Prof. Dr. Hüseyin BAĞ Yrd. Doç. Dr. Ahmet SÜRÜCÜ KİMYADA ÖZEL KONULAR ISBN İletişim

Transkript

1

2 Prof. Dr. Hüseyin BAĞ Yrd. Doç. Dr. Ahmet SÜRÜCÜ KİMYADA ÖZEL KONULAR ISBN Kitapta yer alan bölümlerin tüm sorumluluğu yazarlarına aittir. 2012, Pegem Akademi Bu kitabın basım, yayın ve satış hakları Pegem Akademi Yay. Eğt. Dan. Hizm. Tic. Ltd. Şti. ye aittir. Anılan kuruluşun izni alınmadan kitabın tümü ya da bölümleri, kapak tasarımı, mekanik, elektronik, fotokopi, manyetik, kayıt ya da başka yöntemlerle çoğaltılamaz, basılamaz, dağıtılamaz. Bu kitap T.C. Kültür Bakanlığı bondrolü ile satılmaktadır. Okuyucularımızın, bondrolü olmayan kitaplar hakkında yayınevimize bilgi vermelerini ve bondrolsüz yayınları satın almamalarını diliyoruz. 1. Baskı: Ekim Baskı: Ekim 2012 Dizgi-Grafik Tasarım: Şermin Yılmaz Kapak Tasarımı: Gürsel Avcı Baskı: Ayrıntı Matbaası (Ankara ) Yayıncı Sertifika No: Matbaa Sertifika No: İletişim Karanfil 2 Sokak No: 45 Kızılay / ANKARA Yayınevi: Yayınevi Belgeç: Dağıtım: Dağıtım Belgeç: Hazırlık Kursları: E-ileti: pegem@pegem.net

3 Prof. Dr. Hüseyin BAĞ 1967 Acıpayam/DENİZLİ de doğdu yılında ODTÜ Eğitim Fakültesi Fen Bilimleri Eğitimi Kimya Öğretmenliği Bölümünü bitirdi yılları arasında Milli Eğitim Bakanlığına bağlı özel bir okulda kimya öğretmenliği yaptı yılında Kırıkkale Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Kimya Bölümüne Araştırma Görevlisi olarak atandı yılında Yüksek Lisansı, 1998 yılında Doktorayı bitirdi yılında Pamukkale Üniversitesi Eğitim Fakültesi Fen Bilgisi Öğretmenliği Anabilim Dalına Yardımcı Doçent olarak atandı yılında Doçent, 2009 yılında Profesör unvanlarını aldı. Halen Pamukkale Üniversitesi Eğitim Fakültesi Fen Bilgisi Öğretmenliği Anabilim Dalında Profesör olarak görev yapmaktadır yıllarında Pamukkale Üniversitesi Eğitim Fakültesinde Dekan Yardımcılığı görevini, yıllarında Fakülte Kurulu ve Fakülte Yönetim Kurulu üyeliği görevlerini yürüttü yılından beri Pamukkale Üniversitesi Eğitim Fakültesi Fen Bilgisi Öğretmenliği Anabilim Dalı Başkanlığı görevini yürütmektedir. Uluslararası dergilerde 16 makalesi yayımlanmış, bir makalesi de yayımlanmak üzere kabul edilmiştir yılı itibariyle yayınlarına 348 atıf yapılmıştır. Dördü uluslararası, onu Ulusal kongrelerde sunulmuş toplam 14 bildirisi vardır. Eğitim Fakültelerinin Sınıf Öğretmenliği ve Fen Bilgisi Öğretmenliği Bölümlerinde okutulan Genel Kimya derslerine yönelik hazırlanan Genel Kimya, Genel Kimya I, Genel Kimya II ve Genel Kimya III (Analitik Kimya), Genel Kimya IV kitaplarının editörlüğü yanında, bu kitaplarda bölüm yazarlığı da yapmıştır. Eurasia Journal of Mathematics, Science and Technology ve International Journal of Environmental and Science Education dergilerinin kurucu editörü olup, Eurasian Journal of Analytical Chemistry, Eurasian Journal of Physics and Chemistry Education, New World Sciences Academy (Education Sciences) dergilerinin editörlüğünü yürütmektedir. Avrupa Birliği 7. Çerçeve kapsamında Science Education for Diversity konulu projenin Türkiye ortağıdır. Bunun yanında, iki TÜBİTAK projesinde araştırmacı olarak görev almıştır. Evli ve dört çocuk babasıdır.

4 Yard. Doç. Dr. Ahmet SÜRÜCÜ 1961 yılında Antakya da doğdu. İlkokul, ortaokul ve liseyi memleketi Adana da tamamladı yıları arsında Uludağ Üniversitesi Necatibey Eğitim Fakültesi Kimya öğretmenliği bölümünü tamamladı yılları arasında özel bir şirkette çalıştı den itibaren Gaziantep, İzmir, Kastamonu ve Kütahya da Milli Eğitim Bakanlığına bağlı liselerde Kimya öğretmenliği ve idarecilik yaptı yılında Dumlupınar Üniversitesi Fen-Edebiyat Fakültesinde araştırma görevlisi olarak çalıştı. Bu yıllarda Dumlupınar Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü de yüksek lisansını tamladı yılında Pamukkale Üniversitesi Eğitim Fakültesinde öğretim görevlisi olarak göre başladı yılında Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsünde Doktorayı tamamladı yılında Orta Öğretim Fen ve Matematik Alanları Bölümünde Kimya Anabilim Dalına Yardımcı Doçent olarak atandı. Hala Pamukkale Üniversitesi Eğitim Fakültesi Orta Öğretim Fen ve Matematik Alanları Bölümünde Kimya Anabilim Dalına Yardımcı Doçent olarak görevine devam etmektedir. Uluslar arası dergi ve kitapçıkların da 5 makale, Ulusal hakemli dergide 1; Ulusal bilimsel toplantılarda sunulan ve bildiri kitabında basılan 6 bildiri ve posteri vardır. Eğitim Fakültesi Sınıf Öğretmenliği Bölümünde okutulan Genel Kimya yine Eğitim Fakültesi Fen Bilgisi Öğretmenliğinde okutulan Kimya IV (Organik Kimya) kitaplarında bölüm yazarlığı yapmıştır. Büyük Menderes Nehri Havzası: Su, Toprak, Bitki ve Makrofunguslar da Ağır Metal Kirliliğinin Araştırılması, Araştırma Projesinde araştırmacı; Sulu Çözeltilerden Destekli Sıvı Membranlarla Değerli ve Ağır Metallerin Ayrılması adlı projede de proje yürütücüsü olarak çalışmıştır. Evli ve iki çocuk babasıdır.

5 ÖN SÖZ Bu kitap; Eğitim Fakültelerinin Fen Bilgisi Bölümü nde okutulan Kimyada Özel Konular dersine yönelik olarak hazırlanmıştır. Kitap hazırlanırken, 2006 yılında Eğitim Fakültelerinde okutulacak dersler için yapılan kur tanımları dikkate alınmıştır. Kitap; Hava Kirliliği, Asit Yağmurları, Sis Kirliliği ve Önlenmesi, Sağlığımız ve Besinlerimize Kimyasal Bakış, Dünyanın Entalpi Kaynakları, Sera Gazları ve Önemi, Nehir Suyundan İçme Suyuna, Cam ve Seramikler, Görsel Sanatlar ve Kimya, Korozyon Kimyası ve Önemi, Biyolojik Süreçler ve Denge, İlaç Tedavisi ve Kimya (Kan Kimyası), Kimyasal Temizlik Malzemeleri ve Doğru Kullanımı, Karbon Esaslı Maddeler, Yaşam Sürecinde Kimya bölümlerini içermektedir. Fen ve teknoloji alanında insanın hayatını kolaylaştıran birçok yenilikte kimyanın etkisini görmek mümkündür. Bugün giyecek ve yiyecek olarak kullandığımız maddelerin büyük çoğunluğu kimyasal niteliklidir. Vitaminler, proteinler, boyar maddeler, ilaçlar, plastik maddeler, temizlik malzemeleri, piller, süper iletken ve yarı iletken maddeler, hafif kaplama ve ağır endüstriyel ürünler kimyanın bize sunduğu harika maddelerdir. Ayrıca; genetik biliminin açıklanması, çelikten daha dayanıklı fakat daha hafif polimer maddelerinin yapılması, uzay yakıtı ve biyoyakıt üretimi, daha ucuz ve daha verimli nükleer enerji üretimi, kalp pillerinin yapımı, geniş hafızalı bilgisayar üretimi gibi teknolojik gelişmeler hayatımızı kolaylaştıran Kimya Teknolojisinin ürünleridir. Kimya teknolojisinin gelişmesi insanlara sayısız faydalar sağlarken birtakım sorunları da beraberinde getirmiştir. Hava, su, toprak kirliliği, radyoaktif atıklar, ozon tabakasının delinmesi, teknolojik gürültüler, biyolojik ve nükleer silahlar teknolojik gelişmelerin oluşturduğu başlıca sorunlardır. Fen ve teknoloji öğretmen adaylarının, kimyanın insan hayatındaki yeri ve önemini kavraması, teknoloji çağının sorunlarını anlama ve bu sorunlara çözüm üretme açısından oldukça önemlidir. Değişik kaynaklardan yararlanılarak hazırlanan bu kitapta, günlük yaşantımızın her safhasında iç içe olduğumuz kimyasal maddelerin Fen ve teknoloji öğretmen adaylarına tanıtımı yapılmakta, bu maddelerin insan sağlığı ve çevreye olan etkileri ele alınmaktadır. Prof. Dr. Hüseyin BAĞ Yard. Doç. Dr. Ahmet SÜRÜCÜ Ekim 2012

6 İ Ç İ N D E K İ L E R 1. BÖLÜM HAVA KİRLİLİĞİ,ASİT YAĞMURLARI, SİS KİRLİLİĞİ VE ÖNLENMESİ Hava Kirliliği Kaynakları... 2 A) Doğal Kaynaklar... 2 B) Yapay Kaynaklar... 2 Birincil Kirleticiler... 3 Kükürt oksitleri (SOx)... 3 Azot oksitleri (NO x )... 4 Karbon monoksit (CO)... 4 Hidrokarbonlar... 4 Cıva... 5 Kurşun... 5 İkincil Kirleticiler... 6 Ozon... 6 Kloroflorokarbon... 6 Radyoaktif Kirleticiler... 6 Radyoaktif Maddelerin Zararları... 7 Hava Kirliliğinin Kaynakları Isınmadan Kaynaklanan Hava Kirliliği Motorlu Taşıtlardan Kaynaklanan Hava Kirliliği Sanayiden Kaynaklanan Hava Kirliliği... 8 Hava Kirliliğinin İnsan Sağlığı ve Çevre Üzerindeki Etkileri İnsan Sağlığına Etkileri Doğaya Etkileri... 9 Hava Kirliğini Önlemek İçin Alınabilecek Önlemler...10 Asit Yağmurlar...11 Asit Yağmurlarının İnsan ve Toprak Üzerine Etkileri...12 Asit Yağmurlarının İnsanlara Etkisi...12 Sis Nedir?...15 Sis Türleri...15 vi Kimyada Özel Konular

7 2. BÖLÜM SAĞLIĞIMIZ VE BESİNLERİMİZE KİMYASAL BAKIŞ Besin ve Beslenme Nedir?...18 Hayvansal Gıdalar...20 Kırmızı Etin Beslenmemizdeki Önemi...20 Balığın Beslenmemizdeki Önemi...20 Sütün Beslenmemizdeki Önemi...20 Yumurtanın Beslenmemizdeki Önemi...21 Bitkisel Kökenli Gıdaların Sağlığımıza Olumlu ve Olumsuz Etkileri...21 Fonksiyonel Besin Nedir?...21 Meyve ve Sebzelerin Genel Faydaları...22 Sebzeler...22 Meyveler...22 i) Karbonhidratlar...23 Karbonhidratların Genel Sınıflandırılması...23 Bulundukları yere göre...23 Fonksiyonlarına göre...23 Kimyasal yapılarına (sakkarit birimlerine) göre...24 Karbonhidratların Genel Özellikleri...25 Nişasta...25 ii) Proteinler...26 Proteinlerin Sınıflandırılması...28 Proteinler Nasıl Oluşur?...28 Proteinlerin Sindirimi ve Emilimi...29 iii) Yağlar...30 Yağların Sindirimi...31 iv) Mineraller...31 v) Vitaminler...32 Katkı Öğelerinin Besin Kalitesi ve Sağlığımıza Etkisi...32 Kullanılma Amaçları...32 İçindekiler vii

8 Renklendiriciler...32 Saklayıcı ve Koruyucular...32 Baharatlar...33 Tat ve Koku Verici Öğeler...33 Kabartıcılar...33 Besinlerin Görünüş ve Şekil Kıvamını Düzeltenler...33 Besinlerin Bozulma Nedenleri...33 i) Biyolojik Faktörler...34 ii) Kimyasal Faktörler...34 iii) Fiziksel Faktörler...34 Besinlerin İşlenerek Saklanması...35 i) Isıtma Yöntemi ile Saklama...35 ii) Soğutma ve Dondurma Yöntemi ile Saklama...35 iii) Kimyasal Öğelerle Saklama...35 iv) Kurutma ile Saklama...35 v) Işınlandırma (Radyasyon) ile Saklama...35 vi) Fermantasyon Tekniği ile Saklama...36 vii) Antibiotiklerle Saklama...36 GDO Nedir?...36 GDO nun Zararları...36 GDO nun Yararları BÖLÜM DÜNYANIN ENTALPİ KAYNAKLARI Güneş...38 Güneş Işınlarının Isınma Amaçlı Kullanılması...39 Kömür...40 Petrol...41 Doğalgaz...42 Linyit...43 Jeotermal Enerji...43 viii Kimyada Özel Konular

9 Dünyadaki Önemli Jeotermal Kuşaklar...44 Ülkemizde Jeotermal Kaynaklar...44 Türkiye nin Jeotermal Potansiyeli...44 Jeotermal Enerjinin Kullanım Alanları...45 Biyokütle...46 Hidrojen...46 Nükleer Enerji...47 Nükleer Enerjiden Elektrik Üretimi BÖLÜM SERA GAZLARI VE ÖNEMİ Sera Etkisinin Oluşumu...53 Doğal Sera Etkisi...53 Kuvvetlenmiş Sera Etkisi...53 Sera Etkisinin Önemi...54 Başlıca Sera Gazları...54 Ozon...54 Su Buharı...55 Karbondioksit (CO 2 )...55 Metan (CH 4 )...55 Azot oksit Gazları (NO x )...56 Kloroflorokarbonlar (CFCs)...56 Sera Etkisine Sebep Olan Diğer Gazlar...56 Sera Gazlarının Bilinmeyen ve Olası Etkileri BÖLÜM NEHİR SUYUNDAN İÇME SUYUNA İçme Sularının Özellikleri...60 SU KAYNAKLARI...61 YUMUŞAK VE SERT SULAR...61 SU KİRLİLİĞİ...62 İçindekiler ix

10 SU ARITIMI NEDİR, NASIL YAPILIR?...63 Fiziksel Arıtma İşlemleri...63 i. Mekanik Ön Temizleme İşlemi...64 ii. Sedimantasyon...64 iii. Koagülasyon...64 iv. Flotasyon...64 v. Filtrasyon...65 Kum Filtre Çeşitleri...65 a) Yavaş Süzen Kum Filtreleri...65 b) Hızlı Süzen Kum Filtreler...65 c) Küçük Filtreler...66 Filtrelerin Temizlenmesi...66 Filtre Tabakası...66 Filtre Yıkanması...66 KİMYASAL ARITMA Kimyasal Çöktürme ile Arıtma...67 a) Soğuk Kireç- Soda Yöntemi...67 b) Sıcak Kireç-Soda Yöntemi İyon Değiştiriciler ile Yapılan Arıtma İşlemleri...68 a) Katyon değiştiriciler ile sertliğin giderilmesi...68 b) İyon değiştiricilerle demineralizasyon...68 Suların Mikroplardan Temizlenmesi İyon Değiştirme Distile Su Ters Ozmoz...70 Ön Arıtma Sistemleri Filtrasyon Ultra Filtrasyon Üniteleri Su Yumuşatma Eyve Altı Üniteler...74 x Kimyada Özel Konular

11 6. BÖLÜM CAM VE SERAMİKLER Camın Tarihçesi...76 Camın Genel Özellikleri...76 Camın Yapısı...77 Cam Türleri...78 Soda-kireç camı...78 Kurşun camı...78 Borosilikat camı...78 Camın Fiziksel Özellikleri...80 Camın Kimyasal Özellikleri...80 Cam Üretiminde Uygulanan İşlemler...80 i) Biçimlendirme...80 ii) İşleme...80 SERAMİKLER...85 Seramiğin Tarihçesi...85 Kilin Özellikleri...86 SERAMİK MALZEMENİN SINIFLANDIRILMASI...87 SERAMİKLERİN GRUPLANDIRILMASI...88 KİMYASAL ÖZELLİKLERİ Çiçeklenme Olayı Seramik Malzemede Kireç ve Manyezi Bulunması...90 MEKANİK ÖZELLİKLERİ...91 ELEKTRİKSEL ÖZELLİKLER...91 SERAMİK YAPI MALZEMELERİ ve YAPIDA KULLANIMLARI...91 PORSELEN...92 PORSELEN SERAMİK FARKI...92 İçindekiler xi

12 7. BÖLÜM GÖRSEL SANATLAR VE KİMYA Görsel Sanatlar Nedir?...94 Resim...94 Boyar Maddeler Nedir?...95 Heykel Balmumu Kil Alçı Flüoresans Sıvılar Fotoğraf Fotoğrafın Tarihsel Gelişimi Fotoğraf Çekim ve Fotoğrafın Kağıt Yüzeylere Basılması BÖLÜM KOROZYON KİMYASI VE ÖNEMİ Korozyon Nedir? Korozyon Teorileri Korozyonun Oluşumu Kimyasal Korozyon Oksitlenmelere Karşı Koruma Elektrokimyasal Korozyon Korozyon Çeşitleri Korozyonu Etkileyen Koşullar Korozyon Önemi Beton Korozyonu ve Önemi xii Kimyada Özel Konular

13 9. BÖLÜM BİYOLOJİK SÜREÇLER VE DENGE Sıvı Elektrolit Dengesi Vücuttaki Suyun Dağılımı Az su tüketimi Aşırı su tüketimi ELEKTROLİTLER Sıvı ve Elektrolitlerin Hareketi Sıvı Hücre Etkileşimi Hipertonik Sıvı ve Hücre Hipotonik Sıvı ve Hücre Elektrolitlerin Görevleri ASİT BAZ DENGESİ Henderson-Hasselbach Dengesi Asit Baz Dengesini Koruyan ve Sürdüren Sistemler Tampon Sistemler Solunum Sistemi Böbrekler Asit- Baz Dengesi Bozulduğunda Yaşanan Sorunlar Vücut Isısının Düzenlenmesi Vücut Sıcaklığını Azaltan Mekanizmalar Kanda Karbondioksit Taşınması İçindekiler xiii

14 10. BÖLÜM İLAÇ TEDAVİSİ VE KİMYA (KAN KİMYASI) Alyuvar (Eritrositler) Akyuvarlar (Lokositler) Trombositler (Kan Pulcukları) Pıhtılaşma Nasıl Olur? İLAÇ TEDAVİSİ Farmakokinetik İlaçların Etki Mekanizmaları İlaç Çeşitleri İLAÇ VERME YOLLARI Ağızdan Makattan Damar Yolu Kas İçine Deri Altına Solunum Yoluyla Dilaltı Lokal Deri Kalp İçine İLAÇLARIN BİRBİRİYLE ETKİLEŞİMİ BÖLÜM KİMYASAL TEMİZLİK MALZEMELERİ VE DOĞRU KULLANIMI Sabun ve Deterjanlar Sabun ve Deterjanların Bileşenleri Yüzey Aktif Maddeler Anyonik Aktif Maddeler Katyonik Aktif Maddeler Non-iyonik Aktif Maddeler Amfoterik Aktif Maddeler xiv Kimyada Özel Konular

15 Sertlik Bağlayıcılar Alkaliler Optik Ağartıcılar Ağartıcı Maddelerin Sınıflandırılması Klorlu Ağartıcılar Oksijenli Ağartıcılar İndirgen Ağartıcılar Korozyon Önleyicileri Köpük Düzenleyici Parfüm Kir Çökmesini Önleyiciler Dolgu Maddeleri Apre Maddeleri Yumuşatıcılar Enzimler Sabun İle Deterjan Arasındaki Fark Çamaşır Sodası Çamaşır Suyu Tuz Ruhu BÖLÜM KARBON ESASLI MADDELER Polimerler Nasıl Oluşur? Polimerlerin Sınıflandırılması Teflon Nasıl Oluşur? Polietilen Teraftalat (PET) Polivinil Klorür ( PVC) Doğal ve Sentetik Kauçuk Plastik ve Naylon Farklı mıdır? Polimerlerin Hidrolizi İçindekiler xv

16 13. BÖLÜM YAŞAM SÜRECİNDE KİMYA Biyolojik Sistemlerde Solunum Hücrelere Oksijen Taşınması ve Karbondioksit Boşaltımı Nişasta, Yağ ve Proteinlerin Hidrolizi Ekolojik Denge Deterjanlar Gübreler Sodyum sülfür (Na 2 S) Sodyum kromat (Na 2 CrO 4 ) Sülfürik asit (H 2 SO 4 ) Hidroklorik asit (HCl) Zararlı Maddelerin Sınıflandırılması ve Kaynakları Atmosferi Kirleticiler Sularda Kirlilik Su Kirliliğinin Kaynakları ve Çözüm Önerileri Toprakta Kirlilik Toprak Kirleten Kaynaklar i) Havadaki Kirletici Maddelerin Toprağı Kirletmesi ii) Sulardaki Toprak Kirletici Maddeler iii) Tarımsal Aktivitelerin Oluşturduğu Toprak Kirleticileri iv) Diğer Toprak Kirletici Madde Kaynakları Çevre Endüstri Enerji İlişkisi Enerji Üretim ve Kullanımının Çevre Üzerindeki Etkileri Termik Santrallerin Çevreye Etkileri KAYNAKLAR xvi Kimyada Özel Konular

17 1. Bölüm HAVA KİRLİLİĞİ, ASİT YAĞMURLARI, SİS KİRLİLİĞİ VE ÖNLENMESİ Kazanımlar Bu bölüm sonunda öğretmen adayı; 1. Hava kirliliğinin önemini kavrar. 2. Hava kirliliği kaynaklarını kavrar. 3. Radyoaktif maddelerin zaraları ve önemini kavrar. 4. Hava kirliliğinin insan sağlığı ve çevre üzerindeki etkilerini kavrar. 5. Hava kirliğini önlemek için alınabilecek önlemler hakkında düşünce sahibi olur. 6. Asit yağmurlarının önemini, insan ve toprak üzerine etkilerini kavrar. 7. Sis oluşumunu ve sis çeşitlerini kavrar.

18 İnsan sağlığına canlı hayatına ve ekolojik dengeye zararlı olabilecek katı, sıvı yâda gaz hâlindeki yabancı maddelerin atmosferde bulunması, hava kirliliği olarak tanımlanmaktadır. Sanayi Devrimiyle birlikte yoğun enerji tüketimi başlamış olup bu durum, insan ve çevre sağlığı üzerindeki olumsuz etkileri olan hava kirliliği gibi önemli bir sorunu beraberinde getirmiştir. Gelişen sanayinin baca gazları, kimyasal sanayinin zehirli atıkları ile meydana gelen hava kirliliği insan ve çevre sağlığını etkilemeye başlamıştır. Ülkemizde hava kirliliğiyle ilgili problemler, 1960 lı yıllarda başlamış ve hızlı kentleşmenin sonucu olarak yerleşim bölgelerinde gittikçe artmıştır li yıllarda Ankara nın hava kirliliği problemi olarak dikkat çeken olay, 1980 li yıllarda birçok kentte insan sağlığını tehdit eden ciddi bir problem haline gelmiştir. Hava, atmosferi meydana getiren oksijen, azot vb. gazların karışımıdır. Bu gazların havadaki dağılımı şöyledir: % 78 azot, % 21 oksijen ve % 1 karbondioksit, su buharı gibi diğer gazlar. Havanın % 21 ini oluşturan oksijen oldukça reaktif bir gazdır. 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 eden dengelerdir 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 oranı ise orman yangınları ve şimşek gibi doğal atmosfer olayları ile dengede kalmaktadır. İnsanların, üretim ve tüketim faaliyetleri sonucu meydana gelen aktiviteleri sırasında ortaya çıkan atıklar da hava tabakasını kirletmekte ve yeryüzündeki canlı hayatı olumsuz yönde etkilenmektedir. Hava Kirliliği Kaynakları A) Doğal Kaynaklar; Volkan faaliyetlerini, orman yangınlarını, toz fırtınalarını, okyanus dalgalarını, açık arazide hayvan ve bitki örtülerinin bozulmasını kapsar. B) Yapay Kaynaklar; Bu kaynaklar hammaddenin insanların kullanımına sunabilmek için gereken süreçler sonucunda oluşurlar. Sabit ve hareketli kaynaklar olmak üzere de, ikiye ayrılır. 2 Kimyada Özel Konular

19 Sabit Kaynaklar Katı, sıvı ve gaz yakıtların yakılması ile veya herhangi bir üretim prosesi esnasında oluşan kirleticilerin bir baca yoluyla atmosfere emisyonun yapıldığı kaynaklardır. Bunlar: Petrol rafineleri, petrokimya entegre tesisleri, kimya sanayi tarımsal mücadele ilaçları, Enerji santralleri (termik santraller), selüloz ve kağıt sanayi, Demir çelik sanayi, çimento sanayi, gübre sanayi, şeker sanayi, taş toprak sanayi, tekstil sanayi, plastik sanayi, vernik boya, ev ve işyerlerinde ısınma amaçlı kullanılan yakıtlar, bakımsız yollar, bitki örtüsü yok olmuş açık arazilerdir. Hareketli Kaynaklar Kara, hava ve deniz taşıtlarının egzozlarıdır. Kara, hava ve deniz taşıtlarında mazot, benzin veya jet yakıtı gibi yakıtlar tüketilmekte ve taşıtların egzozlarından atmosfere verilen hava kirleticiler, katı, sıvı ve gaz yakıtlarının yanmasıyla oluşan yanma ürünlerinin benzerleridir. Hava kirleticileri, havanın tabi değişimini sağlayan gaz, sıvı veya katı halde olabilen kimyasal maddelerdir. Bu hava kirleticileri belirli bir kaynaktan doğrudan atmosfere karışan birincil kirleticiler ile atmosferde bazı mekanizmalar sonucu oluşan ikincil kirleticiler olarak iki grupta incelenir. Örneğin SO 2 ve H 2 S birincil, sülfit, sülfat ve sülfürik asit sisi ise ikincil kirleticilerdir. Birincil Kirleticiler Ametal atomlarının oksijen ile yapmış olduğu bileşiklerin (SO x, NO x, CO x ) oksijence zengin olanlar (SO 2, SO 3, NO 2, CO 2 ) asit oksitler olup bunlar su ile reaksiyona girerek asitleri oluştururlar. SO 3 + H 2 O H 2 SO 4 CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 Bunlar tüm canlılar üzerinde olumsuz etki göstermekle birlikte ekolojik dengenin bozulmasına sebep olmaktadır. Oksijen oranı düşük olan ametal oksitleri ise (CO, NO) solunum yapan canlılar tarafından ciğerlere alınması halinde ise, kanın oksijen taşıma yeteneklerinin kaybolmasına sebep olur. Kükürt oksitleri (SOx) Kükürt içeren yakıtların yanmasıyla oluşan zehirli gazlardır. Her yıl açığa çıkan kükürt oksitlerinin yaklaşık % 60 ı kömürün yakılmasıyla oluşur. Kentsel bölgelerde yoğunlaşmış olan akaryakıt kullanımı ve kükürtten yararlanan sanayi tesisleri de kükürt oksitlerinin oluşumuna yol açan önemli kaynaklardır. Hava Kirliliği, Asit Yağmurları, Sis Kirliliği ve Önlenmesi 3

20 Asit yağmurları, kalp hastalıkları, solunum enfeksiyonlarını oluşturur. Kükürt dioksit moleküllerinin solunumla alınması halinde, alınan madde ve mikroorganizmaların atılımını engelleyerek enfeksiyona zemin hazırlar, bronşlarda spazm yaparak ani ölüme sebep olabilir. Bu etki yaşlılarda ve çocuklarda daha belirgindir. Bitki örtüsü ve toprak verimliliğini olumsuz etkiler. Bitkilerin gözeneklerine girmek suretiyle fotosentez kapasitesini düşürür. İkincil ürünleri olan asitler bitkileri öldürür, toprağın inorganik tuz yapısını ve bakteri florasını (ph düşer) değiştirir, verimi azaltır, erozyonu hızlandırır. İkincil ürünler kuvvetli asittirler tüm maddeleri korozyona uğratırlar. Azot oksitleri (NO x ) Kükürtten sonra en önemli hava kirleticidir. Yakıtın çok yüksek sıcaklıkta yanmasıyla oluşur. Bu kirletici de gene motorlu taşıtlardan ve elektrik enerji santralleri ile sanayide kullanılan buhar kazanlarının yakım sistemlerinden kaynaklanır. Azot oksitleri, hidrokarbonlarla birleşerek fotokimyasal yükseltgenleri oluştururlar. Bu yükseltgenler de, havadaki katı ve sıvı parçacıklarla birleşerek hava kirliliğine yol açarlar. Solunum yoluyla alınarak hemoglobini bağlar, kanın oksijen taşıma kapasitesini azaltır. Akut ve yüksek konsantrasyona maruziyette karbon monoksit zehirlenmesine benzer tablo verirler. Solunum yolları mukozasını tahriş ederler. Makrofajların aktivitesini baskılayıp enfeksiyonlara predispozisyon oluşturur. Fotokimyasal duman yaparak görme alanı daralması, stres ve trafik kazalarına neden olabilir. Atmosferdeki ikincil ürünler bitkilerde hasara ve eşyalarda korozyona neden olur. Karbon monoksit (CO) Renksiz kokusuz ve havanın ortalama mol ağırlığına eşit mol ağırlığında bir gaz olan karbonmonoksit, bu yüzden hem kaynaklandığı nokta etrafında iyi dağılmayan hem de varlığı kolay fark edilmeyen zehirli bir gazdır. Atmosferde kolay kolay yok olmaz ve ömrü 2-4 ay kadardır. Karbonmonoksitin en önemli iki kaynağı sigara ve otomobil egzozudur. Karbon monoksit kanda alyuvar hücrelerine girerek hemoglobin ile sıkıca bağlanır ve oksijenin bağlanmasını önler. Dokulara oksijen taşınamaması baş dönmesi, baş ağrısı ve halsizliğe sebep olur. Karbon monoksit yoğunluğunun %1 i geçmesi ölüme sebep olabilir. Hidrokarbonlar Hidrokarbonlar da, karbonmonoksit gibi oksijeni eksik olarak yanan yakıtlardan kaynaklanır. Ancak karbonmonoksitin tersine, atmosferde normal olarak bulundukları yoğunlukta zehirli değillerdir. Bununla birlikte, fotokimyasal sise yol açtıklarından kirliliğin artmasında önemli rol oynarlar. Havadaki hidrokarbonlar genellikle 4 Kimyada Özel Konular

21 çöp fırınları gibi büyük tesislerde atık maddelerin atılmasından, sanayide kullanılan çözücülerin buharlaşmasından ve odun ile kömürün yakılmasından kaynaklanır. Ama en önemli etken, buharlaşma yoluyla ve içten yanmalı motorların egzozundan havaya karışan benzindir. Bu yüzden havadaki hidrokarbonların yaklaşık %60 ı çok sayıda motorlu taşıtın bulunduğu kentsel alanlarda yoğunlaşmıştır. Hidrokarbonun insan sağlığına zararı göz ve kulaklarda rahatsızlıklar oluşturur. Kanser riski bulundurur ve bitkilerde hasar oluşturur. Cıva Petrol ve kömürün yakılması, maden çıkarılması ve filizlerin eritilmesi gibi faktörlerle civa buharı havaya karışır. Havadaki cıva miktarının artması böbrekte ve sinir sisteminde tahribata ve ölümlere yol açar. Kurşun Kurşun da cıva da olduğu gibi egzoz gazlarından, madenlerden, maden filizlerinin eritilmesinden ve kömürün yakılmasıyla havaya karışır. Havadaki kurşunun en önemli kaynağı egzoz gazlarıdır. Kurşun motorun daha verimli çalışmasını sağladığı için benzine katılmaktadır. Kurşun zehirlenmesinin belirtileri baş ağrısı, irkilme, aşırı yorgunluk ve depresyondur. Kurşun zehirlenmesi beyinde, karaciğerde ve böbrekte çeşitli hasarlara sebep olmaktadır. Kurşunun, yoğunluk fazlalığından dolayı yeryüzündeki sularda, ekili alanlarda, yiyeceklerde oldukça tehlikeli olduğu bilinmektedir. Özellikle yiyeceklerde kurşun yoluyla oluşan kirlilik, tortu ve sulardaki yoğuşma günümüzde önemini korumaktadır. Partikül Madde Partikül maddelerin ana kaynakları, maden kömürü, kok, linyit, motorin, benzin fuel oil, benzin emisyonları yol ve boş alanlardan kalkan tozlardır. Büyüklüğüne göre duman, kurum ve kül olarak adlandırılır havada asılı olarak kalırlar. Tozluluk, ister doğal ister yapay nedenlerden kaynaklansın görüş mesafesini kısaltan, güneş ışınlarının absorblandığı bandı değiştiren; insan, hayvan ve bitki sağlığına olumsuz etki yapan bir kirlilik türüdür. UV ışınlarının yeryüzüne, yerkabuğuna ulaşmasını engelleyerek raşitizm adı verilen hastalığın sıklığını arttırır. Partiküllerin en yaygın ve tehlikeli olanı karbon partikülleridir. Alveollerde birikir solunum fonksiyonlarında bozulmaya yol açar. Kanserojendir. Hava kirliliğine CO nun %52, SO 2 nin %18, Hidrokarbonların %12, NO 2 nin %6, ve diğer parçacıkların %12 oranında katkıları vardır. Hava Kirliliği, Asit Yağmurları, Sis Kirliliği ve Önlenmesi 5