T.C. ÇEVRE VE ORMAN BAKANLIĞI ÇEVRE YÖNETİMİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ PCB ve PCT İÇEREN ATIKLARIN YÖNETİMİ EL KILAVUZU
Bu kılavuz, PCB ve PCT leri içeren atıkların yönetimine dahil olan taraflara teknik destek sağlamak amacıyla Çevre ve Orman Bakanlığı,, Atık Yönetimi Dairesi Başkanlığı tarafından hazırlanmıştır. Nisan 2009 T.C. Atık Yönetimi Dairesi BaĢkanlığı Söğütözü Cad. 14/E 06560 Ankara Telefon 0312 207 50 00 Faks 0312 207 64 46 http://www.atikyonetimi.cevreorman.gov.tr 2
ġekġller DĠZĠNĠ ġekġl 1.PCB, PCDD, PCDF LERĠN GENEL KĠMYASAL YAPISI... 14 ġekġl 2. PCB LERĠN GENEL KĠMYASAL YAPISI VE PCB BĠLEġĠKLERĠNE BAZI ÖRNEKLER.... 17 ġekġl 3. PCT LERĠN KĠMYASAL YAPISI... 18 ġekġl 4. PBB LERĠN KĠMYASAL YAPISI... 19 ġekġl 5. DÜNYADA TOPLAM PCB ÜRETĠMĠNĠN YILLARA GÖRE DAĞILIMI... 23 ġekġl 6. PCB LERĠN ÇEġĠTLĠ KULLANIM ALANLARI... 31 ġekġl 7.TRANSFORMATÖR ÖRNEKLERĠ... 34 ġekġl 8. KONDENSATÖR VE KONDENSATÖR SETĠ... 36 ġekġl 9. TRANSFORMATÖRÜN YAPISI... 45 ġekġl 10.KONDANSATÖR ÖRNEKLERĠ... 48 ġekġl 11. TRANSFORMATÖR LEVHASI... 50 ġekġl 12. TRANSFORMATÖR LEVHASI... 52 ġekġl 13. BASĠT PCB TESTLERĠNE ÖRNEK... 65 ġekġl 14. TESPĠT KĠTLERĠ... 67 ġekġl 15.TESPĠT KĠTLERĠ... 68 ġekġl 16. L2000 PCB/KLOR ANALĠZÖRÜ... 69 ġekġl 17. RENKÖLÇER... 69 ġekġl 18. SPEKTROFOTOMETRE... 70 ġekġl 19. ĠNCE TABAKA KROMATOGRAFĠSĠ... 73 ġekġl 20. GAZ KROMATOGRAFĠSĠ... 74 ġekġl 21. GAZ KROMATOGRAFĠ/ KÜTLE SPEKTROMETRESĠ... 76 ġekġl 22. DĠOKSĠNLER, FURANLAR VE PCB LER... 78 ġekġl 23. PCB MARUZĠYETĠ SONUCU ORTAYA ÇIKAN TERATOJENĠK ETKĠLERE ÖRNEKLER... 79 ġekġl 24. PCB BĠOAKÜMÜLASYONU... 87 ġekġl 25. KĠġĠSEL KORUYUCULAR... 92 ġekġl 26. PCB LERĠN ORTAMDAN UZAKLAġTIRILMASI... 100 ġekġl 27. PCB ĠÇEREN EKĠPMANLARIN ARINDIRILMASI... 101 ġekġl 28. LTR 2 ARINDIRMA TEKNOLOJĠSĠ... 103 ġekġl 29. PCB ĠÇEREN EKĠPMANLARIN ARINDIRILMASI... 104 ġekġl 30.ÖZEL ATIK ENVANTER PROGRAMI... 126 3
TABLOLAR DĠZĠNĠ TABLO 1.LĠTERATÜRDE BĠLDĠRĠLEN TOPLAM PCB ÜRETĠMĠ...22 TABLO 2. ALMANYA VE JAPONYA DA PCB KULLANIM ORANLAR...24 TABLO 3. POTANSĠYEL ENDÜSTRĠYEL PCB KAYNAKLARI...30 TABLO 4. PCB LER ĠÇĠN KAPALI UYGULAMALAR...33 TABLO 5. YARI KAPALI PCB UYGULAMALARI...39 TABLO 6. PCB LERĠN AÇIK UYGULAMALARI...41 TABLO 7. PCB KARIġIMLARININ TĠCARĠ ĠSĠMLERĠ VE EġDEĞERLERĠ...53 TABLO 8. POTANSĠYEL PCB KAYNAKLARI...63 4
ĠÇĠNDEKĠLER GĠRĠġ... 9 1. PCB LERE GĠRĠġ... 11 1.1 PCB LER (POLĠKLORLU BĠFENĠLLER)... 16 1.2 PCT LER (POLĠKLORLU TERFENĠLLER)... 18 1.3. PBB LER (POLĠBROMLU BĠFENĠLLER)... 19 2. PCB NĠN ÜRETĠM TARĠHÇESĠ... 20 3. PCB LERĠN ÖZELLĠKLERĠ... 26 4. KULLANIM ALANLARI... 29 4.1. KAPALI UYGULAMALAR... 32 4.2 YARI KAPALI UYGULAMALAR... 38 4.3 AÇIK UYGULAMALAR... 40 5. TRANSFORMATÖRLERĠN VE KONDANSATÖRLERĠN TANIMI... 42 5.1 TRANSFORMATÖRLER... 42 5.2 KONDANSATÖRLER... 47 6. PCB TRANSFORMATÖRLERĠNĠN YÖNETĠMĠ... 49 6.1 PCB TRANSFORMATÖRLERĠNĠN BELĠRLENMESĠ... 49 6.1.1 ĠMALATÇININ ORĠJĠNAL KĠMLĠK LEVHASI... 50 5
6.1.2. TRANSFORMATÖR TASARIMI... 55 7. PCB ĠÇEREN ATIKLAR... 57 8. PCB ANALĠZĠ... 64 8.1 BASĠT PCB TESTLERĠ... 64 8.2 TESPĠT KĠTLERĠ VE DĠĞER CĠHAZLAR... 66 8.3 LABORATUAR ANALĠTĠK TESTLERĠ... 70 9. PCB LERĠN SAĞLIK VE ÇEVRE ÜZERĠNE ETKĠLERĠ... 77 10. ACĠL DURUMLARDA ALINACAK ÖNLEMLER... 88 10.1 PCB ĠLE KONTAMĠNE OLMUġ SIVILARIN VE EKĠPMANLARIN BULUNDUĞU ORTAMLARDA ALINMASI GEREKEN TEDBĠRLER... 88 10.1.1 SAĞLIK TEDBĠRLERĠ... 88 10.1.2 KĠġĠSEL KORUYUCU EKĠPMAN (KKE)... 90 10.1.3 HAVALANDIRMA... 93 10.1.4 SOLUNUM KORUYUCU EKĠPMAN... 93 10.2 ÇEVRESEL ĠZLEME... 94 10.3 SIZINTI VE DÖKÜLMELER... 95 10.3.1 ACĠL DURUMLAR... 95 10.3.2TRANSFORMATÖRLERDEN KAYNAKLANAN SIZINTILAR... 97 6
11. ARINDIRMA VE BERTARAF YÖNTEMLERĠ... 101 11.1 PCB ĠÇEREN EKĠPMANLARIN ARINDIRILMASI... 101 11.2. PCB ATIKLARININ BERTARAFI... 106 12.TÜRKĠYE DE PCB LERE ĠLĠġKĠN YASAL DÜZENLEMELER... 109 12.1. BAZI TEHLĠKELĠ MADDELERĠN, MÜSTAHZARLARIN VE EġYALARIN ÜRETĠMĠNE, PĠYASAYA ARZINA VE KULLANIMINA ĠLĠġKĠN KISITLAMALAR HAKKINDA YÖNETMELĠK... 110 12.2 TEHLĠKELĠ ATIKLARIN KONTROLÜ YÖNETMELĠĞĠ... 115 12.3 ATIK YAĞLARIN KONTROLÜ YÖNETMELĠĞĠ... 115 I. KATEGORĠ ATIK YAĞ... 116 II. KATEGORĠ ATIK YAĞ... 116 III. KATEGORĠ ATIK YAĞ... 116 12.4 TOPRAK KĠRLĠLĠĞĠNĠN KONTROLÜ YÖNETMELĠĞĠ... 119 12.5 ENDÜSTRĠYEL KAYNAKLI HAVA KĠRLĠLĠĞĠNĠN KONTROLU YÖNETMELĠĞĠ... 119 12.6. POLĠKLORLU BĠFENĠLLERĠN VE POLĠKLORLU TERFENĠLLLERĠN KONTROLÜ HAKKINDA YÖNETMELĠĞE GENEL BAKIġ... 120 7
12.6.1. TANIMLAR... 120 12.6.2. GÖREV YETKĠ VE SORUMLULUKLAR... 122 12.6. 3. ENVANTER HAZIRLAMA YÜKÜMLÜLÜĞÜ... 125 12.6.4. TAġIMA... 126 12.6.5. ETĠKETLEME... 127 KAYNAKLAR... 128 EK: POLĠKLORLU BĠFENĠL VE POLĠKLORLU TERFENĠLLERĠN KONTROLÜ HAKKINDA YÖNETMELĠK. 134 8
GĠRĠġ Kalıcı Organik Kirleticiler (KOK lar), yüksek dirençleri nedeniyle doğaya karıģtığında ortamda uzun süre kalan, besin zincirinde aktarılarak biyolojik birikime uğrayan, bu yolla insan sağlığı ve çevre üzerinde zararlı etkilere yol açan kimyasal bileģiklerdir. Kalıcı Organik Kirleticiler hava akımlarıyla dünya çapında uzun mesafeler boyunca yayılabilmeleri ve besin zincirine girerek hayvan ve insan dokularında birikebilmeleri nedeniyle küresel düzeyde bir çevre ve sağlık sorunu oluģturmaktadırlar. 12 Kalıcı Organik Kirleticilerden biri olan Poliklorlu Bifenil lerin (PCB) zararlı etkileri, bu maddelerle kirletilmiģ gıda ve içecekler tüketildiğinde veya bu maddeler teneffüs edildiğinde, yutulduğunda ya da deriyle temas ettiğinde ortaya çıkmaktadır. PCB ler bertaraf veya baģka herhangi bir amaçla yakıldıklarında tam bir yanma meydana gelmezse, çok daha zararlı etkilere sahip insan tarafından ortaya çıkarılmıģ en toksik bileģikler olan poliklorlu furanlar (PCDF) ve poliklorlu dioksinler (PCDD) yan ürün olarak ortaya çıkmaktadır. 9
Söz konusu kirleticilere iliģkin Stockholm SözleĢmesi Türkiye dahil 125 ülke tarafından imzalanmıģtır. Bu sözleģme ile taraf ülkeler PCB ler dahil 12 kalıcı organik kirleticinin çevredeki miktarını azaltmak, bu maddeleri imha etmek ve kaynaklarını sınırlamak hususlarında ortak karar almıģtır. Bu sözleģmeye taraf olan ülkeler söz konusu kirleticileri 2025 yılına kadar çevresel açıdan en uygun teknolojileri kullanarak bertaraf etmekle yükümlüdür. Bu çerçevede, kullanılmıģ PCB ve PCB içeren madde ve ekipmanların çevre ve insan sağlığına zarar vermeden tamamen ortadan kaldırılmasının sağlanması amacıyla Poliklorlu Bifenil ve Poliklorlu Terfenillerin (PCB/PCT) Kontrolü Yönetmeliği yayımlanmıģtır. Yönetmelikte; Poliklorlu Bifenil ve Poliklorlu Terfenillerin (PCB/PCT), kullanılmıģ PCB ve PCB içeren madde ve ekipmanların envanterinin hazırlanması, elinde bulunduranların, taģıyıcıların, geçici depolama yapanların, arındırma ve/veya bertaraf iģletmecilerinin yükümlülükleri belirlenmiģ, ayrıca Poliklorlu Bifenil ve Poliklorlu Terfenillerin (PCB/PCT), kullanılmıģ PCB ve PCB içeren ekipmanların arındırılmasını veya bertarafını sağlamak amacıyla faaliyet 10
gösterecek tesislere lisans verilmesi, bu tür atıkların insan sağlığı ve çevreye verebileceği olumsuzlukların önüne geçilmesi hedeflenmiģtir. 1. PCB LERE GĠRĠġ PCB, bir grup aromatik klorlu bileģik olan poliklorlu bifenillere verilen genel isimdir. Poliklorlu bifeniller, Poliklorlu terfeniller, Monometil-tetraklorlu-difenil metan, Monometil-diklorlu-difenil metan, Monometil-dibromo-difenil metan, veya toplamda, ağırlık olarak %0.005 den (veya 50 ppm) daha fazla yukarıda bahsedilen maddelerin herhangi birisini ya da birkaçını içeren karıģım PCB olarak tanımlanmaktadır. PCB ler, doğrudan üretilebildikleri gibi, PVC üretimi veya atık yakma gibi organik klor bileģikleri üretim proseslerinin yan ürünleri olarak da ortaya çıkabilmektedir. Bu maddeler uygun olmayan koģullarda yakıldıklarında, tam yanma ürünleri oluģmamakta, günümüze değin insan ve çevre sağlığı için bilinen en toksik kimyasallar olan dioksin (PCDD) ve furanlar (PCDF) ortaya çıkmaktadır. Yürütülen 11
araģtırmaların sonuçlarına göre, uygun olmayan koģullardaki yakma iģlemlerinin sonucunda salınan PCB ve gazlarla temas, deriyi, solunum, sindirim ve sinir sistemlerini etkilemektedir. Bu bileģikler, canlıların üreme yetisi üzerine olumsuz etkilerinin yanı sıra genler üzerinde değiģim yaparak mutasyonların geliģmesine neden olabilirler. Her molekülünde bir ila on klor atomu içeren 209 olası PCB bileģiği vardır. PCB ler yaygın olarak güvenlik, iģletim ve dayanıklılık için kimyasal kararlılığın gerekli olduğu elektrikli ekipmanların, hidrolik makinelerin ve diğer uygulamaların yağlarına katkı olarak kullanılır. Pek çok PCB nin kimyasal kararlılığı ticari kullanım açısından bir kazanç olsa da, PCB ler nihayetinde çevreye salındığında son derece kalıcı hale dönüģtüğünden çevre için bir problem oluģturmaktadır. Aslında, dünyanın hemen hemen her köģesinde neredeyse tüm çevrede (iç ve dıģ mekan havasında, yüzey ve yer altı suyunda, toprakta ve gıdada) tespit edilen PCB ler en yaygın çevre kirleticiler arasında yer almaktadır. PCB ler kalıcıdır, aynı zamanda birçok PCB karıģımı da oldukça zehirlidir. DüĢük seviyede bile PCB ye maruz kalmanın çeģitli akut ve/veya kronik sağlık sorunlarına neden olduğu düģünülmektedir. 12
Ġnsan sağlığının ve çevrenin korunması PCB lerin ve PCB içeren ekipmanların çevreye zarar vermeyecek Ģekilde bertaraf edilmelerini, ayrıca PCB lerle kirlenmiģ olan bölgelerin belirlenerek ıslahını gerektirir. PCB lerin çevre açısından etkin yönetimindeki ilk adım, kaynaklarının ve kirlenmiģ bölgelerin belirlenmesi ve çevreye yayılmalarının azaltılması veya ortadan kaldırılması için gerekli stratejiler geliģtirilmesidir. PCB içeren ticari ürünler ve maddeler, kimyasal kompozisyonlarından çok endüstriyel özellikleri için satılmıģtır. Bir dizi saf olmayan bazı maddeler içerir ve genellikle tri- ve tetraklorobenzen gibi solventlerle karıģtırılır. Tri- ve tetraklorobenzenler ile karıģtırılan bu PCB ler askarel olarak adlandırılır. Ticari karıģımlar, PCDF ler ve klorlu naftelin gibi kirleticiler içerebilirler. ÇalıĢmalar, ticari karıģımlarda kilo baģına 0.8 miligramdan (mg/kg) 40 mg/kg a kadar PCDF saptamıģtır. PCB ler ayrıca istemeden bazı termal ve kimyasal süreçlerde de oluģabilmektedir. (UNEP, 2007). 13
ġekil 1.PCB, PCDD, PCDF lerin Genel Kimyasal Yapısı PCB lerin dünya çapındaki (eski SSCB nin üretimi dahil olmaksızın) üretiminin 1.5 milyon ton kadar olduğu tahmin edilmektedir. Eski SSCB için ise 180000 ton un üzerinde üretim olduğu raporlanmıģtır (Breivik ve diğerleri, 2002; UNEP, 2004). Ticari PCB lerin büyük bir kısmı kendiliğinden parçalanabilir özellik gösterme eğilimi olan PCB bileģiklerinin karıģımından oluģur. Ancak PCB bileģiklerinin daha küçük bir oranı, daha kararlı ve biyolojik bozunmaya ve metabolizmaya dayanıklı ve çok daha toksik olan dioksin benzeri PCB olmaya eğilimlidir. Bu bileģikler tüm çevresel ortamlarda bulunabilir. Uygun olmayan bertaraf uygulamaları, kazalar ve sanayi tesislerinden kaynaklanan sızıntılar nedeniyle daha büyük miktarlarda salınmaktadır. Önemli miktarda PCB, 14
sanayi tesislerinden emisyon yayılması yoluyla salınmıģtır ve hala salınmaktadır. Ayrıca, çevrede PCB nin açığa çıkması genellikle daha önceden salınmıģ PCB nin yeniden dağılımından kaynaklanmaktadır. PCB lerin yeniden dağılım döngüsü, sudan buharlaģıp atmosfere karıģması, ardından havada dolaģması ve kuru/yaģ çökelmesi yoluyla atmosferden ayrılması, özellikle yüksek klorlu bifenillerin partiküllere bağlanması ve bazı uçucu nitelikte olan PCB bileģiklerinin yeniden buharlaģmasından oluģur. Sucul ortamlara katılan PCB ler hidrofobik özellikleri dolayısıyla atmosfere kaçma veya katılar üzerinde tutulma eğilimindedirler. Nehir, göl ve/veya deniz sedimanlarına (dip çamuru) tutunan PCB ler sedimanların hareketlenmesi sonucu (örneğin nehirde taģınım veya denizde canlılar/akıntılar sebebiyle) yeniden suya karıģabilmekte ve uzun süreli kirlilik kaynağı olabilmektedirler. PCB ler canlıların yağ dokularında biyolojik olarak birikme özelliğine sahiptirler. PCB bileģiklerine akut ve kronik maruziyete bağlı olarak çok çeģitli sağlık risklerinin ortaya çıkması söz konusudur Yüksek miktarda PCB ye akut olarak maruz kalma sonucu deri döküntüsü, kaģıntı ve yanma, göz 15
tahriģi, deri ve tırnaklarda renk değiģiklikleri, karaciğer fonksiyonlarında ve bağıģıklık sisteminde bozulma, solunum yolunun tahriģ olması, baģ ağrısı, baģ dönmesi, depresyon, hafıza kaybı, sinirlilik, yorgunluk ve halsizlik ortaya çıkar. DüĢük düzeyde PCB maruziyetinin bildirilen kronik etkileri arasında karaciğer hasarı, üreme ve geliģim üzerinde etkiler ve muhtemel kanser yer alır. ABD Çevre Koruma Ajansı (EPA) ile Uluslararası Kanser AraĢtırmaları Ajansı (IARC) PCB leri 2A grubunda değerlendirerek insanda karsinojenik etki olasılığı bulunan kimyasallar grubunda değerlendirmektedir. Ġnsanların PCB ye maruz kalmalarının etkilerine iliģkin verilerin çoğu, yemeklik yağların veya gıdaların PCB ile kirlenmesi sonucunda veya kondansatör imal eden iģçilerde olduğu gibi mesleki olarak PCB ye maruz kalmalarından elde edilmektedir. 1.1 PCB ler (Poliklorlu bifeniller) Bifenil moleküllerindeki hidrojen atomları (iki benzen halkası tek bir karbon-karbon zinciri ile birbirine bağlanır) en fazla 10 klor atomu ile yer değiģtirebilir, bu Ģekilde oluģan 16
aromatik bileģikler PCB lerdir. Teorik olarak 209 bileģiği vardır, ancak ticari kimyasal formüllerde, karıģıma bağlı olarak değiģmekle birlikte yaklaģık 130 bileģiği bulunmaktadır. Tipik olarak, 10 olası yer değiģtirme noktasının dört ila altısı bir klor atomu tarafından tutulmuģtur. Daha yüksek klorlu PCB bileģikleri aslında suda çözünmez ve bozulmaya karģı son derece dayanıklıdır. Buna rağmen uzun süre doğada özellikle anaerobik ortamda kalan PCB lerin anaerobik mikroorganizmalar tarafından bozundurulabildiği (anaerobik klorsuzlaģtırma) tespit edilmiģtir. Bazı Örnekler. ġekil 2. PCB lerin Genel Kimyasal Yapısı ve PCB BileĢiklerine 17
Dioksin benzeri toksisite sergiledikleri için Dünya Sağlık Örgütü nün (WHO) toksisite denklik faktörü olarak belirlediği 12 PCB (77, 81, 126, 169, 105, 114, 118, 123, 156, 157, 167,189) bileģiği bulunmaktadır. 1.2 PCT ler (poliklorlu terfeniller) ġekil 3. PCT lerin Kimyasal Yapısı PCT ler bir grup halojenli hidrokarbonları da kapsar. Kimyasal yapı olarak PCB lere çok benzerler, tek farkları iki yerine üç fenil halkası ihtiva etmeleridir. Bu nedenle en fazla 14 klor atomu eklenebilir. Olası PCT bileģiklerinin sayısı oldukça fazladır; ancak yalnızca birkaç tanesi ticari kimyasal formüllerde mevcuttur. PCT ler ve PCB ler oldukça benzer kimyasal ve fiziksel özelliklere sahiptir. PCT ler aslında suda çözünmez ve bozunmaya karģı son derece dayanıklıdır. 18
PCT ler ve PCB ler arasındaki tek fark PCT lerin genellikle daha az uçucu olmasıdır. 1.3. PBB ler (polibromlu bifeniller) PBB ler PCB lerin brom benzeģikleridir ve bu sayede 209 olası bileģiğe sahiptirler. Ancak yalnızca birkaç tanesi ticari kimyasal formüllerde kullanılmaktadır. Oda sıcaklığında katı veya mumlu maddelerdir. Bunlar suda çözünmez ve bozunmaya karģı son derece dayanıklıdır. PBB lerin bileģikleri için Dünya Sağlık Örgütü (WHO) toksisite denklik faktörü atamamıģtır. ġekil 4. PBB lerin Kimyasal Yapısı 19
2. PCB NĠN ÜRETĠM TARĠHÇESĠ PCB ler ilk kez 1864 de sentezlendiği ancak 1929 lardan itibaren ticari olarak yağ veya eģdeğer formda ticari olarak üretildiği ve satıldığı bilinmektedir. 1970 lerin baģlarında, PCB lerin toksisitesi ve dayanıklılığı hakkındaki düģünceler Avrupa ve Amerika da, özellikle açık uygulamalarda, PCB lerin pazarlanması ve kullanımı konusunda sınırlamalar getirmiģtir. Ancak PCB lerin kapalı uygulamalarda kullanımına Amerika da 1970 lerin sonuna kadar, Avrupa da 1980 lerin sonuna kadar izin verilmiģtir. Tüm Avrupa çapındaki, Amerika daki ve Avustralya daki mevcut PCB envanterlerinin incelenmesi, üretilen tüm PCB lerin yaklaģık %70 inin kapalı uygulamalarda kullanıldığını ortaya koymaktadır. PCB ler elli yıldan fazla bir süredir sanayi ölçeğinde üretilmiģ ve kimyasal olarak ve ürünlerin içinde hemen hemen dünyanın her köģesine ihraç edilmiģtir. PCB üreten ülkeler arasında Avusturya, Çin, Çekoslavakya, Fransa, Almanya, Ġtalya, Japonya, Rusya Federasyonu, Ġspanya, Ġngiltere ve Amerika BirleĢik devletleri yer almaktadır. PCB ler yaygın 20
biçimde, ısı transferi ve hidrolik sistemlerde transformatör ve kondensatörlerde (veya kapasitörler) yalıtkan sıvılar olarak ve karbonsuz kopya kağıdında mürekkep çözücü olarak kullanılmıģtır. PCB ler aynı zamanda, yağlama ve kesme yağlarında, boyalarda, yapıģtırıcılarda, izolasyon maddelerinde de kullanılmıģtır. Dünya çapındaki toplam PCB üretimi aģağıdaki tabloda Breivik ve ark. (2002) tarafından özetlenmiģtir. 21
Üretici Firma Monsante Geneva Ind. Tablo 1.Literatürde bildirilen Toplam PCB üretimi Ülke Amerika BirleĢik Devletleri Amerika BirleĢik Devletleri Üretime BaĢlama Tarihi Üretime Son Verilme Tarihi Üretilen Miktar (ton) 1930 1977 641 246 1971 1973 454 Kanegafuchi Japonya 1954 1972 56 326 Mitsubishi Japonya 1969 1972 2461 +Bayer AG Batı 1930 1983 159 062 Almanya Prodelec Fransa 1930 1984 134 654 S.A.Cross Ġspanya 1955 1984 29 012 Monsanto Ġngiltere 1954 1977 66 542 Caffaro Ġtalya 1958 1983 31 092 Chemko Çek 1959 1984 21 482 Cumhuriyeti Orgsteklo Rusya 1939 1990 141 800 Orgsintez Rusya 1972 1993 32 000 Xi an Çin 1960 1979 8000 Toplam 1930 1993 1 324 131 (Kaynak: Breivik, ve ark., 2002) 22
Toplam PCBler (1000 ton) Toplam PCBlerin dünyada üretiminin yıllara dağılımı 1000 ton cinsinden aģağıdaki Ģekilde verilmektedir (Breivik ve ark., 2002). Toplam PCB Yıllar ġekil 5. Dünyada toplam PCB üretiminin yıllara göre dağılımı (Breivik v.d., 2002) Tablo 2 de PCB lerin olası kullanım alanlarına iliģkin bir gösterge olarak, Almanya ve Japonya da PCB lerin kullanım oranları verilmektedir. Bu PCB sıvıları çeģitli imalatçılara satılmıģtır ve PCB içeren ürünlerin bazıları geliģmiģ ve geliģmekte olan ülkelere ihraç edilmiģtir. GeliĢmiĢ ve geliģmekte olan ülkelerde PCB ler büyük ölçüde yalıtkan 23
olarak kullanılmıģtır (çoğunlukla transformatörler ve kondansatörlerde). Amerika BirleĢik Devletlerindeki PCB nin kullanımına iliģkin veriler de benzer sonuçları ortaya koymaktadır. 1970 yılında ABD de imal edilen PCB lerin % 56 sı yalıtkan sıvılarda kullanılmıģtır. Bir sonraki en geniģ kullanım alanı % 30 ile akıģkanlaģtırıcılardır (öncelikli olarak karbonsuz kopya kâğıdında), bunu % 12 ile hidrolik sıvılar ve yağlama yağları takip etmektedir. (PCB lerin ve PCB içeren Malzemelerin belirlenmesi için Kılavuz, UNEP, 1999) Tablo 2. Almanya ve Japonya da PCB kullanım oranları Almanya ve Japonya da PCB kullanım oranları Japonya PCB dağılımı Yalıtkan sıvılar %66 Isı iletim sıvıları %11 Karbonsuz kopya kağıdı %18 Diğer kullanımlar %5 Almanya PCB dağılımı Yalıtkan sıvılar %55.5 Hidrolik sıvıları %14.3 Diğer kapalı kullanımlar %1.4 Diğer dağınık kullanımlar %28.7 (Kaynak: PCB lerin ve PCB içeren Malzemelerin belirlenmesi için Kılavuz, UNEP, 1999 ) 24
PCB ler pek çok transformatör ve kondansatörde izolasyon sıvısı olarak kullanılmaktadır. Bu ürünlerin yangına dayanıklılığının ve elektrikli ekipmanlarda kullanım için gerekli diğer özelliklere sahip olmasının yanında bazı ciddi dezavantajları da vardır. Bu dezavantajlar PCB lerin toksisitesi ve dibenzo furanlara dönüģerek kirletme potansiyelleriyle ilgilidir. PCB lerin olumsuz biyolojik etkileri yıllardır tahmin edilmekle birlikte günümüzde bu etkiler tamamıyla gün ıģığına çıkmıģtır. Maalesef PCB ler transformatör ve kondansatörlerde uzun yıllardır yaygın biçimde kullanılmıģtır ve Ģimdi PCB lerin ortaya çıkabileceği her yerde bertaraf edilmeleri için pratik çözümler ortaya konulması gerekmektedir. PCB ler, DDT gibi belirli pestisitler ve sanayi ve yakma yan ürünleri olan dioksinler ve furanlar ile birlikte Kalıcı Organik Kirleticilere (KOK) ĠliĢkin Stockholm SözleĢmesi kapsamındadır. SözleĢme; üretim, kullanım, ithalat, ihracat, yan ürünlerin salınımı, stoktaki malların yönetimi ve ilk 12 KOK un (kalıcı organik kirletici) imhasını ele almaktadır. SözleĢme koģulları gereğince, tarafların PCB üretimi ve kullanımını yasaklaması ve/veya önlemek için gerekli yasal ve idari önlemleri alması gerekmektedir. PCB içeren ekipmanın 25
özellikle de belirli elektrikli transformatörlerin ve kondansatörlerin hala yaygın Ģekilde kullanılmasından dolayı, SözleĢmede belirlenen politika çerçevesinde 2025 yılına kadar bu tür ekipmanların kullanımının devam edilmesine izin verilmesi yönünde bir istisna yapılmıģtır. SözleĢmeye göre tarafların, ekipmanı belirlemesi ve etiketlemesi ve kullanımdan kaldırması için kararlı bir çaba göstermeleri beklenmekte ve her tür ekipmanda PCB kullanımının 2025 yılı itibarıyla sonlandırılması gerekmektedir. 3. PCB LERĠN ÖZELLĠKLERĠ PCB ler, bir karbon-karbon zinciri ile bağlanan iki benzen halkasından oluģan organik kimyasallar ailesidir. Klor atomları, bifenil yapısındaki karbonlarda artakalan on mevcut yerin her hangi birine veya tümüne bağlanabilir. Bu klor atomlarının sayısı ve konumu farklı moleküllerin sınıflandırılmasını ve özelliklerini belirler. PCBler genel olarak yarı-uçucu veya uçucu olmayan bileģikler olarak sınıflandırılırlar. Bunun nedeni, bifenil yapısındaki klor bağlarının sayısına göre PCB bileģiklerinin uçuculuğunun ve 26
diğer fizikokimyasal özelliklerinin değiģiklik göstermesidir. PCB bileģiklerinin uçuculuğu klorinasyon derecesine göre değiģiklik gösterir. Genel olarak, düģük klor içerikli karıģımları serbest akan sıvılardır ve klor içeriği arttıkça daha akıģmaz ve daha az uçucu bir hal alır. Ticari karıģımlar genellikle PCB bileģiklerinin bir karıģımını içerir ve klor içeriğine göre kategorize edilir. Ticari karıģımlarda formüle bağlı olarak rakam değiģmekle birlikte yaklaģık 130 bileģik bulunmaktadır. Elektrikli transformatörler ve kondansatörlerin yanı sıra PCB lerin çok çeģitli baģka uygulamalarda da kullanıldığı unutulmamalıdır; cilalar, mumlar, sentetik reçineler, epoksi ve deniz boyaları, dıģ yüzey kaplamaları, ısı iletim sıvıları, kesme yağları, hidrolik sıvılar, vb. Bu durumlarda, elbette ki PCB lerin geri alınması mümkün değildir ancak gelecekte bu tür uygulamalarda PCB lerin kullanımını engellemek için çaba harcanabilir. Saf PCB renksizdir, ancak ticari karıģımları açık sarıdan koyuya doğru değiģim gösterebilir. Sıvı ve yağ görünümündedir. %16 - %68 (kütlece) klor içerir. Yoğunluğu klor içeriğine bağlı olarak 1.15 1.6 gr / cm 3 arasında değiģir. 27
PCB ler bilinen en kararlı organik kimyasallar arasında yer almaktadır. DüĢük yalıtkanlık sabitleri ve yüksek kaynama noktaları elektrikli transformatörler ve kondansatörlerde yalıtkan sıvı olarak kullanılmaları için onları ideal hale getirmektedir. Özet olarak, PCB ler: Buhar basınçları çok düģüktür Yangına dayanıklıdır, Suda çözünmezler (yağlar ve hidrokarbonlarda ise iyi çözünürler), DüĢük sıcaklıkta kristalleģmezler, Elektrik iletkenlikleri çok düģüktür, Termal kısa devrelere karģı dayanıklıdırlar, Buhar halinde iken havadan ağır olmalarına rağmen hava ile karıģtıklarında patlama riski yoktur, Çok yüksek kimyasal kararlılığa sahiptirler. Yapılan test sonuçlarına göre bazı aktif metal ve oksijene maruz bırakıldıklarında 170 C ye kadar kimyasal yapılarında bir bozulma görülmemiģtir. 28
4. KULLANIM ALANLARI PCB ler pek çok uygulamada kullanılan mükemmel elektrik ve ısı transfer özellikleri olan son derece kararlı bileģiklerdir. Bu uygulamaların çoğu, elektrikli ekipmanlardaki yalıtkan sıvılar, mekanik iģlemlerde ısı iletim sıvıları, akıģkanlaģtırıcılar, motor yağları, mürekkepler veya dıģ yüzey kaplamaları dahil olmak üzere bugün hala kullanımdadır. PCB li yağlar veya sıvılar genel olarak kapalı ve yarı kapalı sistemlerde bulunmaktadır. Açık sistemlerdeki PCB ler içeriğinde kullanıldıkları ürünün formunu (ortam tipi) alır. Bu nedenle, açık uygulamalardaki PCB ler boyadan, plastiğe, kauçuğa kadar değiģik formda bulunabilir (Tablo 3). 29
Tablo 3. PCB Ġçermesi Muhtemel Kaynaklar KAYNAK Elektrik altyapı hizmetleri ve dağıtım ağları Endüstriyel tesisler, alüminyum, bakır, demir ve çelik ergitme, çimento üretimi, kimyasal üretimi, plastikler, sentetikler ve petrol saflaģtırma. Belediyeler, su arıtma ve dağıtım ağları, atık su arıtma tesisleri ve sokak aydınlatması Hayvan yetiģtiriciliği, mandıra/ sağımhaneler, kırpma ahırları Demir yolu sistemleri Yer altı madenciliği Askeri tesisler Büyük binalar, ikamete ayrılmıģ yerler, ticaret, eğitim ve sağlık amaçlı tesisler AraĢtırma laboratuarları PCB ĠÇERMESĠ MUHTEMEL EKĠPMANLAR Transformatörler, büyük ve küçük kondansatörler, Ģalterler, voltaj düzenleyiciler, sıvı dolgulu kablolar, devre kesici anahtarlar, aydınlatma balastları Transformatörler, büyük ve küçük kondansatörler, güç faktörü düzeltme birimleri, ısı iletim sıvıları, hidrolik sıvılar, voltaj düzenleyiciler, sıvı dolgulu kablolar, devre kesici anahtarlar, aydınlatma balastları Vakumlu pompalar, dalgıç pompalar, küçük kondansatörler, güç faktörü düzeltme birimleri Büyük ve küçük kondansatörler, güç faktörü düzeltme birimleri, dalgıç pompalar Transformatörler, büyük kondansatörler, voltaj düzenleyiciler, devre kesici anahtarlar Transformatörler, büyük kondansatörler, güç faktörü düzeltme birimleri, hidrolik sıvılar, voltaj düzenleyiciler, devre kesici anahtarlar Transformatörler, büyük ve küçük kondansatörler, voltaj düzenleyiciler, devre kesici anahtarlar, aydınlatma balastları, hidrolik sıvılar Küçük kondansatörler, devre kesici anahtarlar, aydınlatma balastları Vakumlu pompalar, aydınlatma balastları, küçük kondansatörler, devre kesici anahtarlar Elektronik ürün imalatı Vakumlu pompalar, aydınlatma balastları, küçük kondansatörler, devre kesici anahtarlar (Kaynak: PCB lerin ve PCB içeren Malzemelerin belirlenmesi için Kılavuz, UNEP, 1999) 30
ġekil 6. PCB lerin çeģitli kullanım alanları ÇeĢitli uygulamalarda kullanılan PCB lerin kaynağının bilinmesi PCB lerin veya PCB içeren maddelerin yönetimi için faydalı bilgilerin belirlenmesinde önemli olabilir. Kapalı ve yarı kapalı uygulamalarda PCB karıģımlarının ticari isimleri, etikette yer alması ya da imalatçının belirtmesi durumunda 31
PCB tespitini yapmak için faydalı olabilir. Açık uygulamalarda ise, etiketlerin ve yazılı göstergelerin olmaması durumunda genellikle PCB varlığı için test edilmesi gerekir. 4.1. KAPALI UYGULAMALAR Kapalı bir PCB uygulaması, PCB lerin tamamen ekipmanın içinde tutulduğu bir uygulamadır. Sıradan koģullar altında, kullanıcı veya çevre hiçbir Ģekilde PCB ye maruz kalmaz. Ancak, PCB emisyonları ekipmanın, bakımı, onarılması, devreden çıkarılması sırasında veya hasarlı bir ekipmanın sızıntı yapması sonucunda ortaya çıkabilir. Kapalı PCB uygulamalarının en önemli iki örneği kondansatörler ve transformatörlerdir. Tablo 4 de kapalı PCB uygulamalarının örnekleri verilmektedir. Genel olarak, kapalı ekipmanlar içinde PCB lerin varlığını belirlemek oldukça güçtür, çünkü bu bilgiye ulaģmak için ekipmanı kırarak açmak uygun olmayacaktır. Sonuç olarak, ürünün ihtiva ettiği yalıtkan sıvılar hakkında bilgi elde etmek için ilk adım daima bakım kayıtlarına, imalatçı 32
bilgilerine, ticari birlikler ve ekipman imal eden Ģirketlere baģvurmak olmalıdır. Öncelikle, ekipmanın yanındaki yağ lekeleri, döküntü izleri gibi herhangi bir sızıntı veya büyük fiziksel hasar göstergesi olup olmadığı kontrol edilmelidir. Bunlar, ekipmanın PCB ler açısından analitik olarak test edilmesi ve onarılması veya değiģtirilmesi gerekliliğinin iģaretleridir. Tablo 4. PCB ler için kapalı uygulamalar Elektrikli transformatörler Elektrikli kondansatörler Elektrik dağıtım sistemlerinde güç faktörü kondansatörleri Aydınlatma balastları Buzdolapları, ısı sistemleri, klimalar, saç kurutucular, su kuyusu motorları, vb.ndeki motor start kondansatörleri Televizyonlar ve mikro dalga fırınlar dahil elektrikli ekipmanlardaki kondansatörler Elektrikli motorlar (bazı özel sıvı soğutmalı motorlarda çok az miktarda) Elektrikli mıknatıslar (bazı sıvı soğutmalı ayırıcı mıknatıslarda çok az miktarda) Kaynak: PCB lerin ve PCB içeren Malzemelerin belirlenmesi için Kılavuz, UNEP, 1999 33
ġekil 7.Transformatör örnekleri Transformatörler. Transformatörler, küçük sinyal elektrik devrelerinden yüksek voltajlı güç iletim sistemlerine kadar çok çeģitli türdeki elektrik devrelerinin çok önemli parçalarıdır. Transformatörlerin fiziksel boyutu ve Ģekli, bir bezelye tanesinin büyüklüğünden küçük bir ev boyutuna kadar değiģiklik gösterebilir. Bir transformatörün esas yapısı manyetik bir devre veya çekirdek ile manyetik olarak birbirine bağlanan bir veya daha fazla elektrik bobininden (veya sargısı) oluģmaktadır. Pek çok büyük transformatör için, elektrik bobinlerini soğutmak için veya aralarında yalıtımı artırmak için tüm birim yalıtkan bir sıvı (muhtemelen PCB içeren bir yağ) ile 34
doldurulur. Bu nedenle, transformatörün dıģ muhafazasında herhangi bir hasar meydana gelmesi PCB sıvı sızıntısı ile sonuçlanabilir. Yağlı transformatörler baģlangıçta PCB ihtiva etmese de, ortak doldurma ekipmanın kullanılması, kullanılmıģ veya geri kazanılmıģ yağ ile dolumu / bakımı sonucunda kirlenmiģ olabilecekleri de göz önünde bulundurulmalıdır. Dağıtım transformatörleri, genellikle evde kullanıma yönelik dağıtım hattının voltajını düģürme iģlevini yerine getiren elektrik direklerinin üstüne yakın bir noktada bulunur. Sentetik PCB yağları, bina içlerinde veya nükleer enerji santralleri gibi yangına dayanıklı transformatörlerin gerekli olduğu durumlarda yaygın olarak kullanılır. Transformatörler ayrıca bir yükü daha geliģmiģ enerji transfer hattına taģıma ve iletim kalitesini artırma iģlevlerini yerine getiren pek çok iletiģim devresinde de bulunur. Bazı endüstriler elektriklerini kendileri üretseler bile, transformatörlerin pek çoğu elektrik üretim ve dağıtım Ģirketlerinin kontrolündedir. Askeri tesisler, demir çelik fabrikası, montaj ve imalat tesisleri ve demiryolları gibi endüstriler genellikle transformatöre sahiptirler. 35
Kondansatörler. Kondansatörler (veya kapasitörler) elektrik yükünü toplamak ve tutmak için kullanılan araçlardır. Bir kondansatörün temel yapısı genellikle, PCB içerebilen izolasyon sıvıları gibi yalıtkan bir malzeme kullanılarak birbirinden ayrılmıģ elektrik ileten yüzeylerden oluģur. Tipik olarak PCB içeren bir kondansatör iki iletken levha ve bir bağlantıdan oluģan tamamen kapalı bir metaldir. Tüm metal kutu genellikle PCB içeren bir sıvı ile doldurulur. PCB yalıtkan sıvısı içeren kondansatörleri belirlemek genellikle zordur. Kondansatörler Ģalter odasından uzaktan kumanda edilebilen veya bir bina içinde müstakil malzemeler üzerinde yer alabilen genellikle basit kutulardır. ġekil 8. Kondensatör ve Kondensatör Seti 36
Güç kondansatörleri. Güç kondansatörleri genellikle tek bir boyutta (60 cm x 30 cm x 15 cm) bulunan ve yaklaģık 1,4 kg % 100 PCB sıvısı içerebilen büyük kondansatörlerdir. Güç kondansatörleri enerji santrallerinde genellikle transformatörlerin yakınına, raflara yerleģtirilir. Kondansatör içeren potansiyel tesisler arasında fabrikalar, ofisler, okullar, hastaneler, büyük alıģveriģ merkezleri ve askeri tesisler yer almaktadır. Büyük kondansatörler bu tesislerde oldukça büyük güç kaynaklarının yakınında bulunabilir (örneğin, bilgisayar donanım odası ve merkezi ısıtma ve soğutma sistemleri gibi). Motor start kondansatörleri. Motor start kondansatörleri, tek fazlı motorlarda baģlangıç torkunu sağlamak için kullanılan küçük kondansatörlerdir. Bu kondansatörler saç kurutma makineleri, çamaģır makineleri, çamaģır kurutucular, kuyu su pompaları, havalandırma fanları ve klimalar dahil elektrikli cihazlarda bulunabilir. Bu küçük kondansatörler genellikle 1.4 kg dan daha az yalıtkan sıvı ihtiva eder. Aydınlatma balastları. Aydınlatma balastları genellikle floresan, civa ve sodyum aydınlatma tesisatları ile neon 37
ıģıklarında bulunabilir. Balastlar küçük bir transformatör, bir kondansatör ve bir termal elektrik kesme düğmesinden oluģur. Floresan lambalarda balast, ıģıklı tüpün (lambanın) arkasındaki metal levha kapağın altında yer alır. 1978 yılından sonra ABD de imal edilen balastlarda PCB içermez etiketi bulunmaktadır, bu nedenle ABD kaynaklı etiketsiz her hangi bir balastın PCB ihtiva ettiği farz edilmelidir. 4.2 YARI KAPALI UYGULAMALAR Yarı kapalı PCB uygulamaları, PCB yağının periyodik kullanımı dıģında çevreye direk temasının olmadığı uygulamalardır. Bu tür kullanımlar havaya veya suya deģarj yoluyla PCB salınımına da yol açabilirler. Yarı kapalı sistemlerin örnekleri arasında ısı transferi, hidrolik sistemler ve vakumlu pompalar yer alır. Tablo 5 de yarı kapalı PCB uygulamaları ve kullanım yerleri verilmektedir. 38
Tablo 5. Yarı kapalı PCB uygulamaları Uygulamalar Kullanım Yerleri Isı transfer sıvıları Ġnorganik kimyasallar, organik kimyasallar, plastikler ve sentetikler ve petrol rafinaj endüstrileri Hidrolik sıvılar Madencilik ekipmanları, alüminyum, bakır, çelik ve demir iģleme endüstrileri Vakumlu pompalar Elektronik parça imalatçıları; laboratuar, araç ve araģtırma uygulamaları ve atık su deģarj alanları ġalterler Elektrik altyapı hizmetleri Voltaj regülatörleri Elektrik altyapı hizmetleri Sıvı dolgulu elektrik Elektrik altyapı hizmetleri ve özel elektrik kabloları üretim tesisleri (örneğin, askeri tesisler) Sıvı dolgulu devre kesiciler Elektrik hizmetleri Kaynak: PCB lerin ve PCB içeren Malzemelerin belirlenmesi için Kılavuz, UNEP, 1999 39
4.3 AÇIK UYGULAMALAR Açık sistemler, PCB lerin doğrudan çevre ile temas halinde olduğu ve bu nedenle alıcı ortama kolaylıkla ulaģabildikleri uygulamalardır. PCB lerin çevre ile doğrudan teması kapalı uygulamalardan çok açık uygulamalar için geçerlidir. AkıĢkanlaĢtırıcılar en büyük açık uygulama grubudur ve PVC de (polivinil klorür), neopren ve diğer klorürlü kauçuklarda kullanılmıģtır. Ayrıca, PCB ler yangın geciktirici olarak boyalarda, akıģkanlaģtırıcı olarak yapıģtırıcılarda, yangın geciktirici olarak dıģ yüzey kaplamalarında kullanımları dahil pek çok diğer açık uygulamada kullanılmıģtır. Tablo 6 da PCB lerin yaygın kullanılan açık uygulamaları verilmiģtir. 40
Tablo 6. PCB lerin açık uygulamaları Makine yağları Mikroskoplar için immersiyon yağı Fren balataları Kesme yağlar Yağlama yağları * Doğal gaz hava kompresörleri Yüzey kaplamaları Boyalar * gemilerin alt kısmındaki boya Tekstil için yüzey iģleme Karbonsuz kopya kağıdı (baskıya duyarlı) Yangın geciktiriciler * tavan kaplaması üzerinde * mobilya ve duvarlarda Toz kontrolü * asfalt * toz tutucu * doğal gaz boru tesisatı YapıĢtırıcılar Özel yapıģtırıcılar Suya dayanıklı duvar kaplamaları için yapıģtırıcılar AkıĢkanlaĢtırıcılar Conta dolgu maddesi Beton derzlerde dolgu malzemesi PVC (polivinil klorlu plastikler) Kauçuk izolasyon maddesi * hava deliklerinin etrafına * kapı ve pencerelerin etrafına Mürekkepler Boyalar Matbaa mürekkebi Diğer kullanımlar Ġzolasyon malzemeleri Pestisitler Kaynak: PCB lerin ve PCB içeren Malzemelerin belirlenmesi için Kılavuz, UNEP, 1999 41
5. TRANSFORMATÖRLERĠN VE KONDANSATÖRLERĠN TANIMI Transformatörler ve kondansatörler PCB içerebilirler, fakat yalnızca transformatörler içerdikleri PCB den arındırılmak üzere iģleme tabi tutularak yeniden kullanıma hazırlanabilir. Bazı teknolojiler metal geri kazanımına olanak sağlamasına rağmen genellikle kondansatörlerin içerdikleri PCB lerden arındırılması için bertarafı gerekmektedir. 5.1 TRANSFORMATÖRLER Transformatörler bir elektrik akımının voltaj düzeyini artırabilen veya azaltabilen araçlardır. Elektrik enerjisi, çeģitli yakıtlar (petrol, kömür, gaz, vb.) yakan ve bu enerjiyi elektrik enerjisine dönüģtüren enerji santrallerinde üretilir. Bu enerji, enerji üreten santralden son kullanıcıya (fabrikalar, evler, madenler, demiryolları, okullar, vb.) kadar dağıtılan yüksek voltajlı elektrik biçimindedir. Eğer voltaj yüksek bir seviyede tutulursa, bu elektrik enerjisinin iletimi çok daha avantajlı bir Ģekilde gerçekleģtirilir. 42
Çünkü yüksek voltajda çelik direklerde veya yer altına yerleģtirilen kablolarda iletim sırasında enerji kaybı az miktarda olmaktadır. Elektrik kabloları çoğunlukla birkaç bin kilovolt voltajda elektrik taģımaktadır. Kullanımdan önce voltajın düģürülmesi gereklidir; böylece, yaklaģık birkaç bin kilovolt olan endüstriyel elektrik ihtiyacı veya birkaç yüz kilovolt olan evsel elektrik ihtiyacı karģılanabilir. Voltajdaki bu azalma, transformatörler kullanılarak gerçekleģtirilir. Elektrik güç istasyonlarında, caddelerde, kırsal bölgelerde, elektrik direklerinde, vs. yaygın olarak görülen transformatörlerin görevi voltajdaki düģüģü sağlamaktır. Transformatörler tasarım ve boyut olarak büyük farklılıklar göstermelerinin yanında manyetik metal bir çekirdeğin etrafına iki dizi iletken (bakır) tel sarılmıģ aynı temel tasarıma sahiptirler. Transformatörün giriģ voltajının çıkıģ voltajına oranı, iki ayrı bobindeki sarım sayılarının oranından bulunabilir. Bu yapı metal bir konteynır içine yerleģtirilir ve genellikle yalıtım özelliğine sahip olan ahģap dayanaklarla bu konteynır içinde desteklenir. Ġki elektrik devresi, dıģarıyla elektrik bağlantısı sağlayan giriģ elektrotları 43
ile donatılır. Bu elektrotlar seramik yalıtkanlar vasıtasıyla metal muhafazadan ayrılır. Transformatör muhafazası içindeki boģluğun kısa devre olmasını ve kıvılcımlanmayı önleyecek bir sıvı ile doldurulması gereklidir. Bu nedenle transformatörler, imalatının son aģamasında genellikle PCB bazlı yağ karıģımı içeren uygun yalıtkan bir sıvı ile doldurulur. Transformatörler tamamen kapatılabilir veya ısı dalgalanmalarından dolayı meydana gelebilecek yağ hacmindeki değiģikliklere olanak sağlayan genleģme tankı ile donatılabilir. Özet olarak bir transformatör aģağıdakilerden oluģur: Demirden üretilmiģ dıģ koruma kutusu; Birbirine monte edilmiģ çelik sac plakalardan oluģan manyetik çekirdek; Ġzolasyon kağıdı kaplı bakır bobinler; ÇeĢitli Ģekillerde ahģap destekler (bunlar gözeneklidir ve yalıtım sıvısını emebilir); Ġzolasyon yağı. 44
ġekil 9. Transformatörün yapısı Transformatör yapılarında farklılıklar görülebilir ve ayrıca bazen baģka metaller de, örneğin alüminyum, bulunabilir. Transformatörler genel yapısına bağlı olarak yağlı ve yağsız transformatörler olarak iki grupta sınıflandırılabilirler. Yağlı transformatörler de tamamen kapalı (hermetik) ya da 45
genleģme tanklı transformatörler olarak ikiye ayrılırlar. Hermetik ve genleģme tanklı transformatörlerin yani yağlı transformatörlerin sargıları tamamen yağın içerisinde kalır. Tamamen kapılı olan transformatörler, baģka bir deyiģle hermetik transformatörler atmosfere kapalıdır ve bakım gerektirmez; ancak, herhangi bir yağ sızması veya benzeri bir durumda müdahale edilememektedir. GenleĢme tanklı transformatörlere periyodik olarak bakım yapılmalıdır. Kuru tip transformatörler ise tamamen kurudur yani kesinlikle yağ içermez. Kuru tip transformatörlerin yangın çıkarma gibi bir riski olmamasına rağmen yağlı transformatörler yangın çıkarabilir. Öte yandan, kuru tip transformatörlerde ek teçhizatlara gereksinim duyulabilir ( örn. soğutma fanı bu fanı kontrol eden elektronik bir ünite vs.). Kuru tip transformatörlerin maliyeti yağlı transformatörlere göre daha fazladır. 46
5.2 KONDANSATÖRLER Kondansatör, elektronların elektriksel yükü elektrik alanın içerisinde depolayabilme özelliklerinden faydalanılarak, bir yalıtkan malzemenin iki metal tabaka arasına yerleģtirilmesiyle oluģturulan temel bir devre elemanıdır. Elektriksel açıdan ayrılmıģ iki iletken mevcut olup, her biri kondansatörün çıkıģını oluģturan temas noktalarına yerleģtirilmiģtir. Yalıtkan madde PCB içermesi muhtemel bir sıvıdır. Kondansatörler elektrik yükü depolama, reaktif güç kontrolü, bilgi kaybı engelleme, alternatif akım/doğru akım arasında dönüģüm yapmada kullanılırlar ve tüm entegre elektronik devrelerin vazgeçilmez elemanıdırlar. Güç istasyonlarında transformatörlerle birlikte kullanılırlar. Kondansatörler kapasitör, sığaç gibi isimlerle de anılmaktadır. Kondansatörler, plakalar arasında kullanılan yalıtkanın cinsi, çalıģma ve dayanma gerilimleri ve depolayabildikleri yük miktarına göre çeģitlilik gösterirler. Kondansatörlerin fiziksel büyüklükleri, çalıģma gerilimleri ve depolayabilecekleri yük miktarına bağlıdır. Tasarım açısından ise çeģitlilik gösterirler, 47
hemen hemen her boyut ve Ģekilde kondansatör temin edilebilir. ġekil 10.Kondansatör örnekleri; (seramik, seramik disk, polyester film, tüp seramik, polystyrene, metalize polyester film, alüminyum elektrolitik türde kondansatörler) Kondansatörler de transformatörler gibi PCB içerme olasılığına sahip olmakla birlikte daima kapalı olan yapılarıyla transformatörlerden farklılık gösterirler. Bu nedenle kondansatörler iyi durumda olduğu ve sızdırma yapmadığı 48
sürece bakım konusu önemli bir sorun değildir. Ancak, ömürlerini tamamladıktan sonra transformatörlerle aynı potansiyel tehlikeleri taģırlar; transformatörlerle benzer koģullarda bertaraf edilmeleri gerekir. 6. PCB TRANSFORMATÖRLERĠNĠN YÖNETĠMĠ 6.1 PCB TRANSFORMATÖRLERĠNĠN BELĠRLENMESĠ PCB içeren transformatörlerin dıģarıdan tespiti kesin olarak yapılamamakla birlikte, imalatçıya ait olan levha üzerindeki bilgiler bu konuda yol gösterebilir. Orijinal levha üzerindeki bilgilerin yetersiz ya da okunaksız olması durumunda doğru bir tespitin yapılabilmesi için PCB analizinin yapılması gereklidir. Diğer yandan, tamamen kapalı olan transformatörlerde (hermetik tip), bu analizin yapılabilmesi için numune alınması mümkün değildir. Böyle durumlarda, sızıntı gibi birtakım arızalar çıkmaması halinde ömrünü tamamlayıncaya kadar gerekli tedbirler alınarak kullanıldıktan sonra, PCB içerme ihtimali göz önünde bulundurularak uygun Ģekilde bertarafı sağlanmalıdır. 49
6.1.1 ĠMALATÇININ ORĠJĠNAL KĠMLĠK LEVHASI Transformatörlerin üzerinde temel bilgilerin yer aldığı levhanın yanı sıra pek çok transformatörde isim levhası da bulunmaktadır. Bu kimlik levhaları genellikle transformatörün PĠROKLOR, ASKAREL gibi PCB li bir izolasyon yağı içerdiğini ve bu nedenle taģınması ve bakımı esnasında, arıza durumlarında, bertarafında özel önlemler alınması gerektiğini göstermektedir. ġekil 11. Transformatör Levhası 50
PCB ler akıģmaz (vizköz) yapıya sahiptir. Bu nedenle, yalıtkan sıvı karıģımı, PCB ler dıģında bir mineral yağ veya baģka bir klorlu organik sıvı da içerebilir. Örneğin, triklorbenzen veya tetrakloretilen akıģkan sıvılar olmaları dolayısıyla transformatör yağının akıģkanlığını artırmak amacıyla kullanılabilir. Bu Ģekilde sıvının transformatörün soğutucu kanallarında akıģı kolaylaģır ve böylece soğutmanın etkinliği artar. PCB karıģımları pek çok farklı isim altında üretilmiģlerdir. PCB içeren karıģımların kapsamlı ticari isimleri Tablo 7 da alfabetik sırayla verilmiģtir. Bu tabloda (t) transformatör, (c) ise kapasitör anlamına gelmektedir. Tabloda ismi bulunan Askarel aynı zamanda transformatör ve kondansatörlerde kullanılan yanmaz yalıtkan sıvılar için kullanılan genel bir isimdir. 51
ġekil 12. Transformatör Levhası 52
Tablo 7. PCB karıģımlarının ticari isimleri ve eģdeğerleri (Kaynak: PCB içeren transformatörlerin ve kapasitörlerin yönetimi için Kılavuz, UNEP, 1999) 53
Bir transformatörün levhasında izolasyon sıvısının ticari isminden sonra bakılması gereken diğer noktalar da Ģunlardır: a) Soğutma Tipi AĢağıdaki soğutma tipleri söz konusu olduğunda transformatör yağı dıģında bir sıvı kullanılmaktadır. Doğal sıvı soğutma (Liquid Naturel Cooling) (LN) Doğal sıvı doğal hava soğutma ( Liquid Naturel Air Naturel Cooling) (LNAN) Yapay doğal soğutma (Synthetic Naturel Cooling) (SN) Prensip olarak, bu transformatörler PCB yağı içermez. ON veya ONAN yazan bir isim levhası Doğal Yağ veya Doğal Yağ Doğal Hava tipi soğutmayı ifade eder. 54
b) Transformatör Sıvısının Yoğunluğu Ġsim levhasında belirtilen soğutma sıvısının ağırlığı ve transformatörün hacmi, sıvının yoğunluğunun belirlenmesinde kullanılır. Klorlu organik sıvıların yoğunluğu, hidrokarbonların ağırlığından daha fazla olabilir: klorlu organik sıvıların yoğunluğu 1,5 civarındayken, yağlarınki 1.0 den daha azdır. Eğer bir drenaj vanası veya numune vanası mevcut ise, en kolay test sıvıdan bir numune almak ve yoğunluğunu tespit etmek olacaktır. 1,5 civarındaki bir değer yağın PCB ihtiva ettiğini gösterecektir. Basit bir saha testi ise, bir test tüpü veya su dolu bir cam kap içine birkaç damla soğutma sıvısı eklenmesi yoluyla yapılabilir. PCB bazlı bir soğutma sıvısı hızla dibe çökerken, yağ veya silikon suyun üzerinde yüzer. 6.1.2. TRANSFORMATÖR TASARIMI Bir transformatörün tasarımı, PCB yağı içerdiğini gösterebilir. Pek çok PCB içeren transformatör hermetik 55
(tamamen kapalı) olarak tasarlanmıģtır. Farklı imalatçıların ürettiği hermetik transformatörler arasında büyük farklılıklar vardır, ancak bazı tipik ortak özellikler de vardır: Sonradan üretilen transformatörlerin kapakları tanka kaynakla eklenmiģtir; Genellikle drenaj ve numune vanaları bulunmaz. Genellikle basınç ayar supaplarıyla donatılmıģtır. Transformatöre herhangi bir müdahale olmadan kablo ölçüm testi yapılabilmesi için bağlantı kesici hat kutuları bulunur. Genellikle genleģme tanklı transformatörlerde dıģarıya iki farklı bağlantı mevcuttur: a) BoĢaltım ve Numune Vanaları: Numune alma ya da boģaltım amacı dıģında basınçtaki anormal artıģlara karģı basınç vanaları da bulunabilir. b) GenleĢme Tankı: Eğer transformatörler yüksek sıcaklık değiģimlerine maruz kalıyorsa ya da izolasyon sıvısının ısıl genleģme katsayısı yüksek ise bir genleģme tankı gereklidir. 56
7. PCB ĠÇEREN ATIKLAR PCB lerin üretimi, iģlenmesi, dağıtımı ve kullanımı büyük ölçüde yasaklanmıģ olsa da, PCB içeren atıkları üreten farklı faaliyetler hala mevcuttur. Ayrıca, PCB lerin belirli kullanımlarına; PCB lerin yanlıģlıkla üretilmesine ve hala çalıģır durumdaki ekipmanın içinde bulunan miktara muafiyet tanınmaktadır. AĢağıda PCB içeren atıkları üreten faaliyetlere bazı örnekler Ģunlardır: Atık yağ içindeki PCB ler. Bugün halen kullanımda olan bazı ekipmanlarda PCB bulunması nedeniyle bu ekipmanlardan çıkan atık yağ belirlenebilir düzeyde PCB içerebilir. PCB ile kontamine olmuģ atık yağlar öncelikle endüstri ve otomotiv kaynaklarından ve elektrikli ekipmanlardan ortaya çıkar. Endüstri kaynakları, atık yağın hidrolik ve ısı transfer sistemlerinde izolasyon sıvısı olarak kullanıldığı tesisler ve fabrikalardır. PCB içeren atık transformatör yağı genellikle yağ geri kazanım iģlemlerinde atık madeni yağ ile birlikte karıģtırılır, böylece geri kazanımı yapılmıģ bu tür yağlar düģük PCB konsantrasyonları içerir. Ayrıca, doğal gaz boru 57
tesisatlarındaki kondensat (nem, yoğuģma), bu tür tesisatlardaki kompresörlerde kullanılan PCB içeren yağlarla temas ederek PCB ile kontamine olmuģ olabilir. Gemicilik aktiviteleri amacıyla PCB ile kirlenmiģ nehir/körfez dip çamurlarının taranması. Uzun yıllar boyunca büyük miktarlarda PCB ler nehir, göl ve nehir ağzı dahil çeģitli su ortamlarına boģaltılmıģtır. PCB ler, fizikokimyasal özellikleri dolayısıyla sudan çok dip çamurunda birikme eğilimi gösterir. PCB lerin sudaki konsantrasyonları genellikle göreceli düģük (<1 ng/l) olmakla birlikte, kirlenme kaynakları yakınlarındaki su ve üstündeki havada yüksek deriģimler de ölçülebilmektedir. Gemi seferlerine olanak sağlamak için su dibinin taranması iģlemi sonucunda 50 ppm den yüksek düzeyde PCB ile kirlenmiģ dip çamurlarının ortaya çıkması söz konusu olabilir. PCB ler madencilik ekipmanlarında hidrolik sıvı olarak da kullanılmıģtır ve bu kullanım nehir suyu ve dip çamurlarındaki PCB lerin baģlıca kaynaklarından biri olmuģtur. 58
Ekipmanın onarılması ve kullanım dıģı bırakılması. PCB içeren ekipmanın bakım ve onarımı bir tehlikeli atık kaynağı oluģturur. Herhangi bir arıza durumunda, transformatörler ya imalatçı tarafından ya da PCB içeren atıkları üretebilen tamirhanelerde onarılır. Örneğin transformatörler herhangi bir onarımdan geçtiğinde içlerinden çıkan atık yağ uygun Ģekilde bertaraf edilmediği takdirde yüksek deriģimde PCB ler su, toprak ve hava gibi ortamlara karıģabilmektedir. Atık su Ģebekesine karıģan PCB ler ise uygun arıtma teknolojilerinin bulunmadığı arıtma tesislerinden etkilenmeden geçerek alıcı ortamlara verilebilmektedir. Bunun yanı sıra, en önemli PCB kaynakları arasında sanayi tesislerinde yalıtkan sıvı sızıntısı temizlenirken üretilen atık malzemeler ile transformatör ve kondansatörlerin patlaması veya aģırı ısınması yer alır. Ayrıca, PCB içeren ekipmanın gerekli önlemler alınmadan kullanım dıģı bırakılması, PCB lerin sızıntı ve döküntü biçiminde çevreye yayılmasına yol açar. Transformatörler ve elektrikli kondansatörlerin uzun servis ömrüne (yaklaģık 40 yıl) sahip olma eğilimlerini göz önünde bulundurarak, bu cihazlarda kullanılan PCB lerin gelecekte de sorun teģkil etmeye devam etmesi beklenmektedir. 59
Bina yıkımı. Genel olarak, bina yıkımları sırasında büyük miktarlarda atık oluģur. Bu atıklarda PCB ler, beton yapıların bağlantılarındaki dolgu malzemesinde, tavan kaplamalarında, yangın geciktiricilerde, floresan lamba balastlarında, mobilyalar üzerindeki kaplamalarda, suya dayanıklı duvar kaplamalarında, boyalarda, yalıtım malzemelerinde, dolgu macunlarında ve çeģitli aletlerde ve elektrikli cihazlarda kullanılan büyük ve küçük kondansatörlerde bulunur. Atık depolarından havaya karıģma veya yeraltı suyuna sızma. PCB ler endüstriyel, evsel ve kentsel atık su arıtma çamurları veya katı atık düzenli/vahģi depolama alanlarında atık halinde bulunmaktadır. Bu sahalardan buharlaģan PCB ler atmosfere ulaģarak veya yeraltı suyuna sızarak doğaya karıģabilir. Atıklar içerisinde bulunan bu PCB lerin pek çoğu kondansatörler gibi konteynırlar içinde kapalı tutulmaktadır veya akıģmaz reçine içindedir ve içinde bulunduğu araç bozuluncaya veya hasar görünceye kadar çevreye salınmayacaktır. Bu nedenle atık depolarından PCB lerin yayılmasının yavaģ olması beklenmektedir. 60
Geri dönüģüm iģlemleri. ÇeĢitli geri dönüģüm iģlemleri vasıtasıyla, PCB ler yeniden ticari akıģ içine girmektedir. Örneğin, atık kağıt kaynakları (karbonsuz kopya kağıdı) gıda ambalaj malzemesi olarak kullanılan kağıda veya kartona dönüģtürülebilir. PCB lerin çevreye olan diğer etkisi ise, hurda ve atık yağ geri dönüģümü yolu ile olabilmektedir. Ayrıca, pestisitlerin ve arap sabunlarının üretiminde PCB içeren geri kazanılmıģ maddelere rastlanmaktadır. Yakma fırını. Endüstriyel ve evsel atıkların (örneğin, katı atık ve arıtma çamurlarının) yakılması sırasında da PCB emisyonları oluģabilir. PCB ile kirlenmiģ atıkların yok edilmesi iģleminde özellikle yanma sıcaklığı (1100oC üstü), kalıģ süresi ve türbülans açısından dikkatli bir Ģekilde kontrol altında tutulmalıdır. Organik kimyasal üreten ve kullanan sanayiler tarafından kasıtsız üretim. Organik pigment, pestisit, kimyasal ve alüminyum iģleyen sanayilerin bir dizi endüstriyel süreçleri 61