TÜBİTAK-BİDEB Y.İ.B.O. ÖĞRETMENLERİ (FEN VE TEKNOLOJİ, FİZİK, KİMYA, BİYOLOJİ VE MATEMATİK) PROJE DANIŞMANLIĞI EĞİTİMİ ÇALIŞMA PROGRAMI ÇALIŞTAY 2009 2 23 30 HAZİRAN 2009 Proje Adı ASİT YAĞMURLARININ BİTKİ YAPRAKLARI ÜZERİNE ETKİSİ Proje Grubu KARINCA Proje Grubu Üyeleri Emrah AVCI Abdullah Bayram GÜRDAL Proje Danışmanları Prof. Dr. Yavuz BEYATLI Prof. Dr. Nusret AYYILDIZ PROJE RAPORU Haziran 2009 TÜSSİDE-Gebze
İÇİNDEKİLER ÖZET... 3 PROJENİN AMACI.. 4 GİRİŞ.. 5 YÖNTEM 7 SONUÇLAR VE TARTIŞMA..11 TEŞEKKÜR..14 KAYNAKLAR..15
ASİT YAĞMURLARININ BİTKİ YAPRAKLARI ÜZERİNE ETKİSİ ÖZET Bu çalışmamızda sanayi bölgelerinde ve termik santrallerin bulunduğu yörelerdeki hava kirliğine sebep olan kükürt oksit, azot oksit gibi gazların havadaki su buharıyla tepkimeye girerek oluşan sülfürik asit in yağmurlarla yeryüzüne inen yağmur damlalarının bitki yapraklarına olan etkileri ve toprağın ph sındaki değişimleri incelendi. Gözlemlerimiz sonucu bitki yapraklarında 1. günün sonunda yağmur damlalarının yoğunlaştığı bölgelerde asit in etkisiyle delinmeler gözlemlendi. 2.günün sonunda ise yapraklarda solmalar ve delinmelerin sayısı da arttı.toprağın ph sında ise 2 günün sonunda fazla bir değişim gözlenmedi. Bu çalışma sonunda bitki yapraklarının asit yağmurlarından doğrudan etkilendiği sonucuna varıldı.
PROJENİN AMACI Bu çalışmanın amacı asit yağmurlarının bitki yapraklarına olan etkisinin incelemesi olarak belirlenmiştir.
GİRİŞ Bitkiler yeryüzünde yaşamın anahtarıdırlar. Bitkiler olmasaydı pek çok canlı organizma yaşamını sürdüremezdi; çünkü üstün yapılı yaratıklar, yaşam biçimleriyle besinlerini doğrudan ya da dolaylı olarak bitkilerden sağlarlar. Oysa pek çok bitki, gerekli besinlerini güneş ışığından yararlanarak kendisi üretmektedir. Bitkilere zarar veren etkenleri değişik şekillerde adlandırmak mümkündür. Bunlar; 1. Ekolojik etkenler 2. Biyolojik etkenler. 3. Teknolojik etkenler v.b. İnsanların etkisi: bitkilerin zarar görmesi çevre kirliliğinin boyutlarını katı atık kirliliği olarak şekillenen yerel kirlilikten, asit yağmurları olarak şekillenen bölgesel kirliliğe ve küresel ısınma ve ozon tabakasının delinmesi olarak ortaya çıkan küresel kirlenmeyle genişletmiştir Ağaç ve bitki dokusunda tahribat artmakta, bunun sonucu ormanlar ve bitki türleri gittikçe azalmaktadır. Ormanlarda yapılan usulsüz kesim, tarla açma, plansız yerleşim, düzensiz otlatma yolların gelişi güzel ve keyfi yapımı gibi müdahaleler doğal bitki örtüsüne zarar vermektedir. Yukarıda sayılan sebeplerin hemen hemen hepsi insanoğlunun bilerek veya bilmeyerek veya dolaylı olarak tabiata verdiği zararlardır (1). İnsan faaliyetlerinden kaynaklanan etmenler ise aşağıdaki gibi sıralanabilir (2). 1. Evler, iş yerleri ve taşıt araçlarında; petrol, kalitesiz kömür gibi fosil yakıtların aşırı ve bilinçsiz tüketilmesi. 2. Sanayi atıkları ve evsel atıkların çevreye gelişigüzel bırakılması. 3. Nükleer silahlar, nükleer reaktörler ve nükleer denemeler gibi etmenlerle radyasyon yayılması. 4. Kimyasal ve biyolojik silahların kullanılması. 5. Bilinçsiz ve gereksiz tarım ilaçları, böcek öldürücüler, soğutucu ve spreylerde zararlı gazlar üretilip kullanılması.
6. Orman yangınları, ağaçların kesilmesi, bilinçsiz ve zamansız avlanmalardır. Kirleticilerin yağmurla çökelmesi ve bu çökelmenin neden olacağı sonuçlar, ülkemizde çok az bilgi birikimi olan konulardan bir tanesidir. Yaş ve kuru çökelme sonucunda atmosferden yeryüzüne geçen sülfat, nitrat gibi anyonlarla toksik metallerin, kırsal bölgelerde toprağın ve göllerin asitleşmesine neden olduğu, kentlerde ise insan sağlığını doğrudan etkileyebilecek düzeylere erişmelerinin yanında, toprağa çökelmeleri sonucunda da insanların özellikle çocukların sağlığını dolaylı olarak etkilediği bilinmektedir. Endüstriyel faaliyetler, konutlarda ısınma amaçlı olarak kullanılan fosil kökenli yakıtlar, motorlu taşıtlardan çıkan egzoz gazları ve fosil yakıtlara dayalı olarak enerji üreten termik santraller faaliyetleri sonucu havayı kirletmekte, kükürt dioksit, azot oksit, partikül madde ve hidrokarbon yaymaktadır. 2 ile 7 gün arasında havada asılı kalabilen bu kirleticiler atmosferde çeşitli kimyasal reaksiyonlara uğrayarak zamanla çok uzaklara taşınabilmektedir. Bu kirleticiler, atmosferdeki su partikülleri ve diğer bilişenlerle tepkimeye girerek sülfüroz asit (HSO3), sülfürik asit (H2SO4) ve nitrik asit (HNO3) oluşumuna neden olmaktadır. Hiçbir yabancı maddeyle kirletilmemiş bir atmosferde bile yağmur suyu hafif asidik karakterdedir ve ph derecesi 5,6 civarındadır. Çeşitli yanma olayları sonucu havaya karışan SO2, SO3 gibi gazlar atmosferde asit oluşumuna neden olmakta ve bunların yeryüzüne ulaşması ile asit yağmurları oluşturmaktadır. Bu asit yağmurlarının ph derecesi 2,5 civarındadır. Bunların yeryüzüne dönüşleri kuru ve yaş asit depolanması sonucu oluşur (3). Hava kirleticilerinin en yaygın olanı SO2 dir. Her yıl tonlarca SO2 çeşitli kaynaklardan yayılarak atmosfere karışmaktadır. Bu emisyonların en önemli bölümü elektrik üretmek amacıyla çok yüksek miktarlarda katı ve sıvı yakıtlar yakan termik santrallerden oluşmaktadır. NO2 in atmosferdeki bulunuşu yaklaşık olarak yarı yarıya taşıt egzozu ve sabit yakma tesislerinden kaynaklanmaktadır. Bu gazlar atmosferde gaz çevrimine girerek nitrik asit (HNO3) oluşumu ile sonuçlanan zincirleme reaksiyonları tamamlayarak asit yağışların oluşmasını etkilemektedir. 2H2O + 2SO2 2 H2SO4 + O2 (sülfürikasit) 2 H2O + 4NO2 + O2 4HNO3 (nitrik asit)
YÖNTEM Bitki yapraklarının, oluşturulan yapay asit yağmuruyla etkileştirilmesi sonunda bitki yapraklarında meydana gelebilecek değişiklikleri gözlemlemek amacıyla aşağıdaki düzenek oluşturuldu (Şekil 1). Şekil 1. Deney düzeneği. Düzenekte iki farklı tür süs bitkisi kullanıldı. İki farklı tür kullanılmasının amacı bitkilerin asit e karşı dayanıklılığının bilinmemesidir. Birinci deney düzeneğimizdeki bitki türü menekşedir ( Viola odorata). İkinci deney düzeneğimizdeki bitki türü ise begonyadır (Begonia elatior Hybr.).
Bitkilerin maruz kalacağı asit yağmuru dijital ph metre kullanılarak ph 2,7 olarak hazırlandı (asit yağmurlarının ph sı 2 ile 3 arasındadır) (Şekil 2). Saf Su Sülfürik Asit Şekil 2. Sülfürik asit çözeltisinin hazırlanışı.
Hazırlanan asit su karışımı (Sülfürik asit + su), bitki yaprakları üzerine her iki saatte bir olmak üzere püskürtme yöntemiyle uygulandı (Şekil 3). Şekil 3. Uygulanan püskürtme yöntemi. Her uygulamadan sonra bitkilerin bulunduğu ortamın nem ve sıcaklığı ile topraklarının nem ve ph sı ölçülerek (Şekil 4, Tablo 1) kaydedildi.
A B Şekil 4. A) Deney ortamının nem ve sıcaklığı ile B) toprağın nem ve ph sının ölçülmesi. Menekşe bitkisi kontrol Menekşe bitkisi 1 Menekşe bitkisi 2 Şekil 5. Deney öncesi menekşe bitkisinin genel görünüşü. Begonya bitkisi kontrol Begonya bitkisi 1 Begonya bitkisi 2 Şekil 6. Deney öncesi begonya bitkisinin genel görünüşü.
SONUÇLAR VE TARTIŞMA Çalışmamızda iki gün asit yağmuru uyguladığımız bitkilerin diğer etkenlerden etkilenmediğini göstermek için deney ortamının iki saatte bir olmak üzere sıcaklık ve nemi ölçüldü. Ayrıca toprağın ph ve nemi de ölçülerek birinci gün verileri Tablo 1 de ikinci gün verileri ise Tablo 2 de gösterilmiştir. Tablo 1. Birinci güne ait çevrenin sıcaklık ve nem değerleri ile bitkilerin bulunduğu toprağın nem ve ph değerleri. Tablo 2. İkinci güne ait çevrenin sıcaklık ve nem değerleri ile bitkilerin bulunduğu toprağın nem ve ph değerleri. Tablo 3. İki güne ait çevrenin sıcaklık ve nem değerleri ile bitkilerin bulunduğu toprağın nem ve ph değerlerinin ortalaması.
Tablo 1-3 den görüleceği üzere değişkenlerin farklılıkları bitkilerin yaşamını etkileyecek düzeyde olmamıştır (Şekil 7). Şekil 7. Verilerin değişkenliği. Uyguladığımız yapay yağmur, yapraklarda yoğunlaştığı yerlerde delinmelere ve solmalara yol açmıştır (Şekil 8). A
B Şekil 8. Asit yağmuruna maruz kalan menekşe bitkisinin yaprağındaki değişimler. A) Delinme, B) Sararma Şekil 9. Asit yağmuruna maruz kalan begonya bitkisinin yaprağındaki değişimler. Kontrol gruplarında herhangi bir değişim gözlenmemiştir. Sonuç olarak, asit yağmurları bitki yapraklarında delme ve sarartma gibi morfolojik değişimler yaparak canlı yaşamına doğrudan etki etmektedir. Kaynaklarda asit yağmurlarının toprağa etki ederek toprağın ph sını değiştirerek bitki köklerine zarar verip bitkilerin gelişiminin olumsuz yönde etkilendiği belirtilmiştir. İki günlük kısa sürede asit yağmurunun toprak vasıtasıyla bitki üzerine etkisi gözlemlenememiş olup bu çalışmanın daha uzun sürede bu değişkenlerinde dikkate alınarak yapılması yararlı olacaktır.
TEŞEKKÜR Böyle bir çalıştayı düzenleyen sayın hocamız Prof. Dr. Mehmet AY a, çalışmamız boyunca yardımlarını bizden esirgemeyen hocalarımız Prof. Dr. Yavuz BEYATLI, Prof. Dr. Nusret AYYILDIZ a, projemizin geliştirilmesinde fikirlerini bizlerden esirgemeyen Seçkin KÖPRÜLÜ beye ve fedakar YİBO öğretmenlerine teşekkür ederiz.
KAYNAKLAR 1.http://www.turkeyarena.com/turkeyarena/biyoloji/24789-bitkilere-zarar-verenetkenler-nelerdir.html (28-11-2008, 06:06 PM) 2. http://www.turkmmo.com/kimya/965-asit-yagmurlari-ve-cevreye-etkisi.html (24-092008, 12:11 PM) 3.http://www.guncelle.com/biyoloji/489051-bitkilere-zarar-veren-etkiler.html 2008, 08:28 PM) (27-04-