Çevre Biyolojisi II BYL 118 Hacettepe Üniv. Biyoloji Bölümü lisans dersi

Transkript

1 Çevre Biyolojisi II BYL 118 Hacettepe Üniv. Biyoloji Bölümü lisans dersi Atmosfer ve hava kirliliği Çağatay Tavşanoğlu Hacettepe Üniv., Biyoloji Böl., Ekoloji Anabilim Dalı Bahar

2 Yerkürenin fiziksel ortamı Hidrosfer (sucul ortamlar) Litosfer (kabuk) Atmosfer (gaz tabaka)

3 Atmosferin yapısı

4 Atmosferin yapısı

5 Ozon tabakası

6 Ozon oluşumu Atmosferde stratosfer tabakası içerisinde bulunan ozon, UV radyasyonunun etkisiyle bir taraftan oluşurken, öbür taraftan da yok edilmektedir. Bu aşamada, yer yüzeyindeki canlılar için büyük bir tehlike oluşturan Ultraviyole-B (UV-B) ışınlarının tamamına yakını stratosfer tabakasındaki ozon tarafından emilmektedir

7 Ozon (O 3 ) Stratosferde İYİ (UV ışınlarını özümser) roposferin en üst tabaklarında KÖTÜ Sera gazı gibi davranır) Orta troposferde İYİ (Kirleticileri yok eder) Alçak troposferde KÖTÜ İsli duman oluşturur

8 Sera etkisi Güneşten gelerek yeryüzüne ulaşan ve gezegenin yüzeyinden kızılötesi ışınım olarak geri yansıyan ışınların, atmosferdeki sera gazları tarafından tutularak farklı yönlere yeniden saçılması olayı sera etkisi olarak adlandırılmaktadır. Bu yeniden saçılma sırasında, ışınımın bir kısmı gezegen yüzeyine ve alt atmosfer tabakalarına geri dönmektedir. Bu ise, yüzeyin, sera gazlarının yokluğunda sahip olacağından daha yüksek ortalama sıcaklıklara sahip olmasını sağlamaktadır Sera gazları: CH 4 O 3 H 2 O N 2 O CO 2 CFC

9 Mars atmosferi Mars İnce atmosfer %95.9 CO 2, %2 Ar, %2 N 2, %0.1 O 2, %0.06 CO Gezegendeki CO 2 nin neredeyse tümü litosferde Ortalama sıcaklık: -50 C

10 Venüs atmosferi Venüs Kalın atmosfer %96.5 CO 2, %3.5 N 2, eser SO 2, Ar Gezegendeki CO 2 nin tümü atmosferde Ortalama sıcaklık: +420 C

11 Yerküre Kalın atmosfer %0.04 CO 2 Ortalama sıcaklık: +15 C Yerküre atmosferi

12 Atmosfer yapısının evrimi İlkin Yerküre atmosferi H 2 He H 2 O CH 4 NH 3 (Güneş bulutsusunda bulunan gazlar)

13 Atmosfer yapısının evrimi İkinci Yerküre atmosferi N 2 CO 2 3,8 milyar yıl önce CO 2 suda çözünmüş 3,4 milyar yıl önce en çok bulunan gaz N 2

14 Atmosfer yapısının evrimi Üçüncü Yerküre atmosferi N 2 O 2 2,4 milyar yıl önce

15 Atmosferik oksijen basıncı (PO2) Atmosferdeki oksijen miktarının değişimi Atmosfer yapısının evrimi Atmosferde oksijen yok Oksijen üretiliyor, ancak okyanuslar ve denizel kayaçlar tarafından özümseniyor Oksijen, okyanus dışına gaz haline çıkıyor, ancak kara yüzeyleri tarafından özümseniyor ve ozon tabakası oluşuyor Oksijen depoları dolmuş durumda, gaz halinde birikiyor Bitkilerin O 2 üretmesi Fotosentezin evrimi Kambriyen patlaması Aşırı volkanik faaliyetler (S açığa çıkarır SO 2 ) 3,85 2,45 1,85 0,85 0,54 Zaman (milyar yıl önce)

16 Su döngüsü

17 Biyojeokimyasal döngüler atmosfer aracılığı ile gerçekleşir (C, N, S) Fosfor (P) hariç! Karbon döngüsü Azot döngüsü

18 Atmosfer üzerine insan etkisi Sera gazı salınımı Ozon tabakasının incelmesi Hava kirleticileri

19 Sera gazlarının artışı ve küresel ısınma Karbondioksit (CO 2 ) Şubat 2019: 411,75 ppm

20 Sera gazlarının artışı ve küresel ısınma

21 Sera gazlarının artışı ve küresel ısınma

22 Şehir ısı adaları Binalar, taşıtlar, fabrikalar, insanlar. yerel ölçekte daha fazla ısınma Bundan dolayı, kentler civarlarındaki kırsal alanlara göre daha sıcaktır

23 Ozon tabakasının incelmesi Kloroflorokarbon bileşikleri; klor, flor ve karbonun bağ oluşturduğu maddelerdir. Bunlar, son derece kararlı yapıya sahip moleküller olduklarından dolayı, atmosferin aşağı kesimlerinde diğer kimyasallarla kolayca reaksiyona giremezler. Kloroflorokarbon (CFC) molekülü ( 1970'lerin başında, İnsan üretimi olan, klorin, kloroflorokarbon (CFC) içerikli kimyasalların, ozonu yıkıma uğrattığı ortaya çıktı.

24 Ozon tabakasının incelmesi Ozon tabakasının incelmesi daha fazla UV radyasyonunun yer yüzeyine ulaşması CFC ler ve halonların atmosfere salınması, özellikle ilkbahar döneminde ozon tabakasının daha fazla yok olmasına ve Antarktik ozon deliğinin daha belirgin olarak ortaya çıkmasına neden olmaktadır. Yıllara göre ozon deliği ( koyu mavi, deliğin büyüklüğünü göstermektedir) Eylül 2006 : bugüne kadar kaydedilen en geniş ozon deliği

25 Ozon tabakasının incelmesi Ozon tabakasının incelmesine neden olan klorlu gazların atmosfere salınan miktarlarındaki değişim

26 Ozon tabakasının incelmesi Ozon tabakasındaki deliğin 2050 yılında tamamen kapanacağı öngörülüyor Bazı araştırmacılar ise ozon tabakasının incelmesindeki durgunluğun geçici olduğunu savunuyor

27 Hava kirliliği

28 Hava kirliliği Adiabatik sapma derecesi: Yüksekliğe bağlı olarak sıcaklık düşmesi.(100 m de 1 o C) İnversiyon (Sıcaklık tersinmesi): Sıcak ve hafif hava serin ve daha yoğun havanın üzerinde bulunur. Bu sırada oluşan sabit ve kalıcı tabakalaşma, havanın karışmasını ve seyrelmesini engeller. Yerel topografyanın da katkısı önemlidir. Doğal hava kirleticiler: Orman yangınları, polen yayan alanlar, rüzgar erozyonları, organik çürüme olayları, volkan patlamaları vb. İnsan faaliyetleri: Motorlu taşıtlar, Endüstri faaliyetleri, Fosil yakıt kullanımı, Tarımsal faaliyetler.

29 Hava kirliliği En yaygın hava kirleticisi gazlar: SO 2 (kükürt dioksit): Volkan, dalgalar, organik madde parçalanması, fosil yakıt tüketimi CO (karbonmonoksit): Motorlu taşıtlar, doğal olarak vejetasyonun anaerobik parçalanması ile oluşan CH 4 ile Oksijen birleşmesi... NO x (azot oksitler): Topraktaki biyolojik faaliyetler, yanma (otomobil egzozları, evsel ve endüstriyel yanma) CHO x : CH 4 doğal kirletici, bitkilerin yaydığı uçucu hidrokarbonlar, motorlu taşıtlar. O 3 (Troposferik Ozon): NO x CO ve uçucu organik bileşiklerin güneş ışığının varlığında atmosferde tepkimeye girmesi ile oluşur OH + CO HOCO HO 2 + NO OH + NO 2 HOCO + O 2 HO 2 + CO NO hν NO + O( 3 P) O( 3 P) + O 2 O 3

30 Hava kirliliği Hava kirliliğine bağlı ölümler İnsanlarda solunum yolları rahatsızlıklarına yol açar. Özellikle yaşlı ve çocuklarda; kronik öksürük, bronşit, astım, akciğer fonksiyonlarında bozukluğa neden olabilir. Hava kirliliğinin kanser, nörolojik hastalıklar, akciğer hastalıkları ve kalp hastalıklarına yakalanma riskini arttırdığı tespit edilmiştir.

31 Ankara, Gıyasettin Demirhan

32 Asit yağmuru tarafından zarar görmüş heykeller (Stokholm, İsveç) Kentleri ısıtmada ve elektrik üretmede kömür kullanılan Çin de hava kirliliği ciddi bir sorundur Paris de (Fransa) hava kirliliği Çin de kömür üretimi ( )

33 Asit yağmurları

34 Asit yağmurları Sülfürik asit (H 2 SO 4 ) Nitrik asit (HNO 3 )

35 Asit yağmurları

36 Kapalı ortam hava kirliliği

37 Hava kirliliğinin önlenmesi Fosil yakıtlar: Fosil yakıtlara alternatif enerji kaynaklarının yaygınlaşması (Güneş, rüzgar, hidroelektrik, jeotermal enerji) Görece daha az kirletici yayan fosil yakıtların kullanılması Fosil yakıtların kirlilik bakımından sıralanması: Kömür > Petrol > Doğalgaz Sanayi faaliyetleri: Sanayide yakıt tasarrufu yapan verimli teknolojilerin kullanılması Fabrika bacalarına filtre takılması Hava kirliliği yaratan sanayi kuruluşlarına yasal yaptırımlar etkili bir şekilde uygulanmalı Kentlerde ısıtma: Yalıtım yoluyla ısınma için harcanacak yakıt miktarı azaltılarak, ısınma kaynaklı hava kirliliği azaltılabilir Ulaşım: Ulaşımda toplu taşıma araçlarının daha çok kullanılması, daha ekonomik ve az yakıt tüketen araçlar, temiz yakıt (ör: elektrikli, hibrit araba) tüketen araçların yaygınlaşması Ağaçlandırma, Sanayi ve yoğun trafiğin kentler dışına ve çevre yollarına kaydırılması, Şehir yerleşim planlarının topoğrafya ve meteorolojik faktörler (rüzgar) dikkate alınarak yapılması