Környezeti kémia és analitika I. előadásanyag

Méret: px
Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Környezeti kémia és analitika I. előadásanyag"

Átírás

1 Környezeti kémia és analitika I. előadásanyag Műszaki környezeti szakmérnök szakos hallgatóknak Készítette: Dr. Bodnár Ildikó, főiskolai tanár DE-MK Környezet- és Vegyészmérnöki Tanszék 2013.

2 A tantárgy célja A környezeti kémia és analitika modul: Ezen ismeretekre épülve a hallgatók megismerik a környezetvédelmi technológiákban alkalmazott, illetve a környezetben végbemenő kémiai folyamatokat és eredményesen alkalmazzák ismereteiket az analitikai és laboratóriumi méréseken. 2

3 Tudnivalók A tantárgy kódja MFKKA21K05 Óraszám 2+1 óra Követelmény Kollokvium Kreditpont 5 3

4 Tematika hét előadás: gyakorlat: 1. Környezeti kémia alapfogalmai, tárgyköre. Környezetet felépítő elemek, biogeokémiai körforgások. 2. Szennyező anyagok a környezetben. A Föld szféráinak jellemzése. Antropogén eredetű szennyező anyagok és hatásaik. 3. Környezeti analitika alapfogalmai, tárgyköre. Az elemzés folyamata. Klasszikus analitikai módszerek és környezetvédelmi alkalmazásaik 4. Laboratóriumi mérési gyakorlatok a környezeti analitika tárgyköréből. Laboratóriumi gyakorlati anyag számonkérése: 1. Labor ZH 5. Laboratóriumi mérési gyakorlatok a környezeti analitika tárgyköréből. Laboratóriumi gyakorlati anyag számonkérése: 2. Labor ZH Elméleti anyag számonkérése: Elméleti ZH 4

5 Kötelező és ajánlott szakirodalom Papp Sándor Rolf Rümmel: Környezeti Kémia, Tankönyvkiadó, Budapest, Dr. Kőmíves József: Környezeti analitika, Műegyetemi kiadó, Budapest, Pokol György Sztatisz Janisz: Analitikai kémia I., Műegyetem Kiadó, Budapest,

6 1. konzultáció A környezeti kémia alapfogalmai jelentősége, feladatai 6

7 Bevezető Az ember - társadalmi tevékenysége révén - természeti környezetét megszakítás nélkül alakítja és változtatja. A Föld az emberi aktivitást korszakokon át úgy tűrte, hogy eközben alapvető változásokat nem szenvedett. Az elmúlt évtizedekben viszont egyre nyilvánvalóbbá vált, hogy az ember munkája az ember és a természeti környezete közötti anyagcserét intenzívvé teszi, számos kémiai elem biogeokémiai körforgását felgyorsítja, s ezzel együtt az ökológiai kérdések egész sorát veti fel. 7

8 Bevezető A nyersanyagok gazdaságilag hatékony és ökológiailag kímélő módon való felhasználása megköveteli tőlünk, hogy hulladékszegény eljárásokat fejlesszünk ki, s az elemek körforgásának minél több részletét tudományos pontossággal ismerjük. 8

9 Bevezető A környezeti tevékenység fázisai: állapotfelmérés (jellemzők, diagnózis) terhelés (jellege, forrásai és mértéke) védelem (megelőzés, módok, feladatok, kárelhárítás) Környezeti kémia: ezek nélkülözhetetlen eleme. Történeti áttekintés: Római Klub (1968): A növekedés határai Stockholm (1972): Jog az egészséges környezethez Rio de Janeiro (1992): Környezet és Fejlődés Világkonferencia Kyoto (1997): egyezmény - légszennyeződés csökkentése, ózonlyuk - globális felmelegedés (üvegházgáz-kibocsátás) Hága (2000): Klímakonferencia Johannesburg (2002): Fenntartható Fejlődés Világtalálkozó 9

10 Az EU környezetjogi alapelvei egészséges környezet elővigyázatosság magas szintű védelem integrálás a szennyezés forrásánál való fellépés a szennyező fizet a kv. mindenki felelőssége oktatása fontos szubszidiaritás: A szubszidiaritás elve szerint minden döntést azon a lehető legalacsonyabb szinten kell meghozni, ahol az optimális informáltság, a döntési felelősség és a döntések hatásainak következményei a legjobban láthatók és érvényesíthetők. Pl.: az EU döntéseit mindig a polgárokhoz lehető legközelebb kell meghozni. együttműködés helyettesítés kevésbé veszélyesre diszkrimináció tilalma a biodiverzitás (faji sokféleség) védelme fenntartható fejlődés: "a fenntartható fejlődés olyan fejlődés, amely kielégíti a jelen szükségleteit, anélkül, hogy veszélyeztetné a jövő nemzedékek esélyét arra, hogy ők is kielégíthessék szükségleteiket". 10

11 Magyarország környezetvédelmi szervezetei Vidékfejlesztési Minisztérium, Környezetügyért Felelős Államtitkárság : környezetvédelem, természetvédelem, vízgazdálkodás, nemzeti parkok, vízügy, környezeti fejlesztéspolitika, környezetmegőrzési és fejlesztési eszközök Országos intézetek és hálózatuk: - Országos Környezetvédelmi, Természetvédelmi és Vízügyi Főfelügyelőség - 10 Környezetvédelmi Természetvédelmi és Vízügyi Felügyelőség, - Önkormányzatok Országos Környezetvédelmi Tanács: Az Országos Környezetvédelmi Tanács a Kormány tanácsadó szerve. E minőségében joga és kötelessége, hogy a tervezett kormányzati, ágazati, testületi szabályozókat és/vagy fejlesztési programokat véleményezze, hogy azokban készítőjük/előterjesztőjük megfelelő mértékben mérlegelte, vizsgálta-e a környezetre várhatóan gyakorolt hatást. Civil szervezetek: NGO-k (Non Govermental Organisations) pl. Duna Kör, Zöldek, Levegő munkacsoport, 11

12 Törvények, rendeletek évi LIII. trv. a környezet védelmének általános szabályairól évi LIII. trv. a természet védelemről évi LVII. trv. a vízgazdálkodásról évi CLXXXV. Törvény a hulladékgazdálkodásról évi XXV. trv. a kémiai biztonságról. 314/2005. (XII. 25.) Korm. Rendelet a környezeti hatásvizsgálati és az egységes környezethasználati engedélyezési eljárásról 96/2009. (XII. 9.) OGY határozat Nemzeti Környezetvédelmi Program ( ) 12

13 A Föld legfontosabb környezeti problémái A népesség számának növekedése A sztratoszférikus ózon csökkenése Savasodás A biodiverzitás csökkenése Az üvegházhatás fokozódása Erdőpusztulás Hulladékprobléma Környezetvédelmi Világnap: június 5. 13

14 A környezeti kémia alapjai A környezet fogalma: egy élettér valamennyi tényezőjének összessége, amelyek az ott található élőlényekre hatnak és azzal anyag-, energia- és információcsere kapcsolatban állnak. A környezeti kémia feladata: a természeti környezetben lejátszódó kémiai reakciókat vizsgálja, leírja és modellezze, továbbá felderítse azok termodinamikai és kinetikai törvényszerűségeit, vizsgálja a reakciók mechanizmusát. 14

15 A környezeti kémia alapjai A környezeti kémia szoros kapcsolatban áll a kémia más területeivel (biokémia, geokémia, analitikai kémia, szerves és szervetlen kémia, stb.) és más tudományterületekkel (biológia, geológia, műszaki tudományok, orvos-tudomány, agrártudomány, stb.) is. A természeti környezetet reakciótérnek tekinti, amelynek összetétele és tulajdonságai a kémiai reakciók lejátszódása során megváltozhatnak. 15

16 Környezetünk szerkezete, a környezeti kémia tárgya 16

17 A korszerű ökológiai-kémiai kutatások több területre koncentrálódnak: 1. Környezetanalízis 2. Ökotoxikológia 3. Biogeokémiai körforgás 4. Kémiai technológiák 17

18 A korszerű ökológiai-kémiai kutatások több területre koncentrálódnak: 1. Környezetanalízis: A környezetbe jutó természetidegen anyagok kimutatásával és kvantitatív meghatározásával foglalkozik, továbbá a természetes anyagok antropogén hatásra bekövetkező globális, regionális és lokális koncentrációváltozásait követi. A feladat rendkívül összetett, hiszen azt jelenti, hogy a környezet analitikai vizsgálatok során az ökoszféra egyes tartományaiban százezres nagyságrendben előforduló anyagok koncentrációit kellene meghatároznunk g/l tartományban. Ily módon a rutinanalízisek során csupán néhány kiválasztott anyag koncentrációjának vagy az összeg(ző)paraméternek a meghatározására szorítkozhatunk. 18

19 A korszerű ökológiai-kémiai kutatások több területre koncentrálódnak: 2. Ökotoxikológia: A környezetbe jutó kémiai anyagok hatásának következményeit értékeli, illetve azt vizsgálja, hogy ezek milyen módon alakulnak át az ökoszférában. Nagyon fontos a kémiai anyagoknak az élő és élettelen környezettel való kölcsönhatásainak megismerése, azaz annak a feltárása, hogy milyen módon zavarják meg a biológiai rendszereket, milyen kémiai reakciókban alakulnak át, hogyan bomlanak miként dúsulnak fel és terjednek tova. Ezek a hatások a toxicitást jellemző paraméterek és a veszélyességi kritériumok segítségével konkrét esetekben felderíthetők. 19

20 A korszerű ökológiai-kémiai kutatások több területre koncentrálódnak: 3. Biogeokémiai körforgás: A környezeti kémia egy további feladata a természetes biogeokémiai körfolyamatok vizsgálatán túlmenően annak megállapítása, hogy az emberi tevékenység erre milyen hatást gyakorol. A globális körfolyamatokat fel kell vázolni, ezek révén tendenciák állapíthatók meg a nyersanyagok jövőbeni lehetséges forrásaira, továbbá a globális és a regionális nyersanyag-, környezeti és energiaprognózisokra. 20

21 A korszerű ökológiai-kémiai kutatások több területre koncentrálódnak: 4. Kémiai technológiák: A környezeti kémiának elkerülhetetlen része az ökológiai szempontok szerint orientált kémiai technológiák is. Ugyanis a tudományos-technikai és különösen a kémiai ismeretek alkalmasak az ökológiai problémák hosszú távú megoldására, más szóval: széles körű kémiai ismeretek nélkül a hatékony környezetvédelem nem lehetséges. A környezeti kémia ezen ágának középpontjában természetszerűleg a hulladékszegény és hulladékmentes technológiák kifejlesztése és alkalmazása áll. Ezek zárt anyagkörforgalmat feltételeznek és olyan kémiai-technológiai eljárások kialakítását igénylik, amelyek tehermentesítik és ezáltal megőrzik a természeti környezetet, visszanyerik az értékes nyersanyagokat és eltávolítják, továbbá méregtelenítik a szennyező anyagokat. 21

22 A környezeti kémia alapjai A Föld, mint reakciótér 22

23 A Föld, mint reakciótér Földünk a naprendszer kilenc bolygójának egyike, a Nap körül 1, km átlagos távolságra kering. A Föld kémiai értelemben zárt rendszer, amely környezetével energia- és anyagcserét folytat. A Földnek mérések és megfigyelések számára közvetlenül észlelhető részét szférákra osztjuk. Ezek a következők: Atmoszféra Hidroszféra Litoszféra (a szilárd felső réteg km vastagságú része). Bio- vagy ökoszféra (ahol életjelenség tapasztalható). 23

24 A Föld, mint reakciótér A Föld teljes felülete 5,1 x 10 8 km 2, amelyből 70,8 % vízfelület, 29,2 % pedig szárazföld. A földfelület tagozódása 24

25 A Föld, mint reakciótér A folyamatos anyag- és energiaáramlás alapján a Föld bármely önkényesen kiválasztott, 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. Az egyes szférák dobozként kezelhetők, amelybe anyag és energia áramlik (input), s ezt követően fizikai, kémiai és biológiai állapotváltozások játszódnak le, majd a térből anyag és energia távozik (output). 25

26 A Föld, mint reakciótér A vizsgált részrendszerre érvényes az anyag-, az energia- és az impulzus-megmaradás törvénye. Az ökológiai rendszerek dobozmodellje 26

27 Az ökológiai rendszerek szerkezete és dinamikája 27

28 Az ökológiai rendszerek szerkezete és dinamikája Az ökológiai rendszer élő szervezetekből, élettelen környezetének komponenseiből és technikai tényezőkből tevődik össze, melyek szerkezeti és funkcionális kapcsolatok révén tartoznak egybe. Az ökológiai rendszerek térben és időben korlátozva vannak, más rendszerekkel anyag- és energiacserét folytatnak, éppen ezért különböző tényezők állapotukat megzavarhatják. Jellemző rájuk a hosszú időn át fennmaradó stacionárius állapot és dinamikájukat az energiaáramlás és az anyagátalakulás határozza meg. 28

29 Az ökológiai rendszerek szerkezete és dinamikája Az ökológiai rendszereket az emberi beavatkozás mértéke szerint : Természeti (vagy természet-közeli) és Városi-ipari rendszerekre oszthatjuk fel. A legfontosabb természeti ökológiai rendszerek a következők: Szárazföldi vagy terresztriális (trópusi erdő, sivatag és félsivatag, sztyepp, tundra, tajga, szavanna, stb.) redszerek. Tengeri és limnológiai (álló és folyó édesvizek) rendszerek. 29

30 Az ökológiai rendszerek szerkezete és dinamikája A városi-ipari ökológiai rendszerek az emberi beavatkozás révén erősen módosult természeti rendszerekből állnak, amelyekre az jellemező, hogy bennük jelentős mértékű nyersanyagés energiahordozó kitermelés folyik. Ennek és a technológiai, valamint a fogyasztással összefüggő folyamatoknak a következtében jelentős a természeti környezet felé irányuló anyag- és energiaáramlás. Ez a természeti környezetben lejátszódó folyamatok megzavarásával jár együtt. A fentiek együttesen az ún. nooszférát képezik, ami a bioszférának az emberi tevékenység által erősen érintett övezetét jelenti. 30

31 Az ökológiai rendszerek szerkezete és dinamikája Egy ökológiai rendszer állapota és minősége abiotikus és biotikus faktoroktól függ. Az abiotikus tényezők közül legfontosabbak a következők: a rendszerbe áramló energia, regionális, illetve lokális éghajlati feltételek (fény, hő, levegő, nedvesség, stb.) A talajban, a vizekben és a levegőben jelenlévő: - makrotápanyagok (C, H, O, N, K, Ca, Mg, S, P) - továbbá mikrotápanyagok (Fe, Mn, Na, Mo, Zn, Cu, Cl, V, B, Co stb.) 31

32 Az ökológiai rendszerek szerkezete és dinamikája Az élő szervezetek számára legfontosabb energiaforrást a napenergia jelenti, míg az egyéb energiaforrások (kozmikus sugárzás, a Föld másodlagos energiatartalékai) ebből a szempontból kisebb jelentőséggel bírnak. Az ökológiai rendszerbe tartozó élőlények kölcsönhatásban vannak biotikus környezetükkel, azaz más organizmusokkal, a kölcsönhatás lehet: Interspecifikus (kapcsolatok az eltérő fajú organizmusokkal) és Intraspecifikus (kapcsolat a hasonló fajú organiz-musokkal). 32

33 A környezetet felépítő elemek, vegyületek 33

34 A környezetet felépítő elemek, vegyületek Az elemek szintézise: A modern tudományos ismeretek alapján az univerzum kialakulása mintegy milliárd évvel ezelőtt igen nagy sűrűségű, komprimált neutrongáz hirtelen felrobbanásakor játszódott le. Ez az ún. ősrobbanás ( Big Bang ) és az azt követő tágulás során a neutronokból protonok keletkeztek, s az utóbbiakból igen gyorsan lejátszódó magfúzió révén deutérium- és héliummagok képződhettek. 34

35 A környezetet felépítő elemek, vegyületek Az atmoszférában, a hidroszférában és a litoszférában stabilan 82 elem található meg, további 11 pedig kizárólag radioaktív elem formájában. A Földön található kémiai elemekből és ezek kombinációjából épül fel a világegyetem, természeti környezetünk és maga az ember is. A hidrogénnél és a héliumnál nagyobb rendszámú elemek ezen két könnyű elemből a csillagokban lépcsőzetesen lejátszódó magreakciók révén jöttek létre. 35

36 A periódusos rendszer 36

37 AZ ANYAGSZERVEZŐDÉS KÉT ÚTJA Elemi részek Atomok Molekulák Kristályok Kőzetek Bolygók, csillagok Csillaghalmazok, galaktikák élettelen természet biomolekulák precelluláris képzőm. sejtek soksejtű élőlények ember élő természet 37

38 A Föld keletkezése A naprendszer 5-6 milliárd évvel ezelőtt atomok, molekulák, kozmikus por és csillagközi anyagok gravitációs erő által előidézett kondenzációja révén jött létre. Az összehúzódó rendszer középpontja csillaggá változott, míg a külső részekből viszonylag nagy sűrűségű, forgó korong keletkezett. A gravitáció potenciális energiája hőenergiává alakult át, és a hőmérséklet növekedni kezdett. Bizonyos hőmérsékleten beindultak a hidrogénfúziós reakciók. 38

39 A Föld keletkezése A Nap sugárzó csillag lett, míg a többi égitest a Naphoz viszonyítva lényegesen kisebb tömege miatt nem érhette el a magfúzióhoz szükséges hőmérsékletet, így évmilliók alatt folyadék- és végül szilárd fázis képződése közben lehűlt. A Föld életkora mintegy 4,6 milliárd év. 39

40 A Föld keletkezése A Föld létrejötte után a felülete átmenetileg megszilárdul, majd egy felmelegedés után megömlik. (Elemek elsődleges differenciálódása). Az ősatmoszféra: összességében reduktív, nincs O 2. A fémek a mag felé mozogtak (Fe, Ni), az oxidok, szulfidok kifelé húzódtak. 40

41 A Föld keletkezése Kb. 4 milliárd éve véglegesedik a mai földalak és földméret, kialakul a földkéreg: végbemegy az elemek másodlagos differenciálódása. Ezután fokozatosan alakul ki a másodlagos légkör, amit már az élőszervezetek befolyásolnak. A kellő lehűlés után megjelenik a hidroszféra, az őstenger. - reakcióközeg (koncentrálódási lehetőséggel), - reaktáns - a kemény UV sugárzás ellen védelmet nyújt, - hőmérsékletet stabilizál. 41

42 A Föld keletkezése Az elemek differenciálódása: Az elemek elsődleges differenciálódásának okai: a világűrbe történő gázkilépés és oxidációs-redukciós folyamatok. Az egyes elemeknek a Föld kialakulása során mutatott eltérő viselkedése alapján Goldschmidt az elemeket geokémiai szempontból rendszerezte, így a következő elemeket különböztethetjük meg: 42

43 A Föld keletkezése Sziderofil (a vassal együtt fordulnak elő: Fe, Co, Ni, Au, stb.) Kalkofil (szulfidos ásványokat képeznek: Cu, Ag, Zn, Hg, stb.) Litofil (affinitásuk az oxidionhoz nagy: Li, Na, K, Be, Mg, stb.) Atmofil (az atmoszféra gáz-halmazállapotú komponensei: O, N, He, Ne, H, stb.) Biofil (az élőlényekben feldúsulnak: H, C, O, N, P). Az elemek másodlagos differenciálódásán olyan szeparálódási folyamatot értünk, amely az illető elem kötési sajátságaitól, a kristályrács tulajdonságaitól, illetve a hőmérséklettől függ. 43

44 A Föld keletkezése Az elemek feldúsulása ércekben: Érceknek azokat a fémtartalmú ásvány-keverékeket nevezzük, amelyekből a fémek gazdaságosan előállíthatók. Az érctelepek kialakulásának folyamatai: Hőmérséklet-változás. Mállás- és transzportfolyamatok. Redoxifolyamatok. 44

45 A Föld keletkezése A földi élet keletkezésének hipotézise: Élőlényeknek azokat az egyedi rendszereket nevezzük, amelyek reprodukcióra és mutációra képesek, szaporodnak és környezetükhöz szelektíven alkalmazkodnak. Az élőlények termodinamikai értelemben nyitott rendszerek. A mai biológiai környeztünk kb. 4 milliárd éve tartó evolúciós folyamat átmeneti eredménye. 45

46 Az élet fejlődése megközelítőleg öt szakaszra osztható: 1. Fizikai evolúció: Az ősrobbanás és a hozzá kapcsolódó jelenségek. 2. Kémiai evolúció: Ennek során az ősatmoszféra, illetve őshidroszféra egyszerű anyagaiból, kémiai úton összetettebb molekulák, biomonomerek és biopolimerek (biomakromolekulák) jöttek létre. A kémiai evolúció feltételezett lépcsőfokai 46

47 Az élet fejlődése megközelítőleg öt szakaszra osztható: 3. Prebiotikus evolúció: A biopolimerekből adott rendszerek önszerveződése következett be (nukleinsavak és fehérjék). 4. Biológiai evolúció: Az élőlények keletkezése a pro- és az eukarióták megjelenésével. 5. Társadalmi evolúció: Az ember és az emberi társadalom fejlődését jelenti. 47

48 Néhány fontos elem ciklusa a környezetben Az elemek biogeokémiai körforgása 48

49 Az elemek biogeokémiai körforgása A kémiai elemek mennyisége a Földön megközelítőleg állandó. Azonban az egyes szférákban való eloszlásuk rövid és hosszú távon egyaránt változik. Biogeokémiai körforgáson azt értjük, hogy az adott elem milyen mennyiségben, koncentrációban és vegyület formájában van jelen az egyes előfordulási helyeken, milyen mértékű az egyes helyek közötti anyagtranszport, melyek azok a kémiai, biológiai és fizikai mechanizmusok, amelyek az anyagtranszportot szabályozzák. 49

50 Az elemek biogeokémiai körforgása A különböző elemek körforgását a kémiai reakciók összekapcsolják, s az emberi tevékenység többé-kevésbé valamennyit befolyásolja. Az elemek biogeokémiai körforgását a földkéregben biológiai, kémiai, fizikai és technológiai tényezők határozzák meg. 50

51 Az elemek biogeokémiai körforgása Biológiai tényezők: Az elem részaránya a biomassza átlagos összetételében. Redoxi-sajátsága a biológiai rendszerekben. A bioakkumuláció mértéke. Az elem és vegyületeinek mérgező hatása. Kémiai tényezők: Az elem redoxi-sajátsága az élettelen környezetben. Fotokémiai folyamatok lejátszódásának valószínűsége. A vegyület stabilitása és képződési feltételei. Komplexképzési hajlam, disszociáció, illetve asszociáció vizes közegben. A legfontosabb vegyületek adszorpciós ill. ioncsere-képessége. A leggyakoribb vegyületek oldhatósága. 51

52 Az elemek biogeokémiai körforgása Fizikai tényezők: Az elem gyakorisága a földkéregben. Az elem és vegyületeinek illékonysága. A különböző fázisok közötti megoszlás. A biológiai és abiotikus rendszerekben lejátszódó anyagmozgás mértéke. Technológiai tényezők: A globális igény, ill. fogyasztás, továbbá az előállított mennyiség. A kitermelés, gyártás és átalakítás alapvető folyamatainak technológiai jellemzői. Az alkalmazás jellegzetes formái. 52

53 A továbbiakban néhány nemfémes elem biogeokémiai körforgását tanulmányozzuk! 1. Szén 2. Nitrogén 3. Oxigén 4. Foszfor 5. Kén 53

54 1. A szén körforgása 54

55 A szén körforgása A szén mind az élő, mind az élettelen természet jelentős alkotóeleme. Körforgásának két legfontosabb folyamata: a fázisátmenettel járó reakciók és a redoxi-reakciók. A szén a körforgásban elemi formában, valamint nagyszámú szerves és szervetlen vegyület formájában vesz részt, melyek az elemet + 4 és 4 közötti oxidációfokú állapotban tartalmazzák. A szén az atmoszférában 99 %-ban szén-dioxid formájában fordul elő. A szén biológiai körforgása tulajdonképpen a szén-dioxid körforgását jelenti. 55

56 A szén körforgása Ez az oldódási és párolgási folyamatok következtében egyensúlyban van a hidroszférával, légzési, mineralizációs és égési folyamatok, valamint fotoszintézis kapcsán pedig a kondenzált szférák alacsonyabb oxidációfokú szenet tartalmazó szénvegyületeivel. A fotoszintézis révén évente mintegy 1, Mt biomassza képződik és kb. ugyanennyi használódik el légzés és mineralizáció útján. 56

57 A szén körforgása A fotoszintézis lényege, hogy a külső energia felhasználásával a széndioxid a vizet oxidálja, s eközben a sugárzó energia kémiai energiává alakul. Bruttó egyenlete: 6 CO H 2 O = C 6 H 12 O O 2 A biomassza lebomlása (beleértve a légzést is): C 6 H 12 O O 2 6 H 2 O + 6 CO 2 + energia hv A gázhalmazállapotú és hidratált szén-dioxid az igen intenzív biológiai körforgás meghatározó vegyülete. Az antropogén energia-ellátás során a fosszilis tüzelőanyagokból (ásványi szén, kőolaj, földgáz, stb.) szén-dioxidot nyerhetünk vissza. 57

58 A szén körforgása Az óceánok az atmoszférából szén-dioxidot nyelnek el és megfordítva szén-dioxid juttatnak vissza az atmoszférába, de a két folyamat eredőjeként mégis szén-dioxid nyelőként működnek. Napjainkban igazolt tény az atmoszféra szén-dioxidtartalmának antropogén forrásból származó növekedése, amihez hozzájárul a biomassza egy részének megsemmisítése is. Hatása az éghajlati viszonyokra és egyéb ökológiai tényezőkre egyre inkább igazolt. 58

59 A szén körforgása 59

60 A szén-dioxid körforgása 60

61 2. A nitrogén körforgása 61

62 A nitrogén körforgása A nitrogén szerves és szervetlen vegyületek egész sorát képezi, amelyek az atmoszférában, a hidroszférában, a pedoszférában és a biológiai rendszerekben lejátszódó kémiai reakciók szempontjából egyaránt fontosak. A nitrogénatom 3 és + 5 között oxidáció-fokkal számos vegyületet képez (pl.: NO, NO 2, N 2 O, NH 3, NH 4+, HNO 2, HNO 3, stb.). 62

63 A nitrogén körforgása A mobilis nitrogén fő forrása az atmoszférában lévő nitrogén. A nitrogén körforgásának meghatározó lépései: Nitrogénfixálás: a molekuláris nitrogén átalakulása növények által felvehető vegyületekké. Denitrifikáció: az elemi nitrogén újraképződése nitrátokból. Az elemi nitrogén újraképződése más oxigénvegyületekből. 63

64 A nitrogén körforgása 64

65 A nitrogén körforgása A nitrogén biogeokémiai körforgásában a nitrogénfixálás az uralkodó folyamat, mely során az atmoszféra nitrogénje a hidroszférába, a pedoszférába és a biomasszába jut. Ez többféle mechanizmus szerint megy végbe (különböző baktériumok és más mikroorganizmusok segítségével). A nitrogén az atmoszférában, az ott lejátszódó kémiai reakciók miatt oxidjai formájában is megtalálható (NO és NO 2 ), de az ipari tevékenységgel is kerülhetnek ide nitrogén-oxidok. 65

66 A nitrogén körforgása A nitrogénműtrágyák (karbamid, nitrátok) miatti nagy igény, valamint az ipari és kommunális szennyvizekből származó ammónia és ammónium-sók miatt is nőhet a nitrogén-koncentráció pl. a felszíni vizekben. Antropogén beavatkozás a folyamatba: Megfelelő intézkedésekkel a különböző nitrogénvegyületek feldúsulását szabályozni lehet. Ezek fő célja az, hogy a nitrogénvegyületeket a körfolyamatba visszavezessék, illetve veszélytelen termékké alakítsák át. 66

67 3. Az oxigén körforgása 67

68 3. Az oxigén körforgása Az egyetlen elem, amely nagy koncentrációban van jelen a földkéregben (szilikátok), az atmoszférában (O 2 ), a hidroszférában (H 2 O) és a bioszférában is (H 2 O, szénhidrát, fehérje stb.). Az oxigén a természeti környezetben elemi állapotban és vegyületeiben egyaránt előfordul. A négy nagy lelőhelyen (földkéreg, atmoszféra, hidroszféra, biomassza) található mennyisége egymástól nagyságrendekkel különbözik. Az oxigén egyike a természeti környezetben megtalálható legerősebb oxidálószereknek. A Földön található oxigén szinte teljes mennyisége a fotoszintetikus folyamatokban képződik. Az oxigén biogeokémiai körforgását a 8. ábra mutatja. 68

69 Az oxigén körforgása 69

70 Az oxigén körforgása A vízmolekulában lévő oxigénnek az atmoszféra és a hidroszféra között bekövetkező vándorlását az ábrán nem vettük figyelembe. Az atmoszféra oxigén-koncentrációját hosszú távon két tényező határozza meg: Az oxigén mennyiségének növekedése (a biomassza átmenetileg anaerob körülmények között tárolódik). Az oxigén mennyiségének csökkenése: a földkéreg redukáló anyagaival lejátszódó reakciók miatt. 70

71 4. A foszfor körforgása 71

72 A foszfor körforgása A foszfor az élet számára nélkülözhetetlen elem, a földkéregben a 11. helyet foglalja el. A természeti környezetben előforduló vegyületeiben oxidációfoka: + 5. Valamennyi foszfor-vegyület a foszforsav (H 3 PO 4 ) származéka. 72

73 A foszfor körforgása 73

74 A foszfor körforgása A szárazföldi növények és a tengeri organizmusok jelentős foszformennyiséget vesznek fel, amelyek a táplálékláncban továbbhaladnak, illetve az organizmusok elhalása után oldható szervetlen vagy nehezen oldódó szerves foszfátokká alakulnak át. A növények a talaj foszfát-tartalmának csak kis részét (5 %) képesek felvenni (rossz oldhatóság). A szárazföldi és a vízi rendszerekben jelen levő foszfátmennyiség a magasabb rendű növények táplálásához nem elegendő, így a hiányt foszfát-műtrágyákkal (szuperfoszfát, NPK-műtrágya) pótolják. (Így a foszfátok a folyóvizekbe kerülnek.) A körforgás a talaj-talajfelszín és a víz-üledék rendszerekre különválasztva tárgyalható, hiszen a kettő közötti anyagcsere csekély mértékű. 74

75 5. A kén körforgása 75

76 A kén körforgása A kén Fölünkön az oxigén után az ún. kalkofil elemek legfontosabb reakciópartnere. Környezeti kémiai viselkedését több tényező határozza meg: A kén oxidációfoka 2 és + 6 között változhat, ennek megfelelően számos vegyületet képez, amelyek redoxireakciókban vesznek részt. A természeti környezetben szervetlen, szerves és biológiailag fontos vegyületek formájában egyaránt megtalálható. Biogeokémiai körforgását az emberi tevékenység jelentősen felgyorsította. 76

77 A kén körforgása A kén előfordulása a litoszféra vulkáni és üledékes kőzeteiben, továbbá az óceánok sóiban a legnagyobb, mégpedig szulfátos formában. Kisebb mennyiségben előfordul elemi kén, szulfid állapotban is. A kénipar nyersanyagigényét a fosszilis tüzelőanyagok kéntartalmából, fém-szulfidokból és elemi kénelőfordulásokból fedezi. 77

78 A kén körforgása 78

79 A kén körforgása Az atmoszférába jutó kénvegyületek geokémiai, biokémiai illetve antropogén eredetűek. Vulkáni működés következtében a kén kén-dioxid formájában kerül a levegőbe. A kén-dioxid antropogén úton is idekerülhet. Ez az antropogén emisszió a kén körforgásának egyik alapvető folyamata. Az antropogén eredt a következőket jelenti: a fosszilis tüzelőanyagok elégetése, szulfidos ércek kohósítása, kénsavgyártás. Az óceánok felszíni rétegéből párolgással és permetképződéssel szulfát-aeroszol kerül az atmoszférába. 79

80 A kén körforgása A biomassza mikrobiológiai lebomlási és átalakulási folyamatai során alacsony oxidációfokú kénatomot tartalmazó gázok (kén-hidrogén, dimetilszulfid, szén-diszulfid, stb.) jutnak az atmoszférába. A kénvegyületek igen jelentős mennyisége mállás, erózió és a műtrágyaipar révén mobilizálódik. Ezek ahhoz vezetnek, hogy a kén a vulkáni kőzetekből az üledékbe, illetve a folyók segítségével a hidroszférába kerül. Az eddig tárgyalt elemek körforgásai között igen szoros kapcsolat van. Ez a kémiai és biokémiai reakciók révén jön létre és valamennyi szférára kiterjed. 80

81 2. konzultáció Szennyező anyagok a környezetben 81

82 Szennyező anyagok a környezetben Jellegzetes hatásaik, reakciómechanizmusaik, forrásuk, terjedésük, határértékek Az emberi társadalom fejlődése során - az addig csak a természetben előforduló - vegyületek egész sorát állította elő, a technika nyújtotta új eszközökkel. Ez az emberi aktivitás magával vonzotta azt, hogy a természeti környezetbe általa szennyező anyagok kerültek ki, melyeket antropogén eredetű szennyező anyagoknak nevezünk. Az antropogén szennyező anyagok természetben való jelenléte következtében az ökológiai rendszerek működése hosszú távon vagy éppen irreverzibilisen megváltozhat. 82

83 Szennyező anyagok a környezetben Ezek szerint a környezetszennyezést úgy definiálhatjuk, mint az ökológiai rendszerek dinamikus egyensúlyának megzavarását vagy megszüntetését, amelyet az emberi tevékenység kapcsán a kritikusnál nagyobb energiaáram, továbbá természetes vagy természetidegen anyagok túlzottan nagy mennyisége idéz elő. Szigorú értelemben véve minden természetes eredetű vagy ember által szintetizált anyag része lehet egy ökológiai rendszernek, tehát velük kapcsolatban első közelítésben a környezetkemikália elnevezést használjuk. Kémiai szempontból káros anyaggá akkor válnak, ha olyan mennyiségben és koncentrációban fordulnak elő, hogy az ember számára veszélyt jelentenek, az állatokat és növényeket károsítják vagy a természeti környezetet és annak evolúcióját szétrombolják. 83

84 Szennyező anyagok a környezetben Jellemző hatásuk szerint a káros anyagokat a következő csoportokba soroljuk: Mérgező anyagok: Zavarják vagy megakadályozzák az anyagcserefolyamatokat, az enzimek blokkolása vagy a biológiai membránok megtámadása révén. Teratogén anyagok: az embrionális fejlődést károsítják, az utódoknál születési hibák lépnek fel. Mutagén anyagok: Az öröklődési információk irreverzibilis megváltozása. Rákkeltő anyagok: A genetikus rendszer megváltozása következtében rákos megbetegedések lépnek fel. 84

85 Az antropogén szennyező anyagok forrásai és hatásuk 85

86 Szennyező anyagok Szennyező anyag Források Hatás Por Szennyező gázok Fémvegyületek Energia-előállítás, nagy hőmérsékletű folyamatok, közlekedés. Energia-előállítás, anyagátalakító iparágak. Energia-előállítás, közlekedés, fémkohászat, felületkezelés. Az albedo megnövelése, szennyeződés, ködképződés, káros hatás az élőlényekre. Melegházhatás, ózonfogyasztás, füstköd, savas ülepedés, toxikus hatás. Akut és krónikus mérgezés, bioakkumuláció. Savak/bázisok Anyagátalakító iparágak. ph-változás 86

87 Szennyező anyag Források Hatás Szervetlen növényi tápanyagok Műtrágyaipar, mezőgazdaság. Eutrofizáció, oxigénfogyasztás Sók Sóbányászat, szénbányászat, kémiai iparok. Felszíni édesvizek elsózása. Peszticidek Tenzidek Kémiai iparok, mezőgazdaság. Ipar, háztartások. Toxikus hatás, perzisztens vegyületek akkumulációja. Oxigénfogyasztás, habképződés, felszíni vizek terhelése. 87

88 Szennyező anyag Források Hatás Szerves vegyületek Anyagátalakító iparágak. Oxigénfogyasztás Olajok Ásványolaj-kitermelés, - szállítás, és feldolgozás, petrolkémia, közlekedés. Feldúsulás a vizek felszíni rétegében, gázcserélődés akadályozása. Színezékek, műanyagok Anyagátalakító iparágak. Oxigénfogyasztás, felszíni vizek szennyezése. Oldószerek Feldolgozó ipar, háztartások. Oxigénfogyasztás, habképződés, felszíni vizek terhelése. 88

89 Szennyező anyag Források Hatás Radionuklidok Atomtechnika, atomfegyverek. -, -, -sugárzás, a biomakromolekulák elbontása, az élőlények károsítása. Hulladékok Ipar, bányászat, háztartás, szennyvíziszap. Területek elfoglalása, kultúrtájak károsítása. Meddő Bányászat, érckitermelés. Erózió, kultúrtájak károsítása. Vegyi fegyverek Vegyi fegyverek gyártása. Extrém toxicitás, tömeges mérgezés. 89

90 Szennyező anyagok a környezetben A természetes úton létrejövő anyagok biokémiai úton elbomlanak és ezzel a körforgásban való ismételt részvételük lehetővé válik. Ezzel szemben a természetidegen anyagok, amelyek gyakran jelentős perzisztenciával rendelkeznek, az ökológiai rendszerekben feldúsulnak. Perzisztencián egy kémiai vegyület tartózkodási idejét értjük a természeti környezet jól körülhatárolt régiójában. Nagysága adott körülmények között a biokémiai lebomlás sebességétől függ. 90

91 Szennyező anyagok a környezetben Az antropogén szennyező anyagok transzportfolyamatai és átalakulása az ökoszférában A környezetbe kerülő antropogén vegyületek az ökoszférában való bejutásuk helyétől kiindulva tovaterjednek és sok esetben globális eloszlást mutatnak. Egy tetszőleges vegyület koncentrációja a bioszféra egy résztartományában függ: Az emissziós források számától és anyagkibocsátásától. Az anyagátviteli- és keveredési folyamatok hatékonyságától. A kémiai és biokémiai átalakulás sebességétől. A szennyező anyag koncentrációjának térbeli és időbeli változása az ökoszférában külső és belső tényezők (légáramlás, vízsodrás, reakciópartner, redoxi-állapot, hőmérséklet, ph, stb.) függvénye. 91

92 Szennyező anyagok a környezetben I. Kemodinamika: Kemodinamikán az antropogén vegyületek fizikai és fizikaikémiai sajátságaiból származó azon ismeretek összességét értjük, amelynek alapján az adott vegyület eloszlását az élő és az élettelen környezetben megjósolhatjuk, leírhatjuk. Az egyik szférából a másikba történő anyagátmenetet a vegyület fizikai, illetve fizikai-kémiai sajátságai határozzák meg. Ezek a sajátságok a következők: oldhatóság, oldódási és kristályossági sebesség, gőznyomás, párolgási sebesség, ionizációs állapot, adszorpciós egyensúlyok, adszorpció- és deszorpció sebesség, megoszlás. 92

93 Néhány fontos fizikai-kémiai sajátság 1. Gőznyomás és párolgási sebesség: Egy szilárd anyag vagy folyadék gőznyomásának azt a nyomást nevezzük, amely a gáztérben a folyékony vagy szilárd fázissal egyensúlyban adott hőmérsékleten alakul ki. Az elpárolgás, elgőzölés vagy szublimáció azok a folyamatok, amelyek adott anyag transzportját szilárd vagy folyékony fázisból a gázfázisba (pl. atmoszféra) leírják. Ez az átmenet lejátszódhat a vegyület forráspontján, de annál lényegesen kisebb hőmérsékleten is, továbbá tiszta vagy keverék fázisból is bekövetkezhet. Az antropogén vegyületek szétoszlását az atmoszférán keresztül a nagy gőznyomás, ezzel együtt az elpárolgási folyamat nagy hajtóereje segíti elő. Pl. a peszticidek esetében ilyen módon fontos kritérium, hogy gőznyomásuk viszonylag kicsi legyen. 93

94 Néhány fontos fizikai-kémiai sajátság 2. Oldhatóság és diffúzió: A napjainkban a környezetbe kerülő anyagok jelentős hányadának vízolhatósága viszonylag csekély, ezért az oldhatóság pontos meghatározása nagy körültekintést igénylő feladat. Mint ismeretes az oldhatóságot idegen anyagok jelenléte erősen befolyásolja. A kemikáliák mozgását a talajban diffúziós és extrakciós folyamatok (kilúgozódás, kimosódás) határozzák meg. A kimosódás porózus talajokban az anyagtranszportot tekintve az egyik legfontosabb folyamat. A szerves és a szervetlen vegyületek a talaj felületéről vagy a felülethez közeli rétegekből átszivárgó víz hatására az állandó talajvízszintig, illetve az elöntési szintig eljutnak. 94

95 Néhány fontos fizikai-kémiai sajátság Ezen folyamatok során a talajvíz és a felszíni vizek antropogén vegyületekkel szennyeződnek. A szennyező anyagok vándorlása a talajban a vizes fázis segítségével elsősorban az oldhatóság függvénye. Ezek az ismeretek a növényvédőszerek alkalmazása esetén rendkívül fontosak, hiszen pl. a peszticidek, amelyeknek transzportsebessége csekély, lassan jutnak a növényekhez, míg másfelől a gyors kilúgozódás a vegyület feldúsulását idézi elő a mélyebb talajrétegekben. 95

96 Néhány fontos fizikai-kémiai sajátság 3. Adszorpció és deszorpció: Az adszorpciós és deszorpciós folyamatok, valamint ezek összekapcsolódása a vizes oldatokban lejátszódó sav-bázis reakciókkal az antropogén vegyületek számára az üledékben és a talajban a legfontosabb megoszlási mechanizmusokat képviselik. A gyengén adszorbeálódó anyagokat a víz könnyen kioldja és nagy távolságra szállítja. A talaj eróziója révén pedig ezek a vegyületek az atmoszférába is bejuthatnak. Ezzel szemben az erősen adszorbeálódó anyagok a szilárd talajrészecskéken kölcsönhatás során gyorsan megkötődnek és ennek következtében ártalmatlanná válnak. Az adszorpció mértéke az adszorbens fizikai és kémiai tulajdonságaitól (fajlagos felület, felületi csoportok minősége, stb.), valamint az adszorbeálódó anyag sajátságaitól függ. 96

97 Szennyező anyagok a környezetben II. A szennyező anyagok kémiai és biokémiai átalakulása A földi körülmények között a leggyakoribb szennyező anyagok a következő reakciótípusokban alakulhatnak át: fotokémiai folyamatok, redoxireakciók, hidrolízis, biokémiai folyamatok 1. Fotokémiai folyamatok: A környezetben lejátszódó fotokémiai ultraibolya és a látható fény indítja el. reakciókat az Ha a kérdéses anyag ebben a tartományban abszorbeál, akkor gerjesztett állapotba kerül, majd alapállapotba kerül vissza esetleges reakciók lejátszódása mellett. 97

98 Szennyező anyagok a környezetben 2. Redoxireakciók: A redoxireakciók az antropogén vegyületek ökoszférában történő lebontását tekintve kiemelkedő jelentőségűek. A redoxifolyamatok nagy része enzimkatalizált és biológiai rendszerekben játszódik le. A szerves és a szervetlen vegyületek környezetben lejátszódó redoxireakcióinak két jellegzetessége van: Adott vegyület oxidált és redukált formája sok esetben egészen eltérő ökológiai vagy toxikus tulajdonsággal rendelkezik (pl.: Cr(III)-Cr(VI) rendszer). Az egyes redoxirendszerek egyensúlyát a környezeti közeg redoxiállapotának megváltozása eltolhatja (pl. higany bejutása a biológiai rendszerekbe). 98

99 Szennyező anyagok a környezetben 3. Hidrolízis reakciók: A víz az a vegyület, amelyet majdnem minden környezeti szférában megtalálhatunk. Ennek következtében az antropogén szennyező anyagok hidrolizálnak és ennek eredményeképpen mérgező hatásuk is megszűnhet (pl.: cianidok hidrolízise). A kemikáliák hidrolízisének sebessége fontos jellemzője perzisztenciájuknak, illetve a környezeti hatásokkal szemben mutatott ellenállásuknak. 99

100 Szennyező anyagok a környezetben 4. Reakciók biológiai rendszerekben: A szintetikus vegyületek biokémiai átalakulása a bioszférában az élő és az élettelen környezet közvetlen kölcsönhatását hozza magával. A lebontási mechanizmusok milyensége meghatározza a természetidegen anyagok sorsát az ökológiai rendszerben. A mikroorganizmusok képesek arra, hogy termelt enzimek segítségével a szerves és szervetlen vegyületeket energia- és tápanyagforrásként hasznosítsák. A mikrobiológiai lebontás alapvetően három úton mehet végbe: A vegyület közvetlenül - közömbös köztiterméken át - teljes egészében stabilis szervetlen vegyületekké alakul át (szén-dioxid, víz, nitrogén). Az anyag biokémiai úton más szerves vegyületté alakul. Azok a vegyületek, amelyek a biológiai rendszerek számára sem energia-, sem szénforrásként nem jöhetnek számításba, megfelelő szubsztrátumok jelenlétében alakulnak át. 100

101 A Föld szféráinak jellemzése, antropogén szennyezőanyagok az egyes szférákban 1. A LITOSZFÉRA KÉMIÁJA 2. AZ ATMOSZFÉRA SZERKEZETE, ÖSSZETÉTELE, TULAJDONSÁGAI 3. A HIDROSZFÉRA SZERKEZETE, ÖSSZETÉTELE, TULAJDONSÁGAI 101

102 1. A LITOSZFÉRA KÉMIÁJA 102

103 A Föld szerkezete A Föld fizikai jellemzőinek változásai alapján bolygónk belsejét négy eltérő gömbhéjra oszthatjuk. (A Föld sugara: 6378 km). A Föld gömbhéjakba (földkéreg, földköpeny, külső mag, belső mag), a forgás és a lehűlés hatására, a sűrűség szerint rendeződött. 103

104 A Föld szerkezete 1. Földkéreg Különböző összetételű és vastagságú, a szárazföldek és az óceánok alatt. A szárazföldi kéreg rendkívül bonyolult szerkezetű és felépítésű. Általában két jellegzetes réteg kimutatható: a kéreg felső része szilikátokban gazdag. Kőzetei alapján gránitos rétegnek is nevezik (sűrűsége 2,7 g/cm 3 ). Lefelé már inkább fémekben gazdagabb és sűrűbb rétegekkel találkozunk (3,0 g/cm 3 ), jellemző kőzete után kapta a gabbrós kéreg nevet. Az óceáni kéreg egyszerűbb, mivel minden óceán alatt azonos felépítésű. Itt hiányzik a kisebb sűrűségű gránitos kőzet. A fémeket nagyobb arányban tartalmazó óceáni kéreg két részre tagolható: A felső, bazaltos réteg finomabb, az alsó gabbrós réteg hasonló, de durvább, szemcsésebb anyag alkotja, mint a szárazföldi kéreg gabbrós rétegét. 104

105 A Föld szerkezete 2. Földköpeny Nagyjából 2900 km vastag. A mélység függvényében fokozatosan nő a fémes elegyrészek aránya. Ezen belül felső-, átmeneti- és alsó zónát különítenek el. 3. Külső mag Maghéjnak is hívják, mely 1800 km vastag. Anyaga folyékony fémekből (pl. vasból, nikkelből) áll. 4. Belső mag E határfelület pontos mélysége bizonytalan, nagyjából 4700 és 5100 km között húzták meg, szilárd vasból és nikkelből áll. 105

106 A litoszféra felépítése A földkéreg és a földköpeny felső részének együttesen mintegy km vastag rétegét litoszférának vagy a Föld kőzetköpenyének nevezzük, amelyhez a földmag irányában az asztenoszféra csatlakozik. A litoszféra közvetlen megfigyelésére jelenleg csupán a földkéreg külső, vékony, mintegy 16 km-es rétegében van lehetőségünk (mélyfúrásokkal 20 km). A földkéreg a földköpeny irányában fokozatosan melegszik, a geotermikus hőmérséklet gradiens mintegy 30 K/km. A földkéreg kémiai összetételére jellemző, hogy benne a litofil elemek koncentrációja nagy, tömegének több, mint 99 %-át kilenc elem (O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg, Ti) alkotja. 106

107 A földkéreg fő alkotóelemei 107

108 A litoszféra felépítése A természeti környezet kémiai és biológiai folyamatai számára a földfelülettől a mállásfolyamatok által még nem érintett kőzetréteg felső határáig terjedő rész a pedoszféra (talajzóna) alapvető fontosságú. Ez a litoszféra, a hidroszféra és az atmoszféra érintkezési felületénél gyakran laza illeszkedésű, heterogén rendszert alkotó régió intenzív anyag- és energiacsere színhelye. A talaj és a talajt képező rétegek egyidejűleg a mikroorganizmusok, a növények és állatok életteréül is szolgálnak. A benne lejátszódó természetes folyamatok és az antropogén hatások miatt a pedoszféra állandó átalakulásnak van kitéve. 108

109 A litoszféra felépítése A földkéreg kőzetei lényegében véve szilikátokból és alumínium-szilikátokból állnak. A szilicíum-oxigén kötés nagyon stabilis, felszakítására kevés reakciópartner (hidrogén-fluorid vagy erős bázis) képes, rendszerint drasztikus reakciókörülmények között. A Si-O-Si kötésszög a szilikátokban között változik. Az Si atomok lépcsőzetes helyettesítése a közel azonos méretű alumínium-atomokkal alumínium-szilikátokat hoz létre. Ezen vegyületek számos szilikát szerkezetét alapvetően meghatározzák. A csere az anionos váz negatív töltését megnöveli, s ily módon az elektroneutralitást egy-, két- vagy három-értékű kationok beépülése állítja helyre. Ez magyarázza a természetes szilikátok sokféleségét. 109

110 Sziget Csoport Lánc Szalag 3D térháló A szilikátok típusai 110

111 Kőzetek és ásványok Az ásványok meghatározott kémiai összetétellel és anyagspecifikus tulajdonságokkal rendelkező szervetlen szilárd testek. A kőzet ásványok keveréke. A mintegy 2500 ismert ásványból a kőzetképződés szempontjából kereken 150 jelentős, és ezek közül is csupán 40 szerepel a kőzetek fő alkotói között. A földkéregben a leggyakoribb ásványok a a földpátok, a piroxének, az amfibolok és az olivinek, ezek a földkéreg tömegének 75 %-át teszik ki. 111

112 Kőzetek és ásványok A földkéreg külső rétegében: magmatikus (a kőzetcsoport 95 %-a), üledékes (1%) és ún. metamorf kőzetek (4 %) találhatók. 1. A magmatikus kőzetek megszilárdult magmából állnak. Ezeket két csoportba soroljuk: Plutonikus (mélységi): a magma lassú lehűlése során, a földkéreg belsejében, nagy nyomás alatt jönne létre, így nagyobb kristályokból állnak. Vulkanikus (eruptív): a vulkánkitörések révén a felszínre jutott olvadt magma gyors lehűlése során képződnek, apró kristályszemcsékből állnak, gyakran üvegszerűen dermednek meg. 112

113 Kőzetek és ásványok A magmatikus kőzetek SiO 2 -tartalmúk alapján az alábbiak szerint oszthatók fel: Savas (>66 %) Intermedier (52-66 %) Bázikus (45-52 %) Ultra bázikus (<45 %) Közülük leggyakoribbak: a bazalt (bázikus, vulkanikus=eruptív) és a gránit (savas, plutonikus=mélységi). 113

114 Kőzetek és ásványok 2. A üledékes kőzetek az atmoszféra ill. a hidroszféra komponenseinek a földkéreg felületéhez közeli régióira való hatása és az ezt követő szedimentációs folyamatok (tömörödés) eredményeképpen jönnek létre. Ennek következtében a Föld felületén halmozódnak fel és a szárazföld nagy részét befedik. Az üledékrészecskéket gyakran ásványok (gipsz, anhidrit, kalcit, stb.) ragasztják össze. Az üledékes kőzetek főbb ásványi komponensei a következők: kvarc (SiO 2 ), agyagok (rétegszilikátok), kalcit (CaCO 3 ), dolomit (CaCO 3 x MgCO 3 ), hematit (Fe 2 O 3 ), halit (NaCl), gipsz (CaSO 4 x 2 H 2 O). A legfontosabb üledékes kőzetek a pala (80 %), a homokkő és a mészkő. 114

115 Kőzetek és ásványok 3. A metamorf kőzetek magmatikus és üledékes kőzetekből nagy nyomás és magas hőmérséklet hosszú ideig tartó hatására keletkeznek. Eközben fizikai és kémiai folyamatok játszódnak le (dehidratálás, formaképződés, fázisátalakulás), melyek során hőmérséklet-stabilis és specifikus sűrűségű ásványok jönnek létre. Fontos metamorf ásványok: muszkovit: KAl 2 (AlSi 3 O 10 )(OH) 2, a biotit: K (MgFe) 3 (AlSi 3 O 10 )(OH) 2 gránátok: A 3 B 2 (SiO 4 ) 3, ahol: A=Ca, Mg, Fe, Mn, B=Fe, Cr Fontos metamorf kőzetek: gneisz, márvány, kvarcit. 115

116 Az egyes kőzettípusok egymásba való alakulásának lehetséges útjai Aprózódás Üledékesedés Kitörés 116

117 MÁLLÁS A kőzetek atmoszférával, hidroszférával és bioszférával való kölcsönhatás útján történő átalakulását mállásnak nevezzük. A mállás fizikai, kémiai vagy biológiai folyamat lehet. A folyamat szilárd anyag felaprózódásához és azt követő szétoszlásához vezet, s ezzel a természetes talajkialakulás jelentős tényezője. 117

118 FIZIKAI MÁLLÁS A kőzetek fizikai mállását a gyors és jelentős hőmérséklet-változás idézi elő, amely a benne lévő, különböző hőtágulási együtthatójú ásványokra eltérő mértékben hat, továbbá az a nyomásnövekedés, amelyet a jég kristályosodása okoz. Ennek során a kőzetek átlagos keménységét messze meghaladó nyomás keletkezhet. A fizikai mállást a szél, a gleccserek és az erózió is előidézheti. 118

119 BIOLÓGIAI MÁLLÁS A biológiai mállás a biológiai rendszerek (növény, állat) bomlástermékeinek, valamint váladékainak hatására és ezáltal a biokémiai mikrokörnyezet állapotának megváltozására vezethető vissza. 119

120 KÉMIAI MÁLLÁS A kémiai mállás egész sor viszonylag egyszerű kémiai folyamatot (hidrolízis, karbonizáció, redukció, oxidáció, kioldódás, kristályosodás) foglal magában, amelyek azonban csaknem mindig komplex mechanizmus formájában fejtik ki hatásukat. Eközben a víz és a levegő reaktív komponensei (O 2, CO 2, H 2 O) reakciópartnerként állandó szereplői a folyamatnak. E két fázis összetételét regionális hatások jelentősen befolyásolják (esővíz ph-jának csökkenése, esővíz CO 2 -tartalom növekedése, oldott oxigén mennyisége). A kémiai mállás során lejátszódó folyamatok áttekintése: 1. Kioldódás és kristályosodás 2. Karbonizáció 3. Hidrolízis 4. Oxidáció és redukció 120

121 A TALAJ KÉMIÁJA A talaj négy alapalkotórészből áll, amelyek egymással dinamikus egyensúlyban vannak: Szervetlen komponensek Szerves komponensek Talajvíz Talajatmoszféra Lsd. Később Talajvédelem c. tantárgy anyaga. 121

122 Litoszféra: a talaj állapota napjainkban Területünk 83%-a művelésre alkalmas, 70%-a mezőgazdasági hasznosítás alatt áll. A talajminőség általában jó, mérsékelt károsodás. Savasodás több helyen, mérsékelten jelentkezik. A műtrágyázás radikálisan csökkent, most még növelhető a jobb terméshozamok érdekében. Az öntözésben rosszul állunk, különösen a jó adottságokhoz képest. 122

123 2. AZ ATMOSZFÉRA SZERKEZETE, ÖSSZETÉTELE, TULAJDONSÁGAI 123

124 Az atmoszféra szerkezete, összetétele, tulajdonságai Az atmoszféra szerkezete: A Föld atmoszférája különböző anyagokból álló komplex rendszer, mely mintegy 50 kémiai vegyületet tartalmaz. Ezeket több száz reakcióegyensúly kapcsolja össze. Az atmoszféra kémiai viselkedésére az jellemző, hogy: A részecskekoncentráció itt lényegesen kisebb, mint a kondenzált szférákban, s a koncentráció a földfelülettől való távolsággal erősen csökken. Az állandó energiaközlés miatt (a Nap sugárzó energiája) a gerjesztett állapotok számos reakciója lehetséges. A nagy oxigén-koncentráció miatt az atmoszférában oxidáló reakciókörülmények uralkodnak. 124

125 Az atmoszféra szerkezete, összetétele, tulajdonságai Vertikális (függőleges) irányban az atmoszférát célszerűen különböző tartományokra osztjuk, amelyek hőmérsékleti értékben és a részecskekoncentrációban különböznek egymástól. Ezek a következők: Troposzféra Sztratoszféra Mezoszféra Termoszféra Exoszféra 125

126 Az atmoszféra szerkezete, összetétele, tulajdonságai Az egyes szférákat átmeneti rétegek választják el egymástól, melyeket pauza elnevezéssel illetnek. Tropopauza (8-18 km magasságban) Sztratopauza (50-55 km magasságban) Mezopauza (8-85 km magasságban) Termopauza (500 km magasságban) Ezekben a rétegekben a hőmérséklet-gradiens előjelet vált (először csökken, majd nő). 126

127 Az atmoszféra szerkezete, összetétele, tulajdonságai Troposzféra (felette tropopauza): Kiterjedése a sarkvidéken mintegy 8 km, az egyenlítő felett pedig 18 km. Ez az atmoszféra 80 %-át teszi ki. Ez a régió az anyagcsere közvetítője az atmoszféra és a hidroszféra, ill. a litoszféra között. A hőmérséklet felfelé csökken (6,5 K/km). Melegét a földfelszíntől kapja. Főleg vízszintes légmozgás révén keveredik és ezzel összetétele homogenizálódik. Sztratoszféra (felette sztratopauza): A hőmérséklet felfelé nő: 0 o C-ig. Kb. 50 km-ig terjed. Mezoszféra (felette mezopauza): A hőmérséklet felfelé ismét csökken -80 o C-ig (50 85 km). Termoszféra (felette termopauza): A hőmérséklet felfelé nő, ez egyúttal az ionoszféra. 127

128 Az atmoszféra szerkezete, összetétele, tulajdonságai A sztratoszférát és a mezoszférát együttesen középső atmoszférának nevezzük. Mintegy 50 km magasságtól kezdődően az atmoszférában az ionos részecskefajták koncentrációja erősen megnövekszik (ionoszféra). A termopauza felett jelentős hőmérséklet-növekedés következik be, amelynek nagysága az 1700 C-ot is elérheti. Az atmoszféra felső határát pontosan nem tudjuk definiálni, de kb km-es kiterjedéssel számolunk. Az atmoszféra hőmérséklet-eloszlását az egyes részecskék és a napenergia közötti kölcsönhatás szabja meg. 128

129 Az atmoszféra szerkezete, összetétele, tulajdonságai A Nap sugárzó energiájából az atmoszféra külső határára jutó részéből csupán 45% jut a földfelületre. A sugárzó energia túlnyomó része nm közé esik, mivel a rövidebb hullámhosszú tartomány a sztratoszférában lejátszódó abszorpció során, míg a nagyobb hullámhosszú a troposzféra gázaival (CO 2, H 2 O) való kölcsönhatás során végső soron hőenergiává alakul. A földfelület a felvett energiát hősugárzás, illetve vízelpárologtatás révén részben visszaadja a troposzférának. Ez a folyamat a földfelülettől a tropopauzáig mintegy 6,5 K/km hőmérséklet-csökkenést idéz elő. 129

130 Az atmoszféra összetétele és tulajdonságai Az atmoszférában a fő alkotók (nitrogén (78 %), oxigén (21 %), argon, szén-dioxid) mellett számos nyomelem is található, melyek összes mennyisége mintegy 0,02 térfogat %. A fő légköralkotók tulajdonságai: N 2 : inert, fontos hígító gáz problémamentes. O 2 : életfontosságú gáz, egyúttal ózon (O 3 ) forrás. Ar: nincs sem környezeti, sem élettani funkciója. CO 2 : kardinális környezetkémiai vegyület, a növényi szénhidrát-szintézis forrása az állati/emberi életműködés terméke a szénkörforgalom fontos résztvevője az üvegházhatás, a globális felmelegedés okozója (+ CH 4, freonok, N 2 O) technikai CO 2 emisszió növekedése kritikus H 2 O: körforgásáról, fizikai és kémiai szerepe lásd hidroszféra. 130

131 Az atmoszféra szerkezete, összetétele, tulajdonságai A száraz levegő közepes molekulatömege: 28,97 g/mol, a 20 C-on vízgőzzel telített levegő 17,3 g/m 3 vizet tartalmaz. Az atmoszféra összetételének időbeni és térben történő változása: természeti folyamatok (vulkáni tevékenység, természeti katasztrófák) és antropogén emissziók (energia-ellátás, ipari tevékenység) következménye (pl.: az atmoszféra CO 2 - tartalma 0,029 térfogat %-ról 0,035 térfogat %-ra nőtt). 131

132 Az atmoszféra szerkezete, összetétele, tulajdonságai A kémiai anyagok adott atmoszféra-tartományból történő eltávozását az alábbi folyamatok befolyásolják: Kémiai és fotokémiai, Transzport- és megoszlási folyamatok. Ülepedés. Az ülepedés három mechanizmus szerint történik: 10 m-nél nagyobb átmérőjű részecskék kiülepedése Száraz lerakódás Nedves ülepedés, illetve csapadékkal való távozás 132

133 Az atmoszféra szerkezete, összetétele, tulajdonságai Az atmoszféra fontos komponenseit képezik a nem gázállapotú anyagok (lebegő szilárd vagy cseppfolyós részecskék, por). Ezek átmérője mm közötti. Ezek forrása szintén vagy természeti folyamat vagy emberi tevékenység. Az atmoszféra 0,02-10 m átmérőjű részecskéi az atmoszféra zavarosságát idézik elő, ami jelentősen hozzájárul az időjárás alakulásához. 133

134 Az atmoszféra szerkezete, összetétele, tulajdonságai Az oxigén, a nitrogén, az ózon és a víz koncentrációja az atmoszférában érdekes módon változik a magassággal. A víz fő tömege 14 km magasságig helyezkedik el. Az ózonra fotokémiai képződési és bomlási reakciók jellemzőek, amelyek függőleges irányban tipikus koncentrációeloszláshoz vezetnek. Az ózon fő képződési tartománya a sztratoszféra trópusi területek feletti felső régiója ( 35 km). Az egyenlítő fölött az ózonkoncentráció maximuma mintegy 25 km magasságban található. Ettől távolodva a réteg km vastagságban helyezkedik el, ugyanis a turbulens légáramlások az ózont a sarkvidékek felé szállítják és ott koncentrációját megnövelik. 134

135 Az atmoszférában lejátszódó kémiai folyamatok 1. Fotokémiai reakciók: Ezekben az átalakuláshoz szükséges energiát a látható vagy az ultraibolya tartományba eső sugárzó energia formájában közöljük a rendszerrel. A fotokémiai reakciókat csak az illető részecske által abszorbeált foton váltja ki. A fotonok abszorpciója miatt az illető atom vagy molekula gerjesztett állapotba kerül. Ez a folyamat elektronátmenettel jár. Majd a gerjesztett állapot megszűnésével a részecske olyan állapotba jut vissza, mely az alapállapottól különbözik. Azaz a kezdeti és végállapot egymástól eltér. A két energiaállapot közötti energiakülönbség fluoreszcencia foszforeszcencia, rekombináció és egyéb folyamatokban hasznosul. 135

136 Az atmoszférában lejátszódó kémiai folyamatok 2. Termikus reakciók: Ezek heterogén vagy homogén fázisban játszódnak le. Itt a gerjesztés termikus úton történik. 3. Az oxigén- és az oxigénvegyületek reakciói: Az oxigénmolekula elektronállapotának gerjesztésére számos lehetőség kínálkozik. A reakciók közül az ózonképződés a legfontosabb, ugyanis az ózon az oxigén allotróp módosulata. Az ózon az oxigén atom és az oxigénmolekula reakciójában keletkezik: O + O 2 = O 3 136

137 Az atmoszférában lejátszódó kémiai folyamatok Az ózon a troposzférában gyökös folyamatokban keletkezhet és el is bomolhat. Az ózon bomlása során oxigénmolekula képződik: O + O 3 = 2 O 2 Ezt a folyamatot különböző katalizátorok (NO, hidrogén-gyök, hidroxid-gyök, atomos klór) gyorsítják. Igazolt tény, hogy a sztratoszféra ózonkoncentrációját mind a Földön kívüli (napkitörés, részecskeáramok, stb.), mind az antropogén hatások jelentősen befolyásolják. Ózonlyuk probléma: NO x és a freonok katalizálják az ózon bomlását, ezért a déli sark fölött (?) az ózon ritkul, majd regenerálódik. 137

138 Az atmoszférában lejátszódó kémiai folyamatok 4. A vízmolekula reakciói: A vízmolekulák csak az energiában gazdag fotonokat nyelik el. A leggyakoribb folyamatok a következők: H 2 O H + OH. H + OH. H 2 + O OH. + OH. = H 2 + O 2 138

139 Az atmoszférában lejátszódó kémiai folyamatok 5. A nitrogénvegyületek reakciói: A molekuláris nitrogén az atmoszféra fő komponense, mégis fotokémiai reakcióit összevetve az oxigénmolekuláéval annál kisebb fontosságúak. Ez a nitrogénmolekula nagy disszociációs energiájára vezethető vissza. Ezek a folyamtok csak az ózonréteg felett játszódhatnak le. A nitrogén atmoszférikus kémiája szempontjából az oxidjai játsszák a legfontosabb szerepet. 139

140 Az atmoszférában lejátszódó kémiai folyamatok NO x : toxikus, veszélyes a NO, az NO 2. Egyéb vegyületei: N 2 O, N 2 O 3, N 2 O 5, NH 3, NH 4+, NO 3 -. Természetes források: élő és holt szervezetek, villámlás. Mesterséges források: erőmű, gépkocsi, repülőgépek, vegyipar. NO: irreverzibilis hatása van, a vér hemoglobinjára kötődik. NO 2 : savassága révén tüdőkárosító. NO x -k emissziója: korszerű módszerekkel eredményesen csökkenthető (gk. katalizátor, ad- és abszorpciós eljárások, stb.) 140

141 Az atmoszférában lejátszódó kémiai folyamatok A nitrogén-monoxid jelentős mennyiségben keletkezik, ha elektromos kisülés közben a molekuláris nitrogén és a molekuláris oxigén reagálnak: N 2 + O 2 = 2 NO A nitrogén-monoxid reakciója az oxigénnel lassú folyamat: 2 NO + O 2 = 2 NO 2 A nitrogén-dioxid a fotokémiai reakciók szempontjából rendkívül instabil, gyorsan bomlik. Ezek a nitrogén-oxidok az ózon bomlását katalizálják, és egyéb reakcióikat is figyelembevéve nagy szerepük van az ún. fotokémiai szmog kialakulásában. 141

142 Az atmoszférában lejátszódó kémiai folyamatok 6. A szénvegyületek reakciói: Az atmoszférában előforduló leggyakoribb szénvegyületek a következők: szén-dioxid, metán, szén-monoxid. Jelentős a fenti anyagok antropogén emissziója is. Megtalálhatók még egyéb szénvegyületek is, melyek a következők: szénhidrogének, klórozott szén-hidrogének, stb. ezek nagyon sokféle és bonyolult reakciókban vehetnek részt, melyek során különféle gyökök és más vegyületek keletkeznek. 142

143 Antropogén eredetű szennyező anyagok az atmoszférában 143

144 Antropogén eredetű szennyező anyagok az atmoszférában Az atmoszféra nagy öntisztulási képességgel rendelkezik, képes a természetes eredetű szennyező anyagok lebontására és az egyensúly fenntartására. Az emberi tevékenység miatt azonban az atmoszférába irányuló anyagáram jelentősen megnövekszik. Ilyen körülmények között az öntisztulási kapacitás túllépésével maradandó változások jönnek létre. Emisszión a szennyező anyagok kilépését értjük pontszerű vagy nagy felületű forrásból az atmoszférába. Az anyagkibocsátás természeti és antropogén forrásból egyaránt lejátszódhat. 144

145 Antropogén eredetű szennyező anyagok az atmoszférában Immissziónak azt a folyamatot nevezzük, mely során a szennyező anyag egy ökológiai rendszerbe belép és ennek következtében a rendszer biotikus és abiotikus tényezőire hatást gyakorol. Az atmoszférába jutó szennyező anyagokat a szemcseméret szerint két nagy csoportba soroljuk: Kolloidális méretű anyagok (porok, aeroszolok). Molekuláris méretű anyagok (gázok, gőzök). 145

146 Antropogén eredetű szennyező anyagok az atmoszférában 1. Porok és aeroszolok: A por finom eloszlású szilárd anyag, melyet a légmozgások diszpergálnak és szállítanak. Jellemzésére kémiai és ásványi összetétele, továbbá szemcsemérete szolgál. Az antropogén por-emisszió számos ipari folyamat kísérőjelensége. Az aeroszolok a levegőben lebegő, finom eloszlású, kolloidális dimenziójú részecskék, melyek primer módon nem ülepednek, azonban felhő- és csapadékképződést idéznek elő. Az ipari forrásokból származó globális por és aeroszol-emissziót mintegy 200 Mt-re becsülik. Az aeroszolok és a porok kémiai összetétele erősen függ a közepes részecskemérettől. Bennük a fő oxidkomponensek a következők: SiO 2, Al 2 O 3, CaO. 146

147 Antropogén eredetű szennyező anyagok az atmoszférában A porok és az aeroszolok tartalmazhatnak fém nyomelemeket, melyek koncentrációját a fém illékonysága szabja meg. A porokban és az aeroszolokban lévő vegyületek kémiai és mechanikus hatásuk révén károsítják az organizmusokat, de az abiotikus környezet adott részeit is. A talajfelszínre való lerakódás a talaj ph-jának megváltozását eredményezi, s így a növények felületén toxikus vegyületek (nehézfémek, kondenzált aromás vegyületek) halmozódnak fel. Az emberre gyakorolt hatás is sokrétű: a bőr, a szem és a légzőszervek irritálása, allergia, szöveti elváltozások a tüdőben, stb. 147

148 Antropogén eredetű szennyező anyagok az atmoszférában Legfontosabb, legolcsóbb a megelőzés: A technológia megváltoztatásával pl. porszén helyett granulátum égetése. Tiszta nyersanyagok alkalmazásával pl. N, S szegény szenek, kőolajok égetése. Tisztító (szűrő) berendezésekkel pl. portalanítók, szűrők, ülepítők, ciklonok, nedves, elektrosztatikus leválasztók). Elégetéssel, katalitikus utóégetéssel pl. gépkocsikban. Magas kémények alkalmazásával (nem az igazi!!!) Egyéni (munkahelyi) védőfelszerelések (légkondicionálás, álarcok, maszkok). 148

149 Antropogén eredetű szennyező anyagok az atmoszférában 2. Gáz-halmazállapotú szennyező anyagok: Ide tartoznak a gázok és a gőzök. A környezetre gyakorolt hatásuk miatt azonban azokat a szilárd anyagokat és folyadékokat is figyelembe kell venni, amelyek gázzá vagy gőzzé alakulva az atmoszférába jutnak. Az antropogén eredetű különböző típusú gázok mennyisége eltérő. A leggyakoribb gázok a következők: szén-dioxid, kén-dioxid, nitrogén-oxidok, szén-monoxid, metán, ammónia, halogénezett szénhidrogének. A gáz-halmazállapotú szennyező anyagok az atmoszféra állapotára és tulajdonságaira primer hatást fejtenek ki, amelyekhez még a klimatikus változások, továbbá a növényekre, az álatokra és az emberre gyakorolt kedvezőtlen hatások is hozzájárulnak. 149

150 A közlekedés környezeti hatásai Ártalmai: CO, CO 2, NO x kibocsátás. Csökkenőben: Pb, VOC (Volatile (elpárolgó) Organic Compounds) Egyéb káros melléktermékek: akkumulátorok, gumiabroncsok, autóroncsok, fáradt olajok, stb. Vasúti közlekedés: a forgalom nagy hányada villamosított (a régi dízelmozdonyok károsak). 150

151 Az ipar környezeti hatásai Nehézipar visszaszorulóban: SO 2, CO 2, por, kibocsátás, jelentős hulladéktermelés (pl. vörös-iszap, kohósalak, vegyszerek) Szennyvíz kibocsátás nagy: a felhasznált víz zártkörű cirkuláltatás lassan terjed. Zárt hulladék kibocsátás nélküli technológiák lassan terjednek. Zöld kémia : minden mellékterméket feldolgoz, hasznosít. 151

152 Antropogén eredetű szennyező anyagok az atmoszférában Melegházhatás: Az ember által előállított energia mintegy 80 %-a fosszilis tüzelőanyagok elégetése során jön létre. Ez a folyamat egyik hulladékként szén-dioxidot termel. Az energiaszükséglet növekedése miatt a szén-dioxid emisszió is növekszik, ami hatással van az atmoszféra CO 2 -koncentrációjára. A melegházhatás a troposzféra fokozatos felmelegedését jelenti, amelyet az okoz, hogy a földfelület által kibocsátott nagy hullámhosszúságú hősugárzást a levegő növekvő szén-dioxid tartalma abszorbeálja. A modellszámítások alapján a jelenlegi szén-dioxid koncentráció megduplázódása esetén átlagosan 2-3 K hőmérséklet-emelkedés történne, míg a sarkvidékeken ez a 6-8 K-t is elérné. Ez a tényező messzeható klímaváltozást, a klímaövek eltolódását és a globális vízháztartása drasztikus megváltozását vonhatja maga után. 152

153 Antropogén eredetű szennyező anyagok az atmoszférában Savas eső és füstköd: Az atmoszférába jutó gázok jelentős része savas kémhatású. Átalakulásuk és a csapadékban való abszorbeálódásuk révén az esővíz ph-ja az egyensúlyi 5,65-ös értékről 4-4,2-re csökkenhet. NO x és SO x hatására: < 4,5, sőt 2,25 (Kína)! Az esővízben lévő savas kémhatású komponensek: kénsav, salétromsav, kén-dioxid és ritkán sósav. A savas esők hatására a talajok is elsavasodnak, a növények, az állatok és ezek révén az emberi szervezet is károsodik. A savas eső a fémes szerkezeti anyagokat és az ásványi építőanyagokat (homokkő) korrodeálja. 153

154 Antropogén eredetű szennyező anyagok az atmoszférában Az atmoszféra alacsonyabb régióiban található savas kémhatású anyagok döntő szereplői a füstködök kialakulásának. A füstköd (szmog) a nagyvárosok és az ipartelepek felett, hőmérsékleti inverzió kapcsán létrejövő füstből, porból és kémiailag aktív komponensekből álló szennyeződés. 154

155 Antropogén eredetű szennyező anyagok az atmoszférában Kétféle füstködöt különböztetünk meg: 1. Redukáló füstköd (London-típusú): Alacsony hőmérsékleten, por és koromszemcsékkel szennyezett tengeri levegőben megfigyelhető jelenség, amely viszonylag magas kén-dioxid koncentrációt és kénsavas aeroszolok kialakulását feltételezi. Maró hatású, a sejtmembránok nagyobb permeábilitását idézi elő és akadályozza a fotoszintézist. Forrás: hu.wikipedia.org 155

156 Antropogén eredetű szennyező anyagok az atmoszférában 2. Oxidáló füstköd (Los Angeles típusú): Ciklikus fotokémiai folyamatok következménye, amelyet mozdulatlan levegő-rétegekben figyelhetünk meg. A domináló reakciópartnerek: ózon, nitrogén-oxidok és szénhidrogének. Ezek a füstköd kialakulása során megnövekedett koncentrációban vannak jelen. A napkelte idején keletkező ózon a nitrogén-monoxidot nitrogén-dioxiddá oxidálja. Forrás: globalproblems.nyf.hu 156

157 Antropogén eredetű szennyező anyagok az atmoszférában Az atmoszféra gáz-halmazállapotú nyomanyagai A levegőben a felsoroltakon kívül még számos természeti vagy antropogén eredetű, szerves vagy szervetlen komponens található nyomnyi mennyiségben. Az ammónia pl. ipari folyamatok során, valamint a mezőgazdaságban és a természetben lejátszódó mineralizácis reakciókban keletkezik. Ez az anyag pl. a troposzféra savas jellegű gázait aeroszol-képződés közben semlegesíti. További nyomanyagok: sósav, hidrogén-fluorid, klór, fluor, kén-hidrogén, szén-monoxid, freonok. A freonok fluor-klór-szénhidrogének, melyek élettartama az atmoszférában hosszú. Ezeket az anyagokat hűtőközegként és vivőanyagként használják. Fontos tulajdonságúk, hogy a sztratoszféra ózonrétegének lebomlásához nagymértékben hozzájárulnak. Azaz a levegőbe kerülésüket meg kell akadályozni, illetve vissza kell szorítani. A klóratom és a hipoklorit-gyök felelős a nagy déli szélességek felett kialakuló ózonhiányért (ózonlyuk). 157

158 Atmoszféra: a levegő állapota napjainkban A (nehéz)ipari termelés visszaesése kedvezett. A közlekedés (gépkocsiforgalom) növekedése ártott (villanymozdonyok, katalizátoros gépkocsik jobbak) különösen lokálisan. Porkibocsátás is csökkent (kőfejtés, őrlés, cementipar, ). Nemzetközi mértékkel mérve közepes mértékű a légszennyezettség. 158

159 3. A HIDROSZFÉRA SZERKEZETE, A VÍZ KÖRFORGÁSA 159

160 A víz jellemzése A víz a Föld leggyakoribb vegyülete. Életfontosságú - víz nélkül nincs élet (máshol sem), az emberi test 64%-a víz. Élettevékenységeinkhez is nélkülözhetetlen (pl. hőháztartás). Szinte minden ipari termék előállításához is kell. A Föld energiaháztartásában is kulcsszerepe van. A jó (ivó-, tiszta-, ipari-, öntözővíz, stb.) víz mára óriási kincs lett. 160

161 Az hidroszféra szerkezete A Föld felületének 71 %-át víz borítja. A víz eloszlása az egyes előfordulási helyek között kifejezett aránytalanságokat mutat. A vízmennyiség 97 %-a az óceánokban foglal helyet. A legjelentősebb édesvíz-előfordulásokat a sarkvidéki jég és a gleccserek képezik. A talajvíz és a felszíni vizek viszont azok a legfontosabb források, amelyekből vízszükségletünket fedezzük. A világ éves vízfogyasztása több mint 3000 km

162 Az hidroszféra szerkezete, a víz tulajdonságai A vízkészlet megoszlása: Víz mennyisége km 3 % Óceánok és tengerek ,61 Sarki és hegyvidéki jég és hó ,08 Felszín alatti vizek ,29 Édesvizű tavak 125 0,009 Sósvizű tavak 104 0,008 Talajnedvesség 67 0,005 Atmoszféra 14 0,0009 Folyóvizek 1,2 0,00009 Összesen A Föld vízkészlete (Láng) A víz a többi folyadékhoz képest néhány szokatlan tulajdonsággal rendelkezik. Fajhője, párolgás- (fajl. párolgáshő: 2,25*10 6 J/kg) és olvadáshője a közönséges körülmények között létező valamennyi ismertebb vegyület közül a legnagyobb. Vezetőképessége, a higanyét leszámítva szintén a legnagyobb. 162

163 A víz tulajdonságai Tulajdonság Hatás és eredmény Kiváló oldószer Tápanyagok és bomlástermékek transzportja, a biológiai lét biztosítása Más folyadékoknál nagyobb dielektromos Ionos anyagok jó oldhatósága és állandó disszociációja Más folyadékoknál nagyobb felületi feszültség Anyagtranszport és szabályozás a biológiai rendszerekben Jó fényáteresztó képesség (látható és közeli Színtelen, lehetővé tesz a fotoszintézist UV) Sűrűségmaximum +4 C-on Jégúszás és a folyadék vertikális cirkulációjának gátlása Más anyagoknál nagyobb párolgáshő Hőtranszport a víz és az atmoszféra között Más anyagoknál nagyobb fagyáshő Más anyagoknál nagyobb hőkapacitás Hőmérsékletstabilizálás a fagyáspont környékén Földrajzi régiók és organizmusok hőmérsékletének stabilizáslása A víz jellemző tulajdonságai, forrás: Dr. Papp Sándor: Környezeti kémia, HEFOP P /1.0 pályázat, elektronikus jegyzet, Veszprém,

164 A vizek forrása Atmoszférikus (csapadék) víz: tiszta (CO 2 ) Felszíni vizek: - édesvizek: folyók, tavak és - sósvizek: tenger (zárt tavak) 3,3-3,7% só Felszín alatti vizek: - karsztvízek, ásványvizek - talajvíz (első vízzáróréteg fölött) [kútvíz] - rétegvíz (vízzárórétegek között) [artézi víz: magától feljön Artois grófság] hévizek, gyógyvizek, gejzírek Talajvíz: 5-13 C, hévíz: 37 C, termálvíz: >37 o C. 164

165 A víz felhasználása Ivóvíz: (más Európa és más Afrika vagy India) általában vezetékes, de palackozzák, vagy tartály(kocsi)kban szolgáltatják. Háztartási: főzés, mosás, tisztálkodás, fűtés. Ipari víz: reaktáns (pl. kénsavgyártás), oldószer, hűtő/fűtő közeg (pl. atomreaktor), mosószer (pl. vágóhidak), kimosószer (pl. bányászat). Mezőgazdasági: öntözővíz, műtrágyaoldó. 165

166 A víz körforgása A víz globális körforgása valójában nem más, mint a napenergia által működtetett hatalmas desztillációs folyamat, amelynek anyagforgalma évenként km

167 A víz körforgása Forrás: tamop412a.ttk.pte.hu 167

168 Az hidroszféra szerkezete Az óceánok (párolgás) az atmoszférán keresztül évente km 3 vizet küldenek a szárazföldre, melyet az utóbbi az óceánok felé folyékony állapotban hasonló mennyiségű vízzel kompenzál. A párolgás és a lecsapódás globális mértékben kiegyenlítik egymást. A víz körforgásában fontos szerepe van a fotoszintézisnek is. A klorofill napenergia segítségével a vízből és széndioxidból növényi szöveteket állít elő, miközben oxigén szabadul fel. Tehát az élelmiszertermelésben a víz döntő szerepet játszik. A természetes vizek oldott anyagainak minőségére és koncentrációjára a bennük lejátszódó kémiai reakciók alapvető hatást gyakorolnak. 168

169 Az hidroszféra szerkezete Az édesvizek összetételét sav-bázis reakciók, valamint oldódási és mállási folyamatok határozzák meg. Az édesvizekre jellemző továbbá, hogy csekély, erősen változó koncentrációjú oldott és szuszpendált anyagot tartalmaznak, közöttük biológiai eredetűeket is. Sótartalmuk széles határok között változhat. A talajvíz általában kevés szerves anyagot tartalmaz, mivel a kőzetek és a talaj ezeket átszűri. 169

170 Az hidroszféra szerkezete A természetes vizek öntisztulása Ha a természetes vizekben lévő szennyeződések mennyisége nem túlságosan nagy, a víz körforgása és mikroorganizmusok segítségével emberi beavatkozás nélkül megtisztul. A tisztulási folyamat során: Az oldott gázok és illékony szennyeződések levegővel történő keveredés során távoznak el. A szilárd lebegő részecskék kiülepednek vagy talajon való átszivárgás közben kiszűrődnek. A lokálisan feldúsuló anyagok koncentrációja hígulás útján csökken. A vízbe jutó élő vagy holt növényi és állati eredetű termékeket viszont baktériumok bontják le. A bonyolult összetételű szerves molekulák az elbomlás során egyszerű, a biológiai rendszerekre veszélytelen molekulákká és ionokká alakulnak át (mineralizáció). 170

171 A természetes vizek öntisztulása Amennyiben a folyamat oxigén jelenlétében játszódik le, aerob bomlásról beszélünk. Ennek a feltétele, hogy a vízben elegendő mennyiségű oldott oxigén legyen jelen. Ezt a hőmérséklet határozza meg, a hőmérséklet növekedésével az oldott oxigén mennyisége a vízben csökken. Ha a bomlás oxigéntől elzártan történik anaerob bomlásról beszélünk. Ennek során szintén egyszerűbb vegyületek keletkeznek. Az öntisztulás ilyen úton gázfejlődéssel jár, a víz sötét színű és iszapos lesz, s élővilága jórészt kipusztul. Ha az élővizekbe nagy mennyiségű tápanyag kerül (pl. nitrogén és foszfor tartalmú műtrágya), bizonyos növényi és állati szervezetek gyors növekedésnek indulnak. Ezt a folyamatot eutrofizációnak nevezzük. Ekkor az algák a vizekben elszaporodnak, ami miatt oxigénhiány lép fel, s végül a terület ki is száradhat. 171

172 Antropogén eredetű szennyező anyagok a hidroszférában 172

173 Antropogén eredetű szennyező anyagok a hidroszférában A víz, amely a legkülönfélébb anyagok számára jó oldószer, az antropogén szennyező anyagok szállítása és eloszlásának kialakulása szempontjából is rendkívül fontos szerepet játszik. A víz az antropogén felhasználás során szennyvízzé válik. A kommunális és ipari szennyvizekben lévő szennyező anyagok előtárolókba, folyókba, tavakba és tengerekbe jutnak. Itt nagyon gyakran a természetes öntisztuló képességet meghaladó terhelést idéznek elő. Ezért fizikai, kémiai és biológiai szennyvízkezelő eljárások alkalmazása szükséges, hogy a természetes vízkészletek minőségét megőrizzük. 173

174 Antropogén eredetű szennyező anyagok a hidroszférában A vízbe jutó szennyező anyagokat a következők szerint csoportosíthatjuk: 1. Fertőzést okozó ágensek: Az emberiség már évezredekkel ezelőtt szenvedett olyan betegségektől, amelyeket a tisztátlan ivóvíz okozott (kolera, fertőző májgyulladás, tífusz, stb.). Az ilyen betegségektől szenvedő ember ürüléke a kórt tovább terjeszti. Megakadályozása fertőtlenítéssel történik (pl. klórozás). 174

175 A vízbe jutó szennyező anyagok 2. Oxigént fogyasztó anyagok: A baktériumok számára a vízben csaknem valamennyi szerves anyag táplálékul szolgál, s anyagcseréjük során a szerves anyag szén-tartalma szén-dioxiddá, hidrogénjét pedig vízzé alakítja át. Ha a vízben sok szerves anyag van, az oldott oxigén annyira lecsökkenthet, hogy a magasabb rendű élőlények életműködése lehetetlenné válik. Az oldott oxigén azon mennyiségét, ami a vízben lévő szerves szennyeződések bakteriális oxidációjához szükséges, biokémiai oxigénigénynek (BOI) nevezzük. A kísérleti meghatározás során 5 napig (BOI 5 ) mérik az oxigénfogyasztást állandó hőmérsékleten, keverés mellett. 175

176 A vízbe jutó szennyező anyagok 3. Eutrofizációt okozó szennyeződések: (Nitrogén és foszfor mennyisége) Ha (műtrágyák) megnövekedik, bizonyos algafajták elszaporodnak. Ezáltal csökken az oldott oxigén szint a vizekben, s a víz élővilágának egyensúlya felborul. Az iparilag fejlett országokban az élővizek foszfor és nitrogéntartalmának mintegy 75-80%-a emberi tevékenységből származik. A foszfor fő forrása a városi szennyvíz, amelynek foszfortartalmából a mosószerek 70%-kal részesülnek. Ezek mennyiségét mindenképpen csökkenteni kell! 176

177 A vízbe jutó szennyező anyagok 4. Szerves és szervetlen vegyületek: A szintetikus szerves anyagok termelése a negyvenes évektől kezdve hirtelen megnőtt. Ezek a vegyületek hajtóanyagként, műanyagként, oldószerként, festékként, rovarölő-, gombaölő- és gyomírtó-szerekként kerültek forgalomba. Jó részük bakteriálisan nem bontható le, tehát a talajban és az élővizekben felhalmozódnak. A szennyvízből való eltávolításuk igen nehéz feladat, így a környezetbe való kijutásukat kell megakadályozni. Az élővizekbe a legtöbb szervetlen eredetű szennyeződés a műtrágyák használata során és a bányavizekből jut. Ezeket a szennyeződéseket részben meg lehet kötni kémiai úton, de nagy részük még így is a vizekben marad. A legfontosabb szennyezők: nehézfémek, oldott gázok, stb. 177

178 A vízbe jutó szennyező anyagok 5. Olajszennyeződések: Az olajszennyeződések nagy része emberi hibából jut a vizekbe. A vízbe ömlő olaj a felületen igen vékony réteget képez, így az oxigén és a szén-dioxid cseréjét a víz és az atmoszféra között megakadályozza. Az olajat szilárd adszorbensekkel lehet megkötni, vagy lefölözéssel eltávolítani. Az eltávolított olajszármazékokat leggyakrabban elégetik. 6. Szuszpendált szilárd anyagok: Az élővizekbe került szilárd részecskék a fenékiszapba jutnak, ahol számos mikroorganizmus életműködését gátolják. Ezzel a biológiai egyensúly felborul, s a magasabb rendű állatok kipusztulnak. 178

179 A vízbe jutó szennyező anyagok 7. Radioaktív hulladékok: A radioaktív anyagokból származó -, - és -sugárzás az élő szövetekre egyaránt káros, mivel ionizáló hatású. Ez azt jelenti, hogy a szöveteket alkotó atomokról elektronokat szakítanak le, módosítva ezzel azokat a vegyületeket, amelyek a szövetek felépítése és működése szempontjából alapvető fontosságúak. Az ilyen szennyező anyagok vizekbe jutását meg kell akadályozni. Radioaktív anyagok az uránbányák környékén is feldúsulhatnak az élővizekben. 179

180 A vízbe jutó szennyező anyagok 8. Felszíni vizek hőszennyezése: A hőerőművek hűtővize a folyóba vagy a tóba visszajutva a víz hőmérsékletének emelkedésével a biológiai egyensúlyt megzavarhatja. Ennek az alábbi kedvezőtlen következménye lehet: Az oldott oxigén koncentrációja a hőmérséklet növelésével csökken. A biokémiai folyamatok meggyorsulnak, ami az élőlények egy részénél az anyagcserét károsan befolyásolja. A hőmérséklet olyan nagy lehet, hogy a biokémiai egyensúly gyors megváltozása közvetlen pusztulást okoz. A hűtővizet az algásodás elkerülésére klórozzák, a klórozott víz pedig a folyóba visszajutva egyébként kívánatos mikroorganizmusokat pusztíthat el. Tehát a vizet a visszavezetés előtt le kell hűteni! 180

181 Hidroszféra: a felszíni vizek állapota napjainkban A szennyeződések 96%-a kívülről érkezik, (ezen belül Duna-Tisza 90%) meglehetősen szennyezetten, de néhány tekintetben még rontunk rajta Duna: mérsékelten szennyezett, mikrobiológiai szempontból rossz (fürdésre alig alkalmas). Tisza: mikrobiológiailag erősen szennyezett, mikroszennyezőkre nézve pedig közepesen. Tiszán kétszeri nagy ipari szennyezés + árvizek. 181

182 3. Konzultáció KÖRNYEZETI ANALITIKA 182

183 A környezeti analitika célja és feladata Az a gyors fejlődés, amely a környezeti kémiát az elmúlt évtizedekben jellemezte, az újonnan bevezetett analitikai eljárások nélkül elképzelhetetlen lett volna. A környezeti analitika szolgálja ugyanis azokat az információkat, amely: az aktuális ökológiai helyzet kiértékeléséhez, anyagáramok követéséhez, a környezet-szennyezés okainak feltárásához, továbbá védelmi intézkedések bevezetéséhez és ellenőrzéséhez szükségesek. 183

184 A környezeti analitika célja és feladata A környezetanalitika vizsgálatok elsődleges célja az lenne, hogy az ökológiai rendszerek különböző résztartományainak kvalitiatív és kvantitatív összetételét, az összetétel időbeli változását képes legyen teljességében feltárni. Ez azonban nem mindig szükséges és ésszerű. A környezet összetételére, továbbá a szennyező anyagok aktuális koncentrációjára vonatozó információkat fizikai, kémiai és biológiai módszerekkel szerezhetjük meg. A nagyteljesítményű méréstechnikák mellett a kémiai gyorsmódszereknek is nagyon fontos szerep jut. 184

185 A KÉMIAI ANALITIKA JELENTŐSÉGE, FEJLŐDÉSÉNEK IRÁNYAI Az analízis két irányba folyik: Minőségi (kvalitatív) analízis: feladata az anyagot képező komponensek azonosítása (tehát annak megállapítása, hogy a vizsgált vegyület milyen atomokból, atomcsoportokból, molekulákból, fázisokból áll, illetve a vizsgált keverék milyen vegyületeket tartalmaz). Mennyiségi (kvantitatív) analízis: feladata az anyagot képező komponensek mennyiségének, koncentrációjának, arányának a meghatározása. Az analitikai kémia e két ága szorosan összetartozik és ezeket soha nem különítjük el egymástól teljesen. 185

186 A KÉMIAI ANALITIKA JELENTŐSÉGE, FEJLŐDÉSÉNEK IRÁNYAI A kémiai analitika osztályozása történhet a vizsgálatok tárgyát képező anyagok csoportosítása szerint. Eszerint megkülönböztetünk: szervetlen kémiai és szerves kémiai analízist. A szervetlen kémiai analitikán belül beszélhetünk: fémanalitikáról, szilikátanalitikáról, stb. A szerves kémiai analitikán belül pedig ismert: szénhidrogén- fehérje- élelmiszer- gyógyszer- és biológiai anyagok analitikája. 186

187 A környezeti analitika módszerei Az analitika osztályozása az alkalmazott módszerek szerint lehetséges: 1. Régebben az elemzést olyan módszerekkel végezték, amelyek kémiai reakciókon alapultak és a mennyiségi elemzéshez csupán a tömeg és a térfogat pontos mérésére volt szükség. Ezeket a módszereket klasszikus analitikai módszereknek nevezzük. Ezen belül titrimetriát (térfogat szerinti elemzést) és gravimetriát (tömeg szerinti elemzést) különböztethetünk meg. 2. Az analitikai módszerek másik nagy csoportjába a műszeres analitikai eljárások tartoznak. Itt a jelképzés fizikai vagy fizikaikémiai kölcsönhatások révén történik. Alcsoportok: elektroanalitikai, spektrokémiai, kromatográfiás, termikus analitikai és egyéb technikák. 187

188 A környezeti analitika módszerei A műszeres analitikai technikák gyorsabb és pontosabb mérést tesznek lehetővé. Ma az analitikus a környezeti mintákból egyes elemeket ppt (1 ppt = 1 ng/l) koncentrációban is képesek kimutatni, így remélhető, hogy bármely kémiai elemet bármely környezeti mintából azonosíthatunk. 188

189 A mérési eredmény megadása Koncentrációegységek: Molaritás: oldott anyag (mol) / oldat (dm 3 ) Molalitás: oldott anyag (mol) / oldószer (kg) ppt (parts per thousand, 1 mg/g vagy 1 mg/cm 3 ): c ppt = [oldott anyag tömege/oldat tömege]x10 3 ppm (parts per million, 1 mg/kg vagy 1 mg/dm 3 ): c ppm = [oldott anyag tömege/oldat tömege]x10 6 ppb (parts per billion, 1 g/kg vagy 1 g/dm 3, ill. 1 mg/m 3 ): c ppb = [oldott anyag tömege/oldat tömege]x

190 A környezeti analitika módszerei Környezetanalitikai problémákat az alábbiak szerint oldhatunk meg: Mintavétel: Reprezentatív mintavétel a környezeti közegből (víz, talaj, levegő, hulladék stb.), oly módon, hogy a közeg összetételét lehetőleg ne befolyásoljuk. Mintaelőkészítés: A meghatározandó vegyületek koncentrációjának növelése (dúsítás) a mintában a részecskefajták minőségének megváltozása nélkül (oldószer-extrakció, kromatográfiás módszerek, ioncsere, adszorpció, stb.). Analitikai mérés: A keresett környezetkemikália kvantitatív meghatározása érzékeny mérőműszer segítségével. Utókövetkeztetés: felhasználói szintű információ nyerése a kémiai információból 190

191 Az elemzés folyamata 191

192 Az elemzés részletesebb folyamata Mintavétel, mintatárolás Laboratóriumi minta előkészítése Mintaoldat készítése Zavaró anyagok eltávolítása Kalibrálás és mérés Eredmények számítása Az eredmény értékelése és megbízhatóságának becslése (A levont következtetés akkor helyes, ha a vizsgált minta a mintavételi helyen lévő viszonyokat tükrözi.) 192

193 1. Mintavétel, a vizsgálati anyag előkészítése 193

194 Mintavétel, a vizsgálati anyag előkészítése Magát az elemzést a vizsgált anyag egy részén, a mintán végezzük. A mintakészítésnek biztosítania kell, hogy a minta jellemzői minél inkább egyezzenek a vizsgált anyag egészének jellemzőivel (a minta akkor reprezentatív, ha az egész vizsgált térrészre, anyagra jellemző), valamint, hogy a minta a méréshez megfelelő formába kerüljön. Ha pl. a vizsgálati anyag szilárd, a mérést pedig oldatban lehet végezni a mintakészítés mintavételből és oldatkészítésből áll. Az elemzési eredmény hibája nemcsak a módszertől, az elemzés végrehajtásától, de a mintavétel hibájától is függ. 194

195 A mintavételi eljárás során a következő főbb szempontokat kell figyelembe venni: A minta legyen jellemző a mintavételi ponton levő viszonyokra, A mintavétel időtartamát helyesen kell megválasztani, A mintavételi eljárás alkalmas legyen a vizsgált anyag feldúsítására, Lehetőleg legyen szelektív, Oldja meg a minta eltarthatóságát. 195

196 A minták a mintavétel módjától függően lehetnek: Pontminták, vagy részminták (egy adott időpontban, egy hely adott pontjáról vett minták), Átlagminták: Időbeli átlagminta (egy hely adott pontjáról különböző időpontokban vett minták elegye, vagy hosszabb időn át folyamatosan vett minta), Térbeli átlagminta (a vizsgálandó tér, anyag különböző pontjairól vett minták elegye), 196

197 A vizsgálatok szempontjából a minta lehet: Laboratóriumi nyersminta (még nem alkalmas a laboratóriumi vizsgálatra), Elemzési minta (kémiai és/vagy biológiai, bakteriológiai vizsgálatra alkalmasan előkészített minta) 197

198 A mintavétel A kellően megválasztott mintavételi helyen az elemzés céljainak megfelelően veszünk mintát: A.) Egyszeri mintavétel: esetén a kijelölt helyen egyetlen ponton, egy alkalommal veszünk mintát és ennek vizsgálati eredményét értékeljük. Ez csak akkor használható, ha időben és térben állandó, vagy közel állandó a vizsgálandó anyag (mélyen fekvő talajvíz, mélyfúrású kút vize, talajok), esetleg rendkívüli szennyezés történt. 198

199 A mintavétel B.) Sorozatminta: vételével legtöbb esetben kielégíthetjük a követelményeket. A mintavétel térben és időben egyszeri mintavételekből tevődik össze, pontminta vagy átlagminta vételével. C.) Periódikus mintavétel: erre meghatározott időközönként kerül sor sorozatminta formájában. Ilyenkor a vizsgált közeg időbeli változására, vagy a vizsgált komponensek és pl. a vízhozam, vagy a szélirány, a hőmérséklet közötti összefüggésre vagyunk kíváncsiak. 199

200 A mintavétel D.) Automatikus mintavételre: a csapadék, a levegő, a víz esetében van lehetőség, illetve gyakorlat. A mintavevők pontminták és/vagy átlagminták gyűjtésére alkalmasak. Az automatikus mintavevőknél a mintavétel gyakorisága, a minták mennyisége tág határok között szabályozható. Rövid idejű 1-30 perces és hosszúidejű órás mintavételek a gyakoriak. 200

201 Mintavételi eljárások Homogén, tiszta anyag: Ilyen anyag vizsgálata esetén ha az anyagnak nem szennyezettségére, hanem kémiai összetételére vagyunk kíváncsiak előzetes tisztítást (kristályosítás, desztilláció, szárítás) végzünk. Összetett anyagok: Ebben az esetben átlagmintát kell venni. A minta átlagösszetételének meg kell egyeznie a vizsgálandó anyag összetételével. Szilárd anyag: A szilárd anyagok mintavételezése a legnehezebb feladat, ennek oka az, hogy esetükben nagymértékű inhomogenitással kell számolni. 201

202 Szilárd anyag mintavételezése Aprítással, szitálással, keveréssel segítjük elő az egyenletes összetétel kialakulását. A mintát kör alakban egyenletesen kiterítjük, megnegyedeljük, a két szemben lévő negyedet eldobjuk, a másik kettőt egyesítjük. Újból aprítjuk, majd újra átlózzuk. A mennyiséget addig csökkentjük, míg laboratóriumi dörzsmozsárba vihető nem lesz. Ekkor nagyon finomra porítjuk, majd megfelelő edényben és megfelelő körülmények között tároljuk. 202

203 Mintavételi eljárások Fémek esetén: Ügyelni kell arra, hogy a fémtömben lehűlés következtében a szennyező anyagok differenciálódnak. Furással, forgácsolással a tömb több helyéről veszünk mintát. Folyadékok mintavétele: A céltól függően vagy nyugvó oldatból, vagy intenzív keverés után veszünk mintát. Megkülönböztetünk pont- és átlagmintavételt. 203

204 Folyadékok mintavétele a., A pontmintavétel: A vett folyadékminta a vizsgálandó folyadéknak azon kis térfogatelemét reprezentálja ahonnan a mintavétel történt. Pontmintavételre alkalmas ha egy folyadékba egy üvegcsövet úgy merítünk a folyadék felszíne alá, a kívánt pontmintavételi mélységig, hogy a cső felső nyílását dugóval, csappal vagy az ujjunkkal lezárjuk, s a kívánt mélység elérésekor e zárást megszüntetjük. Mikor a cső megtelt bezárjuk. A mintát a mintatartó edénybe töltjük. Olyan pontmintákból, amelyek összekeverése az átlagmintában minőségi változást eredményez, átlagmintát készíteni nem szabad! 204

205 Folyadékok mintavétele b., Az átlagmintavétel: A reprezentatív mintavétel a vizsgálandó folyadék lehető legnagyobb térfogatára terjesztjük ki úgy, hogy a vizsgálathoz vett átlagminta optimálisan reprezentálja azon nagy térfogatot, melyből a mintát vettük. Átlagmintavételkor a korábban említett üvegcsövet úgy merítjük a folyadék alá, hogy mindkét vége nyitott. Ekkor a fokozatosan mélyebbre hatoló csőbe arról a helyről áramlik be a folyadék, ahol éppen a cső alsó vége van. Így a felszín egy-egy pontjáról mélységi átlagmintát vehetünk. Ma már ismeretek folyamatos mintavevők, melyek pont- vagy átlagminta gyűjtésére alkalmasak (levegő esetén is). Ezeknél a készülékeknél a mintavétel gyakorisága, a minták mennyisége tág határok között szabályozható. Rövid idejű (1-30 perc) vagy hosszú idejű (24-48 óra) mintavételek a gyakoriak. 205

206 Folyadékok mintavétele 206

207 Mintavételi eljárások Gázok mintavétele: (pl. levegő, stb.) Gázmintavételnél fontos, hogy a mintavevő edény megfelelő zárófolyadékot tartalmazzon. Az itt használatos berendezések: a különféle szondák, pormintavevők, áramlásmérők. Mintavételnél a nyomást, hőmérsékletet és a térfogatot is fel kell jegyezni. 207

208 Mintatárolás, tartósítás Ideális esetben a mintavétellel egyidőben kellene az anyagok vizsgálatát végezni. A mintavétel és az elemzés közötti időben ugyanis fizikai, kémiai, esetleg biológiai ill. bakterológiai változások következhetnek be a mintán. Igen fontos feladat a vett minták megfelelő tárolása (pl. hűtve 4 fokon) és a tárolóedények helyes megválasztása. Bizonyos esetekben a tárolás mellett a mintát tartósítani kell (sav, lúg, szerves oldószer hozzáadásával), hogy az anyag jellemző tulajdonságait megőrizzük. Esetlegesen kivonatkészítés szükséges (pl. vizes vagy KCl-os talajkivonat). Csak olyan anyagú edényekben szabad tárolni a mintát, melyben eredeti tulajdonságait megőrzi, azaz az edény anyagával a minta nem lép kölcsönhatásba. 208

209 A minta tartósítása történhet: Megfelelően záró mintatároló edény alkalmazásával, Az adott komponens fixálásával, megkötésével, Megfelelő, az analízist nem anyagokkal (sav, lúg, oldószer), zavaró kémiai A minta hűtésével hőmérsékleten), (többnyire +4ºC Kivonat készítésével. Mivel a tartósítási eljárások sem védik meg tökéletesen a mintákat, ezért a tartósított mintákat a lehető legrövidebb időn belül fel kell dolgozni! 209

210 A minta laboratóriumi feldolgozása A szilárd anyagot rendszerint kiterítve, levegőn szárítjuk, majd a légszáraz anyagot porítjuk és üvegdugós üvegben tároljuk. A minta nedvességtartalmának meghatározása rendszerint szárítószekrényben történő szárítással (105 vagy 110 C) és súlyváltozás mérésével történik. Szilárd mintáknál aprítás, őrlés, szitálás, homogenizálás, illetve esetlegesen más műveletek (ülepítés, felúsztatás, centrifugálás) is szükséges lehet. A vizsgálathoz bemérendő minta mennyisége, ha a főalkotót kívánjuk meghatározni mg, ha szennyező alkotót 1-10 g is lehet. Az anyag bemérése analitikai mérlegen történik (4 tizedes pontosság). (A mérés hibája: 0,2 mg). 210

211 A minta laboratóriumi feldolgozása Más módon a nagyobb mennyiségű, pontosan lemért mintát feloldjuk és pontosan ismert térfogatú törzsoldatból mérünk ki pipettával ismert térfogatú részleteket elemzés céljára. A minta oldása: A módszerek legnagyobb része az egyes alkotóknak oldatban történő meghatározására alkalmas. Oldás után gyakran szükséges szűrés, melyet megfelelő pórusméretű (pl. 0,45 m) szűrőközegen át végzünk. Ennek célja a nem oldott részek visszatartása. A bemért vizsgálandó anyagot mindig maradék nélkül kell oldatba vinni ahhoz, hogy mennyiségi eredményt kapjunk. A vizsgált szilárd anyag feloldása történhet: vízben, híg sav vagy lúg oldatban. Szerves anyagok feloldása esetleg alkoholban, benzolban, petroléterben. 211

212 A minta laboratóriumi feldolgozása Szervetlen alkotók meghatározása esetén gyakran erőteljesebb beavatkozás szükséges (oldás sósavban, salétromsavban, királyvízben, kénsavban vagy perklórsavban). Savban, melegítés közben sem oldódó anyagokat feltáróanyaggal keverve hevítéssel megömlesztjük, feltárjuk. A feltárás célja vízben oldható vegyületek előállítása. Fajtái: roncsolás, ömlesztés. Feltárószerek: Lúgos feltárószerek: nátrium-hidroxid (NaOH), kálium-hidroxid (KOH), nátrium-karbonát (Na 2 CO 3 ), kálium-karbonát (K 2 CO 3 ). Savas feltárószerek: kálium-hidrogén-szulfát (KHSO 4 ), kálium-piroszulfát (K 2 S 2 O 7 ). Oxidáló feltárószerek: Na 2 O, KClO 3, KNO 3. Redukáló feltárószerek: szén, kálium-cianid (KCN). 212

213 2. Analitikai mérés Az analitikai mérés két fő részből áll: jelképzésből és jelértelmezésből. A jelképzés során a minta valamilyen fizikai és/vagy kémiai folyamatban, kölcsönhatásban vesz részt, és ennek eredménye a jel. A jelből a kémiai (összetételi) információt a jelértelmezés állítja elő. Módszerek: Klasszikus analitikai módszerek Műszeres analitikai módszerek 213

214 Az analitikai módszer megválasztásakor figyelembe kell venni: a rendelkezésre álló minta mennyiségét a meghatározandó komponens mennyiségét és arányát az anyagban a kísérő anyagok természetét és mennyiségét az analízis célját a megkövetelt pontosságot a munkához rendelkezésre álló időt a rendelkezésre álló eszközöket (műszer, reagens, stb.) 214

215 Az elemzés eredményének megbízhatósága A mérési eredmény a megismerni kívánt mennyiséget (pl. a keresett koncentrációt) csak többé-kevésbé közelítheti jól. Ezért van szükség az analitikai mérések megbízhatóságának leírására, a mérési eredményt befolyásoló tényezők, folyamatok áttekintésére. Az analitikai mérési eredményt a valódi érték és a hiba összegének tekintjük, az utóbbit pedig két taggal, a rendszeres és a véletlenszerű hibával írjuk le. Mérési eredmény = valódi érték + hiba = = valódi érték + rendszeres hiba + véletlenszerű hiba 215

216 1. Rendszeres hibák A rendszeres (szisztematikus) hibák létrejöttét mint determinisztikus folyamatot tekintjük, vagyis feltételezzük, hogy az ilyen hibát bizonyos tényezők egyértelműen meghatározzák. A hiba nagyságát függvényekkel írjuk le. A rendszeres hiba fajtái: a. Additív hiba: az eredmény a valódi értéknél egy állandó eltéréssel mindig nagyobb vagy kisebb; b. A valódi értéktől függő hiba: a hiba lehet a valódi értékkel egyenesen arányos vagy függhet tőle nemlineárisan; c. Más tényezőktől függő hiba: pl. a mérendő komponens mellett jelenlévő anyagtól, hőmérséklettől, az előzőleg mért értéktől stb. 216

217 Mért érték-valódi érték ábrázolása rendszeres hibák esetén A 45 -os egyenes a hibamentes értéknek felel meg 217

218 Rendszeres hibák Az additív és a valódi értéktől függő rendszeres hibákat általában könnyű kiküszöbölni (pl. újrakalibrálással). Az egyéb tényezőtől függő hatás felismerése nehezebb. Külön figyelmet érdemelnek a kísérő komponensek által okozott hibák. A mérendő, meghatározandó alkotót, az analátot kísérő anyagok együttesét mátrixnak szokták nevezni. A mátrix anyagai két módon zavarhatják a mérést: Bizonyos alkotók adhatnak ugyanolyan jelet, mint az analát; ezt interferenciának nevezzük. Más esetekben a kísérő anyag nem ad jelet, de megváltoztatja a mérendő komponensre vonatkozó érzékenységet ez a mátrixhatás. 218

219 2. Véletlenszerű hibák A véletlenszerű hibákat valószínűségi folyamatok eredményének tekintjük, nagyságukra gyakran igen sok tényező hat. Leírásukra a valószínűség-számítás és a matematikai statisztika eszközeit használjuk. Matematikai szempontból a véletlenszerű hibák valószínűségi változók, melyek jellemzőit véges számú mérés alapján becsüljük. A véletlenszerű hiba összetevői: Véletlen (random) hiba: várható értéke nulla, szórása véges. Ez a típus mindig fellép, sok, egyenként kis hatás következményeképp. Gyakran normális eloszlású, és statisztikai eszközökkel jól leírható. Kiugró érték (outlier): időnként fellépő jelentős hatás(ok) következménye. Rendkívüli hiba (biunder): értelmetlen mérés. 219

220 3. Az elemzés befejezése Az elemzési folyamatot az utókövetkeztetés zárja le. Míg az analitikai mérési folyamat a vizsgált minta összetételéről szolgáltat adatot, az elemzés célja a vizsgálati anyag egészének jellemzése, gyakran felhasználói szem-pontból. 220

221 Környezeti analitika és környezeti kémia A környezetünkről szerzett analitikai információk, továbbá az ökológiai rendszerekben lejátszódó folyamatok ismerete a kemodinamikai (tovaterjedés modellezése) vizsgáló módszerek eredményeinek fontos kiegészítését jelentik. Az ökokemikáliák fizikai-kémiai sajátságaiból kiinduló kemodinamikai megoszlási és terjedési mechanizmus vizsgálatok pedig arra irányulnak, hogy az antropogén vegyületek viselkedését a természetben prognosztizálhassuk. 221

222 A környezetanalitika vizsgálatok további javításának lehetséges irányai A gyorsaság, a szelektivitás és az érzékenység növelése. A rutinvizsgálatok automatizálása. Érzékeny analitika módszerek alkalmazása bonyolult összetételű mátrixok esetén. Adott kémiai elem különböző részecskefajtáinak elválasztása és külön történő vizsgálata. Termodinamikailag instabil vegyületek és labilis szerkezetek meghatározása. A szennyezőanyag-átalakulás kinetikai jellemzőinek mérése. Előrelépés a nagy molekulatömegű vegyületek kísérleti meghatározásában. Környezetanalízisek tervezése és kiértékelése számítástechnika segítségével. 222

223 1. KLASSZIKUS ANALITIKAI MÓDSZEREK GRAVIMETRIA 223

224 GRAVIMETRIA A tömegszerinti (súlyszerinti) elemzés, más néven gravimetria az analízis elválasztási módszerei közé tartozik. Lényege, hogy a vizes oldat formájában előkészített mintából az ionos formájú mérendő alkotót oldhatatlan csapadék formájában leválasztjuk, s a csapadék vagy a belőle nyert végtermék tömegéből számítjuk ki az alkotó mennyiségét. A klasszikus analízisben ezen kívül például extrakcióval, desztillációval, illetve gázképződéssel járó reakciókkal választhatunk el anyagokat. 224

225 GRAVIMETRIA 225

226 GRAVIMETRIA Pl. Vizes talajkivonat vagy más előkészített környezeti minta szulfát-ion tartalma Ba 2+ -ionok (BaCl 2 ) segítségével meghatározható úgy, hogy a vizsgálandó iont BaSO 4 csapadékká alakítjuk, majd gravimetriás tömegmérésből következtetünk a minta szulfát-ion tartalmára: Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 96 g 235,3 g x/235,3. 96 g x g 226

227 A gravimetria fő lépései és a velük szemben támasztott követelmények 1. Mintaelőkészítés: általában híg mintaoldat előállítása. Az ehhez szükséges műveletek (oldás, esetleg feltárás vagy a zavaró komponens előzetes elválasztása), nem járnak anyagveszteséggel. 2. A csapadék leválasztása: a lecsapásnak mennyiséginek (kvantitatívnak) kell lennie. Mivel a klasszikus analitikai eljárásokkal általában 0,1 %-os nagyságrendű megbízhatóság érhető el, ez azt jelenti, hogy a csapadéknak az alkotó legalább 99,9 %-át kell tartalmaznia. Kívánatos, hogy a csapadék lehetőleg minél tisztább is legyen, bár bizonyos szennyezőket a következő lépésekben még el lehet távolítani. 3. A csapadék szűrése mosása: az anyagveszteség itt is elkerülendő! 4. Szárítás vagy hőkezelés: (esetleg egyéb átalakítás): olyan végterméket kell előállítanunk, mely a mérendő alkotót mennyiségileg tartalmazza, sztöchiometrikus összetételű és stabil. 5. Tömegmérés, számítás: 227

228 GRAVIMETRIA A gravimetriás analízis előnyei: egyszerű és olcsó nem kíván kalibrálást (kivéve a mérleg) nagy pontosság főkomponens mérésére kiváló Hátrányai: lassú és munkaigényes, kicsi érzékenység, szelektivitása nem elég jó. 228

229 GRAVIMETRIA Néhány környezetanalitikai példa a gravimetria alkalmazására 229

230 Vízben előforduló összes oldott és oldhatatlan (lebegő, vagy ülepedő) anyag meghatározása: 1. Összes száraz maradék meghatározása (mg/dm 3 ) A nem illó oldott és oldhatatlan anyagok mennyiségét megkapjuk, ha egy lemért térfogatú vízmintát adott körülmények között (105 C, 180 C vagy 260 C hőmérsékleten) bepárolunk, súlyállandóságig szárítunk, majd a tömegét mérjük. 230

231 Vízben előforduló összes oldott és oldhatatlan (lebegő, vagy ülepedő) anyag meghatározása: 2. Bepárlási maradék (mg/dm 3 ) Vizekben a nem illékony, oldott anyag mennyisége, amit adott körülmények között (szűrő típusa, pórus mérete, bepárlási hőmérséklet) készítünk elő és mérünk. 3. Izzítási maradék (mg/dm 3 ) Az az anyagmennyiség, amelyet a bepárlási maradék izzítása után mérünk. (Izzítás C-on, 1 óra hosszat). 231

232 Vízben előforduló összes oldott és oldhatatlan (lebegő, vagy ülepedő) anyag meghatározása: 4. Oldhatatlan anyag tartalom (mg/dm 3 ) A szuszpendált, ülepedő és lebegő anyag tartalom együttvéve, amit meghatározott paraméterek mellett szűrnek és mérnek. 5. Gravimetriás szulfátion meghatározás A szulfátion meghatározására viszonylag kevés analitikai módszer áll rendelkezésünkre. Nagy szulfát-ion tartalmú vizek és talajkivonatok elemzésére báriumsóval, vagy 2- aminoperimidinum reagenssel történő lecsapással gravimetriás módszert is alkalmazhatunk. 232

233 Vízben előforduló összes oldott és oldhatatlan (lebegő, vagy ülepedő) anyag meghatározása: 6. Víztartalom meghatározás talajokban és növényekben gravimetriás módszerrel: A meghatározás során mérjük az eredeti nedves minta tömegét, majd 105 C-on szárítjuk a mintát, lehűtés után újból mérjük. A szárítást súlyállandóságig végezzük. A talajok, növények egyes komponensei változást szenvedhetnek még 105 C-on történő szárítás mellett is, ezért ilyen esetekben a szárítást csak 30 C-on végzik legalább 24 órán keresztül. 233

234 Vízben előforduló összes oldott és oldhatatlan (lebegő, vagy ülepedő) anyag meghatározása: 7. Vas-tartalom meghatározása Fe(III)-oxid formájában: A Fe 3+ -ionokat hidroxid alakjában csapjuk le. Ha az oldat Fe 2+ ionokat is tartalmaz, ezt pl. brómos vízzel előzetesen oxidáljuk. A leválasztást 1-2 % NH 4 Cl tartalmú oldatból melegen, ammóniával végezzük el. A csapadék egy kolloid aggregátum, amely nem sztöchiometrikus összetételű. Melegen, szűrőpapíron szűrjük és NH 4 NO 3 -os vízzel mossuk az anyagot. Szárítás, majd C-os izzítás után a mérési forma Fe 2 O

235 1. KLASSZIKUS ANALITIKAI MÓDSZEREK TITRIMETRIA 235

236 TITRIMETRIA A térfogatos analízis (titrimetria) azon alapul, hogy az oldat formájában előkészített minta mérendő alkotóját egy reagens ismert koncentrációjú oldatával, a mérőoldattal reagáltatjuk és a mérendő alkotó kémiai mennyiségét a reakcióhoz felhasznált mérőoldat térfogatóból (a fogyásból) számítjuk. A mérőoldatok szokásos koncentrációja tól 1 M-ig terjed. A mérőoldatot a mintához fokozatosan, kis részletekben adjuk hozzá (automatizálás is lehetséges) ez a titrálás. 236

237 TITRIMETRIA Megfelelő módszerrel jelezzük (indikáljuk), hogy a hozzáadott reagens mennyisége a reakció sztöchiometriája szerint mikor válik egyenértékűvé a mérendő alkotó kémiai mennyiségével. Ezt az állapotot egyenértékpontnak (ekvivalenciapontnak) nevezzük. A gyakorlatban végpontjelzésről beszélünk, az alkalmazott módszer ugyanis nem feltétlenül pontosan az egyenértékpontban jelez. A térfogatos elemzéshez olyan reakcióra van szükség, amelyek: szigorúan sztöchiometrikusak, gyorsan (pillanatszerűen) egyensúlyra vezetnek, és egyensúlyúk a kívánt irányba el van tolva. 237

238 TITRIMETRIA A kémiai folyamat (illetve az egyensúly) típusa szerint beszélünk: sav-bázis komplexometriás redoxi-reakciókon alapuló és csapadékos titrálásokról. Általános kémia III. ea 238

239 TITRIMETRIA A végpontjelzés lehet: Kémiai végpontjezés: Ekkor az egyenértékpontban vagy annak közelében látható változást (rendszerint színváltozást) mutat a reakcióelegybe kis mennyiségben bevitt indikátor (jelzőfesték), esetleg valamelyik reaktáns. Az indikátor reakciója rendszerint hasonló jellegű, mint maga a titrálási folyamat. Műszeres végpontjelzés: Valamilyen fizikai vagy fizikai-kémiai jellemzőt követünk a reakcióelegyben (pl. redoxipotenciál, ph, vezetőképesség, abszorpció változás) és ennek változása alapján állapítjuk meg a végpontot. 239

240 TITRIMETRIA Kémiai végpontjelzés 240

241 TITRIMETRIA Műszeres végpontjelzés 241

Környezeti kémia II. A légkör kémiája

Környezeti kémia II. A légkör kémiája Környezeti kémia II. A légkör kémiája 2012.09.28. A légkör felépítése Troposzféra: ~0-15 km Sztratoszféra: ~15-50 km Mezoszféra: ~50-85 km Termoszféra: ~85-500 km felső határ: ~1000 km definiálható nehezen

Részletesebben

A Föld kéreg: elemek, ásványok és kőzetek

A Föld kéreg: elemek, ásványok és kőzetek A Föld kéreg: elemek, ásványok és kőzetek A Föld szerkezete: réteges felépítés... Litoszféra: kéreg + felső köpeny legfelső része Kéreg: elemi, ásványos és kőzettani összetétel A Föld különböző elemekből

Részletesebben

Környezetgazdaságtan alapjai

Környezetgazdaságtan alapjai Környezetgazdaságtan alapjai PTE PMMIK Környezetmérnök BSc Dr. Kiss Tibor Tudományos főmunkatárs PTE PMMIK Környezetmérnöki Tanszék kiss.tibor.pmmik@collect.hu A FÖLD HÉJSZERKEZETE Földünk 4,6 milliárd

Részletesebben

TALAJVÉDELEM XI. A szennyezőanyagok terjedését, talaj/talajvízbeli viselkedését befolyásoló paraméterek

TALAJVÉDELEM XI. A szennyezőanyagok terjedését, talaj/talajvízbeli viselkedését befolyásoló paraméterek TALAJVÉDELEM XI. A szennyezőanyagok terjedését, talaj/talajvízbeli viselkedését befolyásoló paraméterek A talajszennyezés csökkenése/csökkentése bekövetkezhet Természetes úton Mesterséges úton (kármentesítés,

Részletesebben

BIOLÓGIAI PRODUKCIÓ. Az ökológiai rendszerekben végbemenő szervesanyag-termelés. A növények >fotoszintézissel történő szervesanyagelőállítása

BIOLÓGIAI PRODUKCIÓ. Az ökológiai rendszerekben végbemenő szervesanyag-termelés. A növények >fotoszintézissel történő szervesanyagelőállítása BIOLÓGIAI PRODUKCIÓ Az ökológiai rendszerekben végbemenő szervesanyag-termelés. A növények >fotoszintézissel történő szervesanyagelőállítása az elsődleges v. primer produkció; A fogyasztók és a lebontók

Részletesebben

ÁSVÁNYOK ÉS MÁS SZILÁRD RÉSZECSKÉK AZ ATMOSZFÉRÁBAN

ÁSVÁNYOK ÉS MÁS SZILÁRD RÉSZECSKÉK AZ ATMOSZFÉRÁBAN ÁSVÁNYOK ÉS MÁS SZILÁRD RÉSZECSKÉK AZ ATMOSZFÉRÁBAN A Föld atmoszférája kolloid rendszerként fogható fel, melyben szilárd és folyékony részecskék vannak gázfázisú komponensben. Az aeroszolok kolloidális

Részletesebben

AZ ÉLETTELEN ÉS AZ ÉLŐ TERMÉSZET

AZ ÉLETTELEN ÉS AZ ÉLŐ TERMÉSZET AZ ÉLŐ ÉS AZ ÉLETTELEN TERMÉSZET MEGISMERÉSE AZ ÉLETTELEN ÉS AZ ÉLŐ TERMÉSZET Az élőlények és az élettelen természet kapcsolata. Az élettelen természet megismerése. A Földdel foglalkozó tudományok. 1.

Részletesebben

Bevezetés az ökológiába Szerkesztette: Vizkievicz András

Bevezetés az ökológiába Szerkesztette: Vizkievicz András Vizsgakövetelmények Ismerje a(z élettelen és élő) környezet fogalmát. Elemezzen tűrőképességi görbéket: minimum, maximum, optimum, szűk és tág tűrés. Legyen képes esettanulmányok alapján a biológiai jelzések

Részletesebben

Papp Sándor. BIOGEOKÉMIA körfolyamatok a természetben

Papp Sándor. BIOGEOKÉMIA körfolyamatok a természetben Papp Sándor BIOGEOKÉMIA körfolyamatok a természetben PAPP SÁNDOR BIOGEOKÉMIA Körfolyamatok a természetben Veszprémi Egyetemi Kiadó Veszprém, 2002 Copyright Veszprémi Egyetemi Kiadó, 2002 Megjelent elektronikus

Részletesebben

A nitrogén körforgalma. A környezetvédelem alapjai május 3.

A nitrogén körforgalma. A környezetvédelem alapjai május 3. A nitrogén körforgalma A környezetvédelem alapjai 2017. május 3. A biológiai nitrogén körforgalom A nitrogén minden élő szervezet számára nélkülözhetetlen, ún. biogén elem Részt vesz a nukleinsavak, a

Részletesebben

KÖRNYEZETGAZDÁLKODÁS Az ember és környezete, ökoszisztémák. Dr. Géczi Gábor egyetemi docens

KÖRNYEZETGAZDÁLKODÁS Az ember és környezete, ökoszisztémák. Dr. Géczi Gábor egyetemi docens KÖRNYEZETGAZDÁLKODÁS Az ember és környezete, ökoszisztémák. Dr. Géczi Gábor egyetemi docens Ember és környezete az idő függvényében Barótfi, 2008 Ember és környezete az idő függvényében Barótfi, 2008 Nooszféra

Részletesebben

Természetes vizek, keverékek mindig tartalmaznak oldott anyagokat! Írd le milyen természetes vizeket ismersz!

Természetes vizek, keverékek mindig tartalmaznak oldott anyagokat! Írd le milyen természetes vizeket ismersz! Összefoglalás Víz Természetes víz. Melyik anyagcsoportba tartozik? Sorolj fel természetes vizeket. Mitől kemény, mitől lágy a víz? Milyen okokból kell a vizet tisztítani? Kémiailag tiszta víz a... Sorold

Részletesebben

Az elemek szintézise. Környezeti kémia. Elemgyakoriságok az univerzumban Elemgyakoriságok az univerzumban: lineáris ábrázolás

Az elemek szintézise. Környezeti kémia. Elemgyakoriságok az univerzumban Elemgyakoriságok az univerzumban: lineáris ábrázolás Az elemek szintézise Környezeti kémia 2. Előadás A természeti környezet evolúciója Univerzum kialakulása: 13-15 milliárd évvel ezelőtt Ősrobbanás : neutrongáz robbanása neutronok és protonok deutérium-

Részletesebben

Tartalmi követelmények kémia tantárgyból az érettségin K Ö Z É P S Z I N T

Tartalmi követelmények kémia tantárgyból az érettségin K Ö Z É P S Z I N T 1. Általános kémia Atomok és a belőlük származtatható ionok Molekulák és összetett ionok Halmazok A kémiai reakciók A kémiai reakciók jelölése Termokémia Reakciókinetika Kémiai egyensúly Reakciótípusok

Részletesebben

Litoszféra fő-, mikro- és nyomelemgeokémiája

Litoszféra fő-, mikro- és nyomelemgeokémiája Litoszféra fő-, mikro- és nyomelemgeokémiája Elemek >1.0 tömeg%-ban főelemek (főleg litofil, refrakter és illó) 0.1-1.0 tömeg%-ban mikroelemek < 0.1 tömeg% nyomelemek A kontinentális kéreg főelemei, (Winter,

Részletesebben

A FÖLD BELSŐ SZERKEZETE

A FÖLD BELSŐ SZERKEZETE A FÖLD BELSŐ SZERKEZETE 1) A Föld kialakulása: Mai elméleteink alapján a Föld 4,6 milliárd évvel ezelőtt keletkezett Kezdetben a Föld izzó gázgömbként létezett, mint ma a Nap A gázgömb lehűlésekor a Föld

Részletesebben

A levegő Szerkesztette: Vizkievicz András

A levegő Szerkesztette: Vizkievicz András A levegő Szerkesztette: Vizkievicz András A levegő a Földet körülvevő gázok keveréke. Tiszta állapotban színtelen, szagtalan. Erősen lehűtve cseppfolyósítható. A cseppfolyós levegő világoskék folyadék,

Részletesebben

A LÉGKÖR SZERKEZETE ÉS ÖSSZETÉTELE. Környezetmérnök BSc

A LÉGKÖR SZERKEZETE ÉS ÖSSZETÉTELE. Környezetmérnök BSc A LÉGKÖR SZERKEZETE ÉS ÖSSZETÉTELE Környezetmérnök BSc A LÉGKÖR SZERKEZETE A légkör szerkezete kémiai szempontból Homoszféra, turboszféra -kb. 100 km-ig -turbulens áramlás -azonos összetétel Turbopauza

Részletesebben

Jegyzet. Kémia, BMEVEAAAMM1 Műszaki menedzser hallgatók számára Dr Csonka Gábor, egyetemi tanár Dr Madarász János, egyetemi docens.

Jegyzet. Kémia, BMEVEAAAMM1 Műszaki menedzser hallgatók számára Dr Csonka Gábor, egyetemi tanár Dr Madarász János, egyetemi docens. Kémia, BMEVEAAAMM Műszaki menedzser hallgatók számára Dr Csonka Gábor, egyetemi tanár Dr Madarász János, egyetemi docens Jegyzet dr. Horváth Viola, KÉMIA I. http://oktatas.ch.bme.hu/oktatas/konyvek/anal/

Részletesebben

NEM KONSZOLIDÁLT ÜLEDÉKEK

NEM KONSZOLIDÁLT ÜLEDÉKEK NEM KONSZOLIDÁLT ÜLEDÉKEK Fekete-tenger Vörös-tenger Nem konszolidált üledékek Az elsődleges kőzetek a felszínen mállásnak indulnak. Nem konszolidált üledékek: a mállási folyamatok és a kőzettéválás közötti

Részletesebben

Légszennyezés. Molnár Kata Környezettan BSc

Légszennyezés. Molnár Kata Környezettan BSc Légszennyezés Molnár Kata Környezettan BSc Száraz levegőösszetétele: oxigén és nitrogén (99 %) argon (1%) széndioxid, héliumot, nyomgázok A tiszta levegő nem tartalmaz káros mennyiségben vegyi anyagokat!

Részletesebben

A FÖLD VÍZKÉSZLETE. A felszíni vízkészlet jól ismert. Összesen 1 384 000 000 km 3 víztömeget jelent.

A FÖLD VÍZKÉSZLETE. A felszíni vízkészlet jól ismert. Összesen 1 384 000 000 km 3 víztömeget jelent. A FÖLD VÍZKÉSZLETE A felszíni vízkészlet jól ismert. Összesen 1 384 000 000 km 3 víztömeget jelent. Megoszlása a következő: óceánok és tengerek (világtenger): 97,4 %; magashegységi és sarkvidéki jégkészletek:

Részletesebben

Szervetlen kémia I. kollokvium, (DEMO) , , K/2. Írják fel a nevüket, a Neptun kódjukat és a dátumot minden lapra!

Szervetlen kémia I. kollokvium, (DEMO) , , K/2. Írják fel a nevüket, a Neptun kódjukat és a dátumot minden lapra! Szervetlen kémia I. kollokvium, (DEMO) 16. 05. 17., 00-12 00, K/2 Írják fel a nevüket, a Neptun kódjukat és a dátumot minden lapra! TESZT KÉRDÉSEK Kérdésenként 60 s áll rendelkezésre a válaszadásra. Csak

Részletesebben

MÉRNÖKI METEOROLÓGIA

MÉRNÖKI METEOROLÓGIA MÉRNÖKI METEOROLÓGIA (BME GEÁT 5128) Bevezetés, alapfogalmak, a légkör jellemzői, összetétele, kapcsolat más szférákkal Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Áramlástan Tanszék, 2008 Dr. Goricsán

Részletesebben

Agroökológiai rendszerek biogeokémiai ciklusai és üvegházgáz-kibocsátása

Agroökológiai rendszerek biogeokémiai ciklusai és üvegházgáz-kibocsátása Agroökológiai rendszerek biogeokémiai ciklusai és üvegházgáz-kibocsátása Biogeokémiai ciklusok általános jellemzői: kompartmentek vagy raktárak tartózkodási idő áramok (fluxusok) a kompartmentek között

Részletesebben

10. előadás Kőzettani bevezetés

10. előadás Kőzettani bevezetés 10. előadás Kőzettani bevezetés Mi a kőzet? Döntően nagy földtani folyamatok során képződik. Elsősorban ásványok keveréke. Kőzetalkotó ásványok építik fel. A kőzetalkotó komponensek azonban nemcsak ásványok,

Részletesebben

Általános Kémia, BMEVESAA101

Általános Kémia, BMEVESAA101 Általános Kémia, BMEVESAA101 Dr Csonka Gábor, egyetemi tanár Az anyag Készítette: Dr. Csonka Gábor egyetemi tanár, csonkagi@gmail.com 1 Jegyzet Dr. Csonka Gábor http://web.inc.bme.hu/csonka/ Óravázlatok:

Részletesebben

Általános Kémia, BMEVESAA101 Dr Csonka Gábor, egyetemi tanár. Az anyag Készítette: Dr. Csonka Gábor egyetemi tanár,

Általános Kémia, BMEVESAA101 Dr Csonka Gábor, egyetemi tanár. Az anyag Készítette: Dr. Csonka Gábor egyetemi tanár, Általános Kémia, BMEVESAA101 Dr Csonka Gábor, egyetemi tanár Az anyag Készítette: Dr. Csonka Gábor egyetemi tanár, csonkagi@gmail.com 1 Jegyzet Dr. Csonka Gábor http://web.inc.bme.hu/csonka/ Facebook,

Részletesebben

Az anyagi rendszer fogalma, csoportosítása

Az anyagi rendszer fogalma, csoportosítása Az anyagi rendszer fogalma, csoportosítása A bemutatót összeállította: Fogarasi József, Petrik Lajos SZKI, 2011 1 1 A rendszer fogalma A körülöttünk levő anyagi világot atomok, ionok, molekulák építik

Részletesebben

Természetes környezet. A bioszféra a Föld azon része, ahol van élet és biológiai folyamatok mennek végbe: kőzetburok vízburok levegőburok

Természetes környezet. A bioszféra a Föld azon része, ahol van élet és biológiai folyamatok mennek végbe: kőzetburok vízburok levegőburok Természetes környezet A bioszféra a Föld azon része, ahol van élet és biológiai folyamatok mennek végbe: kőzetburok vízburok levegőburok 1 Környezet természetes (erdő, mező) és művi elemekből (város, utak)

Részletesebben

A TÁJ MINT A FÖLDI ÉLET KÖRNYEZETE

A TÁJ MINT A FÖLDI ÉLET KÖRNYEZETE Krajina ako prostredie života na Zemi A TÁJ MINT A FÖLDI ÉLET KÖRNYEZETE 2017. 01. 16. 1 Az élet keletkezése és fejlődése 4,5 milliárd éves Föld, az élet létrejöttének tere a földrajzi környezet kb. 3,5

Részletesebben

A Nap és a bolygók: a kozmikus gáz- és porfelhő lokális sűrűsödéséből

A Nap és a bolygók: a kozmikus gáz- és porfelhő lokális sűrűsödéséből A LÉGKÖR EREDETE A Nap és a bolygók: a kozmikus gáz- és porfelhő lokális sűrűsödéséből Elemek kozmikus gyakorisága: H, He, O, C, Ne, Fe, N, Si, Mg, S, Ar, Ca, Al, Ni, Na,... Gyakoribb vegyületek: CH 4,

Részletesebben

Előadás címe: A vörösiszappal szennyezett felszíni vizek kárenyhítése. Mihelyt tudjátok, hogy mi a kérdés érteni fogjátok a választ is Douglas Adams

Előadás címe: A vörösiszappal szennyezett felszíni vizek kárenyhítése. Mihelyt tudjátok, hogy mi a kérdés érteni fogjátok a választ is Douglas Adams Előadás címe: A vörösiszappal szennyezett felszíni vizek kárenyhítése Bálint Mária Bálint Analitika Kft Mihelyt tudjátok, hogy mi a kérdés érteni fogjátok a választ is Douglas Adams Kármentesítés aktuális

Részletesebben

1. változat. 4. Jelöld meg azt az oxidot, melynek megfelelője a vas(iii)-hidroxid! A FeO; Б Fe 2 O 3 ; В OF 2 ; Г Fe 3 O 4.

1. változat. 4. Jelöld meg azt az oxidot, melynek megfelelője a vas(iii)-hidroxid! A FeO; Б Fe 2 O 3 ; В OF 2 ; Г Fe 3 O 4. 1. változat z 1-től 16-ig terjedő feladatokban négy válaszlehetőség van, amelyek közül csak egy helyes. Válaszd ki a helyes választ és jelöld be a válaszlapon! 1. Melyik sor fejezi be helyesen az állítást:

Részletesebben

Természetes vizek szennyezettségének vizsgálata

Természetes vizek szennyezettségének vizsgálata A kísérlet, mérés megnevezése, célkitűzései: Természetes vizeink összetételének vizsgálata, összehasonlítása Vízben oldott szennyezőanyagok kimutatása Vízben oldott ionok kimutatása Eszközszükséglet: Szükséges

Részletesebben

Elektrokémia. A nemesfém elemek és egymással képzett vegyületeik

Elektrokémia. A nemesfém elemek és egymással képzett vegyületeik Elektrokémia Redoxireakciók: Minden olyan reakciót, amelyben elektron leadás és elektronfelvétel történik, redoxi reakciónak nevezünk. Az elektronleadás és -felvétel egyidejűleg játszódik le. Oxidálószer

Részletesebben

Szakértesítő 1 Interkerám szakmai füzetek A folyósító szerek viselkedése a kerámia anyagokban

Szakértesítő 1 Interkerám szakmai füzetek A folyósító szerek viselkedése a kerámia anyagokban Szakértesítő 1 Interkerám szakmai füzetek A folyósító szerek viselkedése a kerámia anyagokban A folyósító szerek viselkedése a kerámia anyagokban Bevezetés A kerámia masszák folyósításkor fő cél az anyag

Részletesebben

Dr. Lakotár Katalin. Meteorológia Légkörtan

Dr. Lakotár Katalin. Meteorológia Légkörtan Dr. Lakotár Katalin Meteorológia Légkörtan TERMÉSZETTUDOMÁNYOK Biológia Kémia Fizika Földtudományok geofizika geokémia geológia óceanológia hidrológia meteorológia geográfia /földrajz/ A meteorológia helye

Részletesebben

EGY SPECIÁLIS, NEM KONSZOLIDÁLT ÜLEDÉK: A TALAJ

EGY SPECIÁLIS, NEM KONSZOLIDÁLT ÜLEDÉK: A TALAJ EGY SPECIÁLIS, NEM KONSZOLIDÁLT ÜLEDÉK: A TALAJ A TALAJ FELÉPÍTÉSE A talaj olyan, nem konszolidált üledék a Föld felszínén, mely életteret ad az élővilág számára (litoszféra bioszféra határa). Részei:

Részletesebben

Felmérő lap I. LIFE 00ENV/H/ Kelet Magyarországi Biomonitoring projekt Kelet- magyarországi Biomonitoring Hálózat

Felmérő lap I. LIFE 00ENV/H/ Kelet Magyarországi Biomonitoring projekt Kelet- magyarországi Biomonitoring Hálózat Felmérő lap I. LIFE 00ENV/H/000963 Kelet Magyarországi Biomonitoring projekt Kelet- magyarországi Biomonitoring Hálózat 2004. 1.feladat - totó A helyes válaszokat karikázd be! 1. Melyek a levegő legfontosabb

Részletesebben

Környezettechnológia kémiai módszerei

Környezettechnológia kémiai módszerei Környezettechnológia kémiai módszerei Környezetmérnök MSc, levelező képzés, 2018 Tolner László ny. egyetemi docens Tárgyfelelős: Czinkota Imre egyetemi docens Környezettudományi Intézet Tananyag: http://www.tolner.hu/okt/kemalaplev/

Részletesebben

Trícium ( 3 H) A trícium ( 3 H) a hidrogén hármas tömegszámú izotópja, egy protonból és két neutronból áll.

Trícium ( 3 H) A trícium ( 3 H) a hidrogén hármas tömegszámú izotópja, egy protonból és két neutronból áll. Trícium ( 3 H) A trícium ( 3 H) a hidrogén hármas tömegszámú izotópja, egy protonból és két neutronból áll. Bomláskor lágy - sugárzással stabil héliummá alakul át: 3 1 H 3 He 2 A trícium koncentrációját

Részletesebben

Adatgyűjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb műszerei

Adatgyűjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb műszerei Tudományos kutatásmódszertani, elemzési és közlési ismeretek modul Gazdálkodási modul Gazdaságtudományi ismeretek I. Közgazdasá Adatgyűjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb műszerei KÖRNYEZETGAZDÁLKODÁSI

Részletesebben

Minta feladatsor. Az ion neve. Az ion képlete O 4. Szulfátion O 3. Alumíniumion S 2 CHH 3 COO. Króm(III)ion

Minta feladatsor. Az ion neve. Az ion képlete O 4. Szulfátion O 3. Alumíniumion S 2 CHH 3 COO. Króm(III)ion Minta feladatsor A feladatok megoldására 90 perc áll rendelkezésére. A megoldáshoz zsebszámológépet használhat. 1. Adja meg a következő ionok nevét, illetve képletét! (8 pont) Az ion neve.. Szulfátion

Részletesebben

Az ásványok rendszerezése Az ásványok osztályokba sorolásának alapelvei: - Összetétel - Kristályszerkezet - Előfordulás Összesen 9 osztályba soroljuk

Az ásványok rendszerezése Az ásványok osztályokba sorolásának alapelvei: - Összetétel - Kristályszerkezet - Előfordulás Összesen 9 osztályba soroljuk Ásványtani alapismeretek 4. előadás Az ásványok rendszerezése Az ásványok osztályokba sorolásának alapelvei: - Összetétel - Kristályszerkezet - Előfordulás Összesen 9 osztályba soroljuk az ásványokat,

Részletesebben

TÖNKRETESSZÜK-E VEGYSZEREKKEL A TALAJAINKAT?

TÖNKRETESSZÜK-E VEGYSZEREKKEL A TALAJAINKAT? TÖNKRETESSZÜK-E VEGYSZEREKKEL A TALAJAINKAT? Tolner László, Rétháti Gabriella, Füleky György Környezettudományi Intézet E-mail: tolner.laszlo@gmail.com A világ műtrágya-felhasználása Jó üzlet, vagy létszükséglet?

Részletesebben

Osztályozóvizsga követelményei

Osztályozóvizsga követelményei Pécsi Árpád Fejedelem Gimnázium és Általános Iskola Osztályozóvizsga követelményei Képzés típusa: Általános iskola Tantárgy: Jelöljön ki egy elemet. KÉMIA Évfolyam: 8 Emelt óraszámú csoport Emelt szintű

Részletesebben

Litoszféra fő-, mikro- és nyomelemgeokémiája

Litoszféra fő-, mikro- és nyomelemgeokémiája Litoszféra fő-, mikro- és nyomelemgeokémiája Elemek csoportosítása (gyakoriságuk szerint) Főelemek (>1 tömeg%), pl. O, Si, Fe, Al, Ca, Mg, Na, K (major) Mikroelemek (kis mennyiségben jelen lévő főelemek)

Részletesebben

Mikroszennyezők az ivóvízben és az Ivóvízminőség-javító Program

Mikroszennyezők az ivóvízben és az Ivóvízminőség-javító Program Mikroszennyezők az ivóvízben és az Ivóvízminőség-javító Program Dr. Czégény Ildikó, TRV (HAJDÚVÍZ) Sonia Al Heboos, BME VKKT Dr. Laky Dóra, BME VKKT Dr. Licskó István BME VKKT Mikroszennyezők Mikroszennyezőknek

Részletesebben

1. A VÍZ SZÉNSAV-TARTALMA. A víz szénsav-tartalma és annak eltávolítása

1. A VÍZ SZÉNSAV-TARTALMA. A víz szénsav-tartalma és annak eltávolítása 1. A VÍZ SZÉNSAV-TARTALMA A víz szénsav-tartalma és annak eltávolítása A természetes vizek mindig tartalmaznak oldott széndioxidot, CO 2 -t. A CO 2 a vizekbe elsősor-ban a levegő CO 2 -tartalmának beoldódásával

Részletesebben

Papp Sándor. BIOGEOKÉMIA körfolyamatok a természetben

Papp Sándor. BIOGEOKÉMIA körfolyamatok a természetben Papp Sándor BIOGEOKÉMIA körfolyamatok a természetben PAPP SÁNDOR BIOGEOKÉMIA Körfolyamatok a természetben Veszprémi Egyetemi Kiadó Veszprém, 2002 Copyright Veszprémi Egyetemi Kiadó, 2002 Megjelent elektronikus

Részletesebben

Az atommag összetétele, radioaktivitás

Az atommag összetétele, radioaktivitás Az atommag összetétele, radioaktivitás Az atommag alkotórészei proton: pozitív töltésű részecske, töltése egyenlő az elektron töltésével, csak nem negatív, hanem pozitív: 1,6 10-19 C tömege az elektron

Részletesebben

BIOGÉN ELEMEK Azok a kémiai elemek, amelyek az élőlények számára létfontosságúak

BIOGÉN ELEMEK Azok a kémiai elemek, amelyek az élőlények számára létfontosságúak BIOGÉN ELEMEK Azok a kémiai elemek, amelyek az élőlények számára létfontosságúak A több mint száz ismert kémiai elem nagyobbik hányada megtalálható az élőlények testében is, de sokuknak nincsen kimutatható

Részletesebben

Biotechnológiai alapismeretek tantárgy

Biotechnológiai alapismeretek tantárgy Biotechnológiai alapismeretek tantárgy A biotechnológiai alapismeretek tantárgy magába foglalja a kémia, fizikai kémia és a biológia tantárgyak témaköreit. 1. A) Ismertesse az atomok elektronszerkezetét!

Részletesebben

Minta feladatsor. Az ion képlete. Az ion neve O 4. Foszfátion. Szulfátion CO 3. Karbonátion. Hidrogénkarbonátion O 3. Alumíniumion. Al 3+ + Szulfidion

Minta feladatsor. Az ion képlete. Az ion neve O 4. Foszfátion. Szulfátion CO 3. Karbonátion. Hidrogénkarbonátion O 3. Alumíniumion. Al 3+ + Szulfidion Minta feladatsor A feladatok megoldására 90 perc áll rendelkezésére. A megoldáshoz zsebszámológépet használhat. 1. Adja meg a következő ionok nevét, illetve képletét! (8 pont) Az ion neve Foszfátion Szulfátion

Részletesebben

Az előadás vázlata. A foszfor. Fajtái. Jellemzői. A foszfor és a kén körforgalma a természetben

Az előadás vázlata. A foszfor. Fajtái. Jellemzői. A foszfor és a kén körforgalma a természetben Az előadás vázlata A foszfor és a kén körforgalma a természetben Antropogén hatások és következményeik Az foszfor és tulajdonságai Globális foszfor-körforgás A foszfor-műtrágyák A kén és tulajdonságai

Részletesebben

PiAndTECH FluidKAT katalitikus izzóterek

PiAndTECH FluidKAT katalitikus izzóterek PiAndTECH FluidKAT katalitikus izzóterek Hő felszabadítás katalitikus izzótéren, (ULE) ultra alacsony káros anyag kibocsátáson és alacsony széndioxid kibocsátással. XIV. TÁVHŐSZOLGÁLTATÁSI KONFERENCIÁT

Részletesebben

Energiatakarékossági szemlélet kialakítása

Energiatakarékossági szemlélet kialakítása Energiatakarékossági szemlélet kialakítása Nógrád megye energetikai lehetőségei Megújuló energiák Mottónk: A korlátozott készletekkel való takarékosság a jövő generációja iránti felelősségteljes kötelességünk.

Részletesebben

Katalízis. Tungler Antal Emeritus professzor 2017

Katalízis. Tungler Antal Emeritus professzor 2017 Katalízis Tungler Antal Emeritus professzor 2017 Fontosabb időpontok: sósav oxidáció, Deacon process 1860 kéndioxid oxidáció 1875 ammónia oxidáció 1902 ammónia szintézis 1905-1912 metanol szintézis 1923

Részletesebben

HARTAI ÉVA, GEOLÓGIA 3

HARTAI ÉVA, GEOLÓGIA 3 HARTAI ÉVA, GEOLÓgIA 3 ALaPISMERETEK III. ENERgIA és A VÁLTOZÓ FÖLD 1. Külső és belső erők A geológiai folyamatokat eredetük, illetve megjelenésük helye alapján két nagy csoportra oszthatjuk. Az egyik

Részletesebben

HARTAI ÉVA, GEOLÓGIA 4

HARTAI ÉVA, GEOLÓGIA 4 HARTAI ÉVA, GEOLÓgIA 4 ALaPISMERETEK IV. A FÖLD MINT RENDSZER 1. BEVEZETéS A levegő-víz-élet-kőzet kölcsönhatások vizsgálata napjaink környezeti- és környezetvédelmi kutatásai miatt a tudományos érdeklődés

Részletesebben

ÁGAZATI SZAKMAI ÉRETTSÉGI VIZSGA KÖRNYEZETVÉDELMI ISMERETEK KÖZÉPSZINTŰ SZÓBELI VIZSGA MINTAFELADATOK ÉS ÉRTÉKELÉSÜK

ÁGAZATI SZAKMAI ÉRETTSÉGI VIZSGA KÖRNYEZETVÉDELMI ISMERETEK KÖZÉPSZINTŰ SZÓBELI VIZSGA MINTAFELADATOK ÉS ÉRTÉKELÉSÜK KÖRNYEZETVÉDELMI ISMERETEK KÖZÉPSZINTŰ SZÓBELI VIZSGA MINTAFELADATOK ÉS ÉRTÉKELÉSÜK MINTATÉTEL 1. tétel A feladat Ismertesse a levegőszennyezés folyamatát! Mutassa be a szmog típusait, keletkezésük okát,

Részletesebben

SZERVETLEN KÉMIAI REAKCIÓEGYENLETEK

SZERVETLEN KÉMIAI REAKCIÓEGYENLETEK SZERVETLEN KÉMIAI REAKCIÓEGYENLETEK Budapesti Reáltanoda Fontos! Sok reakcióegyenlet több témakörhöz is hozzátartozik. Zárójel jelzi a reakciót, ami más témakörnél található meg. REAKCIÓK FÉMEKKEL fém

Részletesebben

Metamorf kőzettan. Magmás (olvadék, kristályosodás, T, p) szerpentinit. zeolit Üledékes (törmelék oldatok kicsapódása; szerves eredetű, T, p)

Metamorf kőzettan. Magmás (olvadék, kristályosodás, T, p) szerpentinit. zeolit Üledékes (törmelék oldatok kicsapódása; szerves eredetű, T, p) Metamorf kőzettan Metamorfózis (átalakulás, átkristályosodás): ha a kőzetek keletkezési körülményeiktől eltérő nyomású és/vagy hőmérsékletű környezetbe kerülve szilárd fázisban átkristályosodnak és/vagy

Részletesebben

A kémiatanári zárószigorlat tételsora

A kémiatanári zárószigorlat tételsora 1. A. tétel A kémiatanári zárószigorlat tételsora Kémiai alapfogalmak: Atom- és molekulatömeg, anyagmennyiség, elemek és vegyületek elnevezése, jelölése. Kémiai egyenlet, sztöchiometria. A víz jelentősége

Részletesebben

KÉMIA FELVÉTELI DOLGOZAT

KÉMIA FELVÉTELI DOLGOZAT KÉMIA FELVÉTELI DOLGOZAT I. Egyszerű választásos teszt Karikázza be az egyetlen helyes, vagy egyetlen helytelen választ! 1. Hány neutront tartalmaz a 127-es tömegszámú, 53-as rendszámú jód izotóp? A) 74

Részletesebben

Természet és környezetvédelem. Hulladékok környezet gyakorolt hatása, hulladékgazdálkodás, -kezelés Szennyvízkezelés

Természet és környezetvédelem. Hulladékok környezet gyakorolt hatása, hulladékgazdálkodás, -kezelés Szennyvízkezelés Természet és környezetvédelem Hulladékok környezet gyakorolt hatása, hulladékgazdálkodás, -kezelés Szennyvízkezelés Hulladék-kérdés Globális, regionális, lokális probléma A probléma árnyalása Mennyisége

Részletesebben

Környezeti kémia Szerkesztő: Dr. Papp Sándor

Környezeti kémia Szerkesztő: Dr. Papp Sándor Készült a HEFOP 3.3.1-P.-2004-0900152/1.0 azonosítójú A Felsőoktatás szerkezeti és tartalmi fejlesztése című pályázat keretében. Konzorciumvezető: Pannon Egyetem Környezetmérnöki Tudástár Sorozat szerkesztő:

Részletesebben

SZŰKÍTETT RÉSZLETEZŐ OKIRAT (1) a NAH /2014 nyilvántartási számú (2) akkreditált státuszhoz

SZŰKÍTETT RÉSZLETEZŐ OKIRAT (1) a NAH /2014 nyilvántartási számú (2) akkreditált státuszhoz SZŰKÍTETT RÉSZLETEZŐ OKIRAT (1) a NAH-1-1626/2014 nyilvántartási számú (2) akkreditált státuszhoz Az IMSYS Mérnöki Szolgáltató Kft. Környezet- és Munkavédelmi Vizsgálólaboratórium (1033 Budapest, Mozaik

Részletesebben

Felszíni vizek. Vízminőség, vízvédelem

Felszíni vizek. Vízminőség, vízvédelem Felszíni vizek Vízminőség, vízvédelem VÍZKÉSZLETEK 1.4 milliárd km 3, a földkéreg felszínének 71 %-át borítja víz 97.4% óceánok, tengerek 2.6 % édesvíz 0.61 % talajvíz 1.98% jég (jégsapkák, gleccserek)

Részletesebben

Curie Kémia Emlékverseny 2018/2019. Országos Döntő 7. évfolyam

Curie Kémia Emlékverseny 2018/2019. Országos Döntő 7. évfolyam A feladatokat írta: Kódszám: Harkai Jánosné, Szeged... Lektorálta: Kovács Lászlóné, Szolnok 2019. május 11. Curie Kémia Emlékverseny 2018/2019. Országos Döntő 7. évfolyam A feladatok megoldásához csak

Részletesebben

Vízszennyezésnek nevezünk minden olyan hatást, amely felszíni és felszín alatti vizeink minőségét úgy változtatja meg, hogy a víz alkalmassága emberi

Vízszennyezésnek nevezünk minden olyan hatást, amely felszíni és felszín alatti vizeink minőségét úgy változtatja meg, hogy a víz alkalmassága emberi VÍZSZENNYEZÉS Vízszennyezésnek nevezünk minden olyan hatást, amely felszíni és felszín alatti vizeink minőségét úgy változtatja meg, hogy a víz alkalmassága emberi használatra és a benne zajló természetes

Részletesebben

KÉMIAI ALAPISMERETEK (Teszt) Összesen: 150 pont. HCl (1 pont) HCO 3 - (1 pont) Ca 2+ (1 pont) Al 3+ (1 pont) Fe 3+ (1 pont) H 2 O (1 pont)

KÉMIAI ALAPISMERETEK (Teszt) Összesen: 150 pont. HCl (1 pont) HCO 3 - (1 pont) Ca 2+ (1 pont) Al 3+ (1 pont) Fe 3+ (1 pont) H 2 O (1 pont) KÉMIAI ALAPISMERETEK (Teszt) Összesen: 150 pont 1. Adja meg a következő ionok nevét, illetve képletét! (12 pont) Az ion neve Kloridion Az ion képlete Cl - (1 pont) Hidroxidion (1 pont) OH - Nitrátion NO

Részletesebben

Anyag és energia az ökoszitémában -produkcióbiológia

Anyag és energia az ökoszitémában -produkcióbiológia Prudukcióbiológia Anyag és energia az ökoszitémában -produkcióbiológia Vadbiológia és ökológia #09 h Tárgya # A bioszférában lejátszódó biológia termelés folyamatai # Az élô szervezetek anyag- és energiaforgalma

Részletesebben

Kun Ádám. Növényrendszertani, Ökológiai és Elméleti Biológiai Tanszék, ELTE MTA-ELTE-MTM Ökológiai Kutatócsoport. Tudomány Ünnepe,

Kun Ádám. Növényrendszertani, Ökológiai és Elméleti Biológiai Tanszék, ELTE MTA-ELTE-MTM Ökológiai Kutatócsoport. Tudomány Ünnepe, Kun Ádám Növényrendszertani, Ökológiai és Elméleti Biológiai Tanszék, ELTE MTA-ELTE-MTM Ökológiai Kutatócsoport Tudomány Ünnepe, 2016.11.22. Miskolc Kun Ádám: A víz szerepe az élet keletkezésében. Tudomány

Részletesebben

A bioenergetika a biokémiai folyamatok során lezajló energiaváltozásokkal foglalkozik.

A bioenergetika a biokémiai folyamatok során lezajló energiaváltozásokkal foglalkozik. Modul cím: MEDICINÁLIS ALAPISMERETEK BIOKÉMIA BIOENERGETIKA I. 1. kulcsszó cím: Energia A termodinamika első főtétele kimondja, hogy a különböző energiafajták átalakulhatnak egymásba ez az energia megmaradásának

Részletesebben

4. Felszíni vizek veszélyeztetetts ége

4. Felszíni vizek veszélyeztetetts ége 4. Felszíni vizek veszélyeztetetts ége Az emberiség a fejlődése során a természeti környezetbe, a benne lejátszódó folyamatokba egyre nagyobb mértékben avatkozott be. Az emberi tevékenység következtében

Részletesebben

Diffúzió. Diffúzió. Diffúzió. Különféle anyagi részecskék anyagon belüli helyváltoztatása Az anyag lehet gáznemű, folyékony vagy szilárd

Diffúzió. Diffúzió. Diffúzió. Különféle anyagi részecskék anyagon belüli helyváltoztatása Az anyag lehet gáznemű, folyékony vagy szilárd Anyagszerkezettan és anyagvizsgálat 5/6 Diffúzió Dr. Szabó Péter János szpj@eik.bme.hu Diffúzió Különféle anyagi részecskék anyagon belüli helyváltoztatása Az anyag lehet gáznemű, folyékony vagy szilárd

Részletesebben

T E M A T I K A. Óvó- és Tanítóképző Intézet

T E M A T I K A. Óvó- és Tanítóképző Intézet Óvó- és Tanítóképző Intézet T E M A T I K A a tanító szakos hallgatók számára TERMÉSZETTUDOMÁNY A HÉTKÖZNAPOKBAN (CB3313) oktatáshoz 2018/2019. tanév I. félév Heti óraszám: 0 óra előadás 1 óra szeminárium

Részletesebben

Farmakológus szakasszisztens Farmakológus szakasszisztens 2/34

Farmakológus szakasszisztens Farmakológus szakasszisztens 2/34 -06 Farmakológus szakasszisztens feladatok A 0/007 (II. 7.) SzMM rendelettel módosított /006 (II. 7.) OM rendelet Országos Képzési Jegyzékről és az Országos Képzési Jegyzékbe történő felvétel és törlés

Részletesebben

Bozó László Labancz Krisztina Steib Roland Országos Meteorológiai Szolgálat

Bozó László Labancz Krisztina Steib Roland Országos Meteorológiai Szolgálat A 2010-re várható légszennyezettség becslése dinamikai modellszámításokkal Bozó László Labancz Krisztina Steib Roland Országos Meteorológiai Szolgálat SZEKTOR EMISSZIÓ ÁLLAPOT HATÁS Közlekedés SO 2 PM

Részletesebben

Tanítási tervezet Fehér András Tamás Vulkáni kőzetek Tantervi követelmények A tanítási óra oktatási célja: A tanítási óra nevelési célja:

Tanítási tervezet Fehér András Tamás Vulkáni kőzetek Tantervi követelmények A tanítási óra oktatási célja: A tanítási óra nevelési célja: Tanítási tervezet Óra időpontja: 2017.10.17. - 9:00 Évfolyam/osztály: 9/A Tanít: Fehér András Tamás Témakör: A Föld, mint kőzetbolygó Tanítási egység címe: Vulkáni kőzetek Óra típusa: Új ismereteket szerző

Részletesebben

Általános klimatológia Bevezetés a klimatológiába előadás

Általános klimatológia Bevezetés a klimatológiába előadás Általános klimatológia Bevezetés a klimatológiába előadás (K) GLOBÁLIS FELMELEGEDÉS Unger János unger@geo.u @geo.u-szeged.hu www.sci.u-szeged.hu/eghajlattan szeged.hu/eghajlattan SZTE Éghajlattani és Tájföldrajzi

Részletesebben

MSZ 20135: Ft nitrit+nitrát-nitrogén (NO2 - + NO3 - -N), [KCl] -os kivonatból. MSZ 20135: Ft ammónia-nitrogén (NH4 + -N),

MSZ 20135: Ft nitrit+nitrát-nitrogén (NO2 - + NO3 - -N), [KCl] -os kivonatból. MSZ 20135: Ft ammónia-nitrogén (NH4 + -N), Az árlista érvényes 2018. január 4-től Laboratóriumi vizsgálatok Talaj VIZSGÁLATI CSOMAGOK Talajtani alapvizsgálati csomag kötöttség, összes só, CaCO 3, humusz, ph Talajtani szűkített vizsgálati csomag

Részletesebben

TÁPANYAGGAZDÁLKODÁS. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0010

TÁPANYAGGAZDÁLKODÁS. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0010 TÁPANYAGGAZDÁLKODÁS Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0010 Előadás áttekintése 6. A műtrágyák és kijuttatásuk agronómiai ill. agrokémiai szempontjai 6.1. A műtrágyák

Részletesebben

Ipari vizek tisztítási lehetőségei rövid összefoglalás. Székely Edit BME Kémiai és Környezeti Folyamatmérnöki Tanszék

Ipari vizek tisztítási lehetőségei rövid összefoglalás. Székely Edit BME Kémiai és Környezeti Folyamatmérnöki Tanszék Ipari vizek tisztítási lehetőségei rövid összefoglalás Székely Edit BME Kémiai és Környezeti Folyamatmérnöki Tanszék Kezelés Fizikai, fizikai-kémiai Biológiai Kémiai Szennyezők típusai Módszerek Előnyök

Részletesebben

VÍZKÉMIA TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ

VÍZKÉMIA TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ KÖRNYEZETMÉRNÖKI MESTERKÉPZÉS TÖRZSANYAG TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ MISKOLCI EGYETEM MŰSZAKI ANYAGTUDOMÁNYI KAR KÉMIAI INTÉZET Miskolc, 2014 1 Tartalomjegyzék 1. Tantárgyleírás, tárgyjegyző, óraszám,

Részletesebben

Környezetvédelem, hulladékgazdálkodás

Környezetvédelem, hulladékgazdálkodás Környezetvédelem, hulladékgazdálkodás 2009 Dr Farkas Hilda Főosztályvezető, címzetes egyetemi docens KÖRNYEZETVÉDELEM A környezet védelme egyre inkább gazdasági szükségszerűség. Stern Jelentés Környezetvédelem

Részletesebben

TERMÉSZETTUDOMÁNY. ÉRETTSÉGI VIZSGA 2011. május 23. KÖZÉPSZINTŰ ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ NEMZETI ERŐFORRÁS MINISZTÉRIUM

TERMÉSZETTUDOMÁNY. ÉRETTSÉGI VIZSGA 2011. május 23. KÖZÉPSZINTŰ ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ NEMZETI ERŐFORRÁS MINISZTÉRIUM Természettudomány középszint 0811 ÉRETTSÉGI VIZSGA 2011. május 23. TERMÉSZETTUDOMÁNY KÖZÉPSZINTŰ ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ NEMZETI ERŐFORRÁS MINISZTÉRIUM I. Természetvédelem

Részletesebben

Levegőkémia, az égetés során keletkező anyagok. Dr. Nagy Georgina, adjunktus Pannon Egyetem, Környezetmérnöki Intézet 2018

Levegőkémia, az égetés során keletkező anyagok. Dr. Nagy Georgina, adjunktus Pannon Egyetem, Környezetmérnöki Intézet 2018 Levegőkémia, az égetés során keletkező anyagok Dr. Nagy Georgina, adjunktus Pannon Egyetem, Környezetmérnöki Intézet 2018 Tartalom Hulladék fogalma Levegő védelme Háztartásokban keletkező hulladék Keletkező

Részletesebben

1. feladat Összesen: 10 pont. 2. feladat Összesen: 14 pont

1. feladat Összesen: 10 pont. 2. feladat Összesen: 14 pont 1. feladat Összesen: 10 pont Az AsH 3 hevítés hatására arzénre és hidrogénre bomlik. Hány dm 3 18 ºC hőmérsékletű és 1,01 10 5 Pa nyomású AsH 3 -ből nyerhetünk 10 dm 3 40 ºC hőmérsékletű és 2,02 10 5 Pa

Részletesebben

Tápanyag antagonizmusok, a relatív tápanyag hiány okai. Gödöllő,

Tápanyag antagonizmusok, a relatív tápanyag hiány okai. Gödöllő, Tápanyag antagonizmusok, a relatív tápanyag hiány okai Gödöllő, 2018.02.15. Harmónikus és hatékony tápanyag-ellátás feltételei: A növény tápelem-igényének, tápelem-felvételi dinamikájának ismerete A tápelemek

Részletesebben

KÖRNYEZETVÉDELMI- VÍZGAZDÁLKODÁSI ALAPISMERETEK

KÖRNYEZETVÉDELMI- VÍZGAZDÁLKODÁSI ALAPISMERETEK Környezetvédelmi-vízgazdálkodási alapismeretek középszint 0921 ÉRETTSÉGI VIZSGA 2010. május 14. KÖRNYEZETVÉDELMI- VÍZGAZDÁLKODÁSI ALAPISMERETEK KÖZÉPSZINTŰ ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI

Részletesebben

Érettségi tételek 1. A 2 A 3 A 4 A

Érettségi tételek 1. A 2 A 3 A 4 A Érettségi tételek 1. A Témakör: A Naprendszer felépítése Feladat: Ismertesse a Naprendszer felépítését! Jellemezze legfontosabb égitestjeit! Használja az atlasz megfelelő ábráit! Témakör: A világnépesség

Részletesebben

Energia. Energia: munkavégző, vagy hőközlő képesség. Kinetikus energia: a mozgási energia

Energia. Energia: munkavégző, vagy hőközlő képesség. Kinetikus energia: a mozgási energia Kémiai változások Energia Energia: munkavégző, vagy hőközlő képesség. Kinetikus energia: a mozgási energia Potenciális (helyzeti) energia: a részecskék kölcsönhatásából származó energia. Energiamegmaradás

Részletesebben

4. változat. 2. Jelöld meg azt a részecskét, amely megőrzi az anyag összes kémiai tulajdonságait! A molekula; Б atom; В gyök; Г ion.

4. változat. 2. Jelöld meg azt a részecskét, amely megőrzi az anyag összes kémiai tulajdonságait! A molekula; Б atom; В gyök; Г ion. 4. változat z 1-től 16-ig terjedő feladatokban négy válaszlehetőség van, amelyek közül csak egy helyes. Válaszd ki a helyes választ és jelöld be a válaszlapon! 1. Melyik sor fejezi be helyesen az állítást:

Részletesebben

FELADATLISTA TÉMAKÖRÖK, ILLETVE KÉPESSÉGEK SZERINT

FELADATLISTA TÉMAKÖRÖK, ILLETVE KÉPESSÉGEK SZERINT FELADATLISTA TÉMAKÖRÖK, ILLETVE KÉPESSÉGEK SZERINT A feladatok kódját a Bevezetésben bemutatott tananyagtartalom- és képességmátrix alapján határoztuk meg. A feladat kódja a következőképpen épül fel: évfolyam/témakör1-témakör2/képesség1-képesség2/sorszám

Részletesebben

I. ANALITIKAI ADATOK MEGADÁSA, KONVERZIÓK

I. ANALITIKAI ADATOK MEGADÁSA, KONVERZIÓK I. ANALITIKAI ADATOK MEGADÁSA, KONVERZIÓK I.2. Konverziók Geokémiai vizsgálatok során gyakran kényszerülünk arra, hogy különböző kémiai koncentrációegységben megadott adatokat hasonlítsunk össze vagy alakítsuk

Részletesebben

Sav bázis egyensúlyok vizes oldatban

Sav bázis egyensúlyok vizes oldatban Sav bázis egyensúlyok vizes oldatban Disszociációs egyensúlyi állandó HAc H + + Ac - ecetsav disszociációja [H + ] [Ac - ] K sav = [HAc] NH 4 OH NH 4 + + OH - [NH + 4 ] [OH - ] K bázis = [ NH 4 OH] Ammóniumhidroxid

Részletesebben

Diffúzió. Diffúzió sebessége: gáz > folyadék > szilárd (kötőerő)

Diffúzió. Diffúzió sebessége: gáz > folyadék > szilárd (kötőerő) Diffúzió Diffúzió - traszportfolyamat (fonon, elektron, atom, ion, hőmennyiség...) Elektromos vezetés (Ohm) töltés áram elektr. potenciál grad. Hővezetés (Fourier) energia áram hőmérséklet különbség Kémiai

Részletesebben