YÜZEYSEL SULARDAKİ KİMYASAL KİRLİLİK VE SAĞLIK ÜZERİNE ETKİSİ

Transkript

1 YÜZEYSEL SULARDAKİ KİMYASAL KİRLİLİK VE SAĞLIK ÜZERİNE ETKİSİ Doç. Dr. Beyhan Pekey Kocaeli Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Çevre Mühendisliği Bölümü

2 HER GEÇEN GÜN ÜRETİLEN KİMYASAL MADDE TÜRÜ VE SAYISI ARTMAKTADIR.

3 BU MADDELERDEN BAZILARI TOKSİK ÖZELLİK GÖSTERMEKTEDİR. Örneğin; Sadece Amerika Birleşik Devletlerinde üretilen veya işlenen toksik kimyasal maddelerin günümüzde den fazla olduğu ve her yıl arasında yeni toksik kimyasal maddenin üretildiği ve kayıt edildiği raporlanmıştır. ( pubs/tscainventory/basic.html).

4 SULARDAKİ KİMYASAL KİRLETİCİLER Sulardaki kimyasal kirleticiler dediğimizde yüzlerce binlerce maddeden bahsedilebilir. Bu nedenle bu maddeleri benzer özelliklerine göre gruplandırarak açıklamak işimizi kolaylaştırmaktadır. Örneğin; Nitrat ve fosfat bileşikleri gibi ötrofikasyona neden olan kimyasallar Organohalojen bileşikler Organofosforlu bileşikler Organokalay bileşikleri Kanserojen maddeler Kalıcı olarak bozucu (mutajenik) Kalıcı hidrokarbonlar ve kalıcı ve biyolojik olarak birikebilir organik toksik maddeler Siyanürler Metaller ve metal bileşikleri Arsenik ve arsenik bileşikleri Biositler ve bitki koruma ürünleri şeklinde bir sınıflandırma yapılabilir.

5 YENİ KONTAMİNANTLAR / MİKROKİRLETİCİLER Farmasotikler Kişisel bakım ürünleri Endüstriyel kimyasallar Pestisitler Ağır metaller. ÖZELLİKLERİ Toksik Tehlikeli Karsinojenik Çevresel ortamlarda çok düşük konsantrasyonlarda (ng/l, pg/l) bulunsalar da Toprak, sediment ve canlılarda birikim (bioaccumulation and biomagnification) Besin zinciri taşınım

6 Bu kirleticilerle tüm çevresel ortamlarda karşılaşıyoruz, çünkü Hava, su, toprak gibi ortamlar sürekli birbirleriyle etkileşim halinde, sınırları yok

7 Günümüzde özellikle öncelikli ve yeni geliştirilen kimyasal maddeler ile ilgili endişeler giderek artmaktadır.

8 Yeni kimyasalların keşfi, bir neslin hayatını kolaylaştırırken bir sonraki neslin en büyük problemlerinden olabiliyor. Geçmişte mucize kimyasallar olarak lanse edilen bazı kimyasallar ise çevre ve insan sağlığına verdikleri zararlardan dolayı günümüzde üretimi ve kullanımı yasaklı maddeler arasında. CFC DDT PCBs

9 Bilim ve teknolojinin gelişmesiyle kirleticilerin belirlenmesinde kullanılan ölçüm ve analiz cihazlarının gelişimi: Düşük Belirleme Limitleri Birçok yeni maddenin analizi yapılabiliyor Dolayısıyla her geçen gün yeni bir kirletici ya da kirletici grubu listelere eklenebiliyor.

10 YAYILI KAYNAKLAR (Sucul ortamlara indirekt deşarj) NOKTASAL KAYNAKLAR (Sucul ortamlara direkt deşarj) Arıtmasız Atıksu Deşarjları Atıksu Arıtma Tesisi Deşarjları Kentsel ve/veya tarım arazilerinden yüzeysel akışlar Atık sahaları Atmosferik çökelme Günümüzde yüzey sularının kalitesinin doğal ve Kaza sonucu dökülme ve yayılma antropojenik kaynaklardan gelen farklı türde Maden alanlarından yüzeysel akışlar kirleticiler tarafından tehdit edildiği iyi bir Kirlenmiş yeraltı suları şekilde bilinmektedir. Ancak su kirliliğinin temel sebebinin insan aktiviteleri olduğu söylenebilir.

11 Su kalitesi, ekosistem ve insan sağlığı üzerinde önemli bir rol oynamaktadır Yüzey sularındaki kimyasal kirleticiler sucul organizmalar için akut ve kronik etkiler oluşturabilir ekosistemde birikimleri ile biyoçeşitlilik ve habitatların kaybı gibi sucul çevre için tehlikeler oluşturabileceği gibi insan sağlığı üzerinde de potansiyel tehdit unsurudurlar.

12 İnsanlar, balık ya da diğer su ürünlerini tüketerek veya kontamine olmuş içme suları yoluyla bu kirliliğe maruz kalabilirler.

13

14 Göl, akarsu ve kıyı suları gibi yüzey suyu kirlilik araştırması yapılan birçok çalışmada, çok ciddi oranlarda organik madde (Ardag et al., 2011; Liu et al., 2015; Nixdorf et al., 2015) ve ağır metal (Glasby et al., 2004; Pekey et al., 2004; Wang et al., 2013) kirlenmelerine rastlanılmıştır.

15 Örnegin, Brezilya da bir altın madenine yakın ve nehir kenarında bulunan bir yerleşim yerinde yaşayan insanların saç örneklerinde civa ve metilciva analizleri yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar, örneklerin yaklaşık %84 ünde toplam civa değerinin Dünya Sağlık Örgütü (WHO) tarafından verilen biyolojik tolerans sınırının (6 µg/g) üzerinde olduğunu göstermiştir. Erkeklerde ortalama 14,91 µg/g, kadınlarda 13,35 µg/g olarak tespit edilen bu yüksek konsantrasyonlardaki civa değerleri, halkın aşırı balık tüketimi ile ilişkilendirilmiştir (Faial et al., 2015).

16 Kalıcı Organik Kirleticiler Sucul ortamlarda yaşayan canlılar ağır metaller gibi kirleticilere maruz kalabildikleri gibi, PCB ler, PAH lar, organoklorlu pestisitler, PCDD ler ve PCDF lar gibi bir diğer mikrokirletici grubunun da etkisi altındadırlar. Bu kirleticiler, yüksek lipofilik özellik gösteren, çevresel ortamlarda çok uzun yıllar bozunmadan kalabilen ve bir canlıdan diğerine besin zinciri yoluyla geçerek canlıların bünyesinde birikebilen geniş bir organik madde grubudur (UNEP, 2003). kimyasal ve biyolojik kararlılığa sahip olan bu bileşikler sucul organizmaların dokularında biriktirilerek ya da organik, inorganik partiküllere tutunarak uzun yıllar sucul ortamların sedimentlerinde kalabilmekte ve biyota için potansiyel risk oluşturmaktadırlar Hava ve su ortamında taşınabildikleri için bir ülkede üretilen ya da kullanılan birçok KOK, buradan çok daha uzaklarda bulunan insanları ve doğal yaşamı etkileyebilir.

17

18 Türkiye nin de taraf olduğu ve birçok ülkenin katılımı ile 2001 yılında imzalanarak 2004 yılında yürürlüğe konulan Stockholm Sözleşmesi kapsamında, çevre ve insan sağlığını olumsuz olarak etkileyen kimyasal maddelerin kullanılmasına yasaklama ve sınırlamalar getirilmiştir (UNEP, 2001) Aldrin Klordan Dieldrin Eldrin Heptaklor Hekzaklorobenzen PCBs DDT Dioksinler Furanlar

19

20 POLİKLORLUBİFENİLLER (PCB ler) Dünya da PCB kontaminasyonu 1940 larda başlamış, 1970 lerde en yüksek seviyelere ulaşmış ve çevre ve insan sağlığı üzerindeki olumsuz etkilerinin farkına varılmasıyla birçok ülkede kullanımları yasaklandığı için bu tarihten sonra azalmaya başlamıştır. Bununla birlikte bu yasaktan önce imal edilmiş PCB içeren birçok ürün ve ekipman Türkiye de dahil olmak üzere dünyanın birçok ülkesinde hala kullanılmaktadır (Gedik and İmamoglu, 2013). Bu kimyasallar eski elektrik transformatörlerinin atıklarından ve diğer PCB içeren atıkların depolandığı yerlerden çevresel ortamlara yayılabilir.

21 PCDD VE PCDF Poliklorlu dibenzo-dioksinler ve furanlar immunotoksisite, karsinojenite ve üreme, gelişme ve endokrin fonksiyonları üzerinde olumsuz etkiler gösteren toksik etkilere sahiptirler.

22 PESTİSİTLER Yüzeysel sularda rastlanan bir diğer kirletici grubu pestisitlerdir. Başlıca tarımsal uygulamalar olmak üzere konutlarda ve genel yaşam alanlarında haşerelere karşı kullanılan birçok farklı pestisit çeşidi vardır ve çevresel akıbetleri genel olarak diğer KOK bileşikleri ile benzer özelliktedir. Tarım alanlarında kullanılan pestisitler bu alanlardan direkt yüzeysel akışlarla veya yeraltı sularına karışan pestisit kalıntılarının taşınmasıyla yüzey sularına karışmaktadırlar.

23 Pestisitlerin Sağlık Etkileri Yapılan çalışmalarda pestisitlerin kanser gibi ciddi etkilere sahip oldukları ortaya konmuştur. Arrebola ve arkadaşlarının (2015) yaptıkları bir çalışma sonucunda içinde en az bir organoklorlu pestisitin olduğu serum konsantrasyonu ile meme kanseri arasında potansiyel bir ilişki olduğu tespit edilmiştir. Organoklorlu pestisitlere maruziyet sonucunda meme kanseri dışında, prostat kanseri, kısırlık, immunotoksisite, nörotoksisite ve nörodejeneratif bozukluklar gibi hastalıkların oluşabileceği belirtilmektedir (Mrema et al., 2013).

24 Farmasotikler Son yıllarda birçok araştırıcının ilgisini çeken bir diğer kimyasal madde grubu, evsel, endüstriyel ve hastane atıksuları ile giderek daha fazla miktarlarda alıcı ortamlara karışan farmasotiklerdir. Farmasotikler eğer biyoayrışmaya uğramadıysa veya atık su arıtma tesislerinde yok edilemediyse sucul ortamlara karışırlar. Bu maddelerden antibiyotiklerin atıksu arıtma tesisi proseslerini ve yüzey sularındaki mikrobiyal ekolojiyi bozdukları iddia edilmektedir (Kümmerer, 2001).

25 Farmasotiklerin Etkileri Göl, akarsu ve kıyı suları gibi sucul ortamlara karışabilen bu maddeler, her geçen gün antibiyotiklere dirençli bakterilerin sayılarını artırmakta ve halk sağlığı için giderek artan bir endişe oluşturmaktadır. Bu durum sucul ekosistemdeki biyolojik dengeyi bozarak gerek bu ekosistemdeki canlıların gerekse de bu canlılar ile beslenen insanların sağlığını doğrudan veya dolaylı yoldan etkilemektedir.

26 Yüzey sularının kirlenme hızı ve derecesi Hızlı kentleşme ve endüstrileşme ile artmaktadır. Günümüzde Çin en iyi örnektir. Çin de deniz ürünlerindeki ağır metal içerikleri ile ilgili yapılan bazı çalışmalarda sağlık açısından güvenli olan sınır değerlerin aşıldığı tespit edilmiştir

27 Özellikle içme, kullanma ve sulama suyu olarak kullanılan yüzey sularının kalitesinin o bölgede yaşayan insan sağlığı ile direkt olarak ilişkilidir. Lu ve arkadaşlarının (2015) yaptığı bir çalışmada, Çin de kanser köyleri olarak adlandırılan (bu terim, Çin de, büyük olasılıkla çevresel kirlilikten kaynaklanan kanser morbidite oranının ortalama değerden önemli derecede yüksek olduğu köyler için kullanılmaktadır) köylerin yaklaşık %60 nın o bölgede bulunan bir akarsuya uzaklıkları 3 km den daha azken %81 nin 5 km den daha az olduğ ve kanser vakalarının büyük ölçüde çevresel kirlilikle ilişkili olduğu anlatılmaktadır.

28 Türkiye de deniz, göl, akarsu gibi sucul ortamlardan elde edilen ve besin olarak tüketilen canlılar üzerinde yapılan çalışmalardan bazılarının sonuçları Karadeniz ve Antalya da yapılan çalışmalarda şu an için bir problem yok. (Fındık ve Çiçek, 2011; Bat ve ark., 2014; Yipel ve Yarsan, 2014) Ancak Erzurum Karasu nehrinden tutulan iki farklı tür balıkta tespit edilen ağır metallerden Pb ve Cd değerlerinin sınır değerlerin üzerinde olduğu tespit edilmiştir (Sönmez ve ark., 2012) Ergene Nehri nden alınan sediment örneklerindeki Mn, Zn, Cd ve Co miktarlarının sucul ortamda yaşayan canlılar için olumsuz etkilere neden olabilecek, yüksek seviyede çevresel risk teşkil ettiği tespit edilmiştir (Sungur ve ark, 2014).

29 YASAL DÜZENLEMELER Yüzeysel suların kalitesini korumak için birçok ülke yasal düzenlemeler yapmaktadır. Örneğin Japonya da insan sağlığının korunmasına yönelik 26 öncelikli kimyasal madde için çevresel su kalite standartları belirlenmiştir. Amerika Çevre Koruma Ajansı (U.S EPA) ise sucul yaşam ve insan sağlığını korumak için yüzey sularında tavsiye edilen ulusal su kalite kriterleri kapsamında yaklaşık 150 kirleticiyi listelemiştir (Section 304(a) of the Clean Water Act (CWA).

30 YASAL DÜZENLEMELER Benzer şekilde Avrupa Birliği ülkelerinde özellikle yüzey sularında bulunan öncelikli ve yeni geliştirilen maddelerle ilgili endişeler giderek artmaktadır. Bu nedenle yüzey sularıyla ilgili yönetmeliklerinde de sürekli yeni düzenlemeler yapmaktadırlar. Bu düzenlemeler sonunda, yüzey suları ile ilgili çerçeve yönetmelik kapsamında (Directive 2000/60/EC) öncelikle 33 öncelikli bileşik tespit edilmiş (Decision 2455/2001 EC) ve bu bileşiklerin yüzey sularındaki konsantrasyonlarını kontrol altında tutabilmek için Çevre Kalite Standartları geliştirilmiştir (Directive 2008/105/EC). Daha sonra kabul edilen bir yönetmelikle öncelikli kirletici sayısı 45 e yükseltilmiştir (Directive 2013/39/EU).

31 YASAL DÜZENLEMELER Bir maddenin öncelikli olması, o maddenin sucul çevre için ya da sucul çevre vasıtasıyla önemli bir riske sahip olduğunu belirtir. Öncelikli maddelerin bir alt kümesi olan öncelikli tehlikeli maddeler ise toksik, kalıcı ve biyobirikim yapabilen özelliktedirler. Öncelikli kirleticilerin 21 i öncelikli tehlikeli maddeler olarak belirlenmiştir. Türkiye de de, tarih ve sayılı Resmi Gazetede genel olarak Avrupa Birliği Yüzey Suları Yönetmeliği ndeki esasları kapsayan Yerüstü Su Kalitesi Yönetmeliği yayımlanmıştır.

32 Yerüstü Su Kalitesi Yönetmeliği Bu yönetmelik, açık deniz haricindeki bütün yerüstü suları ile kıyı ve geçiş sularını kapsar. Yönetmelik kapsamında, Directive 2008/105/EC de verilen 33 öncelikli madde yerüstü su kalitesi açısından öncelikli maddeler listesi olarak sunulmuştur.

33 KİRLETİCİLERİN BİRLEŞİK ETKİSİ Birçok kimyasal maddenin bulunabildiği çevresel bir ortamda, bu kimyasallar bireysel olarak verilen sınır değerlerin altında olsa bile, birleşik etkilerinden dolayı bu ortamda bulunan canlılar üzerinde önemli veya toksik etkilere neden olabilirler.

34 KİRLETİCİLERİN BİRLEŞİK ETKİSİ Ayrıca düşük miktarlardaki bu kimyasallar zamanla ortamda veya bu ortamda yaşayan canlılarda birikim göstererek daha ileriki zamanlarda önemli olumsuz etkilere yol açabilirler. Bütün bunlar dikkate alınarak, yüzey suları için oluşturulan çevresel kalite standartlarının kirleticilerin kümülatif etkilerinin dikkate alınarak yeniden düzenlenmesi gerektiği ortaya çıkmıştır.

35 KİRLETİCİLERİN BİRLEŞİK ETKİSİ Günümüzde bu konudaki çalışmalar artan bir şekilde devam etmektedir. Asıl sorun çevresel ortamlarda hangi karışımların mevcut olduğu ve hangileri için uygun izleme ve değerlendirme stratejilerinin geliştirileceğinin belirlenmesi ve uygulanmasıdır. Spesifik bir alandaki kimyasal karışımların olumsuz birleşik biyolojik etkilerinin değerlendirilmesi için Avrupa Birliği tarafından desteklenen uluslararası bir proje kapsamında ( bu sorulara cevap aranmaktadır. Elde edilecek bilgiler karışımların toksisitelerinin ve birleşik etkilerinin tahmin edilerek çevresel kalite standartlarının geliştirilmesini sağlayacaktır.

36 ÇÖZÜM ÖNERİLERİ Sadece sucul ortamlar değil hava ve toprak gibi tüm çevresel ortamlara karışabilen bu kimyasal maddelerin çevresel ortamlara girişlerinin engellenmesi gerektiği açıktır. Alıcı ortamlara deşarj edilen mikrokirleticilerin en önemli kaynağı kanalizasyon kaçakları, taşkınları ve klasik kimyasal ve biyolojik atıksu arıtma tesisi deşarjları olarak ifade edilmektedir Dolayısıyla bu noktada alınacak önlemlerle mikrokirleticilerin yüzeysel sulara girişi de azaltılabilir.

37 ÇÖZÜM ÖNERİLERİ Adsorpsiyon, ileri oksidasyon prosesleri, nanofiltrasyon, ters osmoz, membran reaktörleri ve ozonlama gibi ileri atıksu arıtma tesisleri ile bu maddelerin yüksek oranda giderilmesi mümkündür. Bununla birlikte, bu teknolojilerden hangisinin kullanılacağı mikrokirleticilerin fiziko-kimyasal özelliklerine bağlıdır ve yüksek işletme masrafları gerekmektedir. Ayrıca bu arıtma sonucunda da yan ürünler veya konsantre atıklar oluşmaktadır. Bunların uzaklaştırılmasının da ayrı bir konu olarak ele alınması gerekmektedir.

38 ÇÖZÜM ÖNERİLERİ Yüzey sularındaki mikrokirletici miktarlarını azaltmak için ileri arıtım teknolojilerini kullanmak tek başına yeterli olmayacaktır. Bu nedenle, yeşil kimya prensiplerine göre üretilmiş kimyasalların kullanımı, tehlikeli ve toksik kimyasallar yerine kimyasal kullanılmayan sistemlerin geliştirilmesi, kimyasalların kapalı sistemde kullanılması gibi kirlilik önlemede yeni yaklaşımlar önem kazanmaktadır.

39 DİNLEDİĞİNİZ İÇİN TEŞEKKÜRLER Doç. Dr. Beyhan PEKEY