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環境化学は、自然界で発生する化学現象や生化学現象を科学的に研究する学問です。汚染源となる可能性のある物質を減らすことを目的とするグリーンケミストリーと混同しないでください。環境化学は、大気、土壌、水環境における化学物質の発生源、反応、輸送、影響、運命、およびこれらに対する人間の活動や生物活動の影響を研究するものと定義できます。環境化学は、大気、水生、土壌の化学を含む学際的な科学であり、分析化学に大きく依存し、環境科学やその他の科学分野 に関連しています。
環境化学では、まず汚染されていない環境がどのように機能するか、どのような化学物質がどのような濃度で自然に存在し、どのような影響を与えるかを理解する必要があります。これなしでは、化学物質の放出を通じて人間が環境に与える影響を正確に研究することは不可能です。
環境化学者は、化学やさまざまな環境科学の幅広い概念を活用して、環境中の化学物質に何が起こっているかを研究します。化学の重要な一般概念には、化学反応と方程式、溶液、単位、サンプリング、分析技術の理解が含まれます。[1]
汚染物質
汚染物質とは、一定レベル以上のレベルで自然界に存在する物質、または本来は存在しない物質のことである。[ 2 ] [3] これは人間の活動や生物活動に起因する可能性がある。汚染物質という用語は、周囲の環境に悪影響を及ぼす物質である汚染物質と互換的に使用されることが多い。 [4] [5] 汚染物質は人間の活動の結果として環境中に存在するが有害な影響を及ぼさない物質である場合もあるが、汚染による毒性や有害な影響が後になって初めて明らかになる場合もある。[6]
汚染物質や汚染物質の影響を受ける土壌や魚などの生物などの「媒体」は受容体と呼ばれ、シンクは炭素シンクや微生物によるその影響など、汚染物質を保持し相互作用する化学媒体または種です。
環境指標
水質の化学的指標には、溶存酸素（DO）、化学的酸素要求量（COD）、生化学的酸素要求量（BOD）、総溶解固形物（TDS）、pH、栄養素（硝酸塩とリン）、重金属、土壌化学物質（銅、亜鉛、カドミウム、鉛、水銀を含む）、農薬などがあります。
アプリケーション
環境化学は、イングランドの環境庁、ウェールズ天然資源省、米国環境保護庁、公衆分析家協会、および世界中の その他の環境機関や研究機関によって、汚染物質の性質と発生源を検出し特定するために使用されています。これには次のものが含まれます。
- 産業による土地の重金属汚染。これらは水域に運ばれ、動物や植物などの生物に吸収される可能性があります。[7]
- 石油流出や漏出によって汚染された大規模な水域に含まれるPAH (多環芳香族炭化水素) 。PAH の多くは発がん性があり、非常に有毒です。環境化学とクロマトグラフィーによる実験室試験を使用して、濃度 ( ppb )で規制されています。
- 農地から水路に栄養分が浸出すると、藻類の大量発生や富栄養化を引き起こす可能性がある。[8]
- 暴風雨の際に不浸透性表面（道路、駐車場、屋根）から洗い流される都市部の汚染物質の流出。典型的な汚染物質には、ガソリン、エンジンオイル、その他の炭化水素化合物、金属、栄養素、堆積物（土壌）が含まれます。[9]
- 有機金属化合物[10]
方法
定量化学分析は、ほとんどの環境研究の枠組みとなるデータを提供するため、環境化学の重要な部分です。[11]
環境化学における定量分析に使用される一般的な分析技術には、重量法、滴定法、電気化学法などの古典的な湿式化学が含まれます。微量金属や有機化合物の測定には、より洗練されたアプローチが使用されます。金属は、一般的に原子分光法と質量分析法、すなわち原子吸光分光法(AAS) と誘導結合プラズマ発光法(ICP-AES) または誘導結合プラズマ質量分析法 (ICP-MS)によって測定されます。PAH などの有機化合物は、ガスクロマトグラフィー質量分析法(GC/MS) や液体クロマトグラフィー質量分析法(LC/MS) などの質量分析法を使用して測定されることもよくあります。タンデム質量分析法( MS/MS)と高分解能/高精度質量分析法 (HR/AM) では、1 兆分の 1 未満の検出が可能です。汎用または特定の検出器を備えた GC と LC を使用する非 MS 法は、利用可能な分析ツールの定番です。
環境化学でよく測定される他のパラメータは放射化学物質です。これらはアルファ粒子やベータ粒子などの放射性物質を放出する汚染物質で、人間の健康や環境に危険をもたらします。これらの測定には、粒子カウンタとシンチレーションカウンタが最も一般的に使用されます。バイオアッセイと免疫アッセイは、さまざまな生物に対する化学物質の影響の毒性評価に使用されます。ポリメラーゼ連鎖反応PCR は、特定の DNA および RNA 遺伝子の分離と増幅を通じて細菌やその他の生物の種を特定することができ、環境微生物汚染を特定するための貴重な技術として期待されています。
公開された分析方法
査読済みの試験方法は、政府機関[12] [13]および民間研究機関[14]によって公開されています。規制要件への準拠を証明するための試験では、承認された公開された方法を使用する必要があります。
著名な環境化学者
ジョーン・バーコウィッツ、
ポール・クラッツェン（1995年ノーベル化学賞）
フィリップ・グシュヴェンド、
アリス・ハミルトン、
ジョン・M・ヘイズ、
チャールズ・デイビッド・キーリング、
ラルフ・キーリング、
マリオ・モリーナ（ 1995年ノーベル化学賞）ジェームズ・
J・モーガン、クレア・パターソン、ロジャー・レヴェル、シェリー・ローランド（ 1995年ノーベル化学賞）ロバート・アンガス・スミス、スーザン・ソロモン、ヴェルナー・スタム、エレン・スワロー・リチャーズ、ハンス・スース、ジョン・ティンダル
参照
参考文献
- ^ ウィリアムズ、イアン。環境化学、モジュールアプローチ。ワイリー。2001年。ISBN 0-471-48942-5
- ^ 「バザーズ湾流域管理計画用語集」。2016年10月9日時点のオリジナルよりアーカイブ。2006年3月23日閲覧。
- ^ アメリカ気象学会。気象学用語集。2011年9月20日アーカイブ、Wayback Machineより
- ^ ノースカロライナ州立大学土壌科学科「用語集」。2014年9月18日アーカイブ、Wayback Machine
- ^ 環境のためのグローバル資源行動センター (GRACE)。ニューヨーク、ニューヨーク。持続可能な表: 辞書 2012-08-24 にアーカイブされました。Wayback Machineで
- ^ ハリソン、RM（編著）。環境を理解する：環境化学と汚染入門、第3版。王立化学協会。1999年。ISBN 0-85404-584-8
- ^ Briffa, Jessica; Sinagra, Emmanuel; Blundell, Renald (2020年9月8日). 「環境中の重金属汚染と人間に対する毒性影響」Heliyon.6 ( 9 ).
- ^ 米国環境保護庁 (EPA)。ワシントン DC。「農業排水からの水質保護」文書番号 EPA 841-F-05-001。2005 年 3 月。
- ^ EPA。「都市流出水からの水質保護」文書番号 EPA 841-F-03-003。2003 年 2 月。
- ^ Sigel, A. (2010). Sigel, H.; Sigel, RKO (編).環境と毒性学における有機金属. 生命科学における金属イオン. 第7巻. ケンブリッジ: RSC 出版. ISBN 978-1-84755-177-1。
- ^ vanLoon, Gary W.; Duffy, Stephen J. (2000).環境化学. オックスフォード:オックスフォード. pp. 7. ISBN 0-19-856440-6。
- ^ 「Clean Water Act 分析方法」EPA 2022-07-27。
- ^ 「有害廃棄物試験方法 / SW-846」EPA 2022-06-15。
- ^ イートン、アンドリュー・D.、グリーンバーグ、アーノルド・E.、ライス、ユージン・W.、クレセリ、レノア・S.、フランソン、メアリー・アン・H.、編（2005年）。水と廃水の検査のための標準方法（第21版）。アメリカ公衆衛生協会。ISBN 978-0-87553-047-5CD-ROM およびオンライン購読でもご利用いただけます。
さらに読む
- スタンレー・E・マナハン。環境化学。CRCプレス。2004年。ISBN 1-56670-633-5。
- Julian E. Andrews、Peter Brimblecombe、Tim D. Jickells、Peter S. Liss、Brian Reid (2013 年 4 月 25 日)。環境化学入門。John Wiley & Sons。ISBN 978-1-118-68547-1。
- ルネ・P・シュワルツェンバッハ、フィリップ・M・グシュヴェント、ディーター・M・インボーデン。環境有機化学、第 2 版。Wiley -Interscience、ニュージャージー州ホーボーケン、2003 年。ISBN 0-471-35750-2。
- NCERT XI教科書。[ユニット14]
外部リンク
- 環境化学のリンク一覧 - WWW 仮想ライブラリより
- 国際環境分析化学ジャーナル