【شیمی تجزیه محیط زیستی】 | دقیق شیمی آزما

شیمی تجزیه محیط زیستی

شیمی محیط زیست عبارت است از مطالعه منابع، واکنش ها، انتقال، اثرات و کیفیت نهایی گونه های مواد شیمیایی در محیط های آب، خاک و هوا و نیز مطالعه تاثیر فعالیت های انسان بر این فرایند ها. به بیان ساده تر، شیمی محیط زیست، علم آن دسته از  پدیده های شیمیایی است  که در محیط زیست ایجاد می شود.

بیشتر بخوانید: شیمی تجزیه دارویی و پزشکی

به دلیل نزدیکی این دانش به شیمی خاک، شیمی آب و شیمی جو، آن را در دستهٔ شیمی تجزیه طبقه‌بندی می‌کنند. تصفیه آب، فرایندهای زیست‌شیمیایی موجودات زنده میکروسکوپی، آلودگی هوا، آلاینده‌های طبیعی و مصنوعی مهمترین موضوعات مطالعه در شیمی محیط زیست می باشد.

شیمی محیط زیست سر فصل های بسیاری را در بر می گیرد. این سر فصل ها از مطالعه واکنش های فرئون(freon) دراستراتوسفر تا آنالیز کپون (kepone)سموم موجود در رسوبات کف اقیانوس ها را در بر می گیرد. 

این دانش آگاهی از اساس وضعیت شمیایی ترکیبات سمی عناصر ناچیز را که در خلال تولید گاز طبیعی از زغال سنگ ساخته می شوند تحت پوشش دارد. 

تا حدود سال 1970این فعالیت ها  در این زمینه بیشتر در بخش آکادمیک یا گروهای صنعتی صورت گرفته است. پس از سنتز آفت کش ها، نخست بیولوژیست ها  مواردی  از نتایج زیان بار استفاده از آنها را مشاهده نمودند و بعد از فرموله شدن پاک کننده ها، مهندسان بهداشت از غرق شدن تانک های هوا دهی دستگاه های تصفیه فاضلاب در زیر پوشش ضخیمی  از کف متعجب بودند، لیمنولوژیست ها نیز نمی دانستند که چرا دریاهایی که قبلا حالت عادی داشتند  بطور ناگهان از جلبک های فیروزه ای پوشیده می شوند.

تا این اواخر عده کمی از شیمی دان ها موضوعات مربوط به شیمی محیط زیست را به عنوان بخشی از آموزش خود  می آموختند. در سال های اخیر  بسیاری از شیمی دان ها  عمیقا و با سرعت وارد تحقیقات مربوط به مسائل محیط زیست شده اند. اکنون صنایع مختلف دریافته اند که متخصصان شیمی محیط زیست می توانند دانش خود را در ابداع فرایند ها و فراورده های کنترل آلودگی به کار بگیرند. شیمی دان ها باید متوجه خطرات احتمالی  محصولات و فرایند های تولیدی خود بر محیط زیست باشد. به علاوه، هر کوشش جدی در جهت حل مسائل زیست محیطی باید در بر گیرنده کاربرد وسیع مواد و روش های شیمیایی باشد.

یکی از موارد فعالیت شیمی محیط زیست، تلاش برای تعیین سرشت و مقدار آلاینده ها خاص در محیط زیست است. بنابر این، تجزیه شیمیایی از نخستین گام های اساسی در عرصه تحقیقات شیمی محیط زیست خواهد بود. در مورد آلوده کننده های هوا، گاهی آلودگی از یک میکرو گرم یا کمتر در متر مکعب از دیدگاه محیط زیست قابل توجه است و در مورد بسیاری از آلاینده های  آب نسبت وزنی یک قسمت در میلیون (عملا برابر یک میلیگرم در لیتر ) آلودگی خیلی زیادی به حساب می آید. 

گاهی حتی چند قسمت در تریلیون از بعضی از آلوده کننده ها می تواند از دیدگاه محیط زیست حائز اهمیت باشد. بنابراین آشکار است که تجزیه شیمیایی لازم برای شناخت برخی نظام های زیست محیطی نیازمند به حساسیت بسیار زیادی دارد.

هنوز دانشمندان درباره این که آیا آلودگی بوسیله مواد شیمیایی در سطح کم بر روی سلامتی انسان ها یا سایر موجودات زنده اثر مضر و نامطلوب دارد، به اتفاق نظر نرسیده اند. بعضی از دانشمندان، خطر هر گونه اثر زیان آوری که به علت تاثیر مواد شیمیایی سنتزی (بویژه موادی که باعث ایجاد سرطان می شوند) بوجود می آید را بطور کامل رد می‌کنند. این دانشمندان به غلظتهای خیلی بیشتر مانند آفت کش هایی که بوسیله گیاهان تولید می‌شود و ما در معرض آنها قرار داریم، اشاره می‌کنند. در انتهای دیگر این طیف ، دانشمندانی هستند که معتقدند مواد شیمیایی در محیط زیست نقش عمده‌ای در شروع انواع معینی از سرطانها و ایجاد نقص در انسانها و حیات وحش دارند.

پژوهشگران صرفا روی اثرهای سرطانزایی احتمالی تمرکز نکرده اند. آنها به این موضوع پی برده‌اند که در حیوانات آزمایشگاهی که در معرض غلظتهای زیاد مواد شیمیایی زیست محیطی قرار می‌گیرند، در مسائل مربوط به تولید مثل که به نقص جنین می‌انجامد، همه چیز قابل تشخیص است.

اخیرا پژوهش هایی برای پی بردن به این مساله که آیا مشکلات تولید مثلی برای افرادی که به مدت طولانی در معرض همان نوع ماده شیمیایی به مقدار کمتر بوده اند بوجود خواهد آمد یا نه، در حال انجام است.

شیمی محیط زیست به زیر بخش هایی شامل شیمی هیدروسفر، لیتسفر، اتمسفر و بیسفر تقسیم می شود. همه مواد، اعم از مواد مصرفی موجود در لایه های بیرونی پوسته زمین تا یون های نسبتا پایدار موجود در بخشهای فوقانی اتمسفر را می توان در یکی از این زیر بخش ها برشمرد.

هیدرسفر (hydrosphere) : در بر گیرنده اشکال چند گانه آب و شامل اقیانوس ها،‌ دریاچه ها و نهرها، ‌آبگیر های مصنوعی و یخ می باشد. در مطالعه شیمی محیط زیست،‌ آب مایع و واکنش های گونه های شیمیایی از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است.

لیتسفر: (lithosphere): قسمت های بیرونی بخش جامد کره زمین را در بر می گیرد. این اصطلاح،‌ به مواد معدنی موجود در پوسته زمین  و ترکیبات پیچیده  و گوناگون مواد معدنی، مواد آلی و آب و هوایی که با خاک در تماس است گفته می شود و برای شیمی محیط زیست، خاک مهمترین بخش لیتسفر است.

اتمسفر (atmosphere) : عبارت است از مجموع گازهایی که زمین را احاطه کرده است . اتمسفر بر حسب ارتفاع به محدوده های مختلفی تقسیم می شود. سرشت شیمیایی اتمسفر با تغییر ارتفاع، میزان دریافت تابش های خورشیدی، بار آلودگی و عوامل دیگر تغییرات زیادی را نشان می دهد.

بیسفر ( biosphere) : بیسفر در بر گیرنده ارگانیسم های زنده و محیط است. بیسفر تحت تاثیر ماهیت شیمیای محیط پیرامون  می باشد و تاثیر زیادی بر وضعیت شیمیایی محیط، مخصوصا لیتسفر و هیدروسفر دارد.

بیشتر بخوانید: شیمی تجزیه و صنایع غذایی

درک درست ما از وضعیت محیط زیست به میزان آگاهی ما  در زمینه ماهیت و مقدار آلاینده ها و سایر گونه های مواد شیمیایی موجود در آب، هوا، خاک و نظام های زیستی وابسته است.

به همین دلیل روش های کارآمد آنالیز شیمیایی که به نحو مناسب به کار گرفته شوند در حل مسائل شیمی محیط زیست دارای نقش اساسی هستند. امروزه شاهد جنب و جوش زیادی از تکامل شیمی تجزیه که جنبه شاخص آن ابداع و تکمیل تکنیک های جدید و اصلاح شده تجزیه است هستیم. این تکنیک ها، آشکار سازی مقادیر بسیار اندکی از مواد شیمیایی را ممکن کرده و انبوهی از داده ها را در واحد زمان استخراج می کند. 

اکنون به دلیل افزایش حساسیت دستگاه ها ، امکان آشکار سازی مقادیر بسیار کم آلاینده ها  فراهم است و این باعث شده سوال های زیادی درباره تعیین حداکثر مجاز  آلاینده های گوناگون مطرح شود.