مفهوم الكيمياء البيئية: انتقال المادة أم تحولها؟

الخلاصة السريعة

تبحث الكيمياء البيئية في المواد الموجودة في الهواء والماء والتربة، وفي تفاعلاتها ومصيرها وانتقالها. وتجمع القياس وتفسير البيانات والنمذجة؛ معرفة التركيز خطوة، ومعرفة ما حدث للمادة خطوة أخرى. ^[1]

• القياس والنمذجة يساعدان على تفسير ما في الهواء والماء والتربة. ^[1]
• الضوء والحموضة وخصائص الوسط تؤثر في التحلل والامتزاز. ^[2]
• في المثال المغلق: 12 وحدة ذائبة و 8 على السطح تساوي 20 وحدة.
• انخفاض التركيز المذاب لا يثبت التحلل؛ قد يحدث انتقال أو تخفيف. ^[3]
• عند ثبات 20 mg، مضاعفة الحجم من 2 إلى 4 L تخفض التركيز من 10 إلى 5 mg/L.

سؤال عن المادة والوسط معًا

لا تتوقف الدراسة عند تسمية المادة؛ تشمل تفسير التفاعلات ومراجعة البيانات وبناء نموذج لمصيرها. ^[1] وفي دراسة التحلل أو الامتزاز تؤثر خصائص الوسط، مثل الضوء ودرجة الحموضة والمكونات العضوية. ^[2]

هذه عمليات كيميائية وفيزيائية في الوسط، وليست قائمة بأسباب التلوث وحدها. نحدد المادة والوسط وظروف الدراسة قبل مقارنة نتيجتين؛ تغير الظروف قد يغير المصير المقاس. ^[2]

من الماء إلى السطح: مثال مغلق

نفترض 20 وحدة كتلة من المادة A في نظام مغلق، دون تفاعل أو خروج. إذا بقيت 12 ذائبة وارتبطت 8 بالسطح الصلب، فالمجموع 12+8=20؛ تغير الموضع، ولم نفترض تحول A إلى مادة جديدة.

يمكن للامتزاز أو التخفيف أن يخفض التركيز المذاب دون أن يكون دليلًا بذاته على تحلل المادة. أما التحلل فيغيرها كيميائيًا. ^[3] يوضح الرسم الداخلي ميزانية المثال، ولا يمثل قياسًا لمادة بعينها.

قراءة التركيز تحتاج إلى ميزانية

في مثال منفصل، توجد 20 mg من A في 2 L، فيكون التركيز 20÷2=10 mg/L. إذا صار الحجم 4 L دون فقد أو تفاعل، أصبح 20÷4=5 mg/L وبقيت الكتلة 20 mg.

نميز بذلك بين كمية المادة وحجم الوسط الذي توزعت فيه. ومراجعة مصير مادة فعلية تحتاج بيانات عن سرعة تحولها وحركتها في البيئة؛ لا يكفي افتراض أن منحنى التركيز وحده يشرح السببين. ^[4]

للقراءة المتصلة بهذا الموضوع: أسباب تلوث البيئة: المصدر ومسار انتقال الملوثات.