• facebook
  • twitter
  • whatsapp
  • telegram

పర్యావరణ రసాయన శాస్త్రం

    మన చుట్టూ ఉండే పరిసరాలే పర్యావరణం.ఎప్పుడైనా జీవరాశులు ఆరోగ్యవంతంగా బతికేందుకు శుభ్రమైన పర్యావరణం ఎంతో అవసరం.గాలి, నీరు, నేల కాలుష్యాల వల్ల అనేక రోగాలు వ్యాపిస్తాయి. గత కొద్ది కాలంగా జీవరాశికి పెనువిపత్తుగా పరిణమిస్తున్న పర్యావరణ కాలుష్యానికి సంబంధించి అధ్యయనం, పరిష్కారాలు కనుక్కునే దిశగా హరిత రసాయన శాస్త్రాభివృద్ధికి 2005లో 'మెటాథెసిస్' (ప్రమాదకరమైన వ్యర్థాలను తగ్గించటానికి నూతన రసాయనాలను సృష్టించడం) అనే ప్రక్రియను ప్రవేశపెట్టారు. 
                 ఈ అంశంపై చేసిన విశేష పరిశోధనలకు Y. చావిన్, R.H. గ్రబ్స్, R.R. ష్రాక్‌లకు నోబెల్ బహుమతి లభించింది. మనిషి, సమాజం, పర్యావరణ అభివృద్ధికి దోహదపడే విజ్ఞాన శాస్త్ర ముఖ్య అనువర్తనంగా పర్యావరణ రసాయన శాస్త్రాన్ని పేర్కొనవచ్చు . రసాయన జాతుల మూలం, వాటి రవాణా, చర్యలు.. పర్యావరణంపై వాటి ప్రభావాన్ని అధ్యయనం చేయడమే ఈ శాస్త్ర ముఖ్య ఉద్దేశం. ప్రత్యక్షంగా, పరోక్షంగా జీవరాశి మనుగడను దెబ్బతీసే దాన్ని కాలుష్యం అంటారు. కొన్ని రకాల కర్బన, అకర్బన, జీవ, రేడియో ధార్మిక పదార్థాలు - కాలుష్య కారకాలు. పర్యావరణ రసాయన శాస్త్రం గురించి తెలుసుకునే ముందు కొన్ని పదాలకు సంబంధించి అర్థాలను, సమగ్ర సమాచారాన్ని తెలుసుకుందాం.

 

కాలుష్య కారకం: ప్రకృతిలో లభిస్తూ.. ప్రకృతి, మానవ కార్యకలాపాల మూలంగా దాని గాఢతను పెంచుకుంటూ పరిసరాలపై దుష్ప్రభావాన్ని చూపే పదార్థం.
ఉదా: SO2 , CO2. ఇవి రెండు రకాలు.

 

ప్రాథమిక కాలుష్య కారకాలు: పర్యావరణంలోకి నేరుగా వచ్చి అక్కడే ఉండిపోయే కాలుష్య కారకాలు.
ఉదా: SO2 , NO , NO2

 

ద్వితీయ కాలుష్య కారకాలు : ప్రాథమిక కాలుష్య కారకాల రసాయన చర్య వల్ల ఏర్పడేవి.
ఉదా: PAN , PBN , SO3 , O3, H2SO4, HNO3, ఆమ్ల వర్షాలు.

 

మాలిన్యం: మానవ, ప్రకృతి కార్యకలాపాల వల్ల పరిసరాల్లోకి కొత్తగా చేరి వాటిపై దుష్ప్రభావాన్ని చూపే పదార్థం.
ఉదా: MIC , DDT , BHC.

 

గ్రాహకం: కాలుష్య ప్రభావానికి గురైన మాధ్యమం. ఉదా: వాహనాల రద్దీలో మన కళ్లు ఎర్రగా మారి, మండటం.
 

సింక్: కాలుష్య కారకంతో చర్య జరిపే మాధ్యమం
ఉదా: చెట్లు, సముద్రాలు CO2 కు సింక్‌లు.

 

రసాయనిక జాతి: కాలుష్యాన్ని కలిగించే రసాయనిక జాతి లేదా సంయోగ స్థితి.
ఉదా: Hg కంటే ఆల్కైల్ Hgఎక్కువ విషపూరితం.

 

ఆరంభ అవధి విలువ: కలుషిత వాతావరణంలో ఒక ఆరోగ్యవంతమైన వ్యక్తి రోజుకి 8 గంటలు పనిచేసినా అతని ఆరోగ్యానికి ఎలాంటి హాని కలిగించని కాలుష్య కారక గరిష్ఠ స్థాయి.
ఉదా: జింక్ ఆరంభ అవధి విలువ: 1 మి.గ్రా. /మీ3.

 

రసాయనిక ఆక్సిజన్ అవసరం (COD): కలుషిత నీటిలో ఉన్న కర్బన రసాయన పదార్థాలను పూర్తిగా ఆక్సీకరణం చెందించటానికి అవసరమైన ఆక్సిజన్. దీన్ని ఆమ్లీకృత (50%H2SO4) పొటాషియం డైక్రోమేట్‌తో నిర్ణయిస్తారు.

జీవ రసాయన ఆక్సిజన్ అవసరం (BOD): 20oC వద్ద కలుషిత జలంలో ఉన్న సూక్ష్మాంగ జీవులు 5 రోజుల్లో వినియోగించుకునే ఆక్సిజన్ పరిమాణం.
పరిశుభ్రమైన నీటికి COD 4 PPm , BOD 5 PPmల కన్నా తక్కువ ఉంటాయి. శుద్ధి పరచని మున్సిపల్ నీటికి 100-400 PPm లు ఉంటుంది. కాలుష్య తీవ్రత, స్థాయిలను లెక్కించడానికి BOD, COD లు చాలా అవసరం.

 

పర్యావరణ విభాగాలు
* జీవావరణం: మొక్కలు, జంతువులు, మానవులు ఈ వర్గానికి చెందుతాయి.
* శిలావరణం: భూమి, కొండలు, గుట్టలు, ఖనిజాలు, మట్టి ఈ ఆవరణానికి చెందుతాయి.

 

విభాగం పేరు భూమి నుంచి ఎత్తు రసాయన పదార్థాలు విభాగం ఉపయోగాలు
ట్రోపోవరణం 0-11 కి.మీ. N2, O2, CO2, H2O ఉష్ణ సమతుల్యాన్ని కాపాడటం
స్ట్రాటోవరణం 11-50 కి.మీ. O3 ప్రమాదకరమైన అతినీల లోహితకిరణాలు భూమికి చేరకుండా అడ్డుకోవడం
మీసోవరణం 50-85 కి.మీ O2+, NO+ శబ్ద తరంగాల ప్రసరణ లేకుండా చేయడం.
ఉష్ణావరణం 85-500 కి.మీ. O2+, NO+,O+ వాయువులు అయాన్లుగా మారడం.

జలావరణం: సముద్రాలు, నదులు, సరస్సులు, జలాశయాలు, జలపాతాలు, భూగర్భ జలాలు, ధ్రువ మంచు పర్వతాలు, ఊటబావులు దీని పరిధిలోకి వస్తాయి.
 

వాతావరణం: ఇది భూమి చుట్టూ ఉండే వాయువుల పొర. భూమిపై ఉష్ణ సమతుల్యాన్ని కాపాడటంలో కీలక పాత్ర పోషిస్తుంది. వాతావరణంలో కింద తెలిపిన 4 ముఖ్యమైన అనుఘటకాలున్నాయి. ఆధునిక జీవన విధానం, అడవుల నరికివేత, నగరీకరణ, పారిశ్రామికీకరణ, ప్రకృతి వనరుల తగ్గుదల, జనాభా పెరుగుదల ఇవన్నీ పర్యావరణం కలుషితమవడానికి కారణాలు. వీటివల్ల నేల, నీరు, గాలి కలుషితమై పర్యావరణ వినాశనానికి దారితీస్తోంది.
 

నీటి కాలుష్యం: ఇళ్లు, పరిశ్రమల నుంచి వచ్చే వ్యర్థాలు.. నీలి, హరిత విప్లవాల వల్ల ఏర్పడిన దుష్పరిణామాలు నీటి కాలుష్యానికి కారణంగా మారతున్నాయి. ఫలితంగా.. జల చరాలు అంతం కావడం, కలరా, పచ్చకామెర్లు, టైఫాయిడ్, వాంతులు, విరేచనాలు లాంటి జబ్బులు ఎక్కువగా వ్యాపిస్తాయి. దీనికి తోడు కలుపు మొక్కలు అదుపు లేకుండా పెరగడం, కొలనులు ఎండిపోవడం, నీరు ఉప్పగా మారడం లాంటి దుష్ఫలితాలు ఏర్పడుతున్నాయి. లెడ్, పాదరసం వంటి లోహాలు, కాలేయం, మూత్రపిండాలు, పునరుత్పత్తి వ్యవస్థల్ని దెబ్బతీస్తాయి. నీటిలో నైట్రేట్ల స్థాయి 50 PPm దాటితే ''బ్లూ బేబీ సిండ్రోమ్'' (మెథమొగ్లోబినేమియా) అనే జబ్బు వస్తుంది. ఇళ్లలో వాడే డిటర్జెంట్లు సంఘ జీవనానికి (Symbiotic Living) ఇబ్బందులు కలుగ జేస్తున్నాయి. నీటిలో ఫ్లోరైడ్‌ల గాఢత 3 PPm ను మించితే దంతాలపై పసుపురంగు చుక్కలు ఏర్పడటం, ఎముకలు బలహీనపడటం (Ca+F2 CaF2) జరుగుతుంది. నీటిలో ఫ్లోరైడ్‌లను గుర్తించటానికి జిర్కోనియంఎలిజరిన్- ఎస్ రంజనాన్ని ఉపయోగిస్తారు. ఫ్లోరైడ్‌లోపం వల్ల పళ్ళు క్షయం చెంది, వాటిపై రంధ్రాలేర్పడతాయి. పంటిలో 1 PPm ఫ్లోరైడుంటే హైడ్రాక్సీ ఎపిటైట్ [ 3 Ca3 (PO4)2Ca(OH)2]ను ఫ్లోరాపటైట్[3 Ca3 (PO4)2CaF2] అనే గట్టి పదార్థంగా మారుస్తుంది. అధికంగా ఉండే ఫ్లోరైడ్‌లను ఉత్తేజిత కార్బన్ పద్ధతి, అయాన్ వినిమయ పద్ధతి (ఢీఫ్లోరాన్-1, డీఫ్లోరాన్- 2లతో, వాడుకలో ఉండే నల్గొండ పద్ధతిలో తొలగిస్తారు.
 

నల్గొండ పద్ధతి: నిరపాయకరంగా, తక్కువ ఖర్చుతో ఫ్లోరైడ్‌లను తొలగించే పద్ధతిని నాగపూర్‌కి చెందిన పరిశోధనా సంస్థ NEERI వారు నల్గొండలో ప్రవేశపెట్టారు. ఈ పద్ధతిలో ఫ్లోరైడ్‌లు అధికంగా ఉండే నీటికి బ్లీచింగ్ పౌడర్, సున్నం, పటికలను అదే క్రమంలో కలిపి కొంతసేపు నిల్వ ఉంచితే ఫ్లోరైడులన్నీ కాల్షియం, అల్యూమినియం ఫ్లోరైడ్ సంశ్లిష్టాలుగా అవక్షేపం చెందుతాయి. వీటిని వడకట్టడం ద్వారా ఫ్లోరైడ్‌రహిత తాగే నీటిని పొందవచ్చు.
 

జీవాధారిత గాఢత (Bio Amplification): DDT, BHC లాంటి విషపూరిత కాలుష్య కారకాల గాఢత అల్పస్థాయి జంతువుల నుంచి, ఉన్నత స్థాయి జంతువులకు.. చివరకు మనిషి శరీరంలోకి ఆహార గొలుసు ద్వారా ప్రవేశించడం.
 

యూట్రోఫికేషన్: పొలాలు, పరిశ్రమల నుంచి వెలువడే ఫాస్ఫేట్‌లు, కర్బన సంబంధ వ్యర్థాలు.. సరస్సులు, చెరువుల్లోకి చేరుతాయి. దీనివల్ల అక్కడ ఉండే పిచ్చిమొక్కలు ఏపుగా పెరిగి చనిపోయి, ఆ ప్రాంతంలోనే వ్యర్థాలుగా పేరుకుపోవడం వల్ల సరస్సులు, చెరువులు ఎండిపోవడం.
 

వాయుకాలుష్యం: జీవకోటికి శుభ్రమైన గాలి, నీరు, ఆహారం చాలా అవసరం. అయితే విషవాయువులు అధిక శాతంలో గాలిలో కలవడం వల్ల వాయు కాలుష్యం ఏర్పడి హరితగృహ ప్రభావం, ఆమ్ల వర్షాలు, ఓజోన్ పొర క్షీణతతో పాటు జీవులకు ఎన్నో జబ్బులు వస్తున్నాయి.
 

CO కాలుష్యం: కర్బన రసాయన పదార్థాలు విఘటనం చెందడం, మీథేన్ విధ్వంసక చర్యలు, ఇంధనాల అసంపూర్తి దహనం మూలంగా వాతావరణంలోకి OC వెలువడుతుంది. 
        2CH4 + 3O2  2 CO + 4H2O , 2C + O2    2CO
CO విషపూరిత వాయువు. అది ఆక్సీహిమోగ్లోబిన్ కంటే 300 రెట్లు అధికంగా హిమోగ్లోబిన్‌తో కలసి కార్బాక్సీ హిమోగ్లోబిన్ అనే స్థిర సమ్మేళనాన్నిస్తుంది. రక్తంలో దీని స్థాయి 3-4% కి పెరిగితే ఆక్సిజన్ కొరత ఏర్పడి తలనొప్పి, అలసట, దృష్టి కోల్పోవడం, స్పృహ తప్పడం, ఆయాసం, గుండె జబ్బులు, నెలలు నిండని ప్రసవాలు, గర్భ విచ్ఛిత్తి, అంగవైకల్య శిశు జననాలు సంభవిస్తాయి. వాతావరణంలో CO స్థాయి 1000 PPm ని మించితే మనిషి తక్షణం మరణిస్తాడు.

 

ఆమ్ల వర్షాలు : ఆమ్ల వర్షం అనే పదాన్ని మొట్టమొదట 1872లో 'ఆంగస్' అనే శాస్త్రవేత్త వాడారు. వర్షపు నీటి pH విలువ 5.6. ఇది శుద్ధ జలం. ఈ నీటికి H2CO3 , HNO3, H2SO4 లు కలిస్తే దీని pH విలువ పడిపోతుంది. ఈ రకం వర్షాన్ని ఆమ్లవర్షం అంటారు. బొగ్గు, డీజిల్, పెట్రోలు, మండించడం వల్ల... జెట్ విమానాలు వదిలే వాయువుల్లో NO, NO2లుండటం వల్ల ఈ పరిస్థితి తలెత్తుతోంది. ఇవి ఓజోన్ పొర క్షీణత, ఊపిరితిత్తులు, శ్వాసకోశ సంబంధ వ్యాధులు, కిరణ సంయోజ క్రియకు ఆటంకం, ఆమ్లవర్షాలకు కారణమవుతాయి. ఇంధనాలు, సల్ఫైడ్ ఖనిజాలు, సల్ఫర్‌లను మండించినా వెలువడే SO2 వల్ల ఆమ్లవర్షాలు కురుస్తాయి. దీనివల్ల ఆకుపచ్చని పత్ర శిఖరాగ్రాలు పసుపు రంగులోకి మారడం, శ్వాసకోశాలు, నాసిక లోపలి పొరలు దెబ్బతింటాయి.
 

ఆమ్ల వర్షాల్లో ఇమిడి ఉన్న రసాయన చర్యలు: 
H2O  +  CO2      H2CO3
NO  +  O3        NO2 + O2
NO2  +  O3      NO3 + O2
NO+ NO3       N2O5
N2O5 + H2O       2HNO3
SO2 + ½ O2     SO3
SO3 + H2O NO      H2SO4

SO3, N2O5 ఆక్సైడ్‌లు అంతిమంగా నీటితో చర్య జరిపి H2SO4, HNO3 లను ఏర్పరచడం వల్ల ఆమ్లవర్షాలకు కారణమవుతాయి. దీనివల్ల భూసారం దెబ్బతినడంతో పాటు, భవంతులు, పురాతన భవనాల ఆయుష్షు తగ్గుతుంది. వాతావరణంలో అమ్మోనియం లవణాలతో కలిసిన ఆమ్లవర్షాలు ఏరోసాల్ట్ కణాల ధూళి గా ఏర్పడతాయి.
ఓజోన్ పొర దెబ్బతినడం:
                 C, F , Cl లు ఉన్న కృత్రిమ సమ్మేళనాలను ఫ్రియాన్లు లేదా క్లోరోఫ్లోరోకార్బన్లు అంటారు. ఇవి రంగు, వాసన లేని, చౌక, తేలిక, స్థిరమైన, విషపూరితం కాని కర్బన సమ్మేళనాలు. వీటిని శీతలీకరణిగా, చోదకాలు (Propellants) గా, నురగనిచ్చే కారకాలుగానూ వాడతారు. ఇన్ని ఉపయోగాలున్న ఇవి పరిశ్రమలకు వరాలే అయినా స్ట్రాటో ఆవరణంలోని ఓజోన్‌ని దెబ్బతీయడం మూలంగా వీటిని పర్యావరణానికి ''శాపాలు''గా చెప్పక తప్పదు. ఫ్రియాన్లు, NO, Cl2, NO2లు గాలిలో కలసి సూర్యుని నుంచి నేరుగా అతి నీలలోహిత కిరణాలు ప్రసరించకుండా అడ్డుకునే ఓజోన్ పొరకు రంధ్రాలను ఏర్పరుస్తాయి. దీనివల్ల జీవుల చర్మం ముడతలు పడడం, దద్దుర్లు వచ్చి మంటలేర్పడటం, చర్మ క్యాన్సర్, కాటరాక్ట్ సమస్య.. రంగులు, దారాలు పాడైపోవడం, భూమిలో తేమశాతం తగ్గడం, చేపల ఉత్పత్తి పడిపోవడం, చిన్నచిన్న జంతుజాలాలు కనుమరుగవడం వంటి సమస్యలు ఉత్పన్నమవుతాయి.

 

ఓజోన్ పొర క్షీణతలో ఇమిడి ఉన్న చర్యలు:


ఓజోన్ పొర క్షీణతకు కారణం  స్వేచ్ఛా ప్రాతిపదికలు. ఇవి శృంఖల చర్యల ద్వారా ఓజోన్‌ను ధ్వంసం చేస్తాయి.

 

భూగోళం వేడెక్కడం 
      సాధారణంగా భూమిని చేరే సౌరశక్తి 75 % మాత్రమే. మిగతా శక్తి వేడి, వికిరణం ద్వారా వాతావరణంలో కలుస్తుంది. ఇందులో కొంత ఉష్ణాన్ని CO2, CH4, O3, నీటి ఆవిరి, CFC లు గ్రహించి క్రమంగా భూమిని వేడెక్కిస్తాయి. ఈ ప్రభావం వల్ల వాతావరణంలో వేడి క్రమేపీ పెరుగుతుంది. దీనినే ''భౌగోళిక తాపం'' లేదా ''హరితగృహ ప్రభావం'' అంటారు.

 

కలిగే దుష్ఫలితాలు: డెంగ్యు జ్వరం, మలేరియా, పచ్చజ్వరం, అకాల వర్షాలు, తుపాన్లు, ధ్రువ ప్రాంతాల్లోని మంచు శిఖరాలు కరగడంతో పాటు భూగర్భ జలాలు అడుగంటుతాయి. సైకిళ్ల వాడకం, అడవుల పెంపకం, CFC లను వాడకపోవడం, పవన, సౌరశక్తుల్ని వినియోగిస్తే హరిత గృహప్రభావం చాలా వరకు తగ్గుతుంది.
 

ఫాగ్ (పొగమంచు): పొగ (Smoke), మంచు (Fog) అనే పదాలను కూర్చి పొగమంచు (Smog) అనే పేరు పెట్టారు. ఫాగ్‌లో రెండు రకాలు.
 

సంప్రదాయ పొగమంచు: ఇది పొగ, మంచు, SO2 లతో కలిసి ఏర్పడి క్షయకరణ ధర్మాన్ని కలిగి ఉంటుంది.
 

కాంతి రసాయన పొగమంచు: వేసవి కాలంలో సూర్యకాంతితో అసంతృప్త హైడ్రోకార్బన్లు, నైట్రోజన్ ఆక్సైడ్‌లు O2 కలిసి దీన్ని ఏర్పరుస్తాయి. దీనికి ఆక్సీకరణ ధర్మం ఉంటుంది. ఈ రకపు పొగమంచు వల్ల ముక్కు, గొంతు మండటం, తల, ఛాతినొప్పి, దగ్గు, రబ్బరులో పగుళ్లు, లోహక్షయం, రాళ్లు, రంగుతలాల్లో పగుళ్లు ఏర్పడతాయి. ఆటోమొబైళ్లలో కెటాలిక్ కన్వర్టర్లను ఉపయోగించి NO, హైడ్రోకార్బన్ల విడుదలను అరికట్టవచ్చు. పైనస్, పైరస్, యూటిస్, జూనిపారస్ మొక్కల్ని పెంచి NO ని అరికట్టవచ్చు.
 

హరిత రసాయన శాస్త్రం: రసాయన శాస్త్రం, ఇతర విజ్ఞానశాస్త్రాల్లోని సూత్రాలను ఉపయోగించి హానికరమైన కాలుష్య కారకాల ఉత్పత్తిని తగ్గించడం, వీటి వాడకాన్ని తగ్గించడం ద్వారా పర్యావరణాన్ని కలుషితం కాకుండా చెయ్యడాన్ని హరిత రసాయన శాస్త్రం అంటారు.
ఉదా: పేపర్‌ను విరంజనం చేసేందుకు Cl2 బదులు H2O2 ని వాడటం.
* బయోగాస్, గోబర్‌గాస్, గాలి, సౌరశక్తుల వినియోగించాలి. తేలిగ్గా జీవి క్షయమయ్యే, పర్యావరణానికి హానిచెయ్యని జీవసంబంధ ఎరువులు, పురుగుమందుల్ని వాడాలి. మొక్కల్ని పెంచాలి. కలుషితం చేసే పరిశ్రమలను తగ్గించి, పర్యావరణం గురించి ఎప్పటికప్పుడు ప్రజల్లో అవగాహన, చైతన్యం కలిగించాలి. శుభ్రత, పచ్చదనం పాటించడం ద్వారా ఆరోగ్యవంతమైన పర్యావరణాన్ని ఆశించవచ్చు.

Posted Date : 04-08-2021

గమనిక : ప్రతిభ.ఈనాడు.నెట్‌లో కనిపించే వ్యాపార ప్రకటనలు వివిధ దేశాల్లోని వ్యాపారులు, సంస్థల నుంచి వస్తాయి. మరి కొన్ని ప్రకటనలు పాఠకుల అభిరుచి మేరకు కృత్రిమ మేధస్సు సాంకేతికత సాయంతో ప్రదర్శితమవుతుంటాయి. ఆ ప్రకటనల్లోని ఉత్పత్తులను లేదా సేవలను పాఠకులు స్వయంగా విచారించుకొని, జాగ్రత్తగా పరిశీలించి కొనుక్కోవాలి లేదా వినియోగించుకోవాలి. వాటి నాణ్యత లేదా లోపాలతో ఈనాడు యాజమాన్యానికి ఎలాంటి సంబంధం లేదు. ఈ విషయంలో ఉత్తర ప్రత్యుత్తరాలకు, ఈ-మెయిల్స్ కి, ఇంకా ఇతర రూపాల్లో సమాచార మార్పిడికి తావు లేదు. ఫిర్యాదులు స్వీకరించడం కుదరదు. పాఠకులు గమనించి, సహకరించాలని మనవి.

ప్రత్యేక కథనాలు

మరిన్ని

విద్యా ఉద్యోగ సమాచారం

మరిన్ని
 

లేటెస్ట్ నోటిఫికేష‌న్స్‌