HAVA KİRLİLİĞİ*

Prof.Dr. Ayhan SÜR, Prof.Dr. Özdoğan SÜR

Başlıktaki iki kelime ile ifade edilen olayın içinde, gerçekte insan- laıı korkutması gereken problemler bulunmaktadır. Hava kirldiği diye bilinen olay, bunlardan biri olan ve büyük ölçüde havanın asitleşmesi problemidir.

Asitleşme problemi 1960 yılının sonuna kadar Avrupa’da bile ciddi olarak ele alınmamıştır. Bu tarihten sonradır ki, bilim adamları iki şe­yin farkına vardılar. Bunlardan biri, İsveç ve N orveç’de balık miktarı azalan ya da tamamen yok olan göllerin sayısının gittikçe artması, diğeri ise, yağışın giderek artan asitleşme özelliği göstermesiydi.

Asitleşme nedir

Havayı kirleten unsurlar birçok çevresel problemlere neden olur­lar. Bunlardan en önemlisi çevremizin asitleşmesidir. Asitleşme, atmos­ferin içine kükürtdioksidin (S 0 2) ve nitrojen oksitlerinin (NOx) boşal­tılmasıdır. Havayı kirleten unsurların başlıca kaynağı ise, yakıt olarak kullandığımız maddelerdir. Bunlar yalnız havanın değil, toprağın da asitleşmesine sebep olurlaı.

Atmosferde doğal olarak az miktarda kükürt ve nitrojen oksitleri bulunur. İnsanlar tarafından etkilenmemiş yağmur suları 5 ya da 6 de­ğerleri arasında (pH ) içerirler ki, bazan bu değerlerin biraz altında ya da üstünde rakamlar saptamak mümkündür. Bugün ise, b iıçok yerde (pH)4-4.5 değerlerinin altındadır. İstisnai hallerde de 3’ün altında saptan-

* Bu makale 1982 Stockholm Konferansı için İsveç Ziraat Bakanlığınca hazırlanan “Aci­dification Today and Tomorrow” adlı kitaptan yararlanılarak hazırlanmıştır.

16 A Y H A N SÜ R - Ö Z D O Ğ A N SÜ R

mıştır. işte (pH ) değerlerindeki bu düşüş, o ortamda asitleşmenin arttı­ğının bir kanıtıdır*.

Kükürt ve nitrojen oksitleri atmosferde birkaç gün kalabilirler. Daha sonra ise yeryüzüne dönerler (Şekil 1). Bu oksitler yağmur ile taşı- nırlaısa “ ISL A K B İR İK İM İ” , şayet bitkiler üzerinde ya da ıslak yüzey­ler üzerinde geçici olarak kalırlarsa “ K U R U B İR İK İM İ” meydana getirirler. Bazan, oksitler atmosferde, çıkış yerlerinden yüzlerce, hatta binlerce km. uzaklara taşınacak kadar uzun süreli kalabilirler. Bu oksitler atmosferde kalışları esnasında kimyasal değişime uğrayarak nitrik asit (H N O j) ve sülfürik asit (H 2S 0 4) oluştururlar. Meydana gelen asitler, ufak zerreler ya da su damlacıklarında yollarına devam ederler.

Kükürtdioksit ve nitrojen oksitlerinin çevre üzerindeki etkileri

Kükürtdioksit ve nitrojen oksitlerinin organizma üzerinde doğ­rudan ya da dolaylı etkileri vardır (Şekil 2).

Doğrudan etkileri

1— insan sağlığı üzerine etkileri: En önemlisi de budur. Oysa, insanlara tesir eden zararlı unsurlar, yine bizzat insanların neden ol­duğu olaylardır. H avayı kirleten maddeler çıkış yerlerinden, etrafa yayılırlar. Bu zararlı maddelerin direkt etkileri daha ziyade bir kaç km ’lik mesafedeki ortamda görülür.

2 - Atmosferik K orrozyon: Yanm a yoluyla atmosfere katılan kü­kürt dioksit ve nitrojen oksitleri yeni bileşimler oluştururlar. Bu ise, atmosferin bileşimindeki oranların değişmesine, dolayısıyle atmosferik korrozyona sebep olur.

* Hidrojen konsantrasyonu: Her bir Jitre sıvıda (H) iyonlarının sayısıdır. Bir sıvının asit­lilik değerinin ölçülmesi gerektiğinde ve ifade edilmek istendiğinde (pH) harfleri ile gösterilir

ki, o da pH = loEl 0 —jj+~ = ̂ ^'r' Burada ( H ') hidrojen iyonlarının konsantrasyonu­

dur. Normal sıcaklıkta, saf su, hidrojen ve hidroksil iyonlarına ayrılır H20 ,= H+ + OH~,1

saf suda (pH)’ ın değeri pH = log 10 ~J'q3 ~ = dir. değer (pH) ölçeğinde nötr bir

değer olarak kabul edilmiştir. Şayet suya asit ilâve edilecek olursa, hidrojen iyonları konsan­trasyonu artacak ve (pH) değeri azalacaktır. Böylece (pH)’ın değeri 7’nin altındaysa asitliliği ar­tacak, şayet 7’nin üzerinde ise alkalin özellik gösterecektir.

Şekil 1: Kuru ve Islak Birikimin Oluşumu: Kükürtdioksit (S02) ve nitrojen oksitleri (NOx) fabrika ve evlerin bacalarından çıkarlar. Çıkan bu gazların bazıları zemin üzerinde kalırlar ki, bunlara KURU BİRİKİM adı verilir. S02 ve NOx uzun süre atmosferde kalabilirler ve bu ara­da oksidasyona uğrayarak sülfürik asit (H2S04) ve nitrik asit (HN 03) meydana getirirler. Genel­likle bu asitler bulutlar tarafından alınır ve onun zerreleri ve yağmur damlacıkları içine girer­ler ve sonra da yağmurlarla zemine taşınırlar. Asitlerden bazıları damlacıklarla amonyak ola­rak nötürleştirilir ve amonyak iyonları (NH4) oluşur. Bir bulutun bünyesine aldığı asitler, sülfat iyonlarından (S04), nitrat iyonlarından (N 03) ve hidrojen iyonlarından (H) ibarettir. Bu çeşit iyonlar yağmur damlalarıyla yeryüzüne düştüklerinde bunlara ISLAK BİRİKİM adı verilir.

18 A Y H A N SÜ R - Ö Z D O Ö A N SÜR

Direkt etkiler **“ ^ E n d i r e k t Etkiler

Şekil 2: Kükürt ve Nitrojen Oksitlerinin Doğrudan ve Dolaylı Etkileri.

H A V A K İR L İL İĞ İ 19

3 - Görüşün Azalması: Dünyadaki yıllık kaza istatistikleri gözden geçirildiğinde, görüş azalmasının sebep olduğu kazaların kara, deniz ve havada hiç de küçümsenmiyecek rakamlara ulaştığı dikkati çeker. Bu değerlerin içinde hava kirliliğinin neden oldukları ise, ön sırada yer al­maktadır.

4 - Göllerin ve Akarsuların Asitleşmesi: İsveç ve Norveç’ teki göl­lerde tesbit edilen balık tür ve miktarlarının azalması, hatta kalmaması olayı ile, bugün hemen her Avrupa ülkesi karşı karşıyadır.

5 - Bitkilerin Tahribi ve Ormanların Gelişmesinin Yavaşlaması: Kükürtdioksit ve nitrojen oksitlerinin bitkilerin tahrip ve gelişmeme- sindeki rolü büyiiktüı. Ancak, Türkiyedeki gibi orman tahribinin yan­gın ve kesimle fazla olduğu ülkelerde, atmosferin, suların ve toprağın asitleşmesi yoluyla olan tahrip henüz pek fazla önem kazanmamıştır.

6 - Toprağın asitleşmesinde kükürtdioksit ve nitrojen oksitlerinin rolü çok fazladır. Bu olay ise, yeraltı suyunun asitleşmesine, dolayısıyle göl ve akarsuların asitleşmesine, yani pH değerinin 7’nin altına düş­mesine sebep olur. Ayrıca toprak koırozyonu da meydana gelir.

Dolaylı Etkiler

1 - Akarsu ve Göllerdeki Organizmaların Tahribi: Sularda hidro­jen iyonlarının miktarı arttığı ve ağır metallerin zehirleyici maddeleri dolaşıma dahil olduğu zaman, canlılar bundan etkilenir ve hayatlarını kaybederler.

2 - Toprakta Korrozyon: Toprağın kimyasal ve biolojik özelliği toprağa intikal eden hidrojen iyonları tarafından değiştirildiğinde, bun­dan. önce bitkiler etkilenir, büyümeleri güçleşir, giderek yok olurlar.

3 - Yeraltı Suyunun Asitleşmesi: insanlar içtikleri sularla ki, bun­lar yeraltı ya da yüzey suları olabilir, fazlasıyla etkilenirler. Ayrıca, besin maddesi olarak alman su ürünlerinden, zararlı maddeler insanların bünyelerine intikal eder ve zarar görürler. Özellikle balıklar, hidrojen iyonlarının etkisiyle yüksek oranda madeni unsur içerirler.

Asitleşmenin etkileri başlıca iki faktöre bağlıdır:

1 - Islak ve kuru birikimin miktarına,2 - Suyun asitleşmeye karşı doğal olarak var olan hassasiyet dere­

cesine.

20 A Y H A N S Ü R -Ö Z D O Ğ A N SÜR.

Asitleşme olayının etkileri, havayı kirleten unsurların çıkış kay­naklarının lıemen yakınında görülebileceği gibi, binleıce km. uzaklarda da tesbit edilebilir. Yağışın bir kısmı doğrudan doğruya göl ve akarsu­lara, bir kısmı araziye, diğer bir kısmı da taban suyuna karışmak üzere yeraltına sızar. Kuşkusuz bir bölümü de buharlaşır. Yüzeye düşen su­lar, kalker oranı fazla zemin ile karşılaşırsa asitleşme özelliği azalır. Şa­yet, kozalaklı orman alanlarındaki zemin üzerinde kalırlarsa, su daha da fazla a sidik karakter kaaanır.

Havayı kirleten elemanların miktarları

Asitleşmenin tarihi milyonlarca yıl önce başlar. Jeolojik devirler boyunca yaşayan hayvan ve bitkiler hayatlarını kaybettikten sonra değişikliğe uğrayarak petrol, kömür ve doğal gaz haline gelmişlerdir. Son iki yüzyıl içinde insanlar, bu organik materyal depolarını kısa sü­rede yakarak, atmosferi, karbondioksit, kükürtdioksit, nitrojen oksit­leri, ağır metalik elemanlar ve diğer maddelerle kirletmişlerdir.

Her yıl Avrupa’da 30 milyon ton kükürt devamlı olarak fabrika­ların ve binaların bacalarından atmosfere atılmaktadır ki, bu, aşağı yu ­karı 60 milyon ton kükürtdioksit demektir. Atmosfere boşaltılan bu mad­delerin % 50’ si petrolün, % 40’ ı kömürün yanmasından, % 10’u ise endüstriel faaliyetin bir sonucu, örneğin kükürt cevherinin yanması gibi olaylarla oluşur.

K uzey Amerika’da da büyük hacimlere ulaşan oranlarda kükürt­dioksit atmosfere boşaltılır. Tesbit edilen yıllık miktar 16 milyon tonu bulmaktadır.

Türkiye’de bu değer hiç de küçümsenmeyecek miktarlara ulaşmış­tır. Ankara’da bina ve fabrika bacalarından havaya karışan kükürt miktarı yılda 100.000-200.000 ton civarındadır. İstanbul, İzm it ve İz­mir’de 50.000-200000 ton, Adana, Mersin, Antalya’da 10.000-50.000 tondur ki, sonuncusu, yani Akdeniz bölgesinde endüstriel faaliyet ve toprağın gübrelernnesinin neden olduğu kükürt birikimi dikkat çekici­dir. Zonguldak, Samsun, Erzurum, Kayseri’de bu değer 20 .000-50 .000 ton civarındadır. Hava kirliliği görülen Malatya, Diyarbakır gibi şehir­lerde yılda 10.000 tondan azdır. Antropojenik orijinli, yani insanoğlu­nun sebep olduğu olaylarla havaya karışan kükürdün dünya ölçüsün­deki değeri, yılda yaklaşık olarak 75-100 milyon tonu bulmaktadır (Şe­kil 3)*.

* H. Dovland ve J. Saltbones (1978) Emissions af sulphur dioxide in Europe. Norwegian Institute for Air Recearch, Oslo. Report EMEP/CCC 2/79.

H A V A K İR L İL İĞ İ 21

Şekil 3: Küresel Kükürt Dolaşımı. Okların ucundaki rakamlar bir yıl içindeki kükürt yayı­lımını (milyon ton) olarak göstermektedir. Parantez içindeki rakamlar doğal yolla kükürt yayılımını, diğerleri ise antropojen yolla yayılımı belirtmektedir.

Ayrıca, atmosfer doğal orijinli kükürt de içermektedir. Şekil 3’de atmosfere karışan kükürdün çeşitli oluşum şekilleri görülmektedir ki, bu oluşumlar kara ve denizlerde meydana gelmektedir. Yeryüzünün tümii ele alındığında rakamlar göstermektedir ki, antropojen yayılımın değeri, doğal yolla oluşanlara denk bir değer göstermektedir. Şayet insanlar kendilerini dünyanın belirli yerlerinde yaşamaya zorlarlarsa, buralardaki kükürt birikiminin büyük bir bölümünün soıumlusu yine kendileri olacaktır. Bu oran K uzey Avrupa \e Türkiye’nin büyük kent­lerinde, özellikle Ankara ve Erzurum’da % 90 olarak saptanmıştır.

Küküıdün oluşum ve yayılımı, doğrudan doğruya yakacak madde­lerinin içeriğindeki kükürt miktarına bağlıdır. Diğer yandan nitrojen

22 A Y H A N SÜ R - Ö Z D O Ğ A N SÜR

oksitleri içindeki nitrojen ise, petrolün bünyesindeki nitrojenden ve atmosferin içinde bulunan nitrojenden oluşur. Atmosferik nitrojenden meydana gelmiş nitrojen’ in miktarr ise, herşeyden önce yanma derece­sine ve nasıl bir yanma ile maddenin atmosfere taşındığına bağlıdır. Bu sebeple de, atmosfere kaıışan nitrojen oksitlerinin miktarını hesaplamak güçtür, kükürtdioksitdcki gibi kolay değildir. Nitrojen oksit oluşumu­nun Avrupadaki değeri yılda 6 milyon ton olarak saptanmıştır. Bu mik­tarın büyük bir kısmı motorlu taşıtların egzozlarından çıkmaktadıı. Ağır sanayiin bulunduğu yörelerde antropojenik orijinli kükürtdioksit ve nitrojen oksitlerinin atmosfere karışım miktarları, doğal yolla oluşanlar ile mukayese edilemiyecek kadar fasladır.

Hava kirliliğinin tehlikeli boyutlara eriştiği Ankara’da 1982-1983 kış aylaıında, bacalardan çıkarak atmosfere katılan kükürtdioksit miktarı şöyledir:

TarihKükürtdioksi 1 m3 havada

Tehlikelideğerler

13.X I I .1982 294.71 X14.X I I .1982 317.90 X X15.X I I .1982 517.03 X X16.X I I .1982 264.20 X17.X II. 1982 356.33 X X18. X II. 1982 304.47 X X19. X II. 1982 240.4820. X II. 1982 197.01

27.X I I .1982 257.1828. X II. 1982 237.3729. X II. 1982 280.18 X30. X II. 1982 233.4531. X II. 1982 181.17

1. 1.1983 293.42 X2. 1.1983 263.993. 1.1983 248.014. 1.1983 279.52 X5. 1.1983 211.396. 1.1983 271.59 X7. 1.1983 197.778. 1.1983 199.539. 1.1983 218.84

10. 1.1983 216.78

8. 11.1983 330.69 X X9. 11.1983 348.41 X X

10. 11.1983 378.08 X X11. 11.1983 368.15 X X12. 11.1983 372.92 X X13. 11.1983 301.37 X X14. 11.1983 494.04 X X X

H A V A K İR L İL İĞ İ 23

Ankara’da rakamların korkutucu değerler gösterdiği yerler, yerleş­menin sık ve meskenlerin apartman tipi olduğu, kaloriferleıin devamlı yandığı, yeşil saha ve parkların bulunmadığı ya da yetersiz olduğu semtlerdir. Dikkati çeken semtler ise, Bahçelievler, Ayrancı, ka\ aklı- dere, Esat, Cebeci; ikinci derecede, Sıhhiye, Ulus, Aydınlıkevler; üçüncü derecede ise, Etlik, Yenimahalle, Keçiören’dir.

Yıllarca evvel tükenmez bir kaynak gibi düşünülen denişler bugün “ deniz kirliliği” adı verilen afet ile karşı karşıyadır. Aynı durum atmosfer için de geçeılidir. Atmosferi tükenmez bir kaynak gibi düşün­memelidir. Halen büyük şehirlerde kirlenmemiş hava bulma imkânı hemen hemen kalmamıştır. Bugün, iıısan hayatının devamı için ve en tabii ihtiyacı olan hava ve su birer bulunma?, lüks madde haline gelmiş­tir. Temiz hava ve su bulabilmek için insanlar göç etmekte ya da geçici olarak yer değiştirmektedir. Ancak, hava kirlenmesi hızı böyle devam ettiği taktirde, o imkân da yok olacaktır.