สารปนเปื้อนในสิ่งแวดล้อมและชะตากรรม

สาขาวิชานี้ศึกษาพฤติกรรมของสารปนเปื้อนทางเคมีเมื่อถูกปล่อยสู่สิ่งแวดล้อม รวมถึงการแบ่งส่วนในระยะต่างๆ ของสิ่งแวดล้อม การเคลื่อนย้าย และการเปลี่ยนแปลงหรือการคงอยู่ของสารเหล่านั้น

Definition

สาขาหนึ่งของเคมีสิ่งแวดล้อมที่เกี่ยวข้องกับการกระจายตัว การเคลื่อนที่ การเปลี่ยนแปลง และการคงอยู่ของสารปนเปื้อนทางเคมีในสิ่งแวดล้อม

Scope

สาขาวิชานี้ครอบคลุมคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีที่ควบคุมการเคลื่อนที่ของสารปนเปื้อน กระบวนการแบ่งส่วนและการเคลื่อนย้ายที่ทำให้สารเหล่านั้นเคลื่อนที่ไปมาระหว่างอากาศ น้ำ ดิน และสิ่งมีชีวิต ปฏิกิริยาการย่อยสลายและการเปลี่ยนแปลงที่กำจัดหรือปรับเปลี่ยนสารเหล่านั้น และพฤติกรรมพิเศษของสารมลพิษอินทรีย์ที่คงอยู่ยาวนานและโลหะมีพิษ

Core questions

• คุณสมบัติใดที่กำหนดว่าสารปนเปื้อนจะแบ่งส่วนไปที่ใด?
• สารมลพิษถูกเคลื่อนย้ายระหว่างอากาศ น้ำ และดินได้อย่างไร?
• ปฏิกิริยาใดที่ย่อยสลายหรือเปลี่ยนแปลงสารปนเปื้อน?
• เหตุใดสารประกอบบางชนิดจึงคงอยู่และสะสมทางชีวภาพ?

Key theories

การควบคุมชะตากรรมสิ่งแวดล้อมโดยการแบ่งส่วน

การกระจายตัวของสารปนเปื้อนระหว่างอากาศ น้ำ สารอินทรีย์ และสิ่งมีชีวิตถูกควบคุมโดยค่าสัมประสิทธิ์การแบ่งส่วนสมดุลที่เชื่อมโยงกับคุณสมบัติทางโมเลกุล ซึ่งเมื่อรวมกับการเคลื่อนย้ายและปฏิกิริยาจะทำนายชะตากรรมของสารนั้น

กรอบแนวคิดความคงอยู่ การสะสมทางชีวภาพ และความเป็นพิษ

ความเสี่ยงจากสารปนเปื้อนอินทรีย์ได้รับการประเมินผ่านความคงอยู่ ศักยภาพในการสะสมทางชีวภาพ และความเป็นพิษ ซึ่งอธิบายว่าเหตุใดสารประกอบบางชนิดจึงแพร่กระจายไปทั่วโลกและสะสมในสายใยอาหาร

Mechanisms

ชะตากรรมเป็นผลรวมของการแบ่งส่วน การเคลื่อนย้าย และปฏิกิริยา ค่าสัมประสิทธิ์การแบ่งส่วนกำหนดการกระจายตัวสมดุลระหว่างเฟสต่างๆ การพาและการแพร่กระจายทำให้สารปนเปื้อนเคลื่อนที่ภายในและระหว่างส่วนประกอบต่างๆ และปฏิกิริยาทางชีวภาพและอชีวภาพจะเปลี่ยนแปลงสารเหล่านั้น ในขณะที่สารประกอบที่ทนทานจะคงอยู่และสะสม

Clinical relevance

การทำความเข้าใจชะตากรรมของสารปนเปื้อนเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการประเมินการสัมผัสและความเสี่ยง สำหรับการออกแบบการบำบัดและการแก้ไข และสำหรับการควบคุมสารที่คงอยู่และสะสมทางชีวภาพ

History

ความกังวลเกี่ยวกับสารปนเปื้อนในสิ่งแวดล้อมทวีความรุนแรงขึ้นหลังหนังสือ Silent Spring ของ Rachel Carson และสาขาวิชานี้ได้พัฒนาเป็นสาขาวิชาเชิงปริมาณของชะตากรรมและการเคลื่อนย้ายผ่านการพัฒนาแบบจำลองที่อิงการแบ่งส่วนในช่วงปลายศตวรรษที่ 20

Key figures

• Rene P. Schwarzenbach
• Donald Mackay
• Rachel Carson

Seminal works

• schwarzenbach2003
• schwarzenbach2006

Frequently asked questions

ชะตากรรมสิ่งแวดล้อมหมายถึงอะไร?

เป็นผลลัพธ์โดยรวมสำหรับสารปนเปื้อนหลังจากถูกปล่อย: สารนั้นไปอยู่ที่ใด เคลื่อนที่อย่างไร และถูกเปลี่ยนแปลง ย่อยสลาย หรือคงอยู่หรือไม่