Շրջակա միջավայրի քիմիա

Շրջակա միջավայրի քիմիան կամ էկոլոգիական քիմիան քիմիայի ճյուղ է, որն ուսումնասիրում է բնական միջավայրում կամ էկոսֆերայում տեղի ունեցող քիմիական և կենսաքիմիական փոխակերպումները։ Այն կարող է սահմանվել որպես օդում, հողում և ջրային միջավայրում քիմիական միացությունների աղբյուրների, ռեակցիաների, տրանսպորտի, ազդեցությունների և ուղիների ուսումնասիրություն. մարդու գործունեության և կենսոլորտի ազդեցությունը այս ամենի վրա։ Շրջակա միջավայրի քիմիան միջդիսցիպլինար գիտություն է, որը ներառում է մթնոլորտի, ջրոլորտի և քարոլորտի քիմիան՝ մեծապես հենվելով անալիտիկ քիմիայի վրա և սերտորեն կապված է շրջակա միջավայրի և գիտության այլ ոլորտների հետ։ Շրջակա միջավայրի քիմիայի խնդիրն է հասկանալ, թե ինչպես պահպանել չաղտոտված միջավայրերը, ինչ քիմիկատներ կան բնության մեջ, ինչ կոնցենտրացիաներով և ինչ ազդեցություն ունեն շրջակա միջավայրի վրա։ Առանց դրա անհնար կլիներ ճշգրիտ ուսումնասիրել մարդու ազդեցությունը շրջակա միջավայրի վրա՝ քիմիական նյութերի արտանետման արդյունքում։

Այս գիտությունը սերտորեն կապված է քիմիայի ավելի նեղ բաժինների հետ, ինչպիսիք են երկրաքիմիան, հողի քիմիան, հիդրոքիմիան, մթնոլորտի քիմիան, օրգանական ծագման բնական միացությունների քիմիան և այլն։ Շրջակա միջավայրի քիմիայի խնդիրն է ուսումնասիրել բնական և մարդածին աղտոտիչները, նյութերի փոխակերպումները շրջակա միջավայրում, դրանց ազդեցությունը կենդանի օրգանիզմների վրա և այլն։

Շրջակա միջավայրի քիմիան ուսումնասիրում է քիմիական գործընթացները՝ որպես մեկ ամբողջություն հիմք է հանդիսանում շրջակա միջավայրի աղտոտումից պաշտպանելու մեթոդների մշակման և կատարելագործման համար և այլն։ Քիմիայի այս բաժինը սերտորեն կապված է բազմաթիվ այլ գիտությունների, այդ թվում՝ էկոլոգիայի, երկրաբանության հետ։

Շրջակա միջավայրի քիմիան բնութագրվում է ժամանակակից քիմիայի հիմնական մեթոդների կիրառմամբ՝ քիմիական, ֆիզիկաքիմիական վերլուծության մեթոդներ, սակայն միկրոկոնցենտրացիաներում աղտոտիչների որոշման հաճախակի անհրաժեշտությունը ստիպում է այս ոլորտում աշխատող գիտնականներին լայնորեն օգտագործել նորագույն համակցված մեթոդները՝ բարձր արդյունավետությամբ տարանջատում, օրինակ՝ հեղուկ քրոմատագրություն և ճշգրիտ որակական և քանակական հաշվարկ,օրինակ՝ զանգվածային սպեկտրոմետրիա։

Ժամանակակից քիմիայի՝որպես գիտության խնդիրներից են նոր քիմիական տեխնոլոգիաների մշակումը, որոնք զգալիորեն նվազեցնում են շրջակա միջավայրի վրա բացասական ազդեցությունը, թափոնների հեռացման և վնասազերծման տեխնոլոգիաները, օդի և կեղտաջրերի մաքրումը, հողերի վերականգնումը։

Հիմնական հասկացություն

Աղտոտիչը նյութ է, որն ունի թունավոր կամ վնասակար ազդեցություն, առկա է բնության մեջ թույլատրելի մակարդակից ավելի բարձր մակարդակի վրա։

Արտանետումները նյութեր են, որոնք հայտնվում են շրջակա միջավայրում մարդու գործունեության հետևանքով,որոնք,մեծամասամբ,թունավոր ազդեցություն չունեն, թեև արտանետումների թունավոր կամ վնասակար ազդեցությունը կարող է ավելի ուշ տեսանելի դառնալ։

Օբյեկտը,որի վրա ազդում է աղտոտող նյութը, կոչվում է կլանող մարմին։

Շրջակա միջավայրի ինդիկատորներ

Ջրի որակի քիմիական ցուցանիշները ներառում են լուծված թթվածնի (DO), քիմիական թթվածնի պահանջարկի (COD), կենսաքիմիական թթվածնի պահանջարկի (BOD), ընդհանուր լուծված պինդ նյութերի քանակի (TDS), թթվայնության ( pH), սննդանյութերի (նիտրատներ և ֆոսֆոր), ծանր մետաղների (կապար, սնդիկ), հողից եկած քիմիական նյութերի ( պղինձ, ցինկ, կադմիում) և թունաքիմիկատների քանակական տվյալները։

Մեթոդներ

Քանակական քիմիական վերլուծությունը շրջակա միջավայրի քիմիայի առանցքային օղակներից է, քանի որ այն տրամադրում է տվյալներ, որոնք հիմք են հանդիսանում բնապահպանական հետազոտությունների մեծ մասի համար։

Շրջակա միջավայրի քիմիայում քանակական որոշման համար օգտագործվող ընդհանուր անալիտիկ մեթոդները ներառում են գրավիմետրիկ, տիտրաչափական և էլեկտրաքիմիական մեթոդները։ Մետաղների և օրգանական միացությունների որոշման համար օգտագործվում են ավելի բարդ մեթոդներ։ Մետաղների առկայությունը որոշվում է ատոմային սպեկտրոսկոպիայի և զանգվածային սպեկտրոմետրիայի միջոցով՝ ատոմային կլանման սպեկտրոֆոտոմետրիայով (AAS) և ատոմային արտանետում ինդուկտիվ զուգակցված պլազմայով (ICP-AES) կամ զանգվածային սպեկտրոմետրիայով՝ ինդուկտիվ զուգակցված պլազմայով (ICP-MS):Օրգանական միացությունները, ներառյալ ՊԱՀ-ները (պոլիցիկլիկ արոմատիկ հիդրոկարբոնատներ), սովորաբար չափվում են նաև զանգվածային սպեկտրաչափական տեխնիկայի միջոցով, ինչպիսիք են գազային քրոմատագրություն-զանգվածային սպեկտրոմետրիան (GC/MS) և հեղուկ քրոմատագրաֆիա-զանգվածային սպեկտրոմետրիան (LC/MS):

Մյուս պարամետրը, որը հաճախ չափվում է շրջակա միջավայրի քիմիայում, ռադիոքիմիկատներն են։ Սրանք աղտոտիչներ են, որոնք արձակում են ռադիոակտիվ նյութեր, ինչպիսիք են ալֆա և բետա մասնիկները, որոնք վտանգ են ներկայացնում մարդու առողջության և շրջակա միջավայրի համար։ Այս չափումների համար առավել հաճախ օգտագործվում են մասնիկների հաշվիչներ և ցինտիլացիոն հաշվիչներ։ Կենսաբանական և իմունոլոգիական անալիզներն օգտագործվում են տարբեր օրգանիզմների նկատմամբ քիմիական ազդեցության թունավորությունը գնահատելու համար։

Հրապարակված վերլուծական մեթոդներ

Փորձագետների կողմից վերանայված փորձարկման մեթոդները հրապարակվել են պետական կառույցների և մասնավոր հետազոտական կազմակերպությունների կողմից։ Թեստավորումը պետք է օգտագործի հաստատված հրապարակված մեթոդներ՝ կարգավորող պահանջներին համապատասխանությունը ցույց տալու համար։

Կիրառություն

Շրջակա միջավայրի քիմիան օգտագործվում է Անգլիայի շրջակա միջավայրի գործակալության, Ուելսի, Միացյալ Նահանգների շրջակա միջավայրի բնական ռեսուրսների պաշտպանության գործակալության, Հասարակական վերլուծաբանների ասոցիացիայի և շրջակա միջավայրի այլ գործակալությունների և հետազոտական կազմակերպությունների կողմից ամբողջ աշխարհում՝ հայտնաբերելու և բացահայտելու աղտոտիչների բնույթն ու աղբյուրը։ Շրջակա միջավայրի քիմիան կիրառման ուղություններն են․

• Արդյունաբերական ձեռնարկությունների կողմից հողերի աղտոտումը ծանր մետաղներով. դրանք կարող են տեղափոխվել ջրային մարմիններ և ներծծվել կենդանի օրգանիզմների կողմից։
• ՊԱԱ (պոլիցիկլային արոմատիկ ածխաջրածիններ) առկայությունը խոշոր ջրերում, որոնք աղտոտված են նավթով։ Շատ ՊԱԱ-ներ քաղցկեղածին են և չափազանց թունավոր։ Դրանք կարգավորվում են կոնցենտրացիայի միջոցով՝ օգտագործելով շրջակա միջավայրի քիմիական լաբորատոր թեստերի և քրոմատագրության շնորհիվ։
• Գյուղատնտեսական հողատարածքներից սննդանյութերի տարրալվացում դեպի ջրահոսքեր, ինչը կարող է հանգեցնել ջրիմուռների ծաղկման և էվտրոֆիկացման։
• Հորդառատ անձրևների ժամանակ աղտոտող նյութերի արտահոսքը հեռացնում է անթափանց մակերեսները (ճանապարհներ, ավտոկայանատեղեր և տանիքներ)։ Տիպիկ աղտոտիչներն են բենզինը, շարժիչային յուղը և այլ ածխաջրածնային միացություններ, մետաղները, սննդանյութերը և նստվածքները։
• Մետաղ-օրգանական միացություններ,
• Էկոլոգիական օբյեկտներում ինչպես բնածին, այնպես էլ մարդածին բնույթի աղտոտիչների, նյութափոխանակության և բաշխման ուսումնասիրություն։
• Կենդանի օրգանիզմների ամբողջության՝կենսոլորտի դերի ուսումնասիրությունը տարրերի ցիկլերի ձևավորման, դրա ազդեցության երկրագնդի մակերևույթ հասնող արևային ճառագայթման մակարդակի, կլիմայի և մթնոլորտի օքսիդացման կարողության վրա։
• Գլոբալ և տարածաշրջանային փոփոխությունների խնդիրները, որոնք առաջանում են բնական քիմիական հավասարակշռության մարդածին խախտման հետևանքով, ներառյալ թթվային անձրևները, մշուշը, տրոպոսֆերային և ստրատոսֆերային օզոնի փոխարկումները, մթնոլորտի աերոզոլային բաղադրիչը,
• Հատկապես վտանգավոր աղտոտող բաղադրիչներն են ծանր մետաղների միացությունները, ռադիոնուկլիդները, օրգանական էկոտոքսիկանտները, կայուն օրգանական աղտոտիչները (POPs - դիօքսիններ, քլորացված դիբենզոֆուրաններ և այլն)։

Ամսագրեր

• «Էկոլոգիական քիմիա»՝ հրատարակվում է 1994 թվականից ռուսերենով և մասամբ անգլերենով․ բնօրինակ հոդվածներ և ակնարկներ էկոլոգիայի քիմիական խնդիրների, դիտողական տվյալների և աղտոտիչների տարածական և ժամանակային բաշխման մոդելավորման, շրջակա միջավայրի տարբեր օբյեկտների, աղբյուրների ուսումնասիրության արդյունքների վերաբերյալ։ Շրջակա միջավայրի աղտոտիչները և դրանց հեռացման գործընթացները, շրջակա միջավայրի քիմիական գործընթացները և այդ գործընթացներում մարդածին փոփոխությունները, շրջակա միջավայրի որակի վերականգնման ուղիները. առաջընթաց շրջակա միջավայրի անալիտիկ քիմիայում։ Բնապահպանական կրթության խնդիրները բարձրագույն ուսումնական հաստատություններում քիմիկոսների պատրաստման գործում։
• Chemistry Journal of Moldova (ընդհանուր. արդյունաբերական և էկոլոգիական քիմիա) ISSN 1857-1727, հիմնադիր՝ Մոլդովայի գիտությունների ակադեմիայի քիմիայի ինստիտուտ։

Գրականություն

• Корте Ф. Экологическая химия, М., Мир, 396 с, 1997, ISBN 5-03-003081-6
• Исидоров В. А. Экологическая химия (Уч. для ВУЗ), Химиздат, 304 с, 2001, ISBN 5-7245-1068-5
• Копылова Л. И. Малый практикум по эколого-химическому анализу почв. Учебное пособие, Иркутск, ИГПУ, 2002.
• Копылова Л. И. Введение в экологическую химию. Учебное пособие.- Иркутск: ИГПУ, 2000.- 242 с.
• Фелленберг Г. Загрязнение природной среды. Введение в экологическую химию. 1997,
• Астафьева Л. С. Экологическая химия, 2006
• Медведев Практикум по экологической химии, 1999
• Скурлатов Ю. И.,Дука Г. Г.,Мизити А. Введение в экологическую химию, М.,Высшая школа,399 с,1994
• Duca Gh., Scurlatov Iu. Ecological chemistry. — Chişinău: CEUSM, 2002. — 289 p.;