Çevre Kimyası, aynı zamanda bir kimya biliminin bir alt disiplinidir yani; bir alt dalıdır. Bir disiplin olarak Çevre Kimyası, çevremizi korumaya ve doğal dengenin bozulmasını önlemeye çalışır.

Doğayı korumak için, doğayı kirleten maddeleri bilmeliyiz ve bu maddeleri doğadan uzak tutmalıyız.

Çevre kirliliği demek; hava, su ve toprak kirliliği demektir. Gelin bu kirlilikleri ve kirlenmeyi önlemek için yapabileceklerimizi yakından görelim.

Hava Kirliliği

Dünya Sağlık Örgütüne göre her yıl yaklaşık iki milyon insan kirli hava etkilerinden dolayı erken ölüyor.

Soluduğunuz havadaki bazı gazlar yavaş yavaş sizi öldürüyor olabilir. Ne yazık ki, 2017 yılının şubat ayında, Dünya Sağlık Örgütünün (WHO) hava kirliliği raporuna göre Avrupa’daki en kirli 10 şehrin sekizi Türkiye’de bulunuyor.

Hava kirliliği, yalnızca duman kokulu büyük şehirlerde yaşayan insanlar için değil, tüm canlıları etkileme potansiyeline sahip olan büyük bir sorundur. Çünkü; hava kirliliği küresel ısınma, ozon tabakasının delinmesi gibi sorunlara neden olur ve bu sorunlar tüm canlıları etkiler.

Genellikle; atmosfere, canlılara ve çevreye zararlı etkiler bırakan bir veya daha fazla kirleticinin havada bulunması hava kirliliği olarak kabul edilir.

Havayı Kirleten Sebepler

Havadaki kirleticiler her zaman görünür olmayabilir ve birçok farklı kaynaktan ortaya çıkmış olabilir. Bu kirleticiler;

• volkanik patlamalar
• orman yangınları
• toz fırtınaları

gibi doğal olaylardan havaya yayılmış olabileceği gibi,

• ulaştırma (egzoz gazları)
• endüstri (baca gazları)
• ısınma (baca gazları)
• sprey ve deodorantlar

gibi insan faaliyetleri sonucunda da ortaya çıkmış olabilir.

Havayı Kirleten Kimyasallar

Hava kirleticilerin başında;

• Azot oksitler (NO_x)
• Karbon dioksit (CO₂)
• Kükürt oksitler (SO_x)

gelir.

Azot oksitler (NO_x)

Atmosferde bulunan azot, yüksek sıcaklıklarda oksijenle reaksiyona girerek NO (Azot monooksit), NO₂ (Azot dioksit) gibi azot oksitleri oluşturur.

Atmosferin kirlenmesine neden olan azot oksitler genel olarak NO_x şeklinde gösterilir.

NO suda çözünmez ancak NO₂ oluşumuna neden olur. NO₂ ise suyla reaksiyona girerek HNO₃ (Nitrik asit / Kezzap) oluşumuna neden olur.

Sonuç olarak havada oluşan NO_x bileşikleri, yağmur suyu ile reaksiyona girerek asit yağmurlarına neden olur. Aynı zamanda azot oksitler küresel ısınmaya neden olan ozon gazı oluşumunu artırdığı için “dolaylı sera gazı” olarak da bilinirler.

Azot oksitler (NO_x), şu sağlık problemlerine sebep olabilir:
– Solunum problemleri
– Baş ağrıları
– Kronik olarak akciğer fonksiyonlarında azalma
– Gözlerde tahriş
– İştah kaybı
– Dişlerde aşınma

Azot oksitleri oluşturan bazı olaylar şunlardır:

• Bazı fabrika bacalarından çıkan zehirli gazların içinde bulunur.
• Araç motorlarında ve enerji santrallerinde oluşan yüksek sıcaklık etkisiyle meydana gelir. Bunu önlemek için araç motorlarının egzoz sistemlerine katalitik konvertörler (dönüştürücüler) takılır.

Karbon Dioksit (CO₂)

Atmosferde doğal olarak karbon dioksit (CO₂) bulunur ve karbon dioksit miktarı yüzde 0,05’in altındaki hava, herhangi bir sağlık veya çevre sorununa neden olmaz.

Bu gaz, günlük yaşamın merkezinde yer alır ve normalde kirletici olarak düşünülmez. Hepimiz nefes aldığımızda karbon dioksit üretiriz. Ancak karbon dioksit yoğunluğu yüzde 5-10 arasında olan hava toksiktir (öldürücü) ve birkaç dakika içinde sizi öldürebilir.

Atmosferdeki karbon dioksit miktarının çok yüksek seviyelere çıkmasına neden olan etkenler:

• otomobiller
• uçaklar
• enerji santralleri
• benzin ve doğal gaz gibi fosil yakıtların yakılmasıdır.

Bu etkenler son 150 yılda, atmosferdeki karbon dioksit miktarını, olduğundan daha yüksek bir seviyeye çıkartmıştır. Karbon dioksit küresel ısınma ve buna bağlı olarak gelişen iklim değişikliğinden birinci derecede sorumlu olan sera gazıdır.

Kükürt Oksitler (SO_x)

Günümüzde atmosfere salınan kükürt dioksitin (SO₂) başlıca sorumlusu
insan faaliyetleridir. İnsan faaliyetleri olmadan önce atmosferdeki kükürt dioksitin ana kaynağı volkanik patlamalardı.

Kükürt dioksit (SO₂), atmosferde, ışığı yansıtarak Güneş ışığını tutar ve Dünya’nın soğumasına neden olur. Volkanik patlamalar sonucunda açığa çıkan büyük miktarlardaki kükürt dioksit yıllarca sürebilecek küresel soğumaya neden olur.

Kömür, petrol gibi fosil yakıtlar saf değildir ve bileşimlerinde kükürt içeren organik bileşikler vardır. Bileşiminde kükürt bulunduran 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.

Asit yağmurları, toprakta bulunan kalsiyum iyonları ile reaksiyona girerek kalsiyum sülfat oluşturur. Oluşan kalsiyum sülfat suda çözünmediğinden toprak içinde sabitleşir ve bitkiler tarafından alınamaz.

İnsanların hava kirliliğinin etkilerini algılaması zordur. Hava kirliliğinin insanlar üzerindeki tek etkisi ölüm değildir. Hava kirliliği nedeniyle yüz binlerce insan astım ve bronşit gibi solunum sorunları yaşamaktadır.

Sera Etkisi

Deprem, yanardağ patlaması ya da tsunami gibi doğal felaketler binlerce insanı etkileyebilir. Ancak etkileri genellikle sadece bir bölgeyle sınırlıdır. 1986’da Ukrayna’daki Çernobil nükleer santralinde meydana gelen nükleer kaza tüm kıta boyunca radyasyon yayılmasına neden olmuştur. Fakat bütün bu felaketler tüm Dünya’yı etkilemez ve gezegenimizin tamamında hayatı bozacak kadar güçlü değildir.

Ancak küresel ısınma, yukarıda saydığımız felaketlerin hepsinden farklıdır ve insan ırkının, yakın tarihte karşılaştığı en büyük tehdittir. Küresel ısınma iklim değişikliğine, birçok türün yok olmasına neden olduğu gibi önlem alınmazsa gezegenimizdeki yaşamın sona ermesine de neden olabilir.

Dünya atmosferi tıpkı bir sera gibi davranır. Atmosferdeki karbon dioksit (CO₂) gazı ve su buharı, bir seranın çatısı gibi, gün boyunca Güneş’ten aldığı ısının bir kısmını tutar. Tutulan enerji, atmosferi ve Dünya yüzeyinin çok soğumasını önler. Böylece Dünya’nın ortalama sıcaklığı yaklaşık 14 °C’ta korunur. Bu olay Dünya’da yaşamın var olmasını sağlayan doğal bir süreçtir. Bu doğal bir süreçse bilim insanları neden panik yapıyor?

Şu an karşı karşıya olduğumuz sorun, insan faaliyetleri nedeniyle atmosferdeki sera gazı miktarının artmasından kaynaklanıyor. Atmosferdeki sera gazı miktarı arttıkça dünyanın ısınma miktarı da artıyor ve ortalama sıcaklık giderek yükseliyor.

Sera gazları;

• Su buharı (H₂O_(g))
• Karbon dioksit gazı (CO_2(g))
• Metan gazı (CH_4(g))
• Azot oksit gazları (NO_x(g))
• Ozon gazı (O_3(g))
• Kloro Floro Karbonlar (CFC’ler)

gibi kimyasal maddelerdir.

Aşağıdaki vidyoda, atmosferin çatısında birikerek sera etkisine neden olan gazları ve bu gazları atmosfere salan fabrika ve araçları görebilirsiniz:

Artan sera gazlarının, hava kirliliğini ve küresel ısınmaya neden olduğu bir gerçektir. Ancak küresel ısınma, sera gazlarının oluşumuna sebep olan faaliyetlerin azaltılması ile, çözülebilecek bir sorundur.

Aşağıdaki vidyo, sera etkisini ve sera etkisi sebebiyle, Güneşten gelen ışınların nasıl yansıyıp uzaya geri dönemediğini göstermektedir:

Ozon Tabakasının İncelmesi

Atmosferde bulunan gazlardan biri de ozon (O₃) gazıdır.

Atmosferin alt katmanlarında bulunan ozon gazı hava kirletici olarak davranır. Atmosferin üst katmanlarında bulunan ozon gazının oluşturduğu tabaka (ozonosfer) dünyayı, morötesi (ultraviyole) gibi Güneş’in zararlı ışınlarından koruyan bir kalkan görevi görür. Güneş’ten gelen zararlı ışınların bir kısmını engeller.

Kloroflorokarbonlar (CFC’ler) gibi klor ve flor içeren kimyasallar ozon gazını parçalayarak ozon tabakasının zarar görmesine ve incelmesine neden olur.

Ozon tabakasındaki incelme, büyük miktarda ultraviyole B ışınlarının dünyaya ulaşmasını sağlar. Ultraviyole B ışınları, insanlarda cilt kanseri ve katarakta neden olabileceği gibi hayvanlara da zarar verir.

Teknolojinin ilerlemesiyle atmosfere yüksek miktarda ozon tabakasına zararlı gaz salınımı artmıştır. Ozon tabakasına zarar veren başlıca kimyasallar şunlardır:

• 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 söndürücülerde kullanılan kimyasallar
• Tarımda böcek ilacı olarak kullanılan metil bromid gibi kimyasallar.

Ozon Tabakasını Korumak Bizim Elimizde

Ozon tabakasındaki incelme küresel bir problemdir. Ancak insanlar zararlı kimyasalları kullanmazlarsa bu problem ortadan kalkar. Zararlı kimyasallar kullanılmadığı takdirde ozon tabakası kendini yenileyebilir. Birçok ülke ozon tabakasına zarar veren kimyasalların kullanımını durdurmuştur.

Su ve Toprak Kirliliği

Dünya nüfusu hızla artarken insanların neden olduğu kirlilik miktarı da artar. Ayrıca insanların bitmek bilmez istekleri, yoğun çalışma tempoları ve hareketli yaşam tarzları da bu kirliliğin artmasına neden olmaktadır.

Aşağıda bazı maddelerin doğada kaç yılda bozunduğu verilmiştir:

Banka kartları: 1000 yıl
Plastik torba: 1000 yıl
Plastik tabaklar: 500 yıl
Bebek bezi: 550 yıl
Pet şişeler: 400 yıl
Alüminyum: 100 yıl
Çakmak: 100 yıl
Kutu kola: 10 yıl
Sakız: 5 yıl
Sigara izmariti: 1 yıl
Gazete: 3 ay

Suyu ve Toprağı Kirleten Maddeler

Su ve toprak kirleticilerin başında:

• Plastikler
• Deterjanlar
• Organik sıvılar
• Ağır metaller
• Piller
• Endüstriyel atıklar

gelmektedir.

Plastikler

Plastik kelimesi “biçimlendirme” anlamına gelen Yunanca “plastikos” kelimesinden gelmektedir.

Plastikler yapılarında karbon (C), hidrojen (H), oksijen (O), azot (N) gibi elementlerin olduğu monomerlerin art arda eklenmesiyle oluşan polimer yapısında malzemelerdir.

Plastikler; kullanımı kolay, hafif, esnek, kolay şekil verilebilir, aşınmaya karsı dayanıklı, ısı ve elektrik yalıtkanlığına sahip malzemelerdir.

Plastikler cep telefonlarından, bilgisayarlara, bisiklet kasklarından, mutfak malzemelerine kadar birçok malzemede kullanılır.

Kullanım avantajları olmakla birlikte çevreye verdiği zararlar da oldukça fazladır. Örneğin bir kez kullanılan plastik bardak yüzyıllarca doğada bozulmadan kalmaktadır.

İnsanlar bu maddeleri daha fazla kullandıkça, gezegendeki çöp miktarı da artmaktadır. Çöpe atılan bir plastik torba ancak 1000 yılda kaybolmaktadır.

Plastikler, tabiatta doğal olarak çürümez. Ayrıca yakıldıklarında çok zararlı kimyasal maddeler içeren dumanlar yayar.

Plastiklerde kullanılan kimyasallar insan vücudu tarafından emilir. Bu kimyasalların bazılarının insan sağlığı üzerinde olumsuz etkileri olduğu bulunmuştur.

Okyanus ve denizlere karışan plastikler deniz canlılarına zarar
verir.

Yukarıdaki resimde, yavru iken bir plastik çöpe dolanmış bir kaplumbağa görüyorsunuz. Zamanla, kaplumbağanın kabuğu, plastik çöp nedeniyle boğumlu gelişmiştir.

Binlerce yıl doğada kalabilen plastik atıklar, ekolojik dengeyi bozar. Yeraltı sularına zararlı kimyasalların karışmasına neden olur.

Dünya petrol üretiminin yaklaşık yüzde 4’ü plastik üretmek için ham madde olarak kullanılmaktadır.

Deterjanlar

Tekirdağ’ın Şarköy açıklarındaki Marmara Denizi’nin renginin turuncu
hâle döndüğü gözleniyor. Bu durum bazı mikroskobik deniz canlılarının aşırı üremesinden kaynaklanır. Bu artışta, denize atılan artıkların yanı sıra sentetik deterjanların önemli oranda rol oynadığı düşünülmektedir.

Deterjanlar, 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.

Aşırı çoğalma su yüzeyini kapladığında suda çözünmüş oksijen miktarı azalır ve bu durum sulardaki canlı hayatı tehdit eder.

Organik Sıvılar

Karbon elementinin oluşturduğu bileşikler organik bileşiklerdir. Sıvı haldeki organik bir bileşiklere, organik sıvı denir.

Organik bileşiklerin moleküllerinde; karbon başta olmak üzere hidrojen, oksijen, azot, kükürt ve halojenler bulunabilir.

Endüstriyel alanda kullanılan organik sıvılara;

• Petrol
• Aseton (C₃H₆O)
• Karbon tetraklorür (CCl₄)
• Benzen (C₆H₆)
• Etil alkol (C₂H₅OH)
• Asetik asit (CH₃COOH)

gibi kimyasal maddeler örnek verilebilir.

Organik sıvılar çeşitli endüstriyel alanlarda kullanılmaktadır:

• İlaç,
• Plastik
• Boya
• Petrokimya
• Tekstil

gibi birçok alanda kullanılan organik sıvıların bir kısmı suda çözünürken bir kısmı suda çözünmez.

Endüstriyel alanda kullanılan organik sıvılar bir şekilde suya ve toprağa karışarak çevreyi kirletmektedir.

Ağır Metaller

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.

• Pb: Kurşun
• Cd: Kadmiyum
• Cr: Krom
• Fe: Demir
• Co: Kobalt
• Cu: Bakır
• Ni: Nikel
• Hg: Cıva
• Zn: Çinko

Ağır metaller, yer kabuğunun tamamında bulunan doğal elementlerdir ve karıştıkları zaman toprak ve suyu kirletmektedir.

Özellikle madencilik endüstrisinde kullanılan kimyasallar, toprakta bulunan ağır metallerin çözünmesine neden olur. Toprakta çözünen ağır metaller, yer altı sularına, bitkilerin yapısına girer, canlılara ve çevreye zarar verir.

Piller

Günlük hayatımızın vazgeçilmezi olan cep telefonları, dizüstü bilgisayarlar gibi pek çok elektronik cihaz pille çalışır.

Bir pilin içindeki kimyasallar, pilin türüne göre değişir. Piller başlıca:

• Cd: Kadmiyum
• Pb: Kurşun
• Hg: Cıva
• Ni: Nikel gibi ağır metallerin yanında,
• Li: Lityum
• Elektrolit maddeler gibi kimyasalları içerir.

Piller, evsel atıklarla aynı yere atılmamalıdır. Çünkü evsel atıklar, depolama alanlarına gitmektedir. Bu alanlarda, 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.

Endüstriyel Atıklar

Endüstri ve üretim tesislerinde, bir işlem öncesinde veya sonrasında açığa çıkan atıklara endüstriyel atıklar denir.

Endüstriyel atık üreten başlıca sanayi tesisleri şunlardır:

• Petrol rafineleri
• Otomobil fabrikaları
• Elektrik üretim santralleri
• Çimento fabrikaları
• Tekstil fabrikaları

Doğru değerlendirilip arıtılmadığında, bu tesislerden atılan atıklar, çevre ve canlı sağlığı açısından tehlike oluşturur.

Çevreye Zarar Veren Kimyasal Kirleticilerin Etkilerinin Azaltılması

İçecek suyumuz, ekecek toprağımız, nefes alacak havamız kalmazsa ne biz ne de diğer canlılar yaşayamız. Çevreyi korumak, kendimiz korumak demektir ve hepimizin bir görevidir. Bilinçli bir üretici ve tüketici olmak, çevreyi korumanın ilk adımıdır.

Çevreye zarar veren kimyasal kirleticilerin etkilerinin azaltılması için alınması gereken tedbirlerden bazıları aşağıda verilmiştir:

• Yeni teknolojiler sürekli olarak değerlendirilerek insanlara veya çevreye zararlı olmayan kimyasallar geliştirilerek üretimi yapılmalıdır.
• Üretimde kullanılan çevreye zarar veren kimyasal kirleticiler kullanıldıktan sonra gerekli tedbirler alınarak imha edilmelidir.
• Atıkların en aza indirgenmesi sağlanmalıdır.
• Her ülkenin çevre politikası olmalı ve endüstriyel kuruluşların çevre ile ilgili yasalara uyması sağlanmalıdır.
• Çöplerin organik kısmının kısa sürede gübreleşmesi, kötü kokuları yok etme, sinek, böcek ve zararlı haşaratın azaltılması, atık suların arıtılması gibi pek çok alanda etkin mikroorganizmalar kullanılmalıdır. (Etkin mikroorganizma (EM) doğal, genetik müdahale görmemiş yararlı mikroorganizmalara verilen addır.). Yeni EM’lerin üretimi ve yaygınlaştırılması sağlanmalıdır.
• Alışverişlerde doğada çözünebilir market poşetleri kullanılmalıdır.
• Toplu taşımaya önem verilmelidir.
• Geri dönüşüm çalışmalarına önem verilmelidir.