KÖRNYEZETI KÉMIA Dr. JUVANCZ ZOLTÁN kromatográfia, ekc, magyarázat GC,SFC, CE kapilláris HPLC nem
Előadás irodalma Papp Sándor: Bevezetés a környezeti kémiába, Pannon Egyetemi kiadó, 1999) Papp Sándor, Rolf Kümmer: Környezeti Kémia (Veszprémi Egyetemi Kiadó, Veszprém, 2005) R. Bailey etal., Chemistry of Environment, (Elsevier, 2002) S E Manahan, Environmental Chemistry (http://books.google .hu/books?id=k01YDY2v Előadási kivonatok Mi vezettük be a permetil -CD-t, GC-be, de ez jobb. Schurig GC, énvelem SFC. Széles hőmérséklet tartomány (20-240C), nagy hatékonyság, térhálósítható (GC, SFC). Mivel SFC gyakorlatom volt, így 100m átmérő.
Szolgálati közlemény Tanulmányi kirándulás I Négyes metro Gellért táró Jelentkezés a jelenléti ív hátán
Környezeti kémia tárgya A környezeti kémia a földben (talaj és kőzet), vizekben és az atmoszférában lejátszódó kémiai folyamatok összességével foglalkozik. Az egyes közegekben lejátszódó folyamatokat részben elkülönítve tárgyaljuk, de figyelembe kell venni, hogy „minden mindennel összefügg”.
Kémiai hatások típusai Bioszféra Bioszférának a föld biológiai és geológiai rendszereinek együttesét nevezzük (természeti környezet). Technoszféra Technoszférán mindazon objektumok összességét értjük, amelyek az emberi tevékenység révén jönnek létre, és a természetben soha nem keletkeznek. A két rendszer közötti alapvető viszonyát egyszerűen jellemezhetjük: a technoszféra – működése során – a bioszférából nyersanyagokat és energiahordozókat termel ki, majd abba technológiai és fogyasztási hulladékokat juttat vissza.
A föld lakóságának alakulása A környezeti problémákat a megnövekedtet számú lakóság és az evvel járó megugrott termelés okozz a XX. Századtól.
Megnövekedtet populáció felnagyította a technoszféra jelentőségét Évente 10000–15000 új kémiai anyag kerül forgalomba A világ vegyipara pedig évenként mintegy 150 millió tonna vegyi anyagot termel. Őserdők kivágása Számos faj eltűnt a föld élővilágából az emberi tevékenység következtében. Szennyezések (mérgezés, inváziv fajok) felborítják az eredetileg kialakult ökológiai egyensúlyt. Globális hatásokat is mérhetőek már (ózon lyuk, felmelegedés, üvegházhatás) emberi tevékenység következtében.
Az atmoszféra széndioxid tartalmának változása A megnövekedtet ipari termelés és az erdőirtások miatt nőtt meg a CO2 koncentráció, ami már a globális felmelegedéshez vezetett.
Az ökológiai folyamatok dobozmodellje A Föld kémiai értelemben zárt rendszer, amely környezetével energia- és anyagcserét folytat . Föld bármely önkényesen választott, természetes vagy csupán elvi határokkal rendelkező része nyitott rendszernek tekinthető, amelyben a szó valódi értelmében véve kémiai egyensúly nem létezik, ezek a rendszerek tehát kváziegyensúlyi rendszerek (flow equilibrium).
Földön előforduló elemek
Az elemek gyakorisága a világegyetemben és a Földön (atom%)
Elemek vegyületek keletkezése, eltűnése Az elemek elsődleges differenciálódásának okait tekintve elsősorban a világűrbe történő gázkilépést és oxidációs-redukciós folyamatokat kell figyelembe vennünk. Az aminosavak a Föld evolúciójának kezdeti szakaszában organizmusok nélkül is keletkezhettek. Bebizonyosodott, hogy purin, pirimidin, cukor, nukleotid, nukleozid és porfirin képződésére is van lehetőség élő organizmusok nélkül.
Az atmoszféra és a hidroszféra evolúciójának főbb fázisai
Földön előforduló elemek 56Fe -nuklidnál stabilitási maximum alakul ki. Hasonlóan relatív stabilitást mutat a mag is, továbbá a 46–66 közötti tömegszámú magok csoportja. E tapasztalat alapján jól értelmezhető a Harkins-szabály, amely szerint a páratlan rendszámú elemek gyakorisága a természetben kisebb, mint a mellettük lévő páros rendszámú elemeké, továbbá az is, hogy a páros protonszámú és páros neutronszámú magok a földkéreg elemeinek mintegy 80%-át teszik ki.
Radioaktívitás
Radioaktív sugárterhelés Természetes Radioaktív bomlás Kozmikus sugárzás Mesterséges Nukleáris kísérletek Nukleáris balesetek Barnaszén erőművek
Természetes háttérsugárzások földi átlagban
Radioaktív bomlási sorok
Kormeghatározásokhoz használt radioaktív bomlások Kor >10000 év Sr, U bomlását mérik Kor < 200 év tricium (3H) bomlását mérik
Radioaktív cézium bomlása Csernobil után került Európa légterébe. Ma is kimutatható egyes fajokban.
Radioaktív stroncium bomlása Csernobil után került Európa légterébe. Ma is kimutatható egyes fajokban. Csontba is beépülhet, ami akadályozza a csontvelő képződést. Bekerülés után közvetlenül komplexképzőkkel eltávolítható.
Vulkáni kőzetek sugárzóanyag tartalma
Üledékes kőzetek sugárzóanyag tartalma
Természetes sugárzás különböző országokban
Átlagos sugárterhelés UK-ban
Sugárzás káros hatásai Szövetroncsolás, égés, Kötéseket bonthat, amik csak részben rekombinálódnak eredeti módon. Az RNS- en a hatás rákot, mutációt, okoz.
Sugárfajták jellemzése sugárzásnak kicsi a hatótávolsága (35 µm víz), de nagy az energiája (4-11 MeV). Szervezetbe jutva ( belélegezve) veszélyes. β sugárzásnak nagyobb a hatótávolsága (0,05-15 mm víz), de az energiája (0,05-3 MeV) kisebb. Neutron sugárzásnak közepes az áthatoló képessége és csak indirekten ionizál. Röntgen és γ sugárzásnak nagy az áthatoló képessége, és csak indirekten ionizálnak.
Radon veszélyessége Légnemű Belélegezve sugárzás miatt veszélyes. Gránitból állandóan szivárog. Svédországban alulról légmentesen kell szigetelni a pincéket. Más helyen a gyógyvizek hatékonyságát segíti.
Radon sugárzás eloszlása UKban
Kozmikus sugárzás A kozmikus sugárzás a földön kívülről származó nagyenergiájú részecskékből áll. Előfordul benne elektron, proton, gamma sugárzás és számos atommag. A legnagyobbrészt a napszéllel érkező protonok teszik ki. A föld mágneses tere nagy részüket kiszűri, védve a természetet. Látható hatása az északi fény.
Néhány kozmikuseredetű anyag felezési ideje
A biológiai felezési idő eltér a fizikaitól Egyes szervek felezési ideje is eltér egymástól.
Föld mágneses tere YouTube - Aurora Borealis Van Allen öv
Mágneses tér sugárzás szűrő hatása
A föld mágneses tere a kozmikus sugárzás jó részét kiszűri. Északi fény A föld mágneses tere a kozmikus sugárzás jó részét kiszűri.
Északi fény
Atomrobbanás hatása Rombolás Égés, halál nyomás és hőhullámtól Genetikai károsodás Nukleáris tél
Egy légköri atomrobbantás
Hirosima látképe az atombomba ledobása után A nukleáris fegyvereknek a közvetlen romboló hatás mellett sugárfertőző hatásuk is van.
A 14C szintjének felemelkedése az atomkísérletek miatt
Radioaktivitás haszna Energia termelés, Orvosi diagnosztika, Rák kezelése, Tartósítás Anyagvizsgálat
Sugárterhelések
Nukleáris erőművek környezeti sugárterhelése
Nukleáris erőmű balesetek
Csernobil baleset közeli sugárszennyezése
Csernobil baleset sugár felhőjének Európa feletti terjedése A záporok helyén történt nagyobb szennyezés.
Megemelkedet sugárzási szintek New Yorkban a Csernobil baleset miatt.
Csernobil sugár szennyezése a Szovjetúnióban
Csernobili sugárzás hatása Az erős radioaktív sugárzásnak mutagén és teratogén hatása van
Fehérvérűségben (leukémiában) szenvedő gyerek Csernobil közeléből A sugárzásnak, szövetölő és rákkeltő hatása van. Másoldalról a rákot sugárkezeléssel is gyógyítják.
Nukleáris energia termelés folyamat
Rövidtávú nukleáris hulladék elhelyezés Pihentetési stádium
Hosszú távú deponálás
Betonba ágyazás
Üvegbe ágyazás
Különböző beágyazások jósága
Sugárzási szimbólumai
Szolgálati közlemény Diákköri munkák javaslata Budai barlangok környezeti szennyezése (nitrát, só, PAH) POP szennyezések kimutatása barlangi iszapokban (GC-MS) Anyatejek vizsgálata POP szennyezésekre (GC-MS) Antibiotikumok kimutatása vizekből (HPLC- MS/MS) Egy hormonháztartást megzavaró anyag kimutatása Dunából. Királis elválasztások