1.1. A szennyeződés
A szennyeződés anyagok vagy energia ember által közvetlenül vagy közvetve környezetbe juttatását jelenti. Káros hatásként veszélyezteti az emberek egészségét, árt az élő erőforrások-nak. Környezetünkben különböző szennyezőforrások léteznek. A szennyeződés magában fog-lalja pl. a zajt, amely fizikai szennyezés. A termikus szennyezés egyik esete, mikor a folyó-ba a természetes klimatikus állapotnak megfelelőtől eltérő hőmérsékletű vizet engedve befo-lyásoljuk a folyó élővilágát. A kémiai szennyezés valamely kémiai vegyület környezetbe juttatása. Ez a vegyület lehet mesterséges és természetes. Mesterséges vegyület például a h ű-tőközegként alkalmazott fluor-triklórmetán (FREON 11), mely felelős az ózonburok károso-dásáért a sztratoszférában. A természetes vegyületek esetén a problémát az okozza, hogy a koncentrációjuk meghaladja a természetes szintet. Például a szén-dioxid-koncentráció növe-kedés felelős a globális felmelegedésért, a túlzott műtrágya-felhasználásból eredő nitrátfelesleg eutrofizációt okoz. Minden vegyület toxikussá válik nagyobb koncentrációnál, így pl. a konyhasó is. A növények növekedéséhez kis koncentrációban szükséges tápelemek nagy koncentrációban a növény pusztulását okozzák. A vegyületek egészségkárosító hatásá-nak korlátozásához biztosítani kell, hogy azok koncentrációja egy előzetesen meghatározott szint alatt legyen, az e célra meghatározott maximális koncentrációértékek minden anyagra eltérőek.
A környezeti szennyezések fő forrásai a fosszilis energiahordozókat felhasználó erőmű-vek, gázgyárak, az ércbányászat, kohászat, vegyipar, elektronikus ipar, az általános városi és ipari források, a hulladéklerakók és égetőművek, valamint a közlekedés. A szennyező anya-gok különös figyelmet érdemlő csoportját tartalmazza az elsőbbségi anyagok listája, melyet az USA-ban, az Egyesült Királyságban és az EU-ban is rendeletben határoznak meg. Az el-sőbbségi anyagok jelentős kockázatot jelentenek a vízi környezetre, illetve azon keresztül az egyéb védett értékekre, környezeti elemekre. Harminchárom vegyületet, vagy vegyületcsopor-tot tartalmaz az EU vízpolitika területére vonatkozó elsőbbségi és elsőbbségi veszélyes anyagok listája, melyet az Európai Parlament és a Tanács 2008/105/EK irányelvében1 hatá-roztak meg és a 230/2010 Kormányrendelet is alkalmaz2 (1.1. táblázat). Ezek között vannak vegyszerek, növényi proteintermékek, fémek, poliaromás szénhidrogének (PAH), amelyek elsősorban égési melléktermékek, és polibrómozott bifeniléterek, amelyeket lángmentesítésre használnak. Bizonyos vegyületeknek az esetlegesen elsőbbségi anyagként, vagy elsőbbségi veszélyes anyagként történő azonosítására irányuló felülvizsgálat folyamatban van. Ilyenek pl. a bentazon, biszfenol-A, dikofol, etilén-diamin-tetraecetsav (EDTA), szabad cianid, glifozát, mekoprop (MCPP), pézsmaxilén, perfluoroktán-szulfonsav (PFOS), quinoxifen (5,7-dikloro-4-(p-fluorofenoxi)kinolin). A tagállamok szükség esetén folyamatosan vizsgálják a felszíni vízrendszerek üledékét és a biotát annak érdekében, hogy az ott felhalmozódó elsőbb-ségi anyagokra vonatkozóan elegendő adat álljon rendelkezésre a hosszú távú tendenciaelem-zéshez. Ezen elsőbbségi anyagok közül néhányat elsőbbségi veszélyes anyagként határoztak
1 Az Európai Parlament és a Tanács 2008/105/EK irányelve (2008. december 16.) a vízpolitika területén a környezetminősé-gi előírásokról, a 82/176/EGK, a 83/513/EGK, a 84/156/EGK, a 84/491/EGK és a 86/280/EGK tanácsi irányelv módosításá-ról és azt követő hatályon kívül helyezéséről, valamint a 2000/60/EK európai parlamenti és tanácsi irányelv módosításámódosításá-ról, Európai Unió Hivatalos Lapja, L 348., 2008. 12. 24., 84–97.
2 230/2010. (VIII.18.) Korm. Rendelet a vizek védelmével kapcsolatos egyes kormányrendeletek módosításáról.
meg, amelyeknél a tagállamoknak meg kell tenniük a szükséges intézkedéseket a kibocsátá-sok, a bevezetések és a veszteségek megszűntetése vagy fokozatos kiiktatása céljából. A ter-mészetes állapotban jelen lévő, vagy terter-mészetes folyamatokon keresztül képződő anyagok vonatkozásában azonban ez nem lehetséges.
Sor-szám CAS szám Az elsőbbségi anyag neve V.a.
Sor-szám CAS szám Az elsőbbségi anyag neve V.a.
(1) 15972–60–8 Alaklór (21) 7439–97–6 Higany és vegyületei X
(2) 120–12–7 Antracén X (22) 91–20–3 Naftalin
(3) 1912–24–9 Atrazin (23) 7440–02–0 Nikkel és vegyületei
(4) 71–43–2 Benzol (24) 25154–52–3 Nonilfenol X
(5) n. a. Brómozott difeniléter X 104–40–5 4-nonilfenol X
32534–81–9 Pentabróm-difeniléter (25) 1806–26–4 Oktilfenol
(6) 7440–43–9 Kadmium és vegyületei X 140–66–9 4-(1,1',3,3'-tetrametil-butil)-fenol
(7) 85535–84–8 Klóralkánok, C10–13 X (26) 608–93–5 Pentaklór-benzol X (8) 470–90–6 Klórfenvinfosz (27) 87–86–5 Pentaklór-fenol
(9) 2921–88–2 Klórpirifosz (etilklórpirifosz) (28) n. a. Poliaromás szénhidrogének X
(10) 107–06–2 1,2-diklór-etán 50–32–8 Benzo(a)pirén X
(11) 75–09–2 Diklór-metán 205–99–2 Benzo(b)fluorantén X
(12) 117–81–7 Di(2-etilhexil)ftalát (DEHP) 191–24–2 Benzo(g,h,i)perilén X
(13) 330–54–1 Diuron 207–08–9 Benzo(k)fluorantén X
(14) 115–29–7 Endoszulfán X 193–39–5 Indeno(1,2,3-cd)pirén X
(15) 206–44–0 Fluoantén (29) 122–34–9 Simazin
(16) 118–74–1 Hexaklór-benzol X (30) n. a. Tributil-ón vegyületek X (17) 87–68–3 Hexaklór-butadién X 36643–28–4 Tributil-ón-kation X (18) 608–73–1 Hexaklór-ciklohexán X (31) 12002–48–1 Triklór-benzolok
(19) 34123–59–6 Izoproturon (32) 67–66–3 Triklór-metán (kloroform) (20) 7439–92–1 Ólom és vegyületei (33) 1582–09–8 Trifluralin
1.1. táblázat: Az EU vízpolitika területére vonatkozó elsőbbségi anyagok jegyzéke1 Jelölések: CAS: Kémiai Nyilvántartó Szolgálat (Chemical Abstracts Service);
V. a.: elsőbbségi veszélyes anyagként azonosítva; n. a.: nem alkalmazható
1.2. A kémiai analízis szükségessége
A kémiai analízis a környezetellenőrzési program különböző szakaszaiban szükséges. Először alapvető fontosságú a probléma felismerésénél. A szennyezés mértékének meghatározá-sához szükséges a természetidegen vagy a természetesnél nagyobb koncentrációban előfordu-ló vegyületek koncentrációjának követése (monitorozás). Itt figyelembe kell venni, hogy a természetes szintek jelentősen változnak a hely és éghajlat függvényében. A környezetszeny-nyezési probléma megoldására irányuló folyamatok lehetnek technológiai vagy szociálisan orientált folyamatok. Technológiai folyamat például a füstgáz kénmentesítése a SO2 -kibocsátás csökkentésére, míg szociálisan orientált folyamat a tömegközlekedés elősegítése a
járművek által emittált szennyezők csökkentésére. Az ilyen eljárások megválasztásánál szin-tén nagy szerepe van a kémiai analízisnek. Végül a megoldások tesztelése is analitikai kémi-ai monitorozással történik.
1.3. A szennyezők transzportja a környezetben
Az anyagok folyamatosan szállítódnak a környezet három szférája, az atmoszféra, a hidrosz-féra és a litoszhidrosz-féra között. A vegyületek koncentrációja fázisátmenet, hígulás vagy újrakon-centrálódás útján változik.
A források lehetnek pontszerű és diffúz források. A pontszerű források könnyen azono-sítható és lokalizálható források (pl. ipari szennyvíz, szennyvíztisztító kifolyása). A diffúz források esetén nem lehet azonosítani a pontos kibocsátási helyet. A diszperzió (szétszóró-dás) fő útvonala az atmoszféra és a hidroszféra. Így például a szilárd szemcsés anyagokat, az illékony szerves vegyületeket az atmoszféra szállítja. A jelentős gőznyomással rendelkező szilárd szerves vegyületek transzportja részben a szilárd fázisban és részben a gőzfázisban történik. Ezen anyagok koncentrációjának monitorozásához mind a gázfrakció, mind a szusz-pendált szemcsés anyag analízise szükséges. A szennyező diszperziója vízben vagy az at-moszférában szükségképpen a szennyező hígulásához vezet, ami viszont nem jelenti a prob-léma megoldását. Például a DDT nevű peszticid – melyet évtizedeken keresztül elterjedten használtak – univerzális szennyező, annak ellenére, hogy használatát hazánkban már sok év-vel ezelőtt betiltották.
A toxikus fémek és bizonyos szerves vegyületek dúsulásra hajlamosak. Az organizmu-sok képesek rá, hogy környezetünkből a szennyező anyagokat felvegyék, és azok koncentrá-cióját a környezethez képest több nagyságrenddel megnöveljék (bioakkumuláció), pl. a toxi-kus elemek koncentrációja a kagylókban a környező vízének akár kétmilliószorosa is lehet. A semleges szerves vegyületek közül általában a nehezen párolgó és nagy moláris tömegű ve-gyületek a jelentősek ilyen szempontból, amelyek könnyen dúsulnak nagy koncentrációkra.
Növekvő moláris tömeggel csökken a vízoldhatóság, nő a szerves oldószerekben való oldha-tóság, és nő a halak és vízi emlősök zsírszöveteiben való oldhatóság. Minél nagyobb a vegyü-let zsírszövetekben való akkumulációra való hajlama, és nagyobb a toxikus hatás lehetősége, annál nagyobb vízi környezetvédelmi problémát okoz. A nem oldott vagy kicsapódott szerves vegyületek adszorbeálódnak az üledékrészecskék felületén. Ezeket a szerves vegyületeket elfogyasztják az üledék filtrációjával táplálkozó élőlények. A toxikus anyag a táplálékláncba is beépül, az egymást követő specieszekben egyre dúsul a tápláléklánc első tagjában jelen levő komponens. Ez a biomagnifikáció jelensége.
A környezeti problémákat okozó vegyületekkel toxikológiai vizsgálatokat végeznek (lásd Környezetkémia tankönyv, Toxikológia című fejezet). Ezek során általában rövid idő alatt nagy dózisnak (akut vizsgálatok) teszik ki a kísérleti állatokat és vizsgálják azt a dózist, vagy koncentrációt, amely a tesztállatok adott százalékos pusztulását eredményezi. Az LD50 teszt esetén ez 50%-ot jelent. De lehet a vizsgált hatás a növekedés csökkenése, vagy a mutáció arányának növekedése. A krónikus hatások vizsgálata nem egyszerű a laboratóriumon kívül, más szennyezők jelenlétében, vagy más nem kontrollálható hatások esetén (éghajlat). Két vagy több szennyező együttes hatása lehet nagyobb (szinergizmus) vagy kisebb (antagoniz-mus), mint az a különálló két komponens hatásából megjósolható. Emiatt a másodlagos kom-ponensek analízise néha ugyanolyan fontos, mint a főkomponensé.