Milieuchemie
Milieuchemie is de wetenschappelijke studie van de chemische en biochemische fenomenen die zich op natuurlijke plaatsen voordoen. Milieuchemie kan worden gedefinieerd als de studie van de bronnen, de reacties, het transport, de effecten en het lot van chemische soorten in de lucht, de bodem en het watermilieu; en het effect van de menselijke activiteit op deze. Milieuchemie is een interdisciplinaire wetenschap die de atmosferische, aquatische en bodemchemie omvat, maar ook gebruik maakt van analytische chemie. Het is gerelateerd aan milieu- en andere wetenschapsgebieden. Het is anders dan de groene chemie, die probeert de potentiële vervuiling aan de bron te verminderen.
Milieuchemie begint met het begrijpen van de werking van het niet-verontreinigde milieu. Het identificeert de chemische stoffen die van nature aanwezig zijn. Het bestudeert de concentratie en de effecten van die chemicaliën. Vervolgens bestudeert het nauwkeurig de effecten die de mens heeft op het milieu door het vrijkomen van chemicaliën.
Milieuchemici maken gebruik van een reeks concepten uit de chemie en diverse milieuwetenschappen om te helpen bij hun studie van wat er met een chemische stof in het milieu gebeurt. Belangrijke algemene concepten uit de chemie zijn het begrijpen van chemische reacties en vergelijkingen, oplossingen, eenheden, bemonstering en analysetechnieken. Chemici bestuderen verbindingen met biologische activiteit zoals feromonen.
Verontreiniging
Een verontreiniging is een stof die in de natuur aanwezig is op een niveau dat hoger is dan de typische niveaus of die er anders niet zou zijn. Dit kan het gevolg zijn van menselijke activiteiten. De term 'verontreiniging' wordt vaak door elkaar gebruikt met 'verontreiniging', een stof die het omringende milieu schade berokkent. Hoewel een verontreiniging soms wordt gedefinieerd als een stof die in het milieu aanwezig is als gevolg van menselijke activiteiten, maar zonder schadelijke effecten, is het soms zo dat de toxische of schadelijke effecten van de verontreiniging pas op een later tijdstip zichtbaar worden.Het "medium" (bijvoorbeeld grond) of organisme (bijvoorbeeld vis) dat door de vervuilende stof of verontreiniging is aangetast, wordt een receptor genoemd. Een gootsteen is een chemisch medium of een chemische soort die de vervuilende stof vasthoudt en ermee interageert.
Milieu-indicatoren
Chemische maatregelen voor de waterkwaliteit zijn onder andere opgeloste zuurstof (DO), chemisch zuurstofverbruik (CZV), biochemisch zuurstofverbruik (BZV), totaal opgeloste vaste stoffen (TDS), pH, voedingsstoffen nitraten en fosfor, zware metalen (waaronder koper, zink, cadmium, lood en kwik) en pesticiden.
Toepassingen
Milieuchemie wordt gebruikt door het Environment Agency (in Engeland en Wales), het Environmental Protection Agency (in de Verenigde Staten), de Association of Public Analysts, en andere milieuagentschappen en onderzoeksinstellingen over de hele wereld om de aard en de bron van vervuilende stoffen op te sporen en te identificeren. Deze kunnen onder meer betrekking hebben op:
- Zware metaalvervuiling van het land door de industrie. Deze kunnen vervolgens worden getransporteerd naar watermassa's en worden opgenomen door levende organismen.
- Voedingsstoffen die uit de landbouwgrond uitspoelen naar waterlopen, wat kan leiden tot algenbloei en eutrofiëring.
- Stedelijke afspoeling van vervuilende stoffen die tijdens regenstormen van ondoordringbare oppervlakken (wegen, parkeerplaatsen en daken) afspoelen. Typische vervuilende stoffen zijn benzine, motorolie en andere koolwaterstofverbindingen, metalen, voedingsstoffen en sediment (bodem).
- Organometaalverbindingen.
Methoden
Kwantitatieve chemische analyse is een belangrijk onderdeel van de milieuchemie, omdat het de gegevens levert die het kader vormen voor de meeste milieustudies.Veel gebruikte analysetechnieken voor kwantitatieve bepalingen in de milieuchemie zijn de klassieke natte chemie, zoals gravimetrische, titrimetrische en elektrochemische methoden. Bij de bepaling van spoormetalen en organische verbindingen worden meer gesofisticeerde benaderingen gebruikt. Metalen worden gewoonlijk gemeten met behulp van atomaire spectroscopie en massaspectrometrie: Atoomabsorptiespectrofotometrie (AAS) en Inductief Gekoppelde Plasma Atomaire Emissie (ICP-AES) of Inductief Gekoppelde Plasma Massa Spectrometrie (ICP-MS) technieken. Organische verbindingen worden gewoonlijk ook gemeten met behulp van massaspectrometrische methoden, zoals gaschromatografie-massaspectrometrie (GC-MS) en vloeistofchromatografie-massaspectrometrie (LC/MS). Niet-MS-methoden waarbij GC's en LC's met universele of specifieke detectoren worden gebruikt, zijn nog steeds een belangrijk onderdeel van het arsenaal aan beschikbare analyse-instrumenten.
Andere parameters die vaak worden gemeten in de milieuchemie zijn radiochemicaliën. Dit zijn verontreinigende stoffen die radioactieve stoffen, zoals alfa- en bètadeeltjes, uitstoten en die een gevaar vormen voor de menselijke gezondheid en het milieu. Voor deze metingen worden meestal deeltjestellers en scintillatietellers gebruikt. Bioassays en immunoassays worden gebruikt voor toxiciteitsevaluaties van chemische effecten op verschillende organismen.
Gepubliceerde analysemethoden
Er zijn peer-reviewed testmethoden gepubliceerd door overheidsinstellingen en particuliere onderzoeksorganisaties. Goedgekeurde gepubliceerde methoden moeten worden gebruikt bij het testen om aan te tonen dat aan de eisen van de regelgeving wordt voldaan.
Vragen en antwoorden
V: Wat is milieuchemie?
A: Milieuchemie is de wetenschappelijke studie van de chemische en biochemische verschijnselen die in de natuur voorkomen. Het gaat om inzicht in de bronnen, reacties, transport, effecten en lotgevallen van chemische stoffen in lucht, bodem en water; en hoe menselijke activiteiten deze beïnvloeden.
V: Waarin verschilt milieuchemie van groene chemie?
A: Milieuchemie begint met te begrijpen hoe het onvervuilde milieu werkt. Het identificeert de chemische stoffen die van nature aanwezig zijn en bestudeert hun concentratie en effecten. Groene chemie probeert potentiële vervuiling bij de bron te verminderen voordat deze in het milieu terechtkomt.
V: Welke concepten uit de chemie zijn belangrijk voor milieuchemici om te begrijpen?
A: Belangrijke algemene begrippen uit de chemie zijn onder meer inzicht in chemische reacties en vergelijkingen, oplossingen, eenheden, monsterneming en analysetechnieken.
V: Wat voor soort verbindingen bestuderen milieuchemici?
A: Milieuchemici bestuderen verbindingen met een biologische activiteit, zoals feromonen.
V: Welke gebieden omvat milieukunde?
A: Milieukunde omvat atmosferische, aquatische en bodemchemie, alsmede analytische chemie.
