Chimie environnementale
La chimie de l'environnement est l'étude scientifique des phénomènes chimiques et biochimiques qui se produisent dans les lieux naturels. La chimie environnementale peut être définie comme l'étude des sources, des réactions, du transport, des effets et du devenir des espèces chimiques dans l'air, le sol et l'eau, ainsi que l'effet de l'activité humaine sur ceux-ci. La chimie de l'environnement est une science interdisciplinaire qui comprend la chimie de l'atmosphère, de l'eau et du sol, ainsi que l'utilisation de la chimie analytique. Elle est liée à l'environnement et à d'autres domaines scientifiques. Elle est différente de la chimie verte, qui tente de réduire la pollution potentielle à sa source.
La chimie de l'environnement commence par la compréhension du fonctionnement d'un environnement non contaminé. Elle identifie les substances chimiques qui sont présentes à l'état naturel. Elle étudie la concentration et les effets de ces substances chimiques. Ensuite, elle étudie avec précision les effets que l'homme a sur l'environnement par la libération de substances chimiques.
Les chimistes de l'environnement s'appuient sur une série de concepts issus de la chimie et de diverses sciences de l'environnement pour les aider à étudier ce qui arrive à un produit chimique dans l'environnement. Les concepts généraux importants de la chimie comprennent la compréhension des réactions et des équations chimiques, des solutions, des unités, de l'échantillonnage et des techniques analytiques. Les chimistes étudient les composés ayant une activité biologique tels que les phéromones.
Contamination
Un contaminant est une substance présente dans la nature à un niveau supérieur aux niveaux typiques ou qui n'existerait pas autrement. Cela peut être dû à l'activité humaine. Le terme de contaminant est souvent utilisé de manière interchangeable avec celui de polluant, qui est une substance qui nuit au milieu environnant. Si un contaminant est parfois défini comme une substance présente dans l'environnement à la suite d'une activité humaine, mais sans effets nocifs, il arrive parfois que les effets toxiques ou nocifs d'une contamination ne se manifestent que plus tard.Le "milieu" (par exemple, le sol) ou l'organisme (par exemple, le poisson) affecté par le polluant ou le contaminant est appelé un récepteur. Un récepteur est un milieu chimique ou une espèce qui retient le polluant et interagit avec lui.
Indicateurs environnementaux
Les mesures chimiques de la qualité de l'eau comprennent l'oxygène dissous (OD), la demande chimique en oxygène (DCO), la demande biochimique en oxygène (DBO), le total des solides dissous (TDS), le pH, les nutriments, les nitrates et le phosphore, les métaux lourds (dont le cuivre, le zinc, le cadmium, le plomb et le mercure) et les pesticides.
Demandes
La chimie de l'environnement est utilisée par l'Agence de l'environnement (en Angleterre et au Pays de Galles), l'Agence de protection de l'environnement (aux États-Unis), l'Association des analystes publics, et d'autres agences environnementales et organismes de recherche dans le monde entier pour détecter et identifier la nature et la source des polluants. Il peut s'agir de
- Contamination des terres par les métaux lourds provenant de l'industrie. Ceux-ci peuvent ensuite être transportés dans les masses d'eau et être absorbés par les organismes vivants.
- Le lessivage des nutriments des terres agricoles vers les cours d'eau, ce qui peut entraîner la prolifération d'algues et l'eutrophisation.
- Ruissellement urbain de polluants emportant les surfaces imperméables (routes, parkings et toits) pendant les tempêtes de pluie. Les polluants typiques sont l'essence, l'huile de moteur et autres composés d'hydrocarbures, les métaux, les nutriments et les sédiments (sol).
- Composés organométalliques.
Méthodes
L'analyse chimique quantitative est un élément clé de la chimie environnementale, car elle fournit les données qui encadrent la plupart des études environnementales.Les techniques analytiques courantes utilisées pour les déterminations quantitatives en chimie environnementale comprennent la chimie humide classique, comme les méthodes gravimétriques, titrimétriques et électrochimiques. Des approches plus sophistiquées sont utilisées pour la détermination des métaux à l'état de traces et des composés organiques. Les métaux sont généralement mesurés par spectroscopie atomique et spectrométrie de masse : La spectrophotométrie d'absorption atomique (AAS) et les techniques d'émission atomique de plasma à couplage inductif (ICP-AES) ou de spectrométrie de masse à plasma à couplage inductif (ICP-MS). Les composés organiques sont couramment mesurés en utilisant également des méthodes de spectrométrie de masse, telles que la chromatographie en phase gazeuse - spectrométrie de masse (GC-MS) et la chromatographie en phase liquide - spectrométrie de masse (LC/MS). Les méthodes non-MS utilisant la GC et la LC avec des détecteurs universels ou spécifiques sont toujours des éléments de base dans l'arsenal des outils analytiques disponibles.
D'autres paramètres souvent mesurés dans la chimie de l'environnement sont les produits radiochimiques. Ce sont des polluants qui émettent des matières radioactives, telles que des particules alpha et bêta, présentant un danger pour la santé humaine et l'environnement. Les compteurs de particules et les compteurs à scintillation sont les plus couramment utilisés pour ces mesures. Les bio-essais et les immuno-essais sont utilisés pour évaluer la toxicité des effets chimiques sur divers organismes.
Méthodes d'analyse publiées
Des méthodes de test évaluées par des pairs ont été publiées par des agences gouvernementales et des organismes de recherche privés. Les méthodes publiées et approuvées doivent être utilisées lors des tests pour démontrer la conformité aux exigences réglementaires.
Pages connexes
- Chimie verte
Questions et réponses
Q : Qu'est-ce que la chimie de l'environnement ?
R : La chimie de l'environnement est l'étude scientifique des phénomènes chimiques et biochimiques qui se produisent dans les lieux naturels. Il s'agit de comprendre les sources, les réactions, le transport, les effets et le devenir des espèces chimiques dans l'air, le sol et l'eau, ainsi que la façon dont l'activité humaine affecte ces milieux.
Q : En quoi la chimie de l'environnement diffère-t-elle de la chimie verte ?
R : La chimie de l'environnement commence par comprendre comment fonctionne l'environnement non contaminé. Elle identifie les produits chimiques présents naturellement et étudie leur concentration et leurs effets. La chimie verte tente de réduire la pollution potentielle à sa source avant qu'elle ne pénètre dans un environnement.
Q : Quels concepts de la chimie sont importants à comprendre pour les chimistes de l'environnement ?
R : Les concepts généraux importants en chimie comprennent la compréhension des réactions et des équations chimiques, des solutions, des unités, de l'échantillonnage et des techniques d'analyse.
Q : Quel type de composés les chimistes de l'environnement étudient-ils ?
R : Les chimistes de l'environnement étudient les composés ayant une activité biologique, comme les phéromones.
Q : Quels domaines la science de l'environnement englobe-t-elle ?
R : La science de l'environnement englobe la chimie atmosphérique, aquatique et du sol, ainsi que l'utilisation de la chimie analytique.
