İçeriğe atla

Çevre kimyası

White bags filled with contaminated stones line the shore near an industrial oil spill in Raahe, Finland
Kontamine taşlarla dolu beyaz torbalar, Raahe, Finlandiya'da bir endüstriyel petrol sızıntısının yakınında kıyıya doğru uzanıyor.

Çevre kimyası, doğal yerlerde meydana gelen kimyasal ve biyokimyasal olayların bilimsel bir araştırmasıdır. Potansiyel kirliliği kaynağında azaltmaya çalışan yeşil kimya ile karıştırılmamalıdır. Hava, toprak ve su ortamlarındaki kimyasal türlerin kaynakları, reaksiyonları, taşınması, etkileri ve kaderlerinin incelenmesi; ve insan aktivitesinin ve biyolojik aktivitenin bunlara etkisi olarak tanımlanabilir. Çevre kimyası, atmosfer, su ve toprak kimyasını içeren, aynı zamanda analitik kimyaya büyük ölçüde güvenen, çevre bilimi ve diğer bilim alanlarıyla ilgili olan disiplinlerarası bir bilimdir.

Çevre kimyası öncelikle kirlenmemiş çevrenin nasıl çalıştığını, hangi konsantrasyonlarda doğal olarak bulunan kimyasalların ve hangi etkilerin olduğunu anlamayı kapsar. Bu olmadan kimyasalların salınımı yoluyla insanların çevre üzerindeki etkilerini doğru bir şekilde incelemek imkansız olur.

Çevre kimyagerleri, çevrede bulunan bir kimyasal türe ne olduğuna dair çalışmalarında yardımcı olmak için kimya ve çeşitli çevre bilimlerinden bir dizi kavram kullanırlar. Kimyanın önemli genel kavramları, kimyasal reaksiyonları ve denklemleri, çözümleri, birimleri, örneklemeyi ve analitik teknikleri anlamayı içerir.[1]

Bulaşma

Bir kirletici, doğada sabit seviyelerden daha yüksek bir seviyede bulunan veya başka türlü olmayacak bir maddedir.[2] Bunun nedeni insan aktivitesi ve biyoaktivite olabilir. Kirletici terimi genellikle çevre üzerinde zararlı bir etkiye sahip olan bir madde olan kirletici ile dönüşümlü olarak kullanılır. Bir kirletici bazen insan aktivitesinin bir sonucu olarak çevrede bulunan bir madde olarak tanımlanırken; ancak zararlı etkileri olmadan, bazen bulaşmadan kaynaklanan toksik veya zararlı etkilerin yalnızca daha sonraki bir tarihte ortaya çıkması söz konusudur.[3]

Çevresel göstergeler

Su kalitesinin kimyasal ölçümleri arasında çözünmüş oksijen (DO), kimyasal oksijen ihtiyacı (COD), biyokimyasal oksijen talebi (BOD), toplam çözünmüş katılar (TDS), pH, besin maddeleri (nitratlar ve fosfor), ağır metaller, toprak kimyasalları (bakır, çinko, kadmiyum, kurşun ve cıva dâhil) ve böcek ilaçlarını içerir.

Uygulamalar

Çevre kimyası, İngiltere'deki Çevre Ajansı, Doğal Kaynaklar Galler, ABD Çevre Koruma Ajansı, Kamu Analistleri Birliği ve dünyadaki diğer çevre kuruluşları ve araştırma kuruluşları tarafından kirleticilerin doğasını ve kaynağını tespit etmek ve tanımlamak için kullanılır. Bunlar şunları içerebilir:

Yöntemler

Nicel kimyasal analiz, çevre kimyasının önemli bir parçasıdır, çünkü çoğu çevre çalışmasını çerçeveleyen veriler sağlar.[7]

Çevre kimyasında kantitatif tayinler için kullanılan yaygın analitik teknikler arasında gravimetrik, titrimetrik ve elektrokimyasal yöntemler gibi klasik ıslak kimya bulunur. Eser metallerin ve organik bileşiklerin belirlenmesinde daha sofistike yaklaşımlar kullanılır. Metaller yaygın olarak atomik spektroskopi ve kütle spektrometrisi ile ölçülür: Atomik Absorpsiyon Spektrofotometrisi (AAS) ve Endüktif Olarak Çiftleşmiş Plazma Atomik Emisyon (ICP-AES) veya Endüktif Olarak Çiftleşmiş Plazma Kütle Spektrometrik (ICP-MS) teknikleri. PAH'lar dahil olmak üzere organik bileşikler, Gaz kromatografisi-kütle spektrometrisi (GC / MS) ve Sıvı kromatografi-kütle spektrometresi (LC / MS) gibi kütle spektrometrik yöntemler kullanılarak da yaygın olarak ölçülür. Tandem Kütle spektrometresi MS/MS ve Yüksek Çözünürlük / Doğru Kütle spektrometresi HR/AM, trilyon algılama başına alt parça sunar. Evrensel veya spesifik dedektörlere sahip GC'leri ve LC'leri kullanan MS dışı yöntemler hala mevcut analitik araçların cephaneliğidir.

Çevre kimyasında sıklıkla ölçülen diğer parametreler radyokimyasallardır. Bunlar alfa ve beta parçacıkları gibi radyoaktif maddeler yayan, insan sağlığı ve çevre için tehlike arz eden kirleticilerdir. Partikül sayaçları ve Sintilasyon sayaçları en yaygın olarak bu ölçümler için kullanılır. Biyo-deneyler ve immüno-deneyler, çeşitli organizmalar üzerindeki kimyasal etkilerin toksisite değerlendirilmesinde kullanılır. Polimeraz Zincir Reaksiyonu PCR, belirli DNA ve RNA gen izolasyonu ve amplifikasyonu yoluyla bakteri türlerini ve diğer organizmaları tanımlayabilir ve çevresel mikrobiyal kontaminasyonu tanımlamak için değerli bir teknik olarak umut vermektedir.

Yayınlanmış analitik yöntemler

Hakemli test yöntemleri devlet kurumları[8] ve özel araştırma kuruluşları tarafından yayınlanmıştır. Yasal gerekliliklere uygunluğu göstermek için test sırasında onaylanmış yayınlanmış yöntemler kullanılmalıdır.

Kaynakça

  1. ^ Williams, Ian. Environmental Chemistry, A Modular Approach. Wiley. 2001. 0-471-48942-5
  2. ^ "Glossary to the Buzzards Bay Watershed Management Plan". 9 Ekim 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 9 Temmuz 2020. 
  3. ^ Harrison, R.M (edited by). Understanding Our Environment, An Introduction to Environmental Chemistry and Pollution, Third Edition. Royal Society of Chemistry. 1999. 0-85404-584-8
  4. ^ United States Environmental Protection Agency (EPA). Washington, DC. "Protecting Water Quality from Agricultural Runoff." 8 Ekim 2013 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. Document No. EPA 841-F-05-001. Mart 2005.
  5. ^ EPA. "Protecting Water Quality from Urban Runoff." 2 Temmuz 2018 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. Document No. EPA 841-F-03-003. Şubat 2003.
  6. ^ Organometallics in Environment and Toxicology. Metal Ions in Life Sciences. 7. Cambridge: RSC publishing. 2010. ISBN 978-1-84755-177-1. 
  7. ^ Environmental Chemistry. Oxford: Oxford. 2000. ss. 7. ISBN 0-19-856440-6. 
  8. ^ EPA methods under the Resource Conservation and Recovery Act (RCRA): "Test Methods for Evaluating Solid Waste, Physical/Chemical Methods." 27 Ocak 2016 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. Document No. SW-846. February 2007.

Dış bağlantılar

İlgili Araştırma Makaleleri

Kimya, maddenin yapısını, özelliklerini, birleşimlerini, etkileşimlerini, tepkimelerini araştıran ve uygulayan bilim dalıdır. Kimya bilmi daha kapsamlı bir ifadeyle maddelerin özellikleriyle, sınıflandırılmasıyla, atomlarla, atom teorisiyle, kimyasal bileşiklerle, kimyasal tepkimelerle, maddenin hâlleriyle, moleküller arası ve moleküler kuvvetlerle, kimyasal bağlarla, tepkime kinetiğiyle, kimyasal dengenin prensipleriyle vb konularla ilgilenir. Kimyanın en önemli dalları arasında analitik kimya, anorganik kimya, organik kimya, fizikokimya ve biyokimya sayılır.

<span class="mw-page-title-main">Hidrojen</span> sembolü H ve atom numarası 1 olan kimyasal element

Hidrojen, sembolü H, atom numarası 1 olan kimyasal bir element. Standart sıcaklık ve basınç altında renksiz, kokusuz, metalik olmayan, tatsız, oldukça yanıcı ve H2 olarak bulunan bir diatomik gazdır. 1,00794 g/mol'lük atomik kütlesi ile tüm elementler arasında en hafif olanıdır. Periyodik cetvelin sol üst köşesinde yer alır. Hidrojenin adı, Yunancada "su oluşturan" anlamına gelen ὑδρογόνο'dan (idrogono) kelimesinden gelir.

<span class="mw-page-title-main">Oksijen</span> sembolü O ve atom numarası 8 olan kimyasal element

Oksijen atom numarası 8 olan ve O harfi ile simgelenen kimyasal elementtir. Oksijen ismi Yunanca ὀξύς (oxis - "asit", tam anlamıyla "keskin", asitlerin acı tadı kastedilir) ve -γενής (-genēs) ("üretici", tam anlamıyla "sebep olan şey") köklerinden gelmektedir, çünkü isimlendirildiği zamanlarda tüm asitlerin oksijen içerikli olduğu sanılırdı. Standart şartlar altında, elementin iki atomu bağlanarak çok soluk mavi renkte, kokusuz, tatsız, diatomik yapıdaki, O2 formülüne sahip dioksijen gazını oluşturur.

<span class="mw-page-title-main">Organik kimya</span> karbon temelli bileşiklerin yapılarını, özelliklerini, tepkimelerini ve sentez yollarını inceleyen kimya dalı

Organik kimya, organik bileşiklerin ve organik maddelerin yani karbon atomlarını içeren çeşitli formlardaki maddelerin yapısını, özelliklerini ve reaksiyonların bilimsel çalışmasını içeren, kimyanın bir alt dalıdır. Yapının incelenmesi yapısal formüllerini belirler. Özelliklerin incelenmesi, fiziksel ve kimyasal özellikleri ve davranışlarını anlamak için kimyasal reaktivitenin değerlendirilmesidir. Organik reaksiyonların incelenmesi doğal ürünlerin, ilaçların ve polimerlerin kimyasal sentezini ve bireysel organik moleküllerin laboratuvarda ve teorik çalışma yoluyla incelenmesidir.

<span class="mw-page-title-main">Su kirliliği</span> su kaynaklarının kirlenmesi

Su kirliliği; göl, nehir, okyanus, deniz ve yeraltı suları gibi su barındıran havzalarda görülen kirliliğe verilen genel addır. Her çeşit su kirliliği, kirliliğin bulunduğu havzanın çevresinde veya içinde yaşayan tüm canlılara zarar verdiği gibi, çeşitli türlerin ve biyolojik toplulukların yok olmasına ortam hazırlar. Su kirliliği, içinde zararlı bileşenler barındıran atık suların, yeterli arıtım işleminden geçirilmeksizin havzalara boşaltılmasıyla meydana gelir.

Kuantum Kimyası diğer adıyla Yeni Nicem, Kuantum mekaniğinin atom ve moleküllere uygulanması ile ilgilenen Kimya altdalıdır. Temel bir dal, yani saf Kimya olan Kuantum Mekaniği'nin bir uygulaması olduğundan uygulamalı Kimya dalı olarak değerlendirilebilir. Kuantum Kimyası'nda Schrödinger, Dirac, vb dalga denklemlerinin çözümüyle ilgilenilir. Ancak genellikle en çok tercih edilen, EM alan yokluğunda, spinsiz ve rölativistik olmayan Schrödinger denkleminin çözümüdür. Tek elektronlu sistemler dışında Schrödinger denklemi analitik olarak çözülemediğinden, çok elektronlu sistemler için nümerik çözümler yapılır. Kuantum Kimyası'nda bu nümerik çözümleri yapmak üzere çeşitli yöntemler vardır. Bunlar;

Ahmet Harun Parlar Türk kimyager ve bilim insanıdır. Uzmanlık ve araştırma alanları fotokimya, çevre kimyası ve analitiği ile gıda kimyası analitiğidir. 1994'ten bu yana Münih Teknik Üniversitesi'nin kimyasal-teknik analizler kürsüsünün başkanlığını yürütmektedir.

<span class="mw-page-title-main">Atmosfer kimyası</span> Dünyanın ve diğer gezegenlerin atmosferlerini çalışan atmosfer biliminin bir dalı

Atmosfer kimyası, Atmosfer biliminin bir dalıdır. Dünya atmosferi ile diğer gezegenlerin atmosferlerini inceler. Atmosfer kimyası disiplinler arası araştırma alanıdır ve çevre kimyası, fizik, meteoroloji, bilgisayar modelleme, volkanoloji, iklim bilimi gibi diğer alanlarla da çalışır.

<span class="mw-page-title-main">Gaz kromatografisi</span>

Gaz kromatografisi, ayrışmadan buharlaşabilen bileşiklerin ayrımı ve analizi için analitik kimyada kullanılan kromatografinin yaygın bir türüdür. Buhar-fazı kromatografisi ve gaz-sıvı ayırma kromatografisi olarak da bilinir. Yaygın olarak, belirli bir maddenin saflığını test etmek veya farklı bileşenlerden oluşan bir karışımı ayırmak için kullanılır. Bazı durumlarda, bir bileşiğin belirlenmesinde de yardımcı olabilir. Preparatif kromatografide bir karışımdan saf bileşikler elde etmek için kullanılabilir.

<span class="mw-page-title-main">Gaz kromatografisi-kütle spektrometrisi</span> analitik kimya yöntemi

Gaz kromatografisi-kütle spektrometrisi, test edilen maddedeki farklı bileşiklerin tespit edilmesi amacıyla gaz kromatografisi ve kütle spektrometrisi özelliklerinin birlikte kullanıldığı bir analitik kimya yöntemi. Patlayıcı veya uyuşturucu madde analizi, yangın incelemeleri ve bilinmeyen maddelerin tespitinde kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Enstrümental kimya</span>

Enstrümental analiz, analitleri bilimsel aletler (enstrümanlar) kullanarak inceleyen analitik kimya alanı.

<span class="mw-page-title-main">Kütle spektrometrisi</span> Kütle ölçer

Kütle spektrometrisi, İngilizce: Mass spectrometry (MS), kimyasal türleri iyonize edip oluşan iyonları Kütle-yük oranını esas alarak sıralayan bir analitik teknik. Daha basit terimler ile, bir kütle spektrumu bir numunen içindeki kütleleri ölçer. Kütle spektrometrisi birçok farklı alanda kullanılır ve kompleks karışımlara uygulandığı kadar saf numunelere de uygulanır.

<span class="mw-page-title-main">Faz yüzey bilimi</span>

Faz yüzey bilimi, katı - sıvı arayüzleri, katı - gaz arayüzleri, katı - vakum arayüzleri ve sıvı - gaz arayüzleri dahil olmak üzere iki fazın arayüzünde meydana gelen fiziksel ve kimyasal olayların incelenmesidir. Yüzey kimyası ve yüzey fiziği alanlarını içerir. İlgili bazı pratik uygulamalar yüzey mühendisliği olarak sınıflandırılmaktadır. Bilim heterojen kataliz, yarı iletken cihaz üretimi, yakıt hücreleri, kendi kendine monte edilen tek tabakalar ve yapıştırıcılar gibi kavramları kapsar. Faz yüzey bilimi arayüz ve kolloid bilimi ile yakından ilgilidir. Arayüzey kimyası ve fizik her ikisi için de ortak konulardır. Yöntemler farklı. Buna ek olarak, arayüz ve kolloid bilimleri, arayüzlerin özelliklerinden dolayı heterojen sistemlerde ortaya çıkan makroskopik olayları inceler.

<span class="mw-page-title-main">Çevre bilimi</span> çevre ile insan etkileşimini inceleyen disiplinlerarası alan

Çevre bilimi, fiziksel bilimleri, biyolojik bilimleri ve bilgi bilimlerini çevre araştırmalarına ve çevre sorunlarının çözümüne entegre eden disiplinlerarası bir akademik alandır. Çevre bilimi, Aydınlanma Çağı sırasında doğa tarihi ve tıp alanlarından doğmuştur. Günümüzde çevre sistemlerinin incelenmesine bütüncül, nicel ve disiplinlerarası bir yaklaşım sunmaktadır.

Katı hâl kimyası, bazen malzeme kimyası olarak da adlandırılır, katı faz malzemelerinin, özellikle, ancak sadece moleküler olmayan katıların sentezi, yapısı ve özelliklerinin incelenmesidir. Bu nedenle, katı hal fiziği, mineraloji, kristalografi, seramik, metalurji, termodinamik, malzeme bilimi ve elektronik ile yeni malzemelerin sentezine ve karakterizasyonuna odaklanan güçlü bir örtüşmeye sahiptir. Katılar, ana partiküllerinin düzenlenmesinde mevcut olan düzenin doğasına göre kristal veya amorf olarak sınıflandırmak mümkündür.

Sıvı kromatografi-kütle spektrometrisi, sıvı kromatografinin fiziksel ayırma yeteneklerini kütle spektrometrisinin (MS) kütle analizi yetenekleriyle birleştiren analitik bir kimya tekniğidir. Birleştirilmiş kromatografi - MS sistemleri, kimyasal analizde popülerdir çünkü her tekniğin bireysel yetenekleri sinerjik olarak geliştirilmiştir. Sıvı kromatografi, birden çok bileşenli karışımları ayırırken, kütle spektrometresi, yüksek moleküler özgüllük ve algılama hassasiyeti ile ayrı bileşenlerin yapısal kimliğini sağlar. Bu ikili teknik, çevresel ve biyolojik kaynaklı karmaşık örneklerde yaygın olarak bulunan biyokimyasal, organik ve inorganik bileşikleri analiz etmek için kullanılabilir. Bu nedenle, LC-MS, biyoteknoloji, çevre izleme, gıda işleme ve ilaç, tarım kimyası ve kozmetik endüstrileri dahil olmak üzere çok çeşitli sektörlerde uygulanabilir.

<span class="mw-page-title-main">Proton transfer tepkimesi kütle spektrometrisi</span>

Proton transfer tepkimesi kütle spektrometrisi, bir iyon kaynağında üretilen gaz fazı hidronyum reaktif iyonlarını kullanan bir analitik kimya tekniğidir. PTR-MS, ortam havasındaki uçucu organik bileşiklerin (VOC'lar) çevrimiçi olarak izlenmesi için kullanılır. Avusturya, Innsbruck'taki Leopold-Franzens Üniversitesi, Institut für Ionenphysik'teki bilim adamları tarafından 1995 yılında geliştirilmiştir. Bir PTR-MS cihazı, bir sürüklenme tüpüne doğrudan bağlanan bir iyon kaynağı ve bir analiz sisteminden oluşur. Ticari olarak temin edilebilen PTR-MS cihazlarının yanıt süresi yaklaşık 100 ms'dir ve tek haneli pptv veya hatta ppqv bölgesinde bir algılama sınırına ulaşırlar. Kullanılmakta olduğu uygulama alanları çevre araştırmaları, gıda ve lezzet bilimi, biyolojik araştırma, tıbbı ve diğerlerini içerir.

<span class="mw-page-title-main">Islak kimya</span>

Islak kimya, materyalleri analiz etmek için gözlem gibi klasik yöntemleri kullanan bir analitik kimya biçimidir. Analizlerin çoğu sıvı fazda yapıldığından ıslak kimya olarak adlandırılır. Islak kimya, laboratuvar tezgâhlarında birçok test yapıldığından, tezgâh kimyası olarak da bilinir.

Sürdürülebilir kimya olarak da adlandırılan yeşil kimya, tehlikeli maddelerin kullanımını ve üretimini en aza indirecek veya ortadan kaldıracak ürün ve süreçlerin tasarımına odaklanan bir kimya ve kimya mühendisliği alanıdır. Çevre kimyası kirletici kimyasalların doğa üzerindeki etkilerine odaklanırken, yeşil kimya yenilenemeyen kaynakların tüketimini azaltma yollarını araştırır, kirliliği önlemek için teknolojik yaklaşımlar geliştirir ve kimyanın çevresel etkisine odaklanır.

Biyoorganik kimya, organik kimya ve biyokimyayı birleştiren bilimsel bir disiplindir. Biyolojik süreçlerin kimyasal yöntemlerle incelenmesiyle ilgilenen kimya dalıdır. Protein ve enzim fonksiyonu bu süreçlerin örnekleridir.