Doğa ve Kimya → 2. Bölüm

Dersin Özellikleri:

• Seviye: Hiç Bilmeyenler İçin
• Süre: 40 dakika
• Gerekli Bilgiler:
  • Kimyanın Sembolik Dili
• Öğretmen:
  • Muzaffer KAYA

Anlatılacak Başlıklar*:

• Çevre Kimyası
  • Hava Kirliliği
  • Su ve Toprak Kirliliği
  • Çevreye Zarar Veren Kimyasal Kirleticilerin Etkilerinin Azaltılması

* Konu anlatımı, örneklerle zenginleştirilmiştir.

Çevre Kimyası Nedir?

• Bir kimya disiplinidir.
• Çevremizi korumaya, doğal dengenin bozulmasını ve çevre kirliliğini önlemeye çalışır.
• Çevre kirliliği demek;
  1. hava kirliliği,
  2. su kirliliği,
  3. toprak kirliliği demektir.

1. Hava Kirliliği

• Genellikle; atmosfere, canlılara ve çevreye zararlı etkiler bırakan kirleticilerin havada bulunması hava kirliliği olarak kabul edilir.

• Hava kirliliği;
  • küresel ısınma,
  • ozon tabakasının delinmesi gibi sorunlara neden olur ve bu sorunlar tüm canlıları etkiler.

• Dünya Sağlık Örgütüne (WHO) göre Avrupa’daki en kirli 10 şehrin sekizi Türkiye’de bulunuyor. (2017)

Havayı Kirleten Sebepler

• Havayı kirleten doğal sebepler şunlardır:
  • Volkanik patlamalar
  • Orman yangınları
  • Toz fırtınaları
• Havayı kirleten yapay sebepler şunlardır:
  • Ulaştırma (egzoz gazları)
  • Endüstri (baca gazları)
  • Isınma (baca gazları)
  • Sprey ve deodorantlar

Havayı Kirleten Kimyasallar

• Hava kirletici kimyasalların başında şunlar gelir:
  • Azot oksitler (NO_x)
  • Karbon dioksit (CO₂)
  • Kükürt oksitler (SO_x)

Hava kirliliği nedeniyle yüz binlerce insan astım ve bronşit gibi solunum sorunları yaşamaktadır.

Azot Oksitler (NO_x)

• NO (Azot monooksit), NO₂ (Azot dioksit) gibi gazlardır.
  • NO suda çözünmez ancak NO₂ oluşumuna neden olur.
  • NO₂ ise suyla reaksiyona girerek HNO₃ (Nitrik asit / Kezzap) oluşumuna neden olur.
• Atmosferdeki azot gazının, oksijenle reaksiyona girmesiyle oluşurlar.
• Yağmur suyu ile reaksiyona girerek asit yağmurlarına neden olurlar.
• Küresel ısınmaya neden olan ozon gazı oluşumunu artırdıkları için “dolaylı sera gazı” olarak da bilinirler.

• Azot oksitler (NO_x), şu sağlık problemlerine sebep olabilir:
  • Solunum problemleri, kronik akciğer sorunları
  • Baş ağrıları
  • Gözlerde tahriş, dişlerde aşınma
  • İştah kaybı
• Azot oksitleri kaynakları şunlardır:
  • Fabrika bacaları
  • Araç egzozları
    • Bunu önlemek için egzoz sistemlerine katalitik konvertörler (dönüştürücüler) takılır.
  • Enerji santralleri gibi yüksek sıcaklık üreten yerlerde

Karbon Dioksit (CO₂)

• Atmosferde doğal olarak karbon dioksit (CO₂) bulunur.
  • Karbon dioksit miktarı yüzde 0,05’in altındaki hava, herhangi bir sağlık veya çevre sorununa neden olmaz.
• Karbon dioksit yoğunluğu yüzde 5-10 arasında olan hava toksiktir (öldürücü) ve birkaç dakika içinde sizi öldürebilir.

• Karbon dioksit miktarının çok yüksek seviyelere çıkmasına neden olan etkenler:
  • Otomobiller
  • Uçaklar
  • Enerji santralleri
  • Benzin ve doğal gaz gibi fosil yakıtların yakılmasıdır.
• Karbon dioksit küresel ısınma ve buna bağlı olarak gelişen iklim değişikliğinden birinci derecede sorumlu olan sera gazıdır.

Kükürt Oksitler (SO_x)

• SO₂ (kükürt dioksit) ve SO₃ (kükürt trioksit) gazlarıdır.
  • SO₂‘nin başlıca sorumlusu insan faaliyetleri veya volkanik patlamalardır.
  • SO₂, Güneş ışığını yansıtarak küresel soğumaya neden olur.
• Fosil yakıtların yanmasıyla SO₂ oluşur.
• SO₂, NO₂ ile tepkimeye girerek SO₃’e dönüşür.

SO_2(g) + NO_2(g) →  SO_3(g)+ NO_(g)

• SO₃ atmosferdeki su buharı ile etkileşerek asit yağmurlarına neden olur.
• Asit yağmurları:
  • İnsanlarda akciğer ve cilt hastalıklarına
  • Tatlı su kaynaklarının kirlenmesine
  • Tarihi eserlerin aşınmasına
  • Metal yüzeylerin aşınmasına
  • Bitki örtüsünün zarar görmesine neden olur.
  • Toprakta bulunan kalsiyum iyonlarının bitkiler tarafından emilimini engeller.

Sera Etkisi

• Atmosferdeki sera gazlarının, Güneş ışınlarını hapsetmesi ve küresel ısınmaya sebep olmasına sera etkisi denir.
  • Küresel ısınma, insan ırkının, yakın tarihte karşılaştığı en büyük tehdittir.
  • Küresel ısınma:
    • iklim değişikliğine
    • birçok türün yok olmasına
    • önlem alınmazsa gezegenimizdeki yaşamın sona ermesine neden olabilir.

• Sera gazları şunlardır:
  • Su buharı (H₂O_(g))
  • Karbon dioksit gazı (CO_2(g))
  • Metan gazı (CH_4(g))
  • Azot dioksit gazı (N₂O_(g))
  • Ozon gazı (O_3(g))
  • Kloro Floro Karbonlar (CFC’ler)

Ozon (O₃) Tabakası Nedir? İncelmesi

• Atmosferin alt katmanlarında bulunan ozon gazı hava kirletici olarak davranır.
• Atmosferin üst katmanlarında bulunan ozon, ozon tabakasını (ozonosfer) oluşturur.
  • Ozonosfer; dünyayı, morötesi (ultraviyole) gibi Güneş’in zararlı ışınlarından koruyan bir kalkan görevi görür.

Ozon Tabakasının İncelmesi

• Büyük miktarda ultraviyole B ışınlarının dünyaya ulaşmasını sağlar.
  • Ultraviyole B ışınları, insanlarda cilt kanseri ve katarakta neden olabileceği gibi hayvanlara da zarar verir.

Ozon Tabakasına Zararlı Gazlar

• Klima sistemlerinde ve buzdolaplarında soğutucu gaz olarak kullanılan CFC’ler
• Isı yalıtımında kullanılan köpükler
• Aerosol (deodorant, parfüm, saç spreyi gibi) kutularında kullanılan itici gazlar
• Yangın söndürücüler
• Tarım ilaçlarındaki metil bromid gibi kimyasallar.

Ozan tabakasını korumak için bu gazları kullanmamalıyız.

Toprak ve Su Kirliliği Nedir?

• Toprak ve su kirliliği, katı, sıvı ve radyoaktif artık ve kirleticiler tarafından toprağın/suyun fiziksel ve kimyasal özelliklerinin bozulmasıdır..

Suyu ve Toprağı Kirleten Maddeler

• Su ve toprak kirleticilerin başlıcaları şunlardır:
  • Plastikler
  • Deterjanlar
  • Organik sıvılar
  • Ağır metaller
  • Piller
  • Endüstriyel atıklar

Bazı Kirleticilerin Ömürleri

• Bazı maddelerin doğada bozunma süresi şöyledir:

Plastik Nedir?

• Plastik kelimesi “biçimlendirme” anlamına gelen Yunanca “plastikos” kelimesinden gelmektedir.
• Polimer malzemelerdir.
• Ucuz, kolay şekil alan hafif ve dayanıklı malzemelerdir.
• Çevreye verdiği zararlar oldukça fazladır.
• Dünya petrol üretiminin yaklaşık yüzde 4’ü plastik üretmek için ham madde olarak kullanılmaktadır.

Plastiklerin Zararları

• Yakıldıklarında çok zararlı kimyasal dumanlar yayar.
• İnsan sağlığı üzerinde olumsuz etkileri olduğu bulunmuştur.
• Okyanus ve deniz canlılarına zarar verir.
• Binlerce yıl doğada kalabilen plastik atıklar, ekolojik dengeyi bozar.
• Yeraltı sularına zararlı kimyasalların karışmasına neden olur.

• Tekirdağ’ın Şarköy açıklarındaki bazı mikroskobik deniz canlılarının aşırı üremesinden (ötrifikasyon) kaynaklanır.
• Bu artışta, denize atılan artıkların yanı sıra sentetik deterjanların önemli oranda rol oynadığı düşünülmektedir.

• Toksik (öldürücü) etkilerinin yanı sıra, yapılarında bulunan fosfatlar nedeniyle su ve sudaki canlı hayatı olumsuz etkiler.
• Sulardaki aşırı yosunlaşmanın nedeni deterjanların yapısındaki fosfatlardır.
  • Fosfatlar; yosunların aşırı büyüme ve çoğalmasına yol açar (ötrifikasyon).
  • Aşırı çoğalma su yüzeyini kapladığında suda çözünmüş oksijen miktarı azalır ve bu durum sulardaki canlı hayatı tehdit eder.

• Sıvı haldeki organik bir bileşiklere, organik sıvı denir.
• Endüstride kullanılan bazı organik sıvılar şunlardır;
  • Petrol
  • Aseton (C₃H₆O)
  • Karbon tetraklorür (CCl₄)
  • Benzen (C₆H₆)
  • Etil alkol (C₂H₅OH)
  • Asetik asit (CH₃COOH)

• Organik sıvıların kullanıldığı endüstriler:
  • İlaç,
  • Plastik
  • Boya
  • Petrokimya
  • Tekstil
  • Mutfaklar
• Bu sanayi dallarından suya ve toprağa karışarak çevreyi kirletmektedirler.

• Genel olarak zehirli ve çevre kirliliğine neden olan tüm metaller ağır metal olarak adlandırılmaktadır.
• Ağır metaller, mol ağırlıkları (M_A) yüksek ve yoğunlukları 5 g/cm³ ten daha yüksek olan elementlerdir.
• 60’dan fazla ağır metal vardır.

Başlıca ağır metaller şunlardır:

• Yer kabuğunun tamamında bulunan doğal elementlerdir.
• Toprak ve suyu kirletirler.
• Özellikle madencilik endüstrisinde kullanılan kimyasallar, toprakta bulunan ağır metallerin çözünmesine neden olur.
  • Toprakta çözünen ağır metaller, yer altı sularına, bitkilere geçer, canlılara ve çevreye zarar verir.

• Cep telefonları, dizüstü bilgisayarlar gibi pek çok elektronik cihaz pille çalışır.
• Pillerde kullanılan başlıca kimyasallar şunlardır:
  • Cd: Kadmiyum
  • Pb: Kurşun
  • Hg: Cıva
  • Ni: Nikel
  • Li: Lityum
  • Elektrolit maddeler

• Pillerin, dış kaplamaları paslandığında, kimyasal maddeler toprağa sızar ve buradan içme sularına karışır.

Bir kalem pilin, 4 metreküp toprağı kirlettiği düşünülerek, ömrü tükenmiş pilleri mutlaka, özel pil toplama kutularına atmalıyız.

• Üretim tesislerinde, bir işlem öncesinde veya sonrasında açığa çıkan atıklara endüstriyel atıklar denir.

• Arıtılmadığında, bu atıklar, çevre ve canlı sağlığı açısından tehlike oluşturur.

• Endüstriyel atık üreten başlıca sanayi tesisleri şunlardır:
  • Petrol rafineleri
  • Otomobil fabrikaları
  • Elektrik üretim santralleri
  • Çimento fabrikaları
  • Tekstil fabrikaları

• Üretimde, kirleticiler kullanıldıktan sonra gerekli tedbirler alınarak imha edilmelidir.
• Atıkların en aza indirgenmesi sağlanmalıdır.
• Ülkelerin; çevre politikası ve çevre ile ilgili yasaları olmalıdır.
• Doğada çözünebilir market poşetleri kullanılmalıdır.
• Toplu taşımaya önem verilmelidir.
• Geri dönüşüm çalışmalarına önem verilmelidir.

Etkin Mikroorganizmalar (EM)

• Organik çöplerin kısa sürede gübreleşmesi, kötü kokuları giderme, sinek, böcek gibi haşaratın azaltılması, atık suların arıtılması gibi alanlarda etkin mikroorganizmalar kullanılmalıdır.
  • Etkin mikroorganizma (EM) doğal, genetik müdahale görmemiş yararlı mikroorganizmalara verilen addır.
• Yeni EM’lerin üretimi ve yaygınlaştırılması sağlanmalıdır.