Environmentální chemie: Studium a ochrana životního prostředí

Chemie životního prostředí (také environmentální chemie) je obor chemie, který zkoumá chemické a biochemické děje probíhající v přírodě. Lze jej definovat jako studium vzniku, reakcí, transportu, ovlivňování a zániku chemických látek v atmosféře, půdě a vodě a vlivu člověka na tyto děje.

Environmentální výchova: Výchova k ochraně životního prostředí

Ekologická nebo také environmentální výchova je v současné době zařazena v Rámcovém vzdělávacím programu. I když se může zdát, že výchova k ekologii a ochraně životního prostředí jsou novodobými tématy ve výukových osnovách, v českých školách se s touto tematikou seznamovaly děti již za první republiky, jak se dozvíte níže v článku. Kladný vztah k okolní přírodě a životnímu prostředí se ovšem děti nenaučí během několika hodin výuky ve škole.

Děti byly vybízeny k láskyplnému chování ke zvířatům a ochraně lesů již za doby první republiky (1918-1938). Na začátku sedmdesátých let se pojetí ekologické výchovy rozšiřuje - tím, že si lidé začali uvědomovat, že vlastním působením ohrožují nejen přírodu a zvířata, ale i sami sebe. Proto je ekologická výchova pojímána jako výchova k péči o životní prostředí, přičemž do životního je zahrnována složka přírodní, kulturní i sociální a jejich vzájemné působení.

Zkoumá působení člověka a ekosystémů - její náplní je ochrana životního prostředí, prevence znečišťování životního prostředí nebo napravování škod vzniklých působením lidí. Díky tomu, že environmentalistika zasahuje do několika oborů, řadí se ve školských osnovách do takzvaných průřezových témat, která procházejí napříč vzdělávacími oblastmi a umožňují propojení vyučovacích předmětů. Tím přispívají ke kompletnosti vzdělání.

Při výuce environmentální výchovy učitelé využívají metody a postupy založené na prožitcích a zkušenostech žáků (skupinové řešení problémů, diskuze, simulace, hraní rolí, projekty). Příkladem může být například celoškolní projekt, který bude zahrnovat několik tematických okruhů - například Vliv člověka na životní prostředí. Měla by žákům nastínit zdravý způsob života - od správného životního stylu po otázky vztahu k životnímu prostředí (ochrana přírody). Ve výuce by měla bát zahrnuta spolupráce s organizacemi, které působí v místě školy či v regionu (Lesy ČR, ekologická centra, Klub českých turistů apod.).

Čtěte také: Příležitosti environmentální výchovy

Jedním z vyučovacích předmětů, které environmentální výchova doplňuje, je tělesná výchova. Pohybové aktivity patří ke zdravému životnímu stylu, navíc příroda je ideálním místem pro sport a pohyb. Proto je v rámci výukových programů a programů kladen velký důraz i na zapojení pohybových aktivit.

Pokud půjdete svým dětem odmalička příkladem - budete svědomitě třídit odpad, šetřit vodu, na výletech v přírodě dávat důkladný pozor na to, abyste všechny papírky a sáčky uklidili zpátky do batohu, děti převezmou vaše pravidla. Děti se ve školce a škole dozvědí mnoho informací a detailů, ale mnohdy jim chybí čas na pochopení vzájemných souvislostí. Pomozte jim vytvořit si ke svému prostředí kladný vztah. Společné pokusy a vycházky do přírody, pojmenovávání zvířat a rostlin - všechny podobné aktivity povzbuzují dětskou zvědavost a napomáhají učení se.

Naučíme vás chápat nejen environmentální procesy probíhající ve všech složkách životního prostředí, ale získáte také znalosti v oblasti environmentálních technologií ve spojení s aktuální environmentální legislativou, právem, ekonomikou a managementem. Proniknete do problematiky environmentální chemie a bezpečnosti a získáte praktické zkušenosti s odběrem a analýzou environmentálních vzorků.

Náplň studijního programu nabízí možnosti uplatnění absolventů ve firmách zabývajících se ochranou životního prostředí nebo na pozicích zajišťujících rovnováhu mezi životním prostředím, společností a ekonomikou (Systém environmentálního managementu).

Metody pro identifikaci neznámých látek

Metodami pro identifikaci neznámých látek, které používají chemické laboratoře Hasičského záchranného sboru České republiky (HZS ČR) nejčastěji, jsou Ramanova a infračervená (IČ) spektrometrie. Historie Ramanovy spektrometrie sahá až do 30. let minulého století, kdy indický vědec C. V. Raman předpověděl A. Smekal (1923) a jeho experimentální nález nejdříve ohlásil C. V. Raman, jev, při němž se vedle emise fluorescenčního záření o nižší frekvenci objevuje i emise krátkovlnného záření. Proto se označuje jako Smekalův-Ramanův jev (2).

Čtěte také: Starbucks a udržitelnost

Ramanovy spektrometry dokáží identifikovat pevné a kapalné vzorky, gely, kaly, pastovité hmoty aj., jejichž molekuly jsou spojeny kovalentními nebo polárně kovalentními vazbami. Je možné identifikovat bojové chemické látky, široké spektrum organických i anorganických látek, toxických průmyslových škodlivin, výbušnin, drog atd. Podmínkou je přítomnost Ramanova spektra v knihovně spekter. Moderní Ramanovy spektrometry již zvládnou identifikovat i fluoreskující látky.

Doplňkovou metodou pro Ramanovu spektrometrii je IČ spektrometrie. První zmínky o IČ spektrometrii nacházíme na počátku 19. století. Její první aplikace jsou z 20. století, kdy se začínají rozvíjet další metody využívající i jiné vlnové délky (5). Technika, která se osvědčila u IČ, je založena na absorpci IČ záření molekulami látek a umožňuje identifikovat organické i anorganické sloučeniny.

Budoucnost spektroskopie

Aktuální příslib do budoucnosti vykazuje povrchem zesílený Ramanův rozptyl (SERS), vyznačující se tím, že dokáže podle jedné molekuly identifikovat látku ulpělou na zkoumaném povrchu. Jde tedy o velice citlivou metodu, kterou se budou vývojáři daných přístrojů stále snažit vylepšovat. SERS má nevýhodu v tom, že se zatím nenašlo žádné důležité praktické uplatnění této techniky. Na obzoru je však využití, které by pro populaci mohlo být v budoucnu poměrně zásadní, a to identifikace mikroplastů (částice menší než 1 µm). Ty přitahují velkou pozornost, protože mají potenciál stát se polutantem životního prostředí.

Největším problémem v identifikaci mikroplastů je právě jejich velikost. Co se týče IČ spektroskopie, tak i zde je aktuální problematika mikroplastů. IČ mikroskopie s Fourierovou transformací se používá k identifikaci a kvantifikaci mikroplastů nejčastěji.

V předchozích dvou odstavcích je popsán vývoj spíše pro environmentální chemii, ale je vidět trend, kterým se obě techniky chtějí posouvat i v aplikacích, které mají identifikovat potenciálně nebezpečnou látku pro populaci. Aktuálně se výrobci snaží své přístroje zmenšovat, aby je bylo možné použít nejen v terénu, ale hlavně je připravit na připevnění k robotickému systému. Dále se klade důraz na to, aby přístroje byly schopné identifikovat i látky, které jsou na místě zásahu v minimálním množství. S tím souvisí také zkrácení doby měření a zvýšení robustnosti měření. Moderní trend již také umožňuje měření v určité vzdálenosti od vzorku tak, aby operátor nemusel být se vzorkem v přímém styku.

Čtěte také: Ochrana životního prostředí

Vývoj v oblasti Ramanových nebo FTIR spektrometrů je také úzce spjat s vývojem stále výkonnějších a zmenšujících se počítačů. Měřené látky mohou být v kapalném i v pevném stavu a mohou být měřeny i skrze obaly. V mobilní chemické laboratoři Institutu ochrany obyvatelstva (IOO) je již možnost měřit FTIR spektrum v plynném stavu. Důležitý je i výsledek, který na základě měření nenajde žádnou shodu s knihovnou a který nás může dovést k závěru, že zkoumaná látka není toxická chemikálie.

Využití spektrometrie v praxi

Spektrometry byly nejvíce využity při identifikaci látek v domácí laboratoři, kde se vyráběly výbušniny. V kombinaci Ramanova a IČ spektrometru bylo možné přímo na místě zásahu identifikovat přibližně 100 látek, které byly většinou hořlavé, popřípadě byly prekurzorem výbušnin. S aktuálním vybavením je laboratoř IOO schopná také na místě zásahu během pár sekund určit přesnou koncentraci látek CBD a THC v rostlině marihuany. Z poměru těchto koncentrací lze určit, zda jde o marihuanu určenou k lékařskému využití.

Každý systém je dodaný od jiného výrobce, proto i vyhodnocovací a měřicí softwary jsou různé. Největší rozdíl je v tom, že Ramanovo spektrum lze změřit ve vzdálenosti až dvou metrů od vzorku, tudíž není nutné se ke vzorku přiblížit a být s ním v přímém kontaktu. Ramanův spektrometr a NIR spektrometr dokáží měřit skrze původní obal vzorku. Ramanův spektrometr dokáže změřit spektrum skrze průhledné a tmavé sklo, kdežto NIR spektrometr pouze skrze průhledné sklo.

Jelikož každé spektrum je měřeno jinou analytickou metodou, je zřejmé, že se spektra z jednotlivých přístrojů budou lišit. Laboratoř IOO však uvažuje o zakoupení programu, který dokáže spojit informace z rozdílných přístrojů a analytických metod.

tags: #environmentalni #chemie #wikipedie

Oblíbené příspěvky:

• Odpadové hospodářství v ČR
• Nemoci z povolání v ČR
• Tapety příroda zdarma
• Dopady Malé Doby Ledové
• Muzeum v přírodě Zubrnice