklusive naturliga och antropogena föroreningar .
Miljökemi studerar kemiska processer i ett komplex - källor för inträde och migration av kemikalier i jordens skal, deras omvandling, avlopp från jordens skal (" globala cykler "), interaktionen av föreningar och element med varandra; fungerar som grund för utveckling och förbättring av metoder för att skydda miljön från föroreningar etc. Denna del av kemin är nära relaterad till många andra vetenskaper, inklusive ekologi , geologi , etc.
Miljökemi kännetecknas av användningen av de viktigaste metoderna för modern kemi (kemiska, fysikalisk-kemiska analysmetoder), men det frekventa behovet av att bestämma föroreningar i mikrokoncentrationer gör att forskare som arbetar inom detta område i stor utsträckning använder de senaste kombinerade metoderna - högpresterande separation ( till exempel vätskekromatografi ) och noggrann kvalitativ och kvantifiering (såsom masspektrometri ). En av vetenskapens uppgifter är utvecklingen av ny kemisk teknik som avsevärt minskar den negativa påverkan på miljön, avfallshantering och bortskaffande teknik , luft- och avloppsrening, marksanering (återställning av initiala indikatorer).
En förorening är ett ämne som har en giftig eller skadlig effekt, finns i naturen på en nivå över jämviktsnivån eller som inte skulle kunna existera på annat sätt [1] [2] . Detta kan bero på mänskliga aktiviteter och biologisk aktivitet. En term med liknande innebörd, utsläpp definieras som ämnen som finns i miljön till följd av mänsklig verksamhet, men som inte har en skadlig effekt, även om det kan vara så att de giftiga eller skadliga effekterna av utsläpp visar sig senare [3 ] .
En "miljö" som jord eller en organism som fisk som påverkas av en förorening eller förorening kallas en receptor , medan en sänka är en kemisk miljö eller art som behåller och interagerar med en förorening som en kolsänka och dess effekt på mikrober.
Kemiska indikatorer för vattenkvalitet inkluderar löst syre (DO, löst syre), kemisk syreförbrukning (COD, kemisk syreförbrukning), biokemisk syreförbrukning (BOD, biokemisk syreförbrukning), totala lösta fasta ämnen (TDS, totala lösta fasta ämnen), surhet ( pH), näringsämnen (nitrat och fosfor), tungmetaller (bly, kvicksilver), jordkemikalier (inklusive koppar, zink, kadmium) och bekämpningsmedel
Kvantitativ kemisk analys är en viktig del av miljökemin eftersom den tillhandahåller de data som ligger till grund för den mesta miljöforskningen.
Vanliga analytiska metoder som används för kvantitativa bestämningar inom miljökemi inkluderar klassisk våtkemi såsom gravimetriska, titrimetriska och elektrokemiska metoder. Mer sofistikerade metoder används vid bestämning av spårmetaller och organiska föreningar. Förekomsten av metaller bestäms med hjälp av atomspektroskopi och masspektrometri: atomabsorptionsspektrofotometri (AAS) och induktivt kopplad plasmaatomemission (ICP-AES) eller induktivt kopplad plasmamasspektrometri (ICP-MS). Organiska föreningar, inklusive PAH ( polycykliska aromatiska kolväten ), mäts vanligtvis också med masspektrometrimetoder såsom gaskromatografi-masspektrometri (GC/MS) och vätskekromatografi-masspektrometri (LC/MS). Tandem MS/MS och HR/AM högupplöst masspektrometri/exakt masspektrometri ger del-per-biljon detektion. Icke-MS-metoder som använder GC och LC med universella eller specifika detektorer fortsätter att vara stöttepelaren i tillgängliga analysverktyg.
Andra parametrar som ofta mäts i miljökemi är radiokemikalier. Det är föroreningar som frigör radioaktiva material, som alfa- och beta-partiklar, som utgör en risk för människors hälsa och miljön. Partikelräknare och scintillationsräknare används oftast för dessa mätningar. Bioanalyser och immunologiska analyser används för att bedöma toxiciteten av kemisk exponering för olika organismer. Polymeraskedjereaktion (PCR) kan identifiera arter av bakterier och andra organismer genom att isolera och amplifiera specifika DNA- och RNA-gener, och visar sig vara en värdefull metod för att upptäcka mikrobiell miljöförorening.
Peer-reviewed testmetoder har publicerats av statliga myndigheter och privata forskningsorganisationer. Testning måste använda godkända publicerade metoder för att visa överensstämmelse med regulatoriska krav.
Miljökemi används av Environment Agency of England, Natural Resources Wales, United States Environmental Protection Agency, Association of Public Analysts och andra miljöbyråer och forskningsorganisationer runt om i världen för att upptäcka och identifiera naturen och källan till föroreningar. Dessa kan inkludera [4] :