Хемија животне средине
Хемија животне средине је научно поље које се бави изучавањем хемијских и биохемијских феномена који се јављају у природи.[1] За разлику од ње, зелена хемија се првенствено бави редуковањен потенцијалног загађења. Хемија животне средине се може дефинисати као студија извора, реакција, транспорта, ефеката, и судбине хемијских једињења у ваздушном, земљишном, и воденом окружењу; као и утицаја људске активности на њих. Она је интердисциплинарна наука која обухвата атмосферску, акватичну и земљишну хемију, која је у великој мери зависна од аналитичке хемије и сродна са другим наукама о животној средини.[2][3]
Хемија животне средине пружа увид у функционисање неконтаминиране животне средине; које се хемикалије и у којим концентрацијама природно јављају, и који ефекат оне имају. Тиме се омогућава прецизно изучавање људког утицаја на средину путем ослобађања хемикалија.
Хемија животне средине користи у изучавању екосистема мноштво постулата из хемије и наука о животној средини. Значајни општи хемијски концепти су разумевање хемијских реакција и једначина, раствора, јединица, узимања узорака, и аналитичких техника.[4]
Хемија атмосфере уреди
Хемија атмосфере се бави променама у атмосфери које утичу на хемију тла и хемију воде, и генерално на климатске промене. Хемија атмосфере полази од основног састава чистог ваздуха, који је битан за еколошку стабилност.
Ваздух уреди
Ваздух је специфичан за атмосферу Земље. Његов састав је такав да омогућава живот на земљи.
| Гас | Удео % |
| хелијум | 0,000524 |
| аргон | 0,934 |
| неон | 0,0018 |
| криптон | 0,000114 |
| ксенон | 0,0000087 |
| азот | 78,1 |
| кисеоник | 20,9 |
| угљен диоксид | 0,035 |
| метан | 0,00015 |
| водоник | 0,000053 |
| азот(I) оксид | 0,000027 |
| угљен моноксид | 0,000013 |
| вода | променљиви удео |
| озон | променљиви удео |
Онечишћење ваздуха проузрокују:
- Тачкасти непокретни извори онечишћења ваздуха у које спадају разни димњаци, фабричка постројења с неконтролисаним испуштањем хемијских материја у ваздух, вулкани, експлозије. Могу бити континуираног начина испуштања и повременог напрасног избацивања хемијских материја у ваздух.
- Тачкасти покретни извори су генерално сва превозна средства која користе нафту и нафтне деривате.
Материје које онечишћују атмосферу су:
| Материја која онечишћује | Извор онечишћење | Задржавање у ваздуху | Уклањање |
| угљен моноксид, CO | непотпуно изгарање | 0,1...3 године | везање на тло, микробиолошка оксидација у CO2 |
| угљен диоксид, CO2 | изгарање, ферментација, десорпција из тла и воде | 2...10 година | отапање у води, фотосинтеза у биљкама |
| сумпор диоксид, SO2 | изгарање, геотермички извори | 0...7 дана | везање на падавине, оксидација у сулфатне честице |
| сумпороводоник, H2S | геотермички извори, распад органских материја | 01...2 дана | оксидација у SO2 |
| азот моноксид, NO | изгарање | 4...5 дана | оксидација у NO2 |
| азот диоксид, NO2 | изгарање | 3...5 дана | везање на падавине, оксидација у нитрате |
| амонијак, NH3 | биолошки | 0...2 дана | везање на падавине, оксидација |
| озон, O3 | секундарни фотохемијски процеси, електрично избијање | 0...3 дана | фотохемијски и катализовани распад у O2 |
| халогена једињења | геотермијски извори, индустрија, расхладни уређаји | до стотињак година (фреони) | редукција у неорганске халогениде |
| угљоводоници | нафтна индустрија, производња енергије и транспорт, микробиолошка разфрадња | <2 године | оксидација у CO2, везање на тло, микробиолошка или фотохемијска разградња |
| лебдеће честице | електрично избијање, индустрија, изгарање | неколико дана | седиментација, растварање |
| радиоактивне материје | акциденти, нуклеарни експерименти, нуклеарна постројења | неколико дана | седиментација, распад |
Разне врсте онечишћења доводе до прикупљања водене паре која повлачи са собом онечишћења и у виду атмосферског талога, падавина, пада на земљу те доводи до онечишћења тла и вода.
Још једно значајно онечишћење које значајно доприноси и хемијској активности хемијских материја које су већ у зраку је електромагнетно зрачење. Електромагнетно зрачење је постигло значајно појачање у задњих четрдесет година, а нагли успон постиже масовном употребом мобилних телефона. Код мобилних телефона одашиље се енергија чији се само мали део користи за комуникацију. Велики део одаслане енергије путем електромагнетних таласа остане заробљен у атомима и молекулима саставних зрака и молекула хемијских материја које онечишћују атмосферу. Та енергија доприноси повећању температуре ваздуха и самим тим доводи до тога да хемијским материјама треба мање енергије за активацију и почетак хемијске реакције. Значајну количину електромагнетног зрачења одашиље и Сунце.
Хемија вода и водних система уреди
Око 3/4 земљине површине заузима вода. Вода је састојак свих живих организама. Откако је створена атмосфера данашњег састава, на Земљи постоји вечито кружење воде.
- Падање оборина
- Продирање оборинске воде кроз тло и стење
- скупљање у природне водене резервоаре и формирање природних водених токова (подземних и надземних
- Испаравање с површине земље, водених површина и из живих бића (евапорација, транспирација)
Подела природних вода:
- атмосферске воде
- подземне воде
- површинске воде (речне, језерске, морске, мочварне)
По количини и врсти примеса разликују се слатке, слане, тврде, меке, безбојне, обојене, бистре и мутне воде, те воде са страним примесама. Примесе у води могу бити неорганске (минералне) и органске материје. У неорганске примесе спадају све материје које су у води растворне. Вањским се изгледом воде с раствореним примесама тешко разликују од чисте воде. Присутност растворених материја се може утврдити једино хемијском анализом. Растворене материје се не могу уклонити папирним, пешчаним или другим филтрима.
У природним водама могу бити растворени многи плинови:
топљиве соли многих метала
- натријум
- калијум
- калцијум
- магнезијум
- алуминијум
- жељезо
- манган
- олово
- бакар
- жива
- те амонијеве соли
и органске материје
- феноли
- формалдехиди
- карбонске киселине и друге органске материје.
Осим растворених материја у води се налазе и материје које с водом формирају колоидне системе, као што су хидроксиди жељеза и алуминијум те органске материје попут хуминских киселина. Колоидне материје се не могу уклонити папирним ни пешчаним филтерима, али се могу задржати полупропусним мембранама или ултрафилтрима.
У води се могу наћи и честице песка, глине, хумусних материја које с падаванима доспевају у водене токове. Поред свих набројаних материја у води живе разне врсте организама. Могу се наћи разне врсте бактерија које разлажу органске материја, гљивице, алге, инфузорије... Могу се наћи и патогене бактерије које узрокују разне болести (тифус, куга, жутица...).
Хемија тла уреди
Тло је специфична творевина на површини земљине коре. То је самосталнна природно-историјска творевина. Служи за производњу хране и сировина путем пољопривреде и шумарства. Од хемијског састава и основних показатеља зависи могућност успевања појединих биљних врста. Разликују се многе врсте тла зависно од грађе и хемијског састава. Најважнија су обрадива тла, мада се не могу заобићи, а због узајамних утицаја воде и атмосфере на тло, и друга тла која својим саставом могу утицати посредно или непосредно на обрадива тла. Онечишћења тла су разне природе и потичу од атмосферских талога, те вода које плаве или подземних вода која садрже хемијске метерије које онечишћују, затим од примене хемијских материја при обради земље, (инсектициди, хербициди, фунгициди…), те од сталних, дивљих и привремених одлагалишта отпада, еколошких несрећа.
Главни хемијски показатељи и уједно показатељи који утичу на биљни - тиме и на животињски свет су:
- pH
- Садржај азота, N
- укупни угљеник
- Однос угљеника и азота C/N
- количина калцијума, Ca
- количина магнезијума, Mg
- количина калијума, K
- количина натријума, Nа
- количина водоникових јона
- садржај честица песка, глине и праха
- садржај калцијум-карбоната, CaCO3
Сваки поремећај количине одређених хемијских материја од природних вредности, а који се може одређеним хемијским, физичким или биолошким путем вратити у првобитно стање назива се онечишћење, док загађење представља трајан облик промене хемијског састава околине.
Референце уреди
- ^ Julian E Andrews, Peter Brimblecombe, Tim Jickells, Peter Liss, Brian Reid. An Introduction to Environmental Chemistry. Blackwell Publishing. ISBN 978-0-632-05905-8
- ^ Stanley E Manahan. Environmental Chemistry. CRC Press. 2004. 2004. ISBN 978-1-56670-633-9.
- ^ Rene P Schwarzenbach, Philip M Gschwend, Dieter M Imboden. Environmental Organic Chemistry, Second edition. Wiley-Interscience, Hoboken, New Jersey. 2003. ISBN 978-0-471-35750-6.
- ^ Williams, Ian. Environmental Chemistry, A Modular Approach. Wiley. 2001. ISBN 978-0-471-48942-9.
Литература уреди
- Станлеy Е Манахан. Енвиронментал Цхемистрy. ЦРЦ Пресс. 2004. ISBN 1-56670-633-5.
- Јулиан Е Андреwс, Петер Бримблецомбе, Тим Јицкеллс, Петер Лисс, Бриан Реид. Ан Интродуцтион то Енвиронментал Цхемистрy. Блацкwелл Публисхинг. 2004. ISBN 0-632-05905-2.
- Рене П Сцхwарзенбацх, Пхилип M Гсцхwенд, Диетер M Имбоден. Енвиронментал Органиц Цхемистрy, Сецонд едитион. Wилеy-Интерсциенце, Хобокен, Неw Јерсеy, 2003. ISBN 0-471-35750-2.
- NCERT XI textbook.[ unit 14]
- Forbes, P.B.C. (2015). „Chapter 1: Perspectives on the Monitoring of Air Pollutants”. Ур.: Barcelo, D. Monitoring of Air Pollutants: Sampling, Sample Preparation and Analytical Techniques. Comprehensive Analytical Chemistry. 70. Elsevier. стр. 3—9. ISBN 9780444635532. Приступљено 31. 5. 2018.
- Rada, E.C.; Ragazzi, M.; Brini, M.; et al. (2016). „Chapter 1: Perspectives of Low-Cost Sensors Adoption for Air Quality Monitoring”. Ур.: Ragazzi, M. Air Quality: Monitoring, Measuring, and Modeling Environmental Hazards. CRC Press. ISBN 9781315341859. Приступљено 31. 5. 2018.
- Williams, R.; Kilaru, V.; Snyder, E.; et al. (јун 2014). „Air Sensor Guidebook” (PDF). U.S. Environmental Protection Agency. стр. 65. Приступљено 31. 5. 2018.
- „GO3 Project”. GO3 Foundation. Архивирано из оригинала 29. 5. 2018. г. Приступљено 31. 5. 2018.
- „Louisiana Bucket Brigade”. Louisiana Bucket Brigade. Приступљено 31. 5. 2018.
- „List of Designated Reference and Equivalent Methods” (PDF). U.S. Environmental Protection Agency. 17. 12. 2016. Приступљено 31. 5. 2018.
- Environmental Protection Agency (Ireland) (2017). National Ambient Air Quality Monitoring Programme 2017–2022. Environmental Protection Agency (Ireland). стр. 30. ISBN 9781840957501. Архивирано из оригинала 14. 04. 2021. г. Приступљено 31. 5. 2018.
- „AS&T Journal”. American Association for Aerosol Research. Приступљено 31. 5. 2018.
- Righini, G.; Cappalletti, A.; Cionno, I.; et al. (април 2013). „Methodologies for the evaluation of spatial representativeness of air quality monitoring stations in Italy”. ENEA. Архивирано из оригинала 30. 04. 2021. г. Приступљено 31. 5. 2018.
- „National Ambient Air Quality Standards”. U.S. Environmental Protection Agency. Архивирано из оригинала 10. 12. 2010. г. Приступљено 31. 5. 2018.
- „Receptor Modeling”. Air Quality Management Online Portal. U.S. Environmental Protection Agency. Архивирано из оригинала 3. 9. 2014. г. Приступљено 31. 5. 2018.
- Pienaar, J.J.; Beukes, J.P.; Zyl, P.G.V.; et al. (2015). „Chapter 2: Passive Diffusion Sampling Devices for Monitoring Ambient Air Concentrations”. Ур.: Barcelo, D. Monitoring of Air Pollutants: Sampling, Sample Preparation and Analytical Techniques. Comprehensive Analytical Chemistry. 70. Elsevier. стр. 13—52. ISBN 9780444635532. Приступљено 31. 5. 2018.
- Garty, J (2001). „Biomonitoring Atmospheric Heavy Metals with Lichens: Theory and Application”. Critical Reviews in Plant Sciences. 20 (4).
- Forbes, P.B.C.; van der Wat, L.; Kroukamp, E.M. (2015). „Chapter 3: Biomonitors”. Ур.: Barcelo, D. Monitoring of Air Pollutants: Sampling, Sample Preparation and Analytical Techniques. Comprehensive Analytical Chemistry. 70. Elsevier. стр. 53—107. ISBN 9780444635532. Приступљено 31. 5. 2018.
- Forbes, P.B.C.; Rohwer, E.R. (2015). „Chapter 5: Denuders”. Ур.: Barcelo, D. Monitoring of Air Pollutants: Sampling, Sample Preparation and Analytical Techniques. Comprehensive Analytical Chemistry. 70. Elsevier. стр. 155—181. ISBN 9780444635532. Приступљено 31. 5. 2018.
- „Elemental, Particulate, and Reactive Gaseous Mercury Monitoring”. NOAA Earth System Research Laboratory, Global Monitoring Division. Приступљено 31. 5. 2018.
- Grandy, J.; Asl-Hariri, S.; Paliszyn, J. (2015). „Chapter 7: Novel and Emerging Air-Sampling Devices”. Ур.: Barcelo, D. Monitoring of Air Pollutants: Sampling, Sample Preparation and Analytical Techniques. Comprehensive Analytical Chemistry. 70. Elsevier. стр. 208—237. ISBN 9780444635532. Приступљено 31. 5. 2018.
Spoljašnje veze уреди
- List of links for Environmental Chemistry - from the WWW Virtual Library
- International Journal of Environmental Analytical Chemistry
