SIFIR KARBONDİOKSİT SALINIMI HAZIRLAYAN ÖĞRENCİLER SARP BARIŞ ORHON (7-E) ARDA KÖROĞLU (7-E) DANIŞMAN ÖĞRETMEN Meral BEŞİRACI İZMİR 2014
İÇİNDEKİLER 1. Proje özeti...2 2. Projenin amacı...2 3. Giriş...2-3 4.Yöntem...3-4 5. Ulaşılan sonuçlar ve sonuçların değerlendirilmesi...4 6. Proje Bütçesi...4 7. Proje Takvimi...4 8. Kaynaklar...5 9.Proje Fotoğrafları........5-6 1
SIFIR KARBONDİOKSİT SALINIMI 1. Proje Özeti Dünyada ve ülkemizdeki milyonlarca araç hava kirliliğinin kaynaklarından birini oluşturuyor. Özellikle kalabalık şehirlerde, egzoz gazlarının yaşam kalitesini düşürdüğü aşikar. Bu problemi azaltmak için araçlarda 1975 yılından itibaren katalitik konvertörler kullanılmaya başlanmıştır. Katalitik konvertör otomobilin egzoz çıkış borusuna bağlanan ve zararlı gaz emisyonunu azaltan bir çelik kutu şeklindeki elemandır. Son derece basit bir yapısı olan cihaz, çok önemli bir görev üstlenmekte ve havaya verilen gazlar çeşitli reaksiyonlara girerek daha zararsız hale getirilerek atmosfere salınmaktadır. Projemizde taşıtların sebep olduğu sera gazı olarak bilinen ve havada en çok ısı tutma özelliği olan karbondioksitin, özel olarak tasarladığımız araba egzozu ile atmosfere salınımını sıfırlamaya çalıştık. 2. Projenin Amacı Araba kullanımının çok olduğu yerleşim yerlerinde, araba egzozlarından atmosfere salınan karbondioksitin miktarını oluşturacağımız ucuz maliyetli basit bir düzenekle azaltarak; karbondioksitin havadaki suyla reaksiyonu sonucu oluşan asit yağmurlarının ve sera etkisinin olumsuz etkilerini en aza indirmek. 3. Giriş Dünya atmosferi çeşitli gazlardan oluşur. Ayrıca küçük miktarlarda bazı asal gazlar bulunmaktadır. Güneşten gelen ışınlar (ısı ışınları/kısa dalgalı ışınlar), atmosferi geçerek yeryüzünü ısıtır. Atmosferdeki gazlar yeryüzündeki ısının bir kısmını tutar ve yeryüzünün ısı kaybına engel olurlar(co 2, havada en çok ısı tutma özelliği olan gazdır.)[3]. Atmosferin, ışığı geçirme ve ısıyı tutma özelliği vardır. Atmosferin ısıyı tutma yeteneği sayesinde suların sıcaklığı dengede kalır. Böylece nehirlerin ve okyanusların donması engellenmiş olur. Bu şekilde oluşan, atmosferin ısıtma ve yalıtma etkisine sera etkisi denir. CO 2 ve ısıyı tutan diğer gazların miktarındaki artış, atmosferin ısısının yükselmesine sebep olmaktadır. Bu da küresel ısınma olarak ifade edilir. Bu durumun, buzulların erimesi ve okyanusların yükselmesi gibi ciddi sonuçlar doğuracak iklim değişmelerine yol açmasından endişe edilmektedir[3]. Kömür ve petrol gibi fosil yakıtların yakılması sonucu atmosferde kükürt ve azot içeren gazlar birikir. Bu gazlar havadaki su buharıyla birleşince bir kimyasal tepkime meydana gelir. Bu tepkime sonucunda sülfürik asit ve nitrik asit damlaları oluşur. Sonuçta oluşan, çok miktarda kükürt ve azot içeren bu tip yağmurlara asit yağmurları denir[1]. 2
Karbon dioksit (CO 2 ),doğada su buharından sonra ikinci en fazla bulunan sera gazıdır. Organik maddelerin çürümesi, hayvan ve insanların solunumu, yanardağ patlamaları gibi birçok doğal olaylar sonucu atmosfere dahil olmaktadır. Ayrıca, insanlar fosil yakıtlar, katı atıklar, ağaç ve ağaç ürünleri yakmak suretiyle evlerini ısıtmak, motorlu taşıtlar kullanmak ve elektrik üretmek amaçlarıyla atmosfere dahil olan karbondioksit miktarını arttırırlar. Atmosferdeki CO 2 gazı sera gazıdır, yani dünyamıza gelen kısa dalga boylu güneş ışınlarını geçirirler. Ama dünyamıza çarptıktan sonra uzun dalga boylu ısı ışınlarına dönüşen enerji kaynağının tekrar uzaya salınmasına engel olurlar. (Sera bahçelerindeki camlar da aynı etkiyi yaparlar.) İşte bu nedenden dolayı, atmosferden CO 2 gazı eksildikçe, dünyamız iklimi soğumaya başlar. Çünkü, sera etkisi yapacak CO 2 molekülü sayısı azalır ve dünyamıza gelen güneş enerjisinin büyük bir kısmı tekrar uzaya kaçar [1,3]. Dünyada ve ülkemizdeki milyonlarca araç hava kirliliğinin kaynaklarından birini oluşturuyor. Özellikle kalabalık şehirlerde, egzoz gazlarının yaşam kalitesini düşürdüğü aşikar. Bu problemi azaltmak için araçlarda 1975 yılından itibaren katalitik konvertörler kullanılmaya başlanmıştır. Katalitik konvertör otomobilin egzoz çıkış borusuna bağlanan ve zararlı gaz emisyonunu azaltan bir çelik kutu şeklindeki elemandır. Son derece basit bir yapısı olan cihaz, çok önemli bir görev üstlenmekte ve havaya verilen gazlar çeşitli reaksiyonlara girerek daha zararsız hale getirilerek atmosfere salınmaktadır[8]. Projemizde taşıtların sebep olduğu sera gazı olarak bilinen ve havada en çok ısı tutma özelliği olan karbondioksitin, özel olarak tasarladığımız araba egzozu ile atmosfere salınımını sıfırlamaya çalıştık. Karbondioksit(CO 2 ) bir ametal olan karbon ile oksijenin kimyasal tepkimesi sonucu asidik özellikte olan bir gazdır. Sodyum hidroksit ise beyaz renkte nem çekici bir maddedir. Suda kolaylıkla çözünür. Laboratuvarda CO 2 gibi asidik gazları yakalamak için kullanılır. Asit kontrolünde, kötü kokuyu arıtmada, boruları temizlemede, ph dengelemede, filtre havuzlarında filtre temizlemede ve madenlerdeki asit ünitesini temizlemede kullanılır. Bu bilgilere dayanarak projemizde karbondioksitin asit özellikte bir gaz olması ve bu gazı NaOH gibi bazik bir madde ile nötrleyebileceğimizi kontrollü deneylerle inceledik. 4. Yöntem Çalışmada bilimsel işlem basamakları uygulanmıştır. (Kontrollü deney, gözlem yapma, verileri toplayıp kaydetme, karşılaştırma, ilişkilendirme ve karar verme, iletişim yöntemleri kullanılmıştır.) 2 ayrı kontrol ve deney grubu belirlenmiştir. Diğer değişkenler sabit tutularak sadece CO 2 i nötrleştirme maddesinin etkisi incelenmiştir. Araba egzozlarının sebep olduğu karbondioksiti gidermede bazik maddenin etkisini incelemek için, bir adet araç egzozu,100 gr NaOH(kostik), bir miktar gözenekli kumaş, yapıştıcı ve makasa ihtiyaç duyulmuştur. 3
Projemizde satın aldığımız bir araba egzozunu öncelikle bir taşıtın egzoz borusuna bağlayarak yetkili bir istasyonda emisyon ölçüm cihazı aracılığıyla dışarıya salınan karbondioksit miktarının ölçümünü aldık. Bu değer ortalama 13,51 1/m değerinde ölçüldü. (kontrol grubu) Daha sonra egzozumuza bazik madde olarak NaOH i gözenekli bir yapının içerisinde ekledik. Aynı taşıtın egzoz borusuna bağlayarak egzoz emisyon ölçümünü yaptırdık. Bu kez ölçüm değerini ortalama 0,03 1/m olarak aldık. (deney grubu).burada ölçüm sonuçlarından anlaşılıyor ki NaOH egzoza gelen CO2 nin büyük bir kısmını nötürlemiştir. (Asit-baz tepkimesi)her iki ölçüm değerlerinin kayıtları resimlerde tablo olarak eklidir. Yapılan deneyde aynı taşıtın aynı devirde çalıştırılması ve kullanılan egzozun aynı olmasına dikkat edilmiştir. Yapılan nitel ve nicel gözlemler sonucunda bazik madde olarak kullanılan NaOH araba egzozundan çıkan karbondioksitin büyük çoğunluğunu ortadan kaldırdığı sonucuna ulaştık. 5. Ulaşılan Sonuçlar Yeryüzünden kolaylıkla elde edilen, çok ucuz maliyetli bir bazik madde olan NaOH(kostik) ile araba egzozlarının oluşturduğu sera gazı olan CO 2 in atmosfere verilmesini en aza indirebiliriz. 5.1.Sonuçların Değerlendirilmesi Ulaştığımız sonuca göre yeni araçlar için tasarlanan katalitik konvertörlü egzozların içerisine basitçe açılıp kapanabilen düzeneklerle bazik özellikteki NaOH yerleştirilebilir. Araçların egzoz pullarını yeniledikleri istasyonlarda bu düzenekler egzoz emisyon ölçümü sırasında yenilenebilir. Kullandığımız bazik maddenin ucuz maliyetinin sonucu olarak da asit yağmurları gibi büyük hasarlara sebep olacak egzoz borularından dışarıya salınan CO 2 miktarı en aza indirilebilir. 6. Proje Bütçesi 80 TL (bir adet araç egzozu,100 gr NaOH(kostik), bir miktar gözenekli kumaş,yapıştıcı için) 7. Proje Takvimi 23 Eylül 2013-20 Ekim 2013 Literatür taraması 26 Ekim 2013-10 Ocak 2014 Projenin uygulanması 4
8. Kaynaklar [1].Türkiye Çevreyi Koruma Ve Yeşillendirme Kurumu (http://www.turcek.org.tr/) [2].Türkiye nin Çevre Sorunları, Türkiye Çevre Sorunları Vakfı Yayını, Mayıs 1991 [3].Tübitak Bilim ve Teknik Dergisi (biltek.tubitak.gov.tr) [4].9 Eylül Üniversitesi Çevre Mühendisliği Bölümü/İzmir [5]. 9 eylül üniversitesi kimya mühendisliği Bölümü/İzmir [6].Ortak Geleceğimiz, Dünya Çevre ve Kalkınma Komisyonu, Türkiye Çevre Sorunları Vakfı Yayını, 3. Baskı, Oxford University Press, 1987, 224-230 [7].Ulusal Çevre Sağlığı Programı, Ed: Akdur R, Aygün R, Aycan S, Evci D, Ekmekcigil A, T.C. Sağlık Bakanlığı, Temel Sağlık Hizmetleri Genel Müdürlüğü, I. Baskı, Ocak 2001, Ankara [8]. http://www.bilgiustam.com/katalitik-konverter-nedir-nasil-calisir/ 9.Proje Fotoğrafları 5
6