Transcript เคมีเกี่ยวกับสิง่ แวดล้อม (Enviromental Chemistry) เคมีเกี่ยวกับสิง่ แวดล้อม  มนุษย์และสิง่ แวดล้อม  มลพิษและสารมลพิษ     มลพิษทางอากาศ มลพิษทางการเกษตร มลพิษทางโลหะ มลพิษทางกากกัมมันตรังสี เคมีเกี่ยวกับสิง่ แวดล้อม (Enviromental Chemistry) : ศึกษาเกี่ยวกับปรากฏการณ์หรือการเปลี่ยนแปลงทางเคมี ทีเ่ กิดขึ้นในสิง่ แวดล้อม ทัง้ ใน อากาศ ดิน และนา้ รวมทัง้

เคมีเกี่ยวกับสิง่ แวดล้อม
(Enviromental Chemistry)
เคมีเกี่ยวกับสิง่ แวดล้อม
 มนุษย์และสิง่ แวดล้อม
 มลพิษและสารมลพิษ




มลพิษทางอากาศ
มลพิษทางการเกษตร
มลพิษทางโลหะ
มลพิษทางกากกัมมันตรังสี
เคมีเกี่ยวกับสิง่ แวดล้อม (Enviromental
Chemistry)
: ศึกษาเกี่ยวกับปรากฏการณ์หรือการเปลี่ยนแปลงทางเคมี ทีเ่ กิดขึ้นในสิง่ แวดล้อม ทัง้ ใน
อากาศ ดิน และนา้ รวมทัง้ การนาความรูเ้ คมีไปใช้ประโยชน์ในการป้ องกัน ปรับปรุง แก้ไข
สิง่ แวดล้อมให้มีคณ
ุ ภาพดีข้ นึ (ทัง้ สิง่ แวดล้อมธรรมชาติและสิง่ แวดล้อมทางสังคม)
แบ่งออกเป็ น 4 สาขา
1. เคมีทเี่ กี่ยวข้องกับอุทกพิภพ (Hydrosphere)
2. เคมีทเี่ กี่ยวข้องกับปฐพีพิภพ (Lithospere)
3. เคมีทเ่ี กี่ยวข้องกับอากาศพิภพหรือบรรยากาศ (Atmospere)
4. เคมีทเี่ กี่ยวข้องกับชีวพิภพ (Biospere)
มนุษย์และสิง่ แวดล้อม
มนุษย์เป็ นผูเ้ ปลี่ยนแปลงระบบนิเวศน์ตลอดเวลา( สร้างและทาลายสิง่ แวดล้อมในขณะเดียวกัน)
สาเหตุของปั ญหาสิง่ แวดล้อมมี 3 ประการ
1.) การเพิ่มขึ้นของประชากร
2.) การนาเทคโนโลยีชนิดต่าง ๆ มาใช้งาน
- เพื่อเพิ่มผลผลิต แต่ไม่ได้คานึงถึงการทาลายสิง่ แวดล้อม
3.) การดารงชีวติ และพฤติกรรมของมนุษย์
- เพื่อความสะดวกสบาย
- เพื่อเพิ่มคุณภาพของชีวติ ให้ดขี ้ นึ
การอนุรกั ษ์ทรัพยากรธรรมชาติ
การอนุรกั ษ์ (Conservation)
 การใช้ประโยชน์ตามความต้องการ และการประหยัดไว้เพื่ออนาคต
 การปรับปรุง หรือการหาสิง่ ทดแทนของทีต่ อ้ งการใช้ประโยชน์ โดยเฉพาะทรัพยากรธรรมชาติ
 การใช้ทรัพยากรอย่างฉลาด และถูกต้อง
(ให้เกิดประโยชน์ตอ่ มวลมนุษย์อย่างเต็มที)่
 มีการวางแผนการใช้ และเหมาะสมกับสถานการณ์
หลักการใช้และการวางแผนการอนุรกั ษ์ทรัพยากรธรรมชาติ
1.หาแหล่งทรัพยากรใหม่ ๆ เพิ่มขึ้น
2.ปรับปรุงคุณภาพทรัพยากรทีม่ ีให้ใช้ประโยชน์ได้ดขี ้ นึ
3.การใช้ทรัพยากรบางอย่างทดแทน หรือใช้สงิ่ ทีม่ ีคณ
ุ ภาพรอง
4.ลดอัตราความเสือ่ มสูญของทรัพยากรธรรมชาติ
5.Recycling
6.ป้ องกันความเสียหาย และภาวะมลพิษของสิง่ แวดล้อม อันเนื่องมาจากการใช้ประโยชน์ของ
ทรัพยากรธรรมชาติแล้ว
มลพิษและสารพิษ
มลพิษ (Pollution) : พิษทีเ่ กิดจากความมัวหมอง หรือความสกปรก ซึง่ ก่อให้เกิดความ
เสียหายต่อสิง่ แวดล้อม หรือเป็ นพิษเป็ นภัยต่อสิง่ มีชวี ติ
มลพิษทางการเกษตร
ปั ญหา - การเพิ่มประชากร ปั จจุบนั > 4,200 ล้านคนทัว่ โลก
ผลกระทบ
- ความต้องการอาหารมากขึ้น
ตอบสนอง
- เพิ่มปริมาณผลิตผลทางการเกษตร ทาได้ 2 วิธี
1. เพิ่มพื้นทีก่ ารเกษตร
2. เพิ่มผลผลิตต่อหน่วยพื้นที่
ผล
- มีการใช้สารเคมีชว่ ยการเกษตรมากขึ้น เช่น ปุ๋ ยเคมี และ
สารเคมีกาจัดศัตรูพืช และสัตว์
ความจาเป็ นของการใช้ป๋ ุยและมลพิษอันเกิดจากสารเคมีท่ีใช้ทาปุ๋ย
ความจาเป็ น
- พืชต้องการธาตุอาหารหลัก : N , P , K , Ca , Mg , S
- พืชต้องการธาตุอาหารบางชนิดในปริมาณน้อย :Mn , Fe , B , Cu , Mo
แหล่งของปุ๋ย
 ปุ๋ยไนโตรเจน
- จากมูลสัตว์
- จากกระบวนการตรึงไนโตรเจนของแบคทีเรียทีอ่ ยูต่ ามรากของพืชตระกูลถัว่
- จากแร่โซเดียมไนเตรต
- จากการสังเคราะห์ (แอมโมเนียสังเคราะห์ หรือสารประกอบอนุพนั ธ์ของ
แอมโมเนีย) เช่น แอมโมเนียไนเตรด แอมโมเนียมซัลเฟต ยูเรีย
 ปุ๋ยฟอสฟอรัส
- จากหินฟอสฟอรัส (องค์ประกอบคือ fluorapatite , Ca 3(PO4)2.CaF2 )
หินฟอสเฟต (บด) + H2SO4
Ca(H2PO4)2 + CaSO4
ละลายน้ าได้ ชื่อ ซูเปอร์ฟอสเฟต
- ความเข้มข้นของปุ๋ ยฟอสฟอรัส นิยมบอกเป็ นความเข้มข้นของ P หรื อ P2O5
มากกว่าบอกเป็ นความเข้มข้นของ ซูเปอร์ฟอสเฟต
 ปุ๋ ยโพแทสเซียม
- จากสินแร่และหินโพแทช
- จากเกลือโพแทสเซียมคลอไรด์ โพแทสเซียมซัลเฟต
- ความเข้มข้นระบุในรูปของ K หรือ K2O
ผลกระทบของการใช้ป๋ ุยต่อสิง่ แวดล้อม
ปุ๋ยไนเตรตเป็ นอันตรายต่อคน สัตว์ มากกว่าปุ๋ ยอีก 2 ชนิด
- ปริมาณไนเตรตจะวิเคราะห์ในรูปของไนโตรเจน และเขียนเป็ น NO3-N
- ปริมาณแปรผันตามฤดูกาาล
- ไนเตรตในนา้ ดืม่ ทาให้เกิดโรค methemoglobinemia หรือ blue
babies
(ในทารก 3 เดือนแรก)
ไนเตรต ถูกรีดิวซ์ ไนไตร์ต รวมกับฮีโมโกลบิน methemoglobin
- นา้ ทีจ่ ะให้ทารกดืม่ ไม่ควรมีไนเตรตเกิน 10 ppm นา้ ดืม่ ทัว่ ไปไม่ควรมีไนเตรต
เกิน 45 ppm (กาหนดโดยกระทรวงสาธารณสุข U.S.A.)
- ประเทศไทย กาหนดว่านา้ บริโภคมีไนเตรตได้ไม่เกิน 45 ppm
- WHO กาหนดมาตรฐานนา้ ในยุโรปดังนี้
ความเข้ มข้ นเป็ น ppm
ไนเตรต
0 - 50
50 - 100
เกิน 100
NO3-N
0 - 11.3
11.3 - 22.6
เกิน 22.6
มาตรฐานของน ้า
ใช้ ดื่มได้
พอดื่มได้
ไม่ควรใช้ ดื่ม
การจาแนกชนิดของสารเคมีกาจัดศัตรูพชื และสัตว์
จาแนกตามลักษณะของการใช้งาน
1. ทาลายพวกหมัด เห็บ เล็น ไร เรียกว่า Acaricides
2. ทาลายพวกตะไคร่ (Algae) และพืชบางชนิด เรียกว่า Algicides
3. ทาลายพวกวัชพืช เรียกว่า Herbicides
4. ทาลายพวกโรคพืชทีเ่ กิดจากแบคทีเรีย เรียกว่า Bactericides
5. ทาลายโรคพืชทีเ่ กิดจากเชื้อราชนิดต่าง ๆ เรียกว่า Fungicides
6.
7.
8.
9.
ทาลายโรคพืชทีเ่ ราไม่ตอ้ งการ เรียกว่า Arboricides
ทาลายแมลงทีใ่ ห้โทษต่อมนุษย์ สัตว์ และพืช เรียกว่า Insecticides
ทาลายหอยทากต่าง ๆ เรียกว่า Molluskicides
ทาลายหนู และสัตว์แทะ เรียกว่า Rodenticides
ลักษณะทีใ่ ช้ : เป็ นฝุ่ น สารละลาย สารแขวนลอยอยูใ่ นสารละลาย
ของแข็ง ระเหิดได้
สารเคมีกาจัดศัตรูพชื (Pesticide)
สารเคมีทใี่ ช้ทาลายศัตรูพืช (แมลง พืช และสัตว์อนื่ บางชนิดทีค่ อยทาลายพืชผลต่าง ๆ )
- มี 2 ประเภท
(1) สารอนินทรีย์
๐ สารทีใ่ ช้กาจัดศัตรูพืชได้ผลดีได้แก่ สารประกอบระหว่างโลหะ กับ As เช่น
- Paris green (Copper acetoarsenite , (CuO3.As2O3.Cu(C2H3O2)2)
- Pb3(AsO4)2
- Na3AsO3
๐ กามะถัน
๐ สารผสมบอร์โด (Bordeau mixture) (ปูนขาว + CuSO4)
(2) สารอินทรีย์
- นิโคติน (จากใบยาสูบ)
- โรติน
- นา้ มันบางชนิด
- สารสังเคราะห์ เช่น DDT (Dichlorodiphenyl trichloroethane)
- ปัจจุบนั > 900 ชนิด
สารเคมีกาจัดแมลงที่สาคัญ 4 กลุม่ ได้แก่
1.) พวกสารคลอรีนอินทรีย์ (Chlorinated HC)
- เป็ นพิษกับแมลงเมื่อสัมผัส
- ทาให้ระบบประสาท และกล้ามเนื้อหมดความรูส้ กึ คล้ายเป็ น
อัมพาต
- ออกฤทธิค์ งทน พิษอยูไ่ ด้ > 2 ปี หรือบางตัว > 20 ปี
- ตัวอย่างเช่น Aldrin , DDT , Dieldrin , Lindane , Mifex ,
Methoxychlor
2.) พวกสารฟอสฟอรัสอินทรีย์
- ตัวสารเคมีกาจัดพืชเป็ นพิษเมื่อสัมผัส
- พิษไม่คงทน (อยูใ่ นช่วง 1 - 12 สัปดาห์)
- เป็ นพิษกับแมลง และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนา้ นม เช่น ถ้าคนได้รบั
สารพิษกลุม่ นี้ 5 mg /Kg นา้ หนักตัว อาจเสียชีวติ
- สารเคมีกาจัดพืชกลุม่ นี้ เช่น พาราไทออน ไทเมต มาลาไทออน เฮปท์
เมวินฟอส
3.) พวกคาร์บาเมท (Carbamates)
- เป็ นพิษเมื่อสัมผัส พิษไม่คงทน ( 1 - 12 สัปดาห์) สลายตัวเมื่อ เวลาผ่านไป
4.) พวกสารอนินทรีย์
- เป็ นพิษทีก่ ระเพาะ และระบบทางเดินอาหาร
- ใช้ทาลายแมลงทีใ่ ช้ปากกัด เช่น ตัก๊ แตน ตัวอ่อนของผีเสื้อ ปลวก และ
แมลงสาบ
- มีความเป็ นพิษสูง และคงทนอยูน่ าน
- กลุม่ นี้มีอาร์เซไนต์ อาร์เซเนต สารประกอบของปรอท (HgCl2 , Hg2Cl2)
สารประกอบของโบรอน (บอแรกซ์ กรดบอริ ก) สารประกอบของพลวง
สารประกอบของแทลเลียม (Tl2SO4 , CH3COOTl)
สารเคมีกาจัดเชื้อรา
๐ ส่วนใหญ่เป็ นสารประกอบของทองแดง และกามะถัน เช่น
- สารผสมบอร์โด
กาจัดเชื้อราในต้นองุ่น
- สารประกอบคอปเปอร์ (I) ออกไซด์ หรื อออกซีคลอไรด์
สาหรับไม้ผล มันฝรั่ง กล้วยหอม โกโก้ กาแฟ ชา
- ฝุ่ นกามะถัน
ป้ องกันเชื้อราที่เกิดกับ ไม้ผล องุ่น
และ ต้นพืช
- สารผสมระหว่างกามะถัน และปูนขาว (Lime sulfur) ละลายนา้
ได้ และใช้ง่าย
- สารเคมีทมี่ ีประสิทธิภาพสูง และมีฤทธิ์นานในการกาจัดเชื้อรา
ได้แก่ เอทิไรมอล ละลายนา้ ได้นอ้ ย จับกับอนุภาคของดินได้ดี
การสูญเสียการชาระล้างมีนอ้ ย / เป็ นพิษต่อสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม
น้อย ไม่เป็ นพิษสะสมในระยะยาว
- เบโนมีล (Benomyl) ไทโอฟาเนต (Thiophanate) : เป็ นพิษร้าย
แรงต่อเชื้อรา
สารเคมีกาจัดวัชพืช
เป็ นสารเคมีทส่ี ามารถทาลายวัชพืชบางชนิดทีม่ าแย่ง แสงแดด นา้
และอาหารของพืชเศรษกิจ
แบ่งเป็ น 2 กลุม่ ได้แก่
1.) ทาลายวัชพืชทัว่ ไป เช่น โซเดียมอาร์เซไนต์ โซเดียมคลอเรต
กรดซัลฟุรกิ นา้ มันบางชนิด
2.) ทาลายวัชพืชบางชนิด เช่น เฟอรัสซัลเฟต
2,4-D (2,4-dichlorophenoxyacetic acid) กาจัดวัชพืชใบกว้าง
เท่านัน้ แต่ไม่จากัดวัชพืชตระกูลหญ้า
- สารเคมีทใ่ี ส่ในดินขณะไถหว่านหรือปลูกพืช จะออกฤทธิ์ได้นาน
กว่าเรียกว่า “Soil herbicides” ซิมาซีน อะทราซีน ไดยูรอน
(ปัจจุบนั ยังใช้อยู่) ( สารประเภทยูเรีย )
- พาราควอท ( paraquat )
ออกฤทธิ์รวดเร็ว
ไม่ทาลายการงอกของเมล็ด (ไม่ออกฤทธิ์เมื่ออยูใ่ นดิน)
กาจัดหญ้า และวัชพืชใบกว้างหลายชนิด
สารเคมีกาจัดหนูและสัตว์แทะ (Rodenticides)
- สตริกนิน โซเดียมฟลูออโรอะซีเตต หรือ Compound 1080
วอร์ฟาริ น
- กาจัดหนูทวั่ ไป (รวมทั้งสัตว์แทะด้วย )
- นอร์บอไมด์ จะฆ่าเฉพาะหนูชนิดตัวใหญ่ และหางยาว (rat)
เท่านัน้
การแปรสภาพทางเคมีของสารเคมีกาจัดศัตรูพชื และสัตว์
 สารประเภท chlorinated hydrocarbon (เช่น DDT ) มีความคงทน
มาก
 chlorinated hydrocarbon นี้จะแปรสภาพอย่างช้า ๆ
สารใหม่เป็ นพิษ และมีฤทธิ์เป็ นยากาจัดศัตรูพืช
2 aldrin + O2
2 dieldrin
DDT (เป็ นพิษต่อคน)
DDE and DDD
 สารอินทรียข์ องฟอสฟอรัสและคาร์บาเมตเกิด hydrolysis
product
hydrolysis เอทิลแอลกอฮอล์ + ไทโอฟอสฟอริ ก แอซิ ก
 พาราไทออน
+ ไนโตรฟี นอล
 พาราไทออนทีอ่ ยูใ่ นดินจะถูกเอนไซม์ของยีสต์ในดินรีดวิ ซ์ ทาให้ไนโตรเจนเปลี่ยนเป็ นหมูอ่ ะมิโนได้
ผลกระทบของการใช้สารเคมีกาจัดศัตรูพชื และสัตว์
1. ปั ญหาการตกค้างของตัวสารเคมี เช่น DDT Deildrin ในสัตว์นา้ พืชผัก และ
อาหารอืน่ ๆ
พืชผัก มีปริมาณสารตกค้าง 79.4 ppm
ผลไม้ มีปริมาณสารตกค้าง 1.33 ppm
ธัญพืช มีปริมาณสารตกค้าง 4.58 ppm
อาหารสัตว์
มีปริมาณสารตกค้าง 2.38 ppm
ไข่
มีปริมาณสารตกค้าง 0.39 ppm
นา้ มันพืช
มีปริมาณสารตกค้าง 2.18 ppm
นม
มีปริมาณสารตกค้าง 0.78 ppm
เนื้อสัตว์ มีปริมาณสารตกค้าง protein ตา่ กว่าค่าปลอดภัย
ไขมัน เกินค่าปลอดภัย
ดีดที ี ตกค้างบนผิวส้มหรือมะนาว
38 - 50 วัน ลดลง 1/2
ตกค้างบนต้นผักกาด
2 - 3 วัน ลดลง 1/2
พาราไทออน ตกค้างบนผิวส้มหรือมะนาว 61 - 84 วัน ลดลง 1/2
ตกค้างบนต้นผักกาด 1 - 3 วัน ลดลง 1/2
ผลกระทบของการใช้ยากาจัดศัตรูพชื และสัตว์
2. การดื้อยา
เกิดขึ้นโดยมีการสร้างเอนไซม์ เพื่อทาลายพิษยา เช่น DDT dehydrochlorinase
เปลี่ยน DDT
derivative ไม่มีพิษต่อศัตรูพืช สัตว์
ผลกระทบต่อพืชและสัตว์อน่ื ๆ
1.ทาลายศัตรูในธรรมชาติของศัตรูพืช สัตว์ดว้ ย : ถ้าศัตรูพืชมาก ต้องใช้ยาเพิ่ม
2.ทาลายแมลงเศรษฐกิจ เช่น ผึ้ง และแมลงบางชนิดทีช่ ว่ ยผสมเกสร : ตายเพราะยาฆ่า
แมลง
3.ผลต่อวงจรชีวติ ของนก เช่น พวก chlorinated hydrocarbon ทาให้
ประชากรนกชนิดต่าง ๆ ลดลงมาก : นกจะวางไข่ชา้ และน้อยลง ไข่เปลือกบางและแตก
ง่าย เพราะ Chlo. Hy. ยับยั้งการทางานของ Enz. Carbonic
anhydrase ทาให้ CaCO3 มีไม่พอกับความต้องการในการสร้างเปลือกไข่
4. ผลต่อสัตว์ป่านานาชนิด : ลดจานวนลง
เช่น chlorinated biphenyl หรือ PCB ใช้ผสมทาสีเคลือบยา ผสมกับสารทีใ่ ช้
ทาฉนวนไฟฟ้ าอืน่ ๆ
5. ผลต่อสัตว์นา้ : ปลาชนิดต่าง ๆ ตาย
เอกสารอ้างอิง
 ทบวงมหาวิทยาลัย , เคมี 2 , กรุงเทพ : อักษรเจริญทัศน์ , 2541.
 รัตนา สนัน่ เมือง , เคมีเกีย่ วกับสภาวะแวดล้อมและความปลอดภัย,
มหาวิทยาลัยนเรศวร , 2545.
ภาควิชาเคมี