ÖNSÖZ Arçelik A.Ş. Araştırma ve Teknoloji Geliştirme Merkezinde gerçekleştirdiğim Ev Tozunun Tanımı konulu yüksek lisans çalışması kapsamında, çalışmalarımda bana yol gösteren ve bilgi birikimleriyle bana destek olan değerli hocam İTÜ Öğretim Üyesi Sn. Prof. Dr. A. Nusret BULUTÇU ya, Arçelik A.Ş. ATGM de bana gerekli çalışma ortamını ve çalışma imkanlarını sağlayan ATGM Mekanik Teknolojiler Yöneticisi Sn. Doç. Dr. M.Yalçın TANES e, Ürün Grup Sorumlusu Sn.Varol DİNDORUK a, çalışmanın başından itibaren bana her zaman fiili ve manevi olarak destek ve yardımcı olan değerli ağabeyim Çamaşır Makinası - Elektrikli Süpürge Ürün Sorumlusu Sn. Nazmi ÖZTÜRK e, SEM analizleri ve yoğunluk ölçüm çalışmalarında gerekli desteği veren ATGM Teknisyeni Sn.Turgay GÖNÜL e ve akışkan yatak deneylerinde yardımcı olan ATGM Mühendisi Sn. Deniz ŞEKER ve ATGM Teknisyenleri Sn. Çetin LALE ve Sn. Mehmet MARAŞLI ya teşekkürü bir borç bilirim. Ayrıca, hayatım boyunca bana destek olan ve iyi bir eğitim alabilmem için ellerinden gelen herşeyi yapan çok değerli aileme de şükranlarımı sunarım. Haziran, 2002 Hakan TATAR ii
İÇİNDEKİLER TABLO LİSTESİ ŞEKİL LİSTESİ ÖZET SUMMARY v vi vii viii 1. GİRİŞ 1 1.1 Giriş ve Çalışmanın Amacı 1 2. LİTERATÜR / TEORİK ÇALIŞMALAR 2 2.1 Doğada Bulunan Kirletici Parçacıklar 2 2.1.1 Kirletici Partiküllerin Bileşimi 3 2.1.2 Kirletici Partiküllerin Konsantrasyonu 4 2.1.3 Kirletici Partiküllerin Kaynakları 4 2.2 Toz Nedir? 5 2.3 Ev Tozunun Tanımı 6 2.3.1 Ev Tozunun İçindeki Partiküller ve Boyutları 6 2.3.2 Ev Tozunun Kaynağı 6 2.3.3 Akarlar (Mite) 7 2.4 Tozların İncelenmesine Yönelik Çalışmalar 8 2.4.1 Ofis Tozlarının İncelenmesi 8 2.4.2 Ev Tozundaki Kurşun Miktarının Analizi 9 2.4.3 Ev Tozundaki PCDD/F Maddesinin Analizi 10 2.4.4 Ev Tozundaki Bileşenler ve Bu Bileşenlerin Miktarlarının Günlük Değişimi 10 2.5 Yer Kaplama Malzemeleri 12 2.5.1 Ahşap Yer Kaplama Malzemeleri 12 2.5.1.1 Tahta (Rabıta) Taban Döşemesi 13 2.5.1.2 Parke Taban Döşemesi 13 2.5.1.3 Laminant Parke 13 2.5.2 Ahşap Olmayan Yer Kaplama Malzemeleri 16 2.5.2.1 Tabii Taş Kaplamalar 16 2.5.2.2 Dökme Kaplamalar 17 2.5.2.3 Karo Kaplamalar 18 2.5.2.4 Linolyum Kaplama 19 2.5.2.5 Marley Kaplama 19 2.5.2.6 PVC Yer Kaplamaları 19 iii
2.5.2.7 Lifli Yer Kaplamaları 20 2.6 Toz ve Yüzey Etkileşim Mekanizmaları 22 2.6.1 Fiziksel ve Kimyasal Etkileşimler 22 2.6.1.1 Kovalent ve Metalik Bağ Etkileşimleri : 23 2.6.1.2 Moleküller Arası Etkileşimler : 23 2.6.1.3 Coulomb Kuvvetleri ve Statik Elektriklenme 25 2.6.2 Mekanik Tutunma Mekanizmaları 35 2.7 Tozlarla İlgili Standartlar 36 2.7.1 ASTM Standardı (E 1728-99) 36 2.7.2 ASTM Standardı (D 5438-94) 36 KAYNAKLAR 40 ÖZGEÇMİŞ 42 iv
TABLO LİSTESİ Sayfa No Tablo 2.1. Havada Asılı Olarak Bulunan Partikül Madde (PM) Bileşimi.... 3 Tablo 2.2. Ev Tozu partiküllerinin boyut aralıkları.... 6 Tablo 2.3. Ev Tozu Akarı Türleri.... 7 Tablo 2.4. Gevşek yapılı ev tozunun yapısı.... 10 Tablo 2.5. Partikül boyutuna göre tozun sınıflandırılması.... 11 Tablo 2.6. Tozların boyutlarına göre ağırlık yüzdesi dağılımları.... 11 Tablo 2.7. Tipik Elektrostatik Gerilim Değerleri (Volt).... 32 Tablo 2.8. Halı türüne göre akış oranı ve basınç düşüşü değişim değerleri.... 38 Tablo 2.9. F 608 A Laboratuar Test Metodu kullanılarak hesaplanan örnek toplama verimi.... 39 v
ŞEKİL LİSTESİ Sayfa No Şekil 2.1 : London kuvvetleri ile etkileşimin şematik gösterimi.... 24 Şekil 2.2 : Dipol-dipol etkileşimin şematik gösterimi.... 24 Şekil 2.3 : Hidrojen bağı (köprüsü) oluşumu... 25 Şekil 2.4 : Triboelektrik Seri.... 30 Şekil 2.5 : Örnek toplamada kullanılan elektrikli süpürge sistemi.... 37 vi
EV TOZUNUN TANIMI ÖZET Bu çalışmada ilk olarak, yaşanılan ortamlarda biriken ve insan sağlığına zarar verdiği için temizlenmesi gereken ev tozları hakkında literatür taraması gerçekleştirilmiştir. İlk aşama sonuçlar ile tozun tanımı yapılabilmiş ve toz içeriğindeki bileşenler hakkında ayrıntılı bilgi elde edilmiştir. Tozun fiziksel ve kimyasal özelliklerinin anlaşılmasına yönelik birçok deneysel çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Bu deneysel çalışmalar için, çok sayıda ev ve ofisden toz torbaları toplanmıştır. Toplanan toz torbalarından elde edilen tozlar, elek seti vasıtasıyla boyutlarına göre elenerek sınıflandırılmış ve herbir sınıftaki tozların yoğunluk değerleri piknometre ile ölçülmüştür. Sınıflandırılan toz bileşiminin, literatürde yer alan bilgilerle kıyaslanması amacıyla ışık ve taramalı elektron mikroskopları ile deneysel çalışmalar yürütülmüştür. Tozun kimyasal bileşiminin belirlenmesi için yine taramalı elektron mikroskobu kullanılmıştır. Sonuçların literatürdeki verilerle uyumlu olduğu görülmüştür. Yer kaplama malzemeleri üzerinde tutunmuş halde bulunan tozların, yerden kaldırılabilmesi için gerekli olan hava debisinin belirlenebilmesi için hazırlanan bir düzenek ile deneysel çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Bu deneysel çalışmalarla, herbir toz fraksiyonu için gerekli hava debisi hesaplanmıştır. Tozun fiziksel ve kimyasal özelliklerinin belirlenmesine yönelik çalışmaların tanımlanması sonrası, toz ve yüzey etkileşim mekanizmaları ile ilgili deneysel çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmalar kapsamında farklı tipte elektrikli süpürge fırçaları ve yer kaplama malzemeleri kullanılarak elektriksel özelliklerin, ortam koşullarının ve malzemelerin etkileri araştırılmıştır. Farklı tipte mekanik etkili elektrikli süpürge fırçaları kullanılarak, mekanik kuvvetlerin elektrikli süpürgenin toz toplamasına olan etkisi hesaplanmıştır. vii
DEFINITION OF HOUSE DUST SUMMARY In this study, firstly, a literature survey on house dust, which accumulates in living environment and threatens human health, was performed. Definition of dust and also detailed information about each of the parts in the dust ingredient was obtained by means of results of this survey. Several experimental studied were carried out to understand physical and chemical properties of house dust. Many dust-bags were collected from several houses and offices for experimental studies. Dust in the gathered dust-bags was classified via a sieve set to obtain several size fractions. Density of the each fraction was also measured using a picnometer. Optical and scanning electron microscopes were used to compare the dust fraction compositions with literature data. Scanning electron microscope was also used to obtain the chemical composition of dust fractions. It was found that experimental and literature data had similarity. An experimental setup was prepared to calculate the necessary air flow rate to lift up dust particles present on the floor coverings. An experimental air flow rate was calculated for each of the dust fraction. A new experimental set was performed to understand dust-floor interaction mechanisms. Effects of electrical properties, environmental conditions and materials were also investigated with different vacuum cleaners and floor coverings. Several different mechanically activated vacuum cleaner brushes were used to quantify the effect of mechanical forces on dust collection yield of a vacuum cleaner. viii
1. GİRİŞ 1.1 Giriş ve Çalışmanın Amacı Yaşanılan ortamlarda biriken ve insan sağlığı açısından tehdit oluşturan tozun; fiziksel ve kimyasal özelliklerinin belirlenmesi ve toz ile yüzey arasındaki etkileşim mekanizmalarının saptanması amacıyla gerçekleştirilen bu çalışma kapsamında; Tozun tanımının yapılması ve içeriğinin belirlenmesi, Gerçekleştirilen benzer çalışmaların incelenmesi, Yer kaplama malzemelerinin özelliklerinin belirtilerek sınıflandırılması, Toz ve yüzey etkileşim mekanizmalarının belirlenmesi, Ev tozu ile ilgili benzer çalışmaların ve standartların incelenmesi, Tozların elek analizi ile sınıflandırılması, Toz yoğunluğu ölçüm çalışmaları, SEM (Scanning Electron Microscope) analizi çalışmaları, Akışkan yatakta hız ölçüm deneyleri, Elektriksel kuvvetlerin tozun yüzeye tutumasına etkileri, Ortam koşullarının tozun yüzeye tutumasına etkileri, Mekanik etkiye sahip fırçaların toz toplama verimine etkileri, üzerine teorik ve deneysel çalışmalar gerçekleştirilmiştir. 1
2. LİTERATÜR / TEORİK ÇALIŞMALAR 2.1 Doğada Bulunan Kirletici Parçacıklar Doğada bulunan kirletici parçacıklar; optik özelliklerine, doğalarına ve boyutlarına bağlı olarak şu şekilde sınıflandırılırlar : Duman parçacıkları: Karbonlu bileşiklerin tam yanması sonucu oluşan ve boyutları 0,05 1,0 m arasında değişen sıvı ve katı zerrecikleridir. Bu parçacıklar; sülfür oksit, azot oksit, karbon monoksit ve hidrokarbon benzeri gaz kirleticilerinden meydana gelmektedirler. Toz parçacıkları: Boyutları 1 ile 100 m arasında değişen çok ince katı partiküllerdir ve aşağıdaki şekilde sınıflandırılabilirler: Mekanik işleme sırasında oluşanlar (Örnek : kumlama işleminden çıkan kum) Doğrudan mekanik işlem sırasında malzemenin kendisinden elde edilen tozlar (Örnek : ağaç işleri sırasında çıkan testere tozları) Doğrudan malzemenin işlenmesinde çıkan tozlar (Örnek : kömür) Sis ve sıvı parçacıkları: Buharın yoğuşmasıyla ile oluşan ve 10 m den daha küçük boyuta sahip parçacıklardır. (Ör: SO 2 (gaz) SO 2 (sıvı), T=22 0 C) Spreyler; birbirine yakın sıvılardan atomizasyon gibi mekanik parçalanma işlemi ile elde edilen sıvı partiküllerinden oluşmaktadır. Dumanlar; buharların yoğuşması, süblimasyon, kaynama, distilasyon, kalsinasyon ve diğer çeşitli kimyasal reaksiyonlar sonucu ortaya çıkmaktadır. Genellikle organik çözücüler, metaller ve metal oksitler 1 m den daha küçük boyuta sahip duman parçacıklarını oluştururlar. Karbon parçacıkları, kül, asbest, 2
gres yağı ve asitler havada yaygın bir şekilde dağılmış olarak bulunan parçacıkları oluşturmaktadırlar [1]. 2.1.1 Kirletici Partiküllerin Bileşimi Kirletici partiküller, organik ve inorganik maddeleri, azot bileşiklerini, kükürt bileşiklerini, polisiklik aromatik hidrokarbonları, çeşitli metaller ve oksitlerini içerirler. Bir tahmine göre partiküler kirleticiler yaklaşık 22 metalik element içerirler. En çok bulunan elementler, kalsiyum, sodyum, silisyum, alüminyum ve demir dir. Ayrıca havanın içinde önemli miktarda çinko, kurşun, bakır, magnezyum ve manganez de bulunur. Bu partiküler kirleticilerin konsantrasyonu endüstriyel emisyonun doğasına bağlıdır. Mesela trafik yoğunluğunun fazla olduğu yerlerde kurşun miktarı daha fazla görülür, çünkü taşıtlarda kullanılan petrol yakıtlarında vuruntuya karşı direnci arttırmak için kurşun tetra etil kullanılmaktadır. Amerika Birleşik Devletleri nin kentsel yerleşim yerlerinde yapılmış olan bir analize göre atmosferde asılı olarak bulunan partikül madde miktarları şu şekilde bulunmuştur: Tablo 2.1 Havada Asılı Olarak Bulunan Partikül Madde (PM) Bileşimi. Partikül Derişim (µg/m 3 ) Partikül Derişim (µg/m 3 ) Partikül Derişim (µg/m 3 ) Partikül Derişim (µg/m 3 ) Nitrat iyonları 2.6 Nikel 0.30 Çinko 0.68 Bizmut 0.0004 Amonyum iyonları 1.3 Kalay 0.02 Antimon 0.01 Kobalt 0.0005 Sülfat iyonları 10.5 Titanyum 0.04 Organik solventler 6.8 Sodyum 1.0 Kurşun 0.79 Bakır 0.09 Arsenik 0.02 Silikon 13.4 Demir 1.59 Krom 0.01 Molibden 0.005 Kalsiyum 10.4 Manganez 0.10 Vanadyum 0.05 Berilyum 0.0005 Bacalardan çıkan ve filtre sistemleri kullanılmadığı için tutulmadan atmosfere verilen küller atmosferi kirletir. Ayrıca, metallerin oksitleri halinde çıkan mineral partikül maddeler ve yüksek miktarda kül bırakan fosil yakıtların yanmasıyla oluşan diğer bileşikler de yüksek atmosfer kirleticilerdendir [1]. 3
Kömür, odun veya linyit gibi mineral maddeler yanma sırasında camsı erimiş bir taban külü bırakırlar; bu kül dünya yüzeyine çöker ve az miktarda da olsa hava kirliliği oluşturur. Ancak, atmosferde büyük oranda kirlilik yaratanlar, endüstriyel yanma prosesleri sonucunda ortaya çıkan ve tutulmayan uçucu küllerdir. Gerçekte bu ince partiküllerin varlığı insan, hayvan ve bitki hayatına zarar vermek için yeterlidir. 2.1.2 Kirletici Partiküllerin Konsantrasyonu Atmosferdeki partiküllerin yoğunluğu temiz havada bir kaç yüz g/cm 3 mertebesinde iken kirli havada bu partiküllerin yoğunluğu 100.000 g/cm 3 ten fazla olabilmektedir. Bununla beraber kentsel bölgelerde bu oran cm 3 te 60 g ile 2000 g arasında değişmektedir. Genellikle havada yaygın olarak bulunan partiküllerin boyutları 0,1 m ile 10 m arasındadır. Kırsal kesimlerdeki partikül yoğunluğu 10 g /m 3 ten daha düşük olabilmektedir. Bu partiküller geniş yüzey alanlarına sahiptirler, bundan dolayı farklı organik ve inorganik maddelerin tutulması için uygun ortamlar oluştururlar. 2.1.3 Kirletici Partiküllerin Kaynakları İnsanoğlu çeşitli yollarla atmosfere her yıl 450 milyon ton partikül yayımlamaktadır. Bu partiküllere örnek olarak, inşaat sırasında oluşan toz ve asbestleri, termik santrallerin bacalarından çıkan partikülleri, madencilik işlemlerinden çıkan partikülleri ve tamamlanmamış yanma proseslerinden çıkan dumanları gösterebiliriz. Bir tahmine göre sabit yanma kaynakları (kömür, odun, petrol ve doğalgaz), endüstriyel prosesler ve çeşitli kaynaklar (kömür tozlarını yakma, zirai yakma, orman yangınları, yapı ve bina yangınları v.b.) insanoğlunun yapmış olduğu yıllık partikül madde emisyonunun (450 milyon ton) üçte birini oluşturmaktadır. Buna karşın doğal prosesler atmosfere yıllık 800 2000 milyon ton partikül madde bırakmaktadırlar. Bu prosesler volkanik patlamalar, rüzgarla taşınan toz ve toprak ile deniz ve okyanuslardan taşınan tuzlardır [1]. 4
2.2 Toz Nedir? Toz; atmosferde asılı olarak bulunan, partikül boyutları 0,001 m ile 100 m arasında değişen katı ve sıvı zerrecikleri içeren partiküler bir kirleticidir. Bu toz doğrudan yayınabildiği gibi, atmosferdeki gaz kirleticilerin (SO 2 ve NO x gibi) küçük partiküller oluşturmak için reaksiyona girmeleri sonucunda da meydana gelebilir. Endüstri, ulaşım ve evsel kullanım öğelerinden çıkan toz partikülleri atmosferde asılı olarak kalırlar ve sera etkisi oluşturarak güneş enerjisinin dünya yüzeyine varışı ve ayrılışı sırasındaki dengeyi bozarak global ısınmaya neden olurlar. İnsanların bu toza maruz kalmaları, birçok akciğer rahatsızlığına, alerjiye ve hatta kansere neden olmaktadır. Ayrıca bu partiküller göz ve solunum yolları rahatsızlıklarına da yol açmaktadır. Her ne kadar 10 m nin üzerindeki partikülleri insanın bağışıklık sistemi tutarak dışarı atabilmekteyse de, 10 m nin altındaki çok ince partikülleri yakalayamamakta, böylece bu partiküllerin akciğerlere ve hatta kana geçebilmesine neden olmaktadır. Sıvı ve katı zerreciklerden oluşan partikül maddelerin boyutları ve şekilleri onların havada asılı kalmalarına müsaade etmektedir (Furmanczyk 1987). Bazı partiküller, kurum ve duman gibi, gözle görülebilir boyutta ve koyulukta olurken diğerleri ancak elektron mikroskobu ile gözlemlenebilmektedir. Çünkü, partiküllerin sabit veya hareketli kaynaklar (dizel kamyonlar, odun sobaları, güç santralleri v.b. gibi) tarafından meydana getirilişlerine göre fiziksel ve kimyasal bileşimleri yaygın farklılıklar göstermektedir. Genellikle görünemeyen boyutlardaki bu partiküller, hava kirliliğinin en belirgin şekli olarak görüş mesafesini azaltmakta; elbiselerde, arabalarda ve evlerde kirliliklere neden olmakta ve insan sağlığını tehdit etmektedir. Genellikle partikül çapı 20 m den büyük olanlar büyük partiküller olarak kabul edilmektedir. Havadaki partiküllerin havada kalma süreleri, çökelme hızlarına, boyutlarına, yoğunluklarına ve havanın türbülans etkisine bağlı olarak birkaç saniye ile birkaç ay arasında değişebilmektedir [1]. 5
2.3 Ev Tozunun Tanımı Tozun en büyük kaynaklarından biri de ev tozudur. Ev tozu; astım, bronşit, solunum yolları enfeksiyonları gibi rahatsızlıklara neden olan, insan ve hayvan deri döküntüleri, bakteriler, küfler ve akarlar (mite lar) gibi farklı alerjik bileşenleri içeren heterojen bir karışımdır [2]. 2.3.1 Ev Tozunun İçindeki Partiküller ve Boyutları Ev tozunun içinde; sigara tütünü ve külü, yanma sonucu oluşan partiküller, tekstil elyafları, cam kırıkları, yiyecek kırıntıları, deterjan ve deodorant kalıntıları, böcek ilacı kalıntıları, insan ve hayvan deri döküntüleri ve kılları, toprak, polen, tuz ve şeker kristalleri, bitki parçacıkları, taş parçacıkları, böcek ölüleri, akarlar, odunsu parçacıklar, boya döküntüleri, kağıt parçacıkları vb. gibi parçacıklar bulunur. Ev Tozunun içerisindeki bazı partiküllerin boyutları Tablo 2.2 de verilmiştir [3]. Tablo 2.2 Ev Tozu partiküllerinin boyut aralıkları. Bileşen Boyut (m) İnsan saçı 60,0 90,0 Mite dışkıları 10,0 24,0 Küf 4,0 + Polen 10,0 40,0 Bakteri 0,3 50,0 Asbest 3,0 20,0 Bilindiği üzere insan gözü çıplak olarak 10 m nin altını görememektedir ve havadaki partiküllerin çoğunluğunun boyutu 2,4 m civarındadır. Solunum yolları rahatsızlıklarına neden olan kısım ise 0,3 m boyutlarındadır. 2.3.2 Ev Tozunun Kaynağı Ev tozunun çoğunluğu evin içerisine dışarıdan hava yoluyla taşınarak değil de, genellikle ev içindeki kaynaklar tarafından üretilerek oluşmaktadır. Bu kaynaklar şu şekilde sıralanabilir [4] : 6
a. Elbiselerden ve halılardan gelen yünler, pamuklar ile hayvanlardan gelen kıllar ve tüyler, b. Yastıklarda, yorganlarda, döşeklerde kullanılan iç dolgu maddelerinden ve kumaşla kaplanmış mobilyalardan gelen pamukçuklar, c. İnsan derisi döküntüleri, hayvan döküntüleri, hamam böceği gibi haşerelerin dışkıları, akarlar ve polenler, d. Sigara külleri, pipo tütünleri, kozmetik tozları, bebek pudraları, çamaşır deterjanları, aerosoller, hava temizleyiciler ve temizlik ürünleri artıkları... e. Zorunlu tüketim malzemelerinin (tuz, şeker, çay v.s.) kullanımı sırasında dökülen kısımlar ve kırılabilir ev gereçlerinin kırılması ile oluşan partiküller. Dış kaynaklı ev tozları ise, atmosferle taşınan tozlar ve insanların genelde ayakkabıları ve elbiseleri aracılığıyla taşıdığı tozlardır. 2.3.3 Akarlar (Mite) Ev tozunun içinde bulunan ev tozu akarları beyazımsı renkli küçük canlılardır. Boyları 0,1-0,6 mm arasında değişen ev tozu akarları örümcek ailesinin bir üyesidir. Tamamen zararsız olan bu canlılar insanlarda alerjilere neden olurlar. Diğer akar türlerinin aksine, ev tozu akarları sadece deri döküntüsü ve kıl (insan ve hayvanlardan dökülen) yedikleri için parazit değildirler. En yaygın olarak görülen iki tür ev tozu akarı Tablo 2.3 te verilmiştir: Tablo 2.3 Ev Tozu Akarı Türleri. Genel Adı Bilimsel Adı Kuzey Amerika Ev Tozu Akarı Dermatophagoides farinae Hughes Avrupa Ev Tozu Akarı Dermatophagoides pteronyssinus (Trouessart) Fosil çalışmaları göstermiştir ki akarlar dünyada 400 milyon yıldan beri varola gelmektedir. Varolmaya başlayışları dinozorların tarihi kadar eskidir. Bugüne kadar okyanus derinliklerinden, çöllerin uzak köşelerine kadar birçok yerde 100 milyon farklı akar türü varlık göstermiştir. Ev tozu akarları; bundan yaklaşık 23 milyon yıl 7
önce ilk olarak kendilerini kuş yuvaları ve benzeri ortamlarda artık yiyici olarak göstermişlerdir. Yaklaşık olarak 10000 yıl önce insanların bulundukları ortamlarda yaşamaya başlamışlardır. Akarlar; yetersiz bir sindirim sistemine sahip olmalarından dolayı bir günde yaklaşık 20 tane pislik topağı dışkılarlar. Bu dışkılar nem içermez ve dışları özel bir film tabakası ile sarılmış gibidir. Ayrıca bu dışkılar yiyecek artıkları, döküntüler ve güçlü enzimler içerirler. Akarlar tarafından üretilen bu enzimler kalan besin parçalarını parçalayarak akarların daha sonraki beslenmelerini garantiler. Bir başka deyişle; akarlar, üç veya daha fazla kez kendi dışkılarını yiyebilirler. Akarların bu mikroskobik dışkıları, eğer havalandırılmayan bir odaya yayılırsa havada 20 dakika asılı kalabilirler. Bu süre boyunca insanlar tarafından kolayca solunabilirler. Ev tozu akarları sekiz bacaklıdır. Her bacakta emici borular ve çengel şeklinde tüyler bulunur. Bu bacaklar onların elbise, battaniye ve yumuşak oyuncaklar üzerinde kolayca hareket etmelerini sağlamaktadır. Ilık, nemli ve karanlık ortamlar onların yaşamaları için çok elverişlidir. Akarlar, vücut ısılarını ayarlayamazlar, gözleri ve düzenli solunum sistemleri yoktur. Akarların vücut ağırlığının %80 inin su olmasına karşın bir şey içmezler. Yumurtadan erişkinliğe kadar geçen süre 30 gündür ve yaşam koşullarına bağlı olarak ortalama 3 ay yaşarlar. Dişi akarların yaşam süreleri erkeklerine nazaran daha uzundur [5,6]. 2.4 Tozların İncelenmesine Yönelik Çalışmalar 2.4.1 Ofis Tozlarının İncelenmesi Danimarka da yürütülmüş olan bu çalışmada ofis tozları incelenmiştir. Çalışma için 1047 kişinin çalıştığı 12751m 2 lik bir iş merkezindeki 7 tane ofisten elektrikli süpürgeler ile toz toplanmıştır. Her ofis haftada bir kere olmak üzere 8-10 hafta boyunca, normal ev temizleme prosedürüne uygun olarak toz toplama işlemi gerçekleştirilmiştir. 8
Bu süpürme işini yaparken (Nilfisk Model GM90.filters ref 816200) tipi bir elektrikli süpürge kullanılmıştır. Bu süre sonunda 11 kg toz elde edilmiştir. Fakat daha sonra bu miktar, toz kütlesinin genelini tanımlayacak şekilde standardize edilerek 5,5 kg a indirilmiştir. Elde edilen bu toz kütlesi (bulk dust) havalandırılarak iki ayrı faz oluşması sağlanmıştır ki bunlar; havada asılı kalan kısım (airborne dust) ve çöken kısım (settled dust) olarak isimlendirilmiştir. Daha sonra elde edilen bu toz fazları üzerinde ayrı ayrı deneysel çalışmalar yapılmış ve bu çalışmalar sonucunda tozun kimyasal bileşiminin, insan ve hayvan deri döküntüleri, kağıt parçacıkları, cam yünü, odun ve tekstil iplikleri ile inorganik ve metal parçalarını içerdiği gözlenmiştir. Partikül boyutlarının 0,001-1 mm arasında değiştiği ve ortalama yoğunluğun 1g/m 3 olduğu saptanmıştır. Ayrıca SEM, A Climet CI-252 gibi görüntüleme yöntemleri kullanılarak partikül tanımlaması ve boyut belirlemesi yapılmıştır. Daha sonra analitik yöntemler kullanılarak tozun spesifik olarak, biyolojik veya kimyasal içeriği belirlenmeye çalışılmıştır [7]. 2.4.2 Ev Tozundaki Kurşun Miktarının Analizi Ev tozu üzerine gerçekleştirilen bir diğer çalışma da, ev tozunun kurşun içeriğinin analizi etkin örnek alma yöntemleri kullanılarak yapılmış ve çocukların kanlarındaki kurşun seviyelerinin ne kadarının ev tozundan kaynaklandığı araştırılmıştır. Toz numunelerinin boyutlarına göre sınıflandırılması yürütülmüş olan tez çalışmasına ışık tutmuştur. Yapılan bu çalışmada birçok evden elektrikli süpürgelerle toplanmış olan tozlar 1 mm lik pirinç elekten elendikten sonra küçük yonga parçaları, cam kırıkları, böcekler ve kağıt parçacıkları ayrılarak bunların partikül dağılımı incelenmiştir. Daha sonra kalan fraksiyon (yaklaşık 1 kg) 149 m lik bir elekten geçirilmiş ve eleğin üzerinde kalan kısım gevşek yapılı ev tozu olarak tanımlanmıştır. Bu çalışmada toplanan toz numunesinin partikül boyut dağılımının bulunması için 44; 44-149; 149-177; 177-246; 246-392; 392-833 m lik elek serisi kullanılmıştır. Yapılan eleme işlemi sonucunda toplanan numunenin partikül boyutuna göre ağırlık dağılımı Tablo 2.4 de verilmiştir [8]. 9
Tablo 2.4 Gevşek yapılı ev tozunun yapısı. Boyut Bölgesi (m) Ağırlık Yüzdesi Pb Konsantrasyonu (m Pb/g) <44 18 1440 44-149 58 1180 149-177 4,5 1330 177-246 2,7 1040 246-392 6,1 1110 392-833 11 1090 Fraksiyonlanmamış Toz 100 121413 2.4.3 Ev Tozundaki PCDD/F Maddesinin Analizi Ev tozu üzerine yapılan bu çalışmada; evdeki elbiselerden, halılardan, döşemelerden ve penta-kloro-fenol içeren ağaç koruyucuların kullanıldığı mobilyalardan kaynaklanan ev tozundaki poliklorlanmış dibenzo para dioksinlerin ve dibenzofuranların (polychlorinated dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans (PCDD/F)) miktarı araştırılmıştır. Bunun için Almanya nın değişik bölgelerindeki 12 evden toz örnekleri toplanmıştır. Elektrikli süpürgelerle toplanan bu tozlar 2 mm lik elekten geçirilerek 2 mm nin altında kalan partiküllerin analizi yapılmıştır [9]. 2.4.4 Ev Tozundaki Bileşenler ve Bu Bileşenlerin Miktarlarının Günlük Değişimi Tokyo Büyükşehir Araştırma Laboratuvarı Halk Sağlığı Bölümü yıllık raporu olarak 1994 yılında yayınlanan bu raporda, ev tozundaki bileşenlerin ve bu bileşenlerin miktarlarının günlük değişimlerinin incelenmesi konusunda bilgiler verilmiştir. Bu çalışma için dört tane normal tip evden, sekiz tane de konak tipi evden elektrik süpürgeleri vasıtasıyla toz toplanmıştır. Toplanan bu tozlar 1000 m lik ve 75 m lik elekler kullanılarak elenmiş ve üç farklı toz fraksiyonu elde edilmiştir. Elde edilen fraksiyonlar Tablo 2.5 te verilmiştir: 10
Tablo 2.5 Partikül boyutuna göre tozun sınıflandırılması. Büyük Boyutlu Toz Orta Boyutlu Toz İnce Boyutlu Toz d > 1000 m 75 m < d < 1000 m d < 75 m Elde edilen fraksiyonların komponent analizi, X ışını spektroskopisi ve X ışını floresans analizörü ile yapılmış ve fraksiyonlardaki elementler belirlenmiştir. Çalışmada ev tozunun günlük değişimi, kış ve yaz mevsimleri için ayrı ayrı olmak üzere aşağıda belirtilen üç farklı durum için araştırılmıştır. Bu durumlar; a. İç ortamda sigara içicisinin bulunduğu durumlar, b. Geleneksel Japon tarzı yatakların hazırlanması ve kaldırılmasından sonraki ve süpürme işleminin yapılmasından sonraki durumlar ve c. Yaz mevsiminde sivrisinek ilaçlarının kullanıldığı durumlardır. Yapılan çalışmalar sonucunda şu sonuçlara ulaşılmıştır: 1. Fraksiyonlama sonucunda tozların ağırlık yüzdesine göre dağılımları belirlenmiştir (Tablo 2.6). Tablo 2.6 Tozların boyutlarına göre ağırlık yüzdesi dağılımları. Toz Boyutu Ağırlık Yüzdesi (%) Büyük Boyutlu Toz 20 Orta Boyutlu Toz 30 İnce Boyutlu Toz 50 2. Tozun ağırlıkça %70 nin organik esaslı, %30 unun inorganik esaslı olduğu saptanmıştır. 3. Gözle yapılan gözlemler sonucunda, büyük boyutlu toz içerisinde saç, ev malzemeleri kalıntıları ve kum benzeri partiküller saptanırken; orta boyutlu toz 11
içinde yiyecek parçaları, boya malzemeleri kalıntıları, böcekler ve benzeri partiküller görülmüştür. 4. İnorganik toz partiküllerinin, dış ortamdaki partikülerle ve havalandırma borularındaki partiküllerle benzer olduğu saptanmıştır. Kristal yapılı partiküller olarak en çok deterjandan geldiği düşünülen Na 2 SO 4 kristallerine rastlanmıştır. 5. Orta boyutlu toz içerisinde, insan sağlığı için zararlı olduğu düşünülen elyaf partiküllerine çok miktarda rastlanmıştır. 6. Özellikle sigara içilen ortamlarda günlük toz değişiminin kış mevsiminde yaza oranla iki kat daha fazla olduğu gözlemlenmiştir. Bunun nedeni ise havalandırma olayının yaz mevsimine oranla daha az miktarda gerçekleşiyor olmasıdır [10]. 2.5 Yer Kaplama Malzemeleri Binalarda, kullanım amaçlarına ve dekoratif görünüşlerine göre birçok yüzey kaplama malzemesi kullanılabilmektedir. Bu malzemeleri yapılarına göre iki sınıfa ayırmak mümkündür : Ahşap Yer Kaplama Malzemeleri ve Ahşap olmayan Yer Kaplama Malzemeleri. 2.5.1 Ahşap Yer Kaplama Malzemeleri Temeli ağaca dayanan bu kaplama malzemeleri, ya ağaçtan elde edilen ham tahtaların doğrudan kullanılmasıyla, ya da ağaçtan elde edilen malzemenin özel işlemlere tabi tutulması ve dekoratif şekiller verilmesi sonucunda üretilirler. Ahşap yer kaplama malzemeleri olarak adlandırılan bu malzemeler tahta, parke ve laminant parke taban döşemeleridir. Toz tutma özellikleri bakımından herhangi bir literatür bilgisi bulunmamakla birlikte, genel yüzeye tutunma mekanizmaları gözönüne alındığında, bu üç taban döşemesi içerisinde tahta taban döşemesi, yüzeyinin cilasız olması nedeniyle en çok toz tutan yer kaplama malzemesidir. Diğer iki taban döşemesinden parke, döşendikten hemen sonra cilalanması, laminant parke ise yüzeyi özel kaplama malzemesiyle kaplanmış şekilde imal ediliyor olması nedeniyle toz tutma açısında tahta ya oranla daha cimridirler [11]. 12
2.5.1.1 Tahta (Rabıta) Taban Döşemesi Çeşitli iş yerlerinin, konutların ve toplumun devamlı bulunduğu yerlerin tabanlarının beton ve benzeri malzemelerden oluşu, insan sağlığı açısından çeşitli sakıncalar doğurur. Bu sakıncaların ortadan kaldırılması için, zeminler rabıta denilen taban döşeme tahtaları ile kaplanır. Bu malzemeler genellikle düzgün elyaflı, nem oranları %6 - %10 u geçmeyecek şekilde kurutulmuş kestane veya cam ağaçlarından seçilirler. 2.5.1.2 Parke Taban Döşemesi Parke, yüzeyleri düzgün, kalınlığı homojen, yan ve baş kısımlarında birbiriyle birleşmelerini sağlayacak lamba ve zıvana açılmış olan prizma şeklinde masif kaplama elemanıdır. Parke ısıyı iyi izole eder, zeminden gelen soğuğa karşı koyarak insan sağlığına önemli fayda sağlar. Esnek bir zemin oluşturur. Parkenin elektrik iletkenliği düşüktür ve bulunduğu ortamın atmosferine uygun bir malzemedir. Uzun ömürlü olduğundan ekonomiktir. Yeniden onarılıp cilalanabilir. Isıya ve sese karşı yalıtım sağlar. Ancak düşük elektriksel iletkenliği statik elektriklenmeye uygun bir yapı oluşturur. Organik bir yapı malzemesi olan parke, bulunduğu hacim içindeki rutubet değişimine uyum sağlar. Higroskopik yapıya sahip olduğundan, şekil değişmeleri sınırlandırılmalıdır. Parkeler kullanım yerlerine göre rutubet miktarları şöyle olmalıdır. Kalorifer ile ısıtılan yerlerde : %7-9 arasında Soba ile ısıtılan yerlerde : %9-12 arasında Isıtılmayan yerlerde : %12-15 arasında 2.5.1.3 Laminant Parke Laminat parke, ahşap parkeye bir alternatif olarak üretilmiş bir üründür. Ahşap doğal bir malzeme olmasına karşın parke, çevre koşullarından etkilenmesi, değişik ısı ve rutubet şartlarında çalışması sonucunda çekmesi, yumuşaklığı nedeniyle ezilmesi, 13
desen ve renk standardı olmaması, malzeme temininde güçlükler yaşanması, uygulama sırasında yere zift veya muadili kimyasallar ile yapıştırma, sistre ve cila gerektirmesi gibi nedenlerle yavaş yavaş gündemden çıkmaktadır. Bu nedenlerden dolayı günümüzde laminant parke, ahşap parkenin yerini almıştır. Laminant parke, yüzey kaplaması sayesinde yüzeyin gözeneklerinde kir ya da bakteri barındırmaz. Bundan dolayı, alerjik rahatsızlığı olanlar için en ideal zemin kaplama maddesidir. Son kat olarak, 11 kat U.V dayanımlı cila uygulanmaktadır. Laminat parke bu nedenle çalışma, açma, çatlama gibi sorunlar çıkartmamaktadır. Üzerinde 11 kat cilanın bulunması sebebiyle esnek bir yapıya sahip olan laminat parke uzun yıllar sorunsuz kullanım sağlamaktadır. Laminat parke iç mimariye sıcaklık ve yeni bir soluk getirmiştir. Laminat yer kaplamasının yüzeyi, çok kuvvetli melamin tutma özellikleri sayesinde kalitesini uzun yıllar boyunca korumaktadır. Zeminde ağır mobilyaların izleri, solmuş kenarlar yada aşınma izleri görülmez. Laminat parke banyo, sauna, WC gibi ıslak zeminli ortamlarda kullanılmaz. Laminat parke mutfak, oturma odası, yatak odası, yemek odası, çocuk odası, giriş holü, normal yoğun mekanlar ve ticari mekanlarda kullanılır. Laminat parke doğal ahşapla karşılaştırıldığında önemli bazı üstünlüklere sahiptir. Bu üstünlükler aşağıda açıklanmıştır. Çevrecilik Laminat parke üretiminde, ana malzeme olarak HDF (High Density Fibreboard) kullanılmaktadır. Bu malzeme ömrünü doldurmuş yaşlı ağaçlardan üretilmektedir. Ağaç cinsi, yaşı, desen kalitesi vs. konular göz önüne alınmamaktadır. Sağlamlık Darbelerden ve rutubetten etkilenmez. Türkiye ye ithal edilmekte olan bazı markalarda HDF (High Density Fibreboard) nin yanı sıra MDF (Medium Density Fibreboard) veya Yonga levha kullanılmaktadır. Bu konu kullanım açısından önemli bir sakınca teşkil etmektedir. Çünkü MDF ve Yonga levha, HDF ye göre daha yumuşaktır, bu nedenle ezilme riski artmaktadır. Ayrıca 1 m 3 yonga levha 650 kg, 14
1 m 3 MDF 750-800 kg iken 1 m 3 HDF 900-950 kg ağırlığındadır. Bu nedenle HDF nin su alma ihtimali daha azdır, rutubetten daha az etkilenir, diğer malzemelere göre daha serttir ve darbelere daha dayanıklıdır. Kalite Laminat parke üretiminde kullanılan üretim teknolojisi ve ölçü standardı en az yüzey dayanıklılığı kadar önemlidir. Kullanılan HDF, MDF veya Yonga levha gibi malzemelerin kesildiği her noktada kalınlığının aynı olması gerekmektedir. Aksi taktirde iki ayrı kalınlıkta parça yan yana gelecek olursa (bu kalınlık farkı mikron düzeyinde de olsa) ayak bastıkça yüksek kalan bölüm aşınacak, hem melamin katı, hem de desen kağıdı silinecek, ortadaki malzeme açığa çıkacaktır. Ayrıca, parkenin üretim aşamasında teknik nedenlerle (banana effect) muz etkisi denilen bir sorun ortaya çıkmaktadır, bu etki nedeniyle 128 cm lik boyda belli bir çarpılma-yamulma olmaktır. Bu yamulma belli bir tolerans içerisinde kalmalıdır. Parkenin iki ucu ile ortası arasındaki bu yamulma bu toleransın dışında ise, bu durumda orta bölüm ek yerlerinden açabilecektir. Bu da ileri dönemlerde parkenin su almasına veya görüntüsünün bozulmasına neden olacaktır. Bazı ithal parkelerde alt yüzeyde kraft kağıdı kullanıldığı görülmektedir. Bu malzeme su ve rutubet geçirimsizliği olmayan bir malzemedir, bu nedenle zeminden gelebilecek rutubetin parkenin içine işlemesi tehlikesi doğmaktadır. Ayrıca altta kullanılan malzeme ile üstte kullanılan malzemenin aynı vasıfta olmaması nedeniyle parkenin dönmesi söz konusu olacaktır. Laminat parkelerde alt kaplama ile üst kaplama aynı malzemeden olması parkenin dengeli ve tam düzgün olmasını sağlayacaktır. Dayanıklılık Laminat parke standartlarında "Taber" testi denilen bir test sonucunda ortaya çıkan bir değer sıkça satış için kullanılmaktadır. Bu test sırasında dönen bir diske her 500 turda bir değiştirmek kaydıyla zımpara takılmakta, bu zımpara parkenin üzerinde döndürülerek aşınma durumuna bakılmaktadır. İlk aşınmanın görüldüğü nokta IP (Initial point) desen kağıdının bitip HDF veya MDF katının ortaya çıktığı nokta ise EP (End point) olarak adlandırılmaktadır. Bu iki değerin toplanıp ikiye bölünmesiyle elde edilen noktaya ise AT (Average Turns) denmektedir. 15
2.5.2 Ahşap Olmayan Yer Kaplama Malzemeleri 2.5.2.1 Tabii Taş Kaplamalar Tabii taş kaplamalar, tabiatta çeşitli taş yataklarından çıkartılan ve daha sonra uygun kesme, biçimlendirme ve cilalama işlemlerine tabi tutulan ve evlerde genellikle banyo, balkon ve koridor gibi yerlerde kullanılan kaplama malzemeleridir. Bu kaplama malzemelerinin en çok bilinen çeşitleri, mermer kaplamalar ve granit kaplamalardır. Toz tutma özellikleri bakımından her hangi bir literatür bilgisi bulunmamakla birlikte, genel yüzeye tutunma mekanizmaları gözönüne alındığında yüzeylerinin cilalanmış olması nedeniyle bu kaplamaların toz tutma özelliklerinin düşük olduğu düşünülmektedir. Fakat zaman içerisinde yüzeydeki cila tabakasının gitmesiyle birlikte toz tutma eğilimleri artmaktadır [11]. Mermer Kaplama Mermer, kireç taşı ve benzeri kaya tabakalarının yüksek ısı ve basınç altında yeniden kristal yapılarını değiştirmeleri sonucunda meydana gelir. Mermerin çeşitli renkler alması az miktarda demir veya diğer metal oksitlerin bileşiminde yer almasındandır. Mermere renk veren mineraller arasında talk, mika, grafit, demiroksitler, prit, kuartz sayılabilir. Mermer, yer kabuğunda bazen kilometrelerce derinlere kadar uzanabilir. Karalarda bol miktar da bulunur. Fransa, İtalya, Belçika, İspanya mermer yönünden zengindir. Uruguay renkli mermerleri ile meşhurdur. En kaliteli mermer Hindistan, Afrika ve Amerika nın Vermont bölgesinden çıkarılmaktadır. Mermerin topraktan çıkarılması, teknik imkanlarla arttırılmaktadır. Delme ve kesme makinaları, kaldırma ve taşıma araçları ile kabaca topraktan çıkarılan mermer taşları sonra atölyelerde, özel tersanelerde, planyalarla, tornalarla işlenir. İnce sanat işleri el ile yapılır. Dekorasyonda mermer en çok binaların dış yüzeylerinde ve zeminlerin kaplanmasında kullanılır. Mermer imalatından artan kırık parçalar da yol, suni taş dolgu maddesi olarak kullanılır. 16
Dünyada belli başlı mermer üreten ülkeler: İtalya, A.B.D, Fransa, Portekiz, Almanya, Türkiye, Belçika, İsviçre, Yugoslavya, Avusturya ve İspanyadır. Bu ülkelerin içerisinde en güzel mermer İtalya da çıkmaktadır. Türkiye de bilinen belli başlı mermer yatakları : Marmara Adası, Ankara, Afyon İsçehisar, Sivrihisar, Haymana, Sakarya, Harmantepe ve Akyazı Doyurcum, Yalova, Bandırma, Kayacık, Muğla, Hamursuztaşı, Akhisar, Kırşehir-Temirli, Maraş-Göksun, Bursa, Gebze, Kutlıca, Hotan, İskenderun, Yayla Dağ, Konya-Bozkır, Milas-Gölcük, Adana-Toroslar. Mermer Çeşitleri : Hakiki mermerler (Marmara Adası, Afyonkarahisar) Kristalize mermerler (Bursa- Orhaneli) Magnetik mermerler (Gemlik) Traverten mermerler (Hotan) Yapay mermerler (mermer tozu ve yapıştırıcısı) 2.5.2.2 Dökme Kaplamalar Dökme Kaplamalar, şap döşeme kaplaması ve mozaik döşeme kaplaması olmak üzere iki kısma ayrılırlar. Bu kaplamalar için toz tutma özellikleri bakımından her hangi bir literatür bilgisi bulunmamakla birlikte, genel yüzeye tutunma mekanizmaları gözönüne alındığında, yapılarının dökme yöntemiyle oluşturulması nedeniyle yüzeylerinin pürüzlü olması, çok fazla toz tutacakları ve hatta zaman içerinde dökme yapılarındaki bozunmalardan dolayı kendilerininde toz parçacıkları üretmeye başlayacakları düşünülmektedir. a) Şap Döşeme Kaplaması Doğrudan doğruya döşeme olarak kullanılan veya diğer kaplama malzemelerinin altına döşenmek için kullanılan Şap Döşeme Kaplamalarının beş çeşidi vardır. Bunlar aşağıda açıklanmaktadır: 17
Alçı Şaplar: Alçı şaplar doğrudan doğruya döşeme olarak veya linolyum, lastik veya diger plak döşemeler için alt döşeme olarak kullanılabilir. 10-20 mm kalınlıkta bir yalıtım tabakası üzerine 35-40 mm kalınlıkta şap olarak imal edilir. Kisilotit Şaplar: Kisilotit şaplar doğrudan doğruya döşeme olarak iki katlı veya parke alt döşemesi olarak tek katlı kullanılır. Ahşaba ait döşemede iyi bir bağlantı sağlamak için galvanize çivi veya tel bir örgüye ihtiyaç vardır. Dökme Asfalt Şaplar: Nemli mekanlar ve hızlı yapılan yapılar için uygundur (Nokta yük etkisi kısıtlıdır). Yerinde Dökme Mozaik: Gri tonlar için normal çimento, açık renkler için beyaz çimento kullanılarak ve derzler arası pirinç veya plastik çitalı olacak şekilde, 1m 2 lik bölmeler halinde uygulanır. Sert Beton Şaplar: Sert döşeme gerektiren yerler için kullanılır. b) Mozaik Döşeme Kaplaması Mozaik Döşeme Kaplaması, yer üzerine özellikle hazırlanmış mermer parçaları veya diğer dekoratif malzemeler kullanılarak, beton gibi fakat katlı olarak dökülen kaplama malzemesidir. Bu dekoratif malzeme daha sonra yüzeyi taşlanarak düzeltilir ve istenilen renklerde yüzeyde güzel bir görüntü elde edilmiş olunur. Binalarda, oda, mutfak, balkon ve terasta döşeme kaplaması olarak çok yaygın bir şekilde kullanılan dayanıklı fakat esnek olmayan bir yer kaplamasıdır [11]. 2.5.2.3 Karo Kaplamalar Karo seramik kaplamalar günümüzde çok yaygın bir şekilde, terasların, koridorların, mutfakların, tuvaletlerin ve banyoların duvar ve zemin kaplamalarında kullanılmaktadır. Karo seramik kaplamalar temizlenmelerinin kolay olması, aşınma miktarlarının az olması, insan psikolojisi yönünden çok çeşitli renklerde ve desenlerde olmaları, renk bütünlüğü sağlamaları, ısıya ve neme karşı yıllarca direnç göstermeleri gibi niteliklerinden dolayı yaygın bir şekilde kullanılmaktadırlar. Seramik karolar için, toz tutma özellikleri bakımından her hangi bir literatür bilgisi bulunmamakla birlikte, genel yüzeye tutunma mekanizmaları gözönüne alındığında, 18
yüzeylerinin üretimleri sırasında özel kaplama malzemeleri ile kaplanmasından dolayı toz tutma özelliklerinin düşük olduğu düşünülmektedir [11]. 2.5.2.4 Linolyum Kaplama Linolyum kaplama, bezir yağı içerisine kaucuk esaslı dayanıklı bir malzeme ilave edilerek elde edilen karışıma, mantar, testere talaşı, renk vericiler ve diğer maddelerin karıştırılması ve bunların kaneviçe üzerine serilip preslenmesiyle üretilmektedir. Linolyum kaplamalar kalınlıkları 1,2-6 mm, genişlikleri 1-2 m arasında değişen ölçülerde imal edilirler. Düz, renkli ve desenli olmak üzere 3 çeşittir. Düz renkli linolyumda aşınma nedeniyle renk değişimi olmaz. Bu nedenle daha kullanışlıdır. Toz tutma özellikleri hakkında, diğer kaplama malzemeleri gibi her hangi bir literatür bilgisi bulunmamakla birlikte, genel yüzeye tutunma mekanizmaları gözönüne alındığında kauçuk ve bezir yağı esaslı olan bu kaplamaların toz tutma eğilimlerinin diğer yukarıda bahsi geçen kaplama malzemelerine oranla daha fazla olduğu düşünülmektedir [11]. 2.5.2.5 Marley Kaplama Termo plastik bağlayıcılar ile plastik taneli mineral liflerin ve pigmentlerin belirli oranlarda karıştırılması ile istenilen renk ve özellikte üretilebilen bir yer kaplama malzemesidir. Marley kaplamalar, kalınlığı 1,8-4 mm, genişliği 180 cm olan rulolar halinde veya 20x20 cm, 25x25 cm ebatlarında karolar halinde bulunmaktadır. Marley kaplamalar diğer kaplama elemanlarına oranla esnek bir malzemedir. Piyasadaki adı Vinly Aspestos karodur. 2.5.2.6 PVC Yer Kaplamaları Polivinil klorür, termo plastik bağlayıcı ve vinil klorür kopolimeri ile değişik dolgu maddeleri ve pigmentler kullanılarak yapılan düzgün yüzeyli kare, dikdörtgen veya levha biçiminde olan genellikle bina döşemelerinde kullanılan bir yapı malzemesidir. 19
Toz tutma özellikleri bakımından PVC ve Marley yer kaplamaların, yapılarında termoplastik bağlayıcılar içermelerinden dolayı benzer özellikler gösterecekleri ve genel yüzeye tutunma mekanizmaları gözönüne alındığında, bu kaplama malzemelerinin Linolyum yer kaplamaları gibi toz tutma özelliklerinin yüksek olacağı düşünülmektedir [11]. 2.5.2.7 Lifli Yer Kaplamaları Lifli Yer Kaplamaları olarak bilinen kaplamalar, halı, kilim ve hasır dokumalardır. Bu kaplamalardan halı ve kilimin havlı yapılara, hasır dokumaların ise dokumalı yapılara sahip olmaları, yapılarının arasında tozun tutunabilmesini kolaylaştırır. Genel yüzeye tutunma mekanizmaları ve bu kaplamaların dokuma şekilleri gözönüne alındığında, konu hakkında her hangi bir literatür bilgisi bulunmamakla birlikte, yukarıda belirtilen nedenlerden dolayı bu kaplamaların toz tutma özelliklerinin, tüm yer kaplama malzemelerinden daha fazla olduğu düşünülmektedir. Bu kaplamalar aşağıda açıklanmıştır [11]. a) Halı Yer kaplama malzemesi olarak kullanılan halıların tarihi, insanoğlunun dokumacılığı öğrendiği tarih kadar eskiye dayanır. İlk başlarda dokuma ipliği olarak yün kullanılırken, zaman içerisinde fiyatının çok pahalı olmasından dolayı yünün yerini naylon, polyester, polipropilen ve poliamid gibi farklı malzemeler almıştır. Bu dokuma iplik malzemeleri içerisinde en yaygın olarak kullanılanı naylondur. Günümüzde halı üretiminde kullanılan iplik malzemelerinin %65 lik kısmı naylondur. Naylon liflerin en büyük özelliği üzerinde gezilmesi sonucunda liflerin tekrar yukarı kalkma özelliğinin yüksek olmasıdır. Son yıllarda kullanılmaya başlayan ve akıllı iplik olarak nitelendirilen poliamid iplikler, naylon ipliklere göre daha çabuk doğrulma kabiliyetine sahiptirler. İlk zamanlarda halı üretiminde kullanılan el dokuma tezgahları, teknolojinin ilerlemesi ve sanayileşme ile birlikte yerlerini sanayi boyutlu dokuma tezgahlarına bırakmışlardır. Bu tezgahların devreye girmesiyle birlikte tek parça halindeki halıların yerini, günümüzde duvardan duvara halı olarak nitelendirilen rulo halılar almıştır. Rulo halıların kullanımı git gide yaygınlaşmıştır, fakat bunların en büyük 20
sorunu firelerinin çok fazla olması ve döşendikleri yerden söküldüklerinde kullanılışlıklarının pek fazla olmamasıdır. Bu nedenlerden dolayı rulo halılara alternatif olarak karo halılar kullanılmaya başlanmıştır. Karo halıların en büyük özelliği döşendikleri zaman firelerinin çok az olması ve döşendikleri yerlerden sökülüp tekrar başka yerlere rahatlıkla döşenebilmeleridir. Karo halıların bunların dışında da bir çok kullanım avantajı vardır. Bunlardan bazılarını şu şekilde sıralayabiliriz: Taban malzemeleri: Karo halıların tabanları, rulo halılar gibi jüt dokumalardan oluşmaz. Tabanları, bitüm + karpit + 2 kat cam elyafın oluşturduğu tabakalardan oluşur. Bunlar ısı ve ses yalıtımında çok etkilidir. Elektrostatik taban bantı: Karo halının tabanının orta kısmında boydan boya mevcut olan bir şerit vardır ve bu bant üzerinde halının tabanından üst kısmına kadar uzanan delikler bulunur. Bu delikler yüzeydeki statik elektriğin tabandaki banta ve bu bant vasıtasıyla yere iletilmesini sağlar. Bu bantlar Avrupa da üretilen halılarda sadece karo halının orta kısmında bir şerit halinde bulunurken, Amerika daki karo halılarda halı tabanının tamamında bulunmaktadır. Eğer sıfır elektrostatik yük isteniyorsa o zaman tabandaki bu bant kısma bakır teller de döşenebilmektedir. Teflon katkısı: Karo halıların lekeyi emmesini engellemek için ipliğin içerisine teflon katılır. Karo halıların en yaygın olarak kullanıldığı ülkeler, Belçika,İngiltere ve ABD dir. Halıların bir diğer gruplandırılma şekli, dokuma şekilllerine ve hav yüksekliklerine göredir. Halılar dokuma şekillerine göre ilmekli ve kesme havlı olarak sınıflandırılırken, hav yüksekliklerine göre de kısa havlı ve uzun havlı olmak üzere iki ana gruba ayrılırlar [11]. b) Kilim Ebatları, halılar kadar büyük olmayan ve doğal kök boyaları kullanılarak boyanmış ipliklerden dokunan yer sergileridir. Kilimler üzerine dokunan motifler bölgelere ve kültürlere göre faklılıklar gösterirler. Bir başka deyişle dokunduğu yörenin kültürünü yansıtmaktadırlar. Geçmişte daha çok günlük hayattta yere serilmek için kullanılan 21
bu dokumalar, günümüzde genellikle hediyelik eşya olarak ve süs eşyası olarak evlerde kendini göstermektedir. c) Hasır Dokumalar Lifli yapıdaki bir diğer kaplama malzemeside hasır dokumalardır. Hasır dokumaların dokunmasında sazlıklardan elde edilen otsu bitkiler kullanılır. Evlerde çok yaygın olmamakla birlikte kullanılan bir yer kaplama malzemesidir. 2.6 Toz ve Yüzey Etkileşim Mekanizmaları Günlük hayatta karşılaşılan en büyük sorunlardan biri de yaşanılan ortamlardaki yer kaplamalarının tozlanması ve sağlık açısından insanları tehdit etmesidir. Hem sağlık hem de hijyen sorunları oluşturan bu tozlar, yüzeylere yerçekimi etkisi ile inmektedirler. Fakat yüzeylerde tutunmalarına neden olan tek etken yerçekimi değildir. Bu yüzdendir ki toz ve yüzeyler arasında bazı etkileşim mekanizmaları olduğu bir gerçektir. Toz ve yüzey arasındaki bu etkileşim mekanizmaları iki ana başlık altında toplanabilir. Bunlardan birincisi fiziksel ve kimyasal etkileşimle meydana gelen tutunmalar iken ikincisi mekanik olarak meydana gelen tutunmalardır. Aşağıdaki bu etkileşim mekanizmaları sistematik olarak incelenmiş olup, tüm mümkün mekanizmalar gözönüne alınmıştır. Bu mekanizmaların bir kısmının yüzeye tutunma açısından çok büyük etkisi olmayacağı açıktır. 2.6.1 Fiziksel ve Kimyasal Etkileşimler Bilindiği üzere, toz parçacıkları ve yüzey kaplama malzemeleri, çeşitli atomlardan ve bu atomların bir araya gelmesiyle oluşan moleküllerden oluşmaktadırlar. Yapılar oluşturan bu atomlar arasındaki kovalent ve metalik bağ etkileşimleri ile moleküller arasındaki etkileşimler tozun yüzeye tutunmasına neden olan mekanizmaların oluşmasında önemli rol oynamaktadırlar. Tozun yüzeyde tutunmasına neden olan bu fiziksel ve kimyasal etkileşimler şunlardır [12-18]: 22
2.6.1.1 Kovalent ve Metalik Bağ Etkileşimleri : Kovalent bağlar, iki atomun kararlı hale geçmek için son yörüngelerindeki serbest elektronlarını ortaklaşa kullanma eğilimleri sonucu oluşan bağlardır. Kovalent bağın daha iyi anlaşılabilmesi için kolay bir örnek verelim: Hidrojen atomu tek bir elektrona sahiptir ve elektron sayısını 2 ye çıkarıp kararlı bir atom olma eğilimindedir. Bu yüzden hidrojen atomu ikinci bir hidrojen atomuyla kovalent bağ yapar. Yani, iki hidrojen atomu da birbirlerinin tek elektronlarını 2. elektron olarak kullanır. Böylece H 2 molekülü oluşur. Kovalent bağ etkileşimleri çok kuvvetlidir ve bu bağlar arasındaki enerji 80-200 kcal/mol dür. Eğer çok sayıda atom, birbirlerinin elektronlarını ortaklaşa kullanarak birleşiyorlarsa, bu kez "metalik bağ" söz konusudur. Günlük hayatta çevremizde gördüğümüz ya da kullandığımız pek çok araç ve gerecin ana maddesini oluşturan demir, bakır, çinko, alüminyum, vs. gibi metaller, kendilerini oluşturan atomların birbirleri aralarında metalik bağlar yapmaları sonucunda, elle tutulur, gözle görülür, kullanılabilir bir yapı kazanmışlardır. 2.6.1.2 Moleküller Arası Etkileşimler : a) London Kuvvetleri (Van der Waals Kuvvetleri) : Maddelerin elektron yapısını tanımlarken, belli bir anda belirli bir bölgede elektron yük yoğunlundan ya da olasılığından sözederiz Belli bir anda elektronların bir atomun ya da molekülün bir bölgesine yığılması olasılığı vardır. Elektronların böyle hareket etmesi, normal olarak apolar olan bir molekülün polarlaşmasına yol açar. Bir anlık dipol oluşur. Bu olaylardan sonra komşu atom ya da moleküldeki elektronların hareketleride bir dipol oluşturur. Bu bir indüklenme olayıdır ve oluşan yeni dipole indüklenmiş dipol denir. Bu iki olay, moleküller arası çekim kuvvetleri oluşmasına yol açar. Buna biz anlık dipol indüklenmiş dipol çekimi diyebiliriz, fakat yaygın olarak kullanılan adlar dağılma kuvveti ya da London kuvveti dir (Şekil 2.1). Moleküllerarası kuvvetlerin en zayıfı olan bu kuvvetler tüm atomlar ve moleküller arasında görülür. Bu kuvvetler 1 kcal/mol den daha küçüktür. 23
Şekil 2.1 London kuvvetleri ile etkileşimin şematik gösterimi. b) Dipol Dipol Etkileşimleri : Dipol Dipol etkileşimleri, polar iki molekül arasında ortaya çıkar. Bu etkileşimlerin görülebilmesi için polar bağlara ve asimetrik moleküllere ihtiyaç vardır. Bu moleküller her zaman pozitif ve negatif yüklere sahiptirler. Aşağıdaki şekilde de görüleceği üzere HCl molekülündeki H atomu sürekli olarak az bir pozitif bir yüke, Cl atomu ise her zaman az bir negatif yüke sahiptir. Burada moleküllerin birindeki H atomu, komşu moleküldeki Cl atomu tarafından çekilir. Moleküller arasındaki bu etkileşim kovalent bağlara oranla zayıf olmalarına karşın, London kuvvetlerinden daha kuvvetlidirler (Şekil 2.2). Şekil 2.2 Dipol-dipol etkileşimin şematik gösterimi. c) Hidrojen Bağı : Hidrojen Bağı, yüksek elektronegatiflikte bir atoma (F, O ya da N) bağlı bir hidrojen atomunun, komşu molekülün yüksek elektronegatiflikte küçük bir atomu tarafından da eş zamanlı olarak çekildiği zaman oluşur. 5 kcal/mol seviyesinde enerjiye sahip olan hidrojen bağları moleküller arası kuvvetlerin en kuvvetlileridir. Hidrojen bağı oluşumunda, H atomunun kovalent olarak bağlandığı yüksek elektronegatiflikteki atom, bağ elektronlarını kendine doğru çekerek, hidrojen 24
çekirdeğini (proton) çıplak bırakır. Elektronsuz kalan bu proton komşu moleküldeki elektronegatif atomun ortaklanmamış bir elektron çiftini çeker. Hidrojen bağı yalnızca H atomuyla oluşabilir, çünkü tüm öteki atomların iç kabuk elektronları atom çekirdeklerini perdeler. Bu nedenle hidrojen bağı yalnızca bazı hidrojen bileşiklerine özgüdür. Bildiğimiz su, hidrojen bağının oluştuğu başlıca ve en tanınmış bileşiktir. Ortamda bulunan nem nedeniyle toz ve yüzey arasında hidrojen köprülerinin oluştuğu ve tozun yüzeye tutunmasında hidrojen bağı mekanizmasının etkili olduğu düşünülmektedir. Şekil 2.3 bir su molekülünün, hidrojen bağlarıyla dört komşu moleküle bir düzgün dörtyüzlü düzeninde nasıl tutunduğunu gösteriyor. Şekil 2.3 Hidrojen bağı (köprüsü) oluşumu. 2.6.1.3 Coulomb Kuvvetleri ve Statik Elektriklenme Toz ve yüzey etkileşim mekanizmalarının içerisinde yer alan Coulomb Kuvvetleri ve Statik Elektriklenme, tozun yüzeye tutunmasında en etkili mekanizmalar olarak düşünülmektedir. Bu mekanizmalar aşağıda ayrı ayrı açıklanmıştır. 25