Hava Kirliliği

Hava, atmosferi meydana getiren gazların karışımıdır. Saf hava, başta azot ve oksijen olmak üzere argon, karbondioksit, su buharı, neon, helyum, metan, kripton, hidrojen, azot monoksit, ksenon, ozon, amonyak ve azotdioksit gazlarının karışımından meydana gelmiştir. Bu gazların dağılımı ise % 78’i azot, hacim olarak %21’ni ve ağırlık olarak %23’ ünü oluşturan oksijen ise oldukça reaktif bir gazdır. Diğer gazlar ise atmosfer hacminin %1’ini oluştururlar. Atmosferi oluşturan bu gazların, en kararsız olanları su buharı ve karbondioksittir. Atmosferdeki su buharı miktarı, denizler, göller, nehirler ve bitkilerden buharlaşma ile artar ve bulutlardan sis, çiğ, yağmur oluşumu ile de azalır. Su buharının bu değişkenliği, bu olaylarla birbirini öyle takip dengeler ki , su buharının atmosferdeki miktarı değişmez. Karbondioksit ise normalde çok küçük yer teşkil eden bir birleşendir. İnsan ve hayvanların teneffüsü ve bitkilerin fotosentez olayı ile atmosferdeki miktarı dengede tutulur. Atmosferdeki azot orman yangınları, şimşek gibi doğal atmosfer olayları ve yanma sonucu meydana gelir.
   HAVA KİRLİLİĞİ
Doğal olarak saf atmosfer az veya çok miktarda, büyük bölümü suni olan yabancı maddelerin üretimi ile kirletilir. Bunların başında petrol ürünleri ve endüstriyel kirleticiler gelmektedir. Özellikle son yıllarda, endüstriyel aktivitenin, şehirleşmenin ve nüfusun arması ile kirletici maddelerin kullanımı ve miktarıda hızla artmaktadır.
Atmosfere dağılarak, onu kirleten kirleticiler katı, sıvı ve gaz halindedirler. Çeşitli kaynaklardan meydana gelen kirlilik maddeleri toz, is, sis, buhar, kül, duman vb. olarak havaya geçerler. Atmosferdeki bu kirleticiler, kirletici kaynaklardan atmosfere doğrudan verilen kirleticiler ve kirleticilerle atmosferik özellikler arasında kimyasal olaylar sonucu oluşan kirleticiler olmak üzere iki şekilde bulunurlar.

Hava kirliliğine örnek bir görüntü
Atmosfere kirletici kaynaklardan yayılan kirleticiler, kükürtdioksit, azot oksitler, karbon monoksit, hidrokarbonlar asılı vaziyette bulunan katı partüküllerdir. Bunlardan; Kükürt Bileşikleri:Petrol ve kömür gibi kükürt içeren maddelerin yakılması ve kükürt içeren bazı maddelerin işlenmesi sırasında kükürt gazı açığa çıkar. Bu kükürt bileşiklerinin solunması, bronşit ve astım gibi hastalıklara yol açabilir.
Azot Oksitleri:
Azot oksitleri daha çok enerji santrallerinden ve motorlu araçların egzoz borularından yayılır. Bir azot oksit olan nitrojen dioksit (NO2 ) solunması kalp, akciğer ve karaciğer rahatsızlıklarına ve solunum yolu hastalıklarına yol açar.
Karbon Oksitleri
:Fosit yakıtların kullanılması ve orman yangınları gibi nedenlerle atmosfere büyük oranda karbondioksit (CO2 ) gazı yayılır. Bunun yanında, oksijenle metanın tepkimeye girmesiyle oluşan karbonmonoksit (CO) gazı da bir kirleticidir. Karbon oksitleri baş dönmesi ve reflekslerde yavaşlamaya sebep olur. Havada yüksek oranda bulunmaları ölümlere neden olabilir.
Hidrokarbonlar:
Motorlu taşıtlarda kullanılan petrolün, tüm olarak yanmaması etilen (C2H4) ve benzen (C6H6) gibi hidrokarbonların çevreye salınmasına neden olur.Bu hidrokarbonlar, havadaki başka kimyasal maddelerle tepkimeye girdiğinde, gözlere ve solunum yollarına zararlı etkileri olur. Benzen gibi bazı hidrokarbonların kanser yapıcı etkileri de vardır.Bu kirleticilerle, atmosferik özelliklerin oluşturduğu kimyasal reaksiyonların en önemlileri ise fotokimyasal olaylardır ki, bunlardan özellikle floroklorokarbonlar, güneşten gelen zararlı UV (ultraviole) ışınlarına karşı yeryüzünü koruyan ozon tabakasında büyük tahribata yol açmaktadır.
Doğal veya insan yapısı sonucu atmosfere karışan kirleticiler, her iki halde de Atmosfere yayıldıkları anda hızla kimyasal reaksiyonlar oluştururlar ve hava akımları ile karışır, dağılır, yayılır ve taşınırlar. Böylece kirleticiler, kaynaktan çıkıp, alıcılara ulaştığında karakterleri değişebilir. Genel olarak kirlilik,havadaki katı parçacıklar vekükürtdioksit miktarına göre belirlenir. Oysa atmosferde oluşan kimyasal olaylarda, organik maddeler büyük rol alır. Çünkü organik maddeler, atmosferde ister reaksiyona girsinler, ister girmesinler kimyasal reaksiyonların çekirdeğini oluştururlar. Hava kirliliği denildiğinde, kirleticiler ve bunların bulunduğu atmosfer ortamı aynı derecede rol oynar. Herhangi bir yerde hava kirliliği çalışması yapıldığında, ilk olarak o bölgenin meteorolojik koşulları ve havanın kimyasal yapısı incelenmelidir.
Bölgesel, meteorolojik ve coğrafik faktörlerin, havanın kirletilmesi üzerinde büyük bir etkisi vardır. Hava kirlenmesi, üç yüzyıldan beri bazı şehirlerde önemli bir sorun olmaktadır. Genel olarak iki tip hava kirlenmesi vardır. Bunlardan biri isli, kurumlu, sülfürlü olan Londra Tipi Hava Kirlenmesi, diğeri ise Los Angeles Tipi Hava Kirlenmesidir. Bazı yerlerde ise bunların her ikisinin karışımından ibaret bir hava kirlenmesi görülmektedir.
Londra tipi hava kirlenmesinde, en yüksek konsantrasyon (kirlilik) sabahın erken saatlerinde olur. Bu tip, oldukça düşük sıcaklıkta ve oldukça yüksek nemde meydana gelir. Zerrelerle ve kükürt dioksit gazıyla atmosfer kirletilmiştir. Londra tipi hava kirlenmesinin, bronşit ve astım rahatsızlıklarına neden olduğu ileri sürülmektedir.1952 Yılında Londra’yı kaplayan kalın sis ve duman tabakası, iki hafta içerisinde dört bin insanın ölümüne yol açmış, bir o kadar insan da üç ay içerisinde can çekişerek ölmüştür.
Normal olarak, gündüz hava ısınırken, yukarı doğru çıkan hava cereyanı 200-750 m’lik bir karışım derinliği meydana getirir. Fakat yüksek basınçta ve zemin yüzeyindeki soğuk hava kütlesinde, havanın durgun olduğu havzalarda, gündüzleri havanın ani ısınması ile inversiyon meydana gelir. Bu çeşit olaylar şehirlerde havanın kirlenmesine yol açar. İşte Los Angeles tipi hava kirlenmesi bu olayın sonucudur. Fotokimyasal olan Los Angeles tipi hav kirlenmesinde, en yüksek konsantrasyon öğleyin 11 ile 13 saatleri arasında olur. Bu olay genellikle yüksek sıcaklıkta ve oldukça düşük nemde, açık günlerde meydana gelir. Londra tipi hava kirlenmesinden diğer önemli bir fark, atmosferde ozon ve peroksiasetilnitrat gibi bazı bileşiklerin bulunması sebebiyle kimyasal oksitlemenin oluşmasıdır. Bu bileşikler, 50 milyon otomobilin egzozundan çıkan ve LosAngeles çukurluğunda toplanan azot oksitlerin ve hidrokarbonların komplesk karışımların ve güneş ışığının etkisi ile oluşurlar. Bu tip kirlenme, değişik tarım ürünlerine, çiçeklere ve ağaçlara çeşitli zararlar verir. Ayrıca gözlerde rahatsızlık ve görüş mesafesinin kısalması, ölüm oranlarının artması gibi etkileri de vardır.
Atmosfer ile ilgili alanlarda çalışan bilim adamlarının en önemli gündem maddelerinden birini uzun zamandan beri ozon tabakasındaki delik oluşturmaktadır.Bir grup, alınan tedbirler ile problemin ortadan kalktığını ve önemli bir problem olmadığını iddia ederken, diğer bir grup ise bu düşünceye katılmamaktadır.
Ozonun en önemli düşmanı kloroflorokarbon (CFC)gazlarıdır. Bu gaz 1930’da Thamos Midgely adlı araştırmacının General Motors firması için yaptığı çalışmalar sonucu geliştirilmiş ve soğutma maksatlı ev aletlerinde kullanılmaya başlanmıştır. 1940’lı yılların ortalarında ABD’deki soğutucuların büyük bir çoğunluğu CFC ile çalışıyordu. İlerleyen yıllarda CFC üretimi ciddi boyutlarda arttı ve yeni kullanım alanları buldu.
1970’de ozon tabakası üzerindeki olumsuz tesire ilk defa Paul Crutzen dikkat çekti; onun yaptığı çalışmada zararlı maddelerin azot oksitleri olduğu tespit edildi.1974’de Richard Stolarski ve Ralph Cicerone uzay mekiklerinin egzozlarından çıkan klorinin ozona zarar verdiği uyarısında bulundular. Aynı yıl F. Sherwood Rowland ve M. Molina strotosfere ulaşan CFC’lerin ozona zarar verdiğini ilk defa iddia ettiler ve CFC üretiminin en kısa zamanda sınırlandırılıp yasaklanmasını istediler. Devam eden çalışmalar bu ikazı destekleyici neticeler verince, 1976’da ABD’de, spreylerde CFC kullanımının 1978’den itibaren yasaklanma kararı alındı. İlerleyen yıllarda milletler arası girişimler başladı. Bu arada ozonun Antarktika üzerinde inceldiği tespit edildi (1985). 1987’de 140 ülkenin imzaladığı Montreal Protokolü ile CFC üretimindeki artışların durdurulması ve üretimin 1998’de yarıya indirilmesi kararlaştırıldı. 1992’de Kopenhag’da yapılan toplantıda ise CFC’lerin gelişmiş ülkelerde 1996’da , gelişmekte olan ülkelerde ise 2010 yılında tamamen üretimden kaldırılması kararlaştırıldı. 1996’da, yapılan çalışmalarla milletler arası protokollere uyulması halinde ozon tabakasının kendini tamir edebildiğinin 21. Yüzyılda gözlenebileceği tahmini öne sürüldü.
   PEKİ OZON NASIL DELİNİYOR?  
CFC’lerin ozonu tahrip etme mekanizması S. Rowland ve M. Molina tarafından tespit edildi ve bilim adamları 1955 Kimya Nobeli ile mükafatlandırıldı. Açıklanan mekanizmaya göre; stratosfere ulaşan bir CFCI3 molekülü yoğun ultraviyole ışınlarının tesiriyle bir klor atomunu bırakarak CFCI2 haline gelmekte, tek başına kalan klor atomu artık tam bir ozon katili durumunu almaktadır. Çünkü bu klor atomu, ozon molekülü ile (O3) reaksiyona girerek bir oksijen molekülü (O2) ve klormooksit (CIO) meydana getirir. Ancak işlem burada bitmez, ortamda bol miktarda bulunan bir oksijen atomu klormonoksit ile etkileşir ve oksijen atomu, molekül haline (O2) gelir.
Klor atomu da yeniden tek başına kalarak yeni bir ozon molekülünü parçalayıp ortama oksijen molekülü ile bir klormonoksit çıkmasına sebep olur ve bu işlem stratosferde devamlı tekrarlanır durur.Bu mekanizmanın tespiti ile CFC’lerin ne kadar tehlikeli olduğu ortaya net bir şekilde konmuştur.

   BİZE YÖNELEN TEHLİKE!!!
Ülkemizde bu konu ile ilgili çalışmalar yapılmadığı gibi, özellikle cilt kanserindeki artışlar kamu oyuna duyurulmayıp herhangi bir uyarıda bulunulmamıştır. Halbuki ABD’de yapılan araştırmalarda stratosferdeki ozonun %1’lik azalmasının cilt kanseri vak’alarında % 3’lük artışa sebep olduğu tespit edilmiş ve ülkenin cilt kanseri risk haritası çıkarılarak yayınlanmıştır.
Diğer taraftan popüler bilim dergilerinde, ozondaki %1’lik azalmanın, yer yüzüne ulaşan ultraviyole radyasyonunun %2’lik bir artışını netice verdiği yazılmaktadır. Ultrviyole ışınlarının artışının, sadece cilt kanserini değil, göz rahatsızlıkları ve bağışıklık sistemi bozukluklarını da beraberinde getirmekte olduğu ifade edilmektedir.
   GELECEĞİMİZİ ULTRAVİYOLE Mİ KARARTACAK?
Görüldüğü gibi tehlike küçümsenecek gibi değildir. Ancak Batı’daki gelişmelerin ortaya çıkardığı bu problem, yine yukarıda anılan protokolleri hazırlayıp tehlikeyi sezenler tarafından ele alınıp, çözümlenmek üzere önemli adımlar atılmıştır. Ozonun kendini yenilemesi zaten bilinmektedir. Her yağmur yağdığında içimize çektiğimiz değişik kokulu taze havada bol miktarda ozon olduğu gibi, her çakan şimşekte, her düşen yıldırımda bol miktarda ozon açığa çıkmaktadır. Yeter ki insanoğlu, CFC’leri yasakladıktan sonra yeni bir ozon katili icat etmesin.
Ozon tabakasının delinmesi ile ortaya çıkan yeni bir sanayi ise “sağlıklı bronzlaşma” adı altında bir taraftan insanları deniz kenarında yakarken,diğer taraftan da yine onları ultraviyoleden koruyucu kremler ve çeşitli sıvılara buluyarak cilt kanserinden korumaları için paralarını almaktadır. Bu güneş kremleri hakkında sanki çok ciddi ilmi çalışmalar yapılmış gibi bir hava verilmektedir. Halbuki bu krem ve sıvıların hiçbirinin ciddi bir koruyuculuğu olmadığı gibi, tam aksine korunduğunu zanneden insanlar güneş altında daha fazla kalmasına ve cilt kanseri riskinin artmasına da sebep olmaktadırlar.
1996 Ekim’inde, Nasa “Toplam Ozon Haritası” adıyla yapmış olduğu çalışmalarda elde edilen ölçümleri bulunmaktadır. Antarktika üzerinde ozonun en az olduğu bölge “Ozondaki delik”tir. Ozon ölçümleri, 1950’lerde Güney Kutbu’nda ilk çalışmaları gerçekleştiren Dabson’ın adına izafeten “Dabson Birimi” ile ölçeklendirilmektedir.
   HAVA KİRLİLİĞİ KAYNAKLARI VE NEDENLERİ
Atmosfer, genellikle içerisine karışan toksinli maddeleri eriterek etkisiz hale getirmesine rağmen meteorolojik ve topoğrafik şartlara bağlı olarak devamlı bir şekilde kirlenmektedir. Çeşitli amaçlarla yakılan ateşler, fabrika ve ev bacalarının dumanları, araçların egzost gazları havaya zehirli gazlardan olan karbon monoksit, kükürtdioksit ve nitrik asit gibi gazların bol miktarda karışmasına neden olur. Hava kirliliğine neden olan kirleticilerin, kaynaklarına göre hava kirliliği, tabii kaynaklardan meydana gelen kirlilik ve insan faaliyetleri sonucu suni kaynaklardan meydana gelen kirlilik olmak üzere iki sınıfa ayrılır.Tabii kirliliği oluşturan,doğada bulunan kirletici kaynaklarından; tozlar, meteorlar, yeryüzündeki büyük çöl alanlarından ve kumluk alanlardan rüzgarlarla atmosfere taşınırlar; orman yangınları ile atmosfere önemli miktarlarda duman ve zehirli gazlar karışır;foto kimyasal olaylarla azot dioksit; yanardağlardaki volkanik faaliyetler sonucunda kükürt dioksit, hidrojen klorür, hidrojen florür;deniz çalkalanmasından sodyum klorur sayılabilir.
Hava kirliliğinde, tabii kirlilik kaynaklarından çok suni kaynaklardan meydana gelen kirlilik önemlidir.Çünkü günümüzde insanları en çok ilgilendiren, özellikle büyük yerleşim merkezleri ve sanayi alanlarındaki hava kirliliğidir.Bu kirlilikte daha çok insanfaaliyetleri sonucu meydana gelir. İnsan yapımı kirlilik kaynaklarını ise kabaca:
1. Ulaşım
2. Katı yakıtlar
3. Elektrik santralleri
4. Endüstri ve ısınma için kullanılan yakıtlar
5. Endüstriyel işlemler
Olarak sınırlanabilir. İnsan tarafından oluşturulan kaynaklardan oluşan bu kirlilik, bulunan bölgenin endüstriyel gelişimi, nüfusu, şehirleşme durumu gibi faktörlere bağlı olarak değişim gösterir.
   HAVA KİRLİLİĞİNİN ZARARLI ETKİLERİ
Hava kirliliğinin, başta insan sağlığı olmak üzere görüş mesafesi , metaryaller, bitkiler ve hayvan sağlığı üzerinde olumsuz etkileri vardır.
Katı yakıtlar ve akaryakıt gibi karbonlu maddelerin tam yanmamasından meydana gelen katı ve sıvı etkiye sahiptir. Hava kirliliğinin, sanatsal ve mimari yapılar üzerinde tahrip edici ve bozucu etkisi vardır. Bitkiler üzerinde ise öldürücü ve büyümelerini engelleyici olabilmektedir. Bu nedenle hava kirliliği hem canlıların sağlığı açısından, hem de ekonomik yönden zarar vericidir.
Hava kirliliğinin insan sağlığı üzerindeki etkileri, atmosferde yüksek miktardaki zararlı maddelerin solunması sonucu ortaya çıkar. İnsanların sağlıklı ve rahat yaşayabilmesi için teneffüs edilen havanın mutlaka temiz olması gerekir. Havanın doğal yapısını bozan ve kirleten maddelerin başka bir deyişle kirli havanın solunması, özellikle akciğer dokularını tahrip edici ve öldürücü olabilmektedir. Solunum yolu ile hava içerisindeki parçacıklar ve duman,teneffüs esnasında yutulur ve akciğere kadar ulaşır.Solunum sisteminin derinliklerinde depolanan bu parçacıklar, akciğer kanserlerine kadar varan hasarlar yapabilmektedir. Diğer taraftan kömür ve diğer yakıtların yanmasından
Diğer taraftan kömür ve diğer yakıtların yanmasından oluşan duman ve isin astım, çeşitli burun ve boğaz hastalıkları hatta mide hastalıkları gibi özellikle solunum yolları ile ilgili hastalıklara belirli ölçüde sebep olabileceği öne sürülmektedir. Şiddetlihava kirliliğine maruz kalınması durumunda, bunun insan sağlığına olan etkisi ile hava kirliliğinin düşük miktarlarına, uzun zaman maruz kalmanın etkileri farklı olmaktadır.
   VE ÖNLEMLER
Özellikle sanayi merkezleri ve büyük yerleşim alanları üzerinde daha çok hissedilen hava kirliliğinin azaltılması amacıyla birtakım önlemlerin alınması gerekir.Bunlardan bazılarını aşağıdaki gibi sıralayabiliriz:
Sanayi ve iş merkezlerinin mümkün olduğu kadar yerleşim merkezleri dışına alınması
Kişisel vasıta kullanımı yerine toplu taşımacılığın yaygınlaştırılması ve elektrikli taşıma araçlarının geliştirilmesi ve kullanımının artırılması
Konutlarda yakıt yakma tekniklerinin geliştirilmesi ve özellikle sanayi alanlarındaki bacalara, hava filtrelerinin takılması ayrıca yakıt olarak doğal gaz kullanımının yaygınlaştırılması
Şehir merkezlerindeki yoğun trafiğin çevre yollara aktarılması
Ağaçlandırma çalışmalarının artırılması, özellikle hava kirliliğinin yoğun olduğu yerlerde yeşil alanların arttırılması
Şehir yerleşim planlarında meteorolojik faktörlerin özellikle rüzgar durumunun göz önünde bulundurulması
Halkın, hava kirliliği konusunda bilinçlendirilmesi için ilköğretimden başlamak üzere tüm okullarda ve sivil toplum örgütlerince bu amaca yönelik eğitim programlarının hazırlanması.
Hazırlayan: Rüveyda KARAHAN, Özel GAYE Lisesi, 10-A sınıfı, Mayıs 2000
www.kimyaokulu.com