ii

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

iii

İÇİNDEKİLER

TABLO LİSTESİ v

ŞEKİL LİSTESİ vi

ÖZET vii

SUMMARY 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

iv

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

v

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 608A Laboratuar Test Metodu kullanılarak hesaplanan örnek

toplama verimi. ................................................................................. 39

vi

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

vii

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.

viii

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.

1

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.

2

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: SO2 (gaz) SO2 (sıvı), T=220C)

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,

3

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/m3)

Partikül Derişim

(µg/m3)

Partikül Derişim

(µg/m3)

Partikül Derişim

(µg/m3)

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].

4

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/cm3 mertebesinde

iken kirli havada bu partiküllerin yoğunluğu 100.000 g/cm3’ten fazla

olabilmektedir. Bununla beraber kentsel bölgelerde bu oran cm3’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 /m3’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].

5

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 (SO2 ve NOx 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].

6

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] :

7

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

8

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 12751m2 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.

9

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/m3 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].

10

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:

11

Tablo 2.5 Partikül boyutuna göre tozun sınıflandırılması.

Büyük Boyutlu Toz d > 1000 m

Orta Boyutlu Toz 75 m < d < 1000 m

İnce Boyutlu Toz 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

12

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 Na2SO4 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].

13

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,

14

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 m3 yonga levha 650 kg,

15

1 m3 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.

16

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.

17

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:

18

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,

1m2’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,

19

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.

20

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

21

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

22

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]:

23

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 H2 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.

24

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

25

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.

26

a) Coulomb Kuvvetleri (Yük – Yük Etkileşimleri)

İki aynı veya farklı elektriksel yükle yüklü partiküller arasındaki mesafenin karesiyle

ters orantılı olan Coulomb kuvvetleri, fiziksel kuvvetlerin en güçlüsü olup bir çok

kimyasal bağlanma kuvvetinden de daha güçlüdür.

Q1 ve Q2 yükleri arasındaki Coulomb Etkileşimi için serbest enerji eşitliği şu

şekildedir;

r

ezz

r

QQrw

....4

..

....4

.)(

0

2

21

0

21

(1.1)

= Ortamın dielektrik sabiti

o = Boş uzayın elektriksel geçirgenlik sabiti (8,854*10-12

C2. J

-1. m

-1)

r = Yükler arasındaki mesafe

e = Elektron yükü (1,602*10-19

C)

z = Yükün valans elektron değeri

Örneğin : Tek valans elektronlu Na+ katyonu için z = +1

Tek valans elektronlu Cl - katyonu için z = -1

Buradan Coulomb Kuvveti F şu şekilde yazılır ;

2

0

2

21

2

0

21

....4

..

....4

.)(

r

ezz

r

QQ

dr

rdwF

(1.2)

Benzer yükler için w ve F pozitiftir ve kuvvet itme kuvvetidir. Zıt yükler için ise w

ve F negatiftir ve kuvvet çekme kuvvetidir [18].

b) Statik Elektriklenme

Tozun yüzeye tutunmasında en etkili mekanizma olarak görülen Statik

Elektriklenme, toz ve yer kaplama malzemelerinin yüzeylerinde oluşturulan statik

elektrikten dolayı meydana gelen bir mekanizmadır. Bu mekanizmanın oluşmasına

neden olan statik elektrik, statik elektriğin malzemeler üzerindeki yüklenme

27

şekilleri, triboelektriklenme ve triboelektrik seri, yüzeylerin elektriksel olarak

yüksüzleştirilmesi ve yüksüzleştirme yöntemleri, insan ve elektrostatik yük

etkileşimleri ve yürüme ile elektriksel yükleme konuları aşağıda sırasıyla

açıklanmıştır [19-22].

Statik Elektrik

Statik elektrik, iletkenlik özellikleri çok düşük olan yalıtkan malzemelerin (plastik,

kağıt v.b.) moleküler yapılarındaki dengesizliklerden dolayı oluşur. Bütün maddeler

atomlardan oluşur ve nötr haldeki bir atom çekirdeğinde pozitif yükler bulunurken,

yörüngesinde de buna eşdeğer sayıda negatif yüklü elektronlar bulunur. İki yük

miktarı eşit olduğundan dolayı atomun yükü sıfırdır. Eğer atomun elektron

konfigürasyonu değiştirilirse ve elektronlardan bazıları ortamdan uzaklaştırılırsa

madde pozitif yüklenir. Tersine, ortama elektron ilave edilirse o zaman madde

negatif yüklenir.

Elektrostatik yük, genellikle aynı cins veya farklı cins iki maddenin teması ve

ayrılması sonucu oluşur. Örneğin, bir insanın yer üzerinde yürümesi sırasında,

ayakkabı tabanının yer yüzeyi ile teması ve ayrılması sonucunda statik elektrik

üretilir. Aynı cins veya farklı cins iki maddenin birbirine teması ve ayrılması sonucu

üretilen elektrostatik yüke “triboelektrik yüklenme” adı verilir. Triboelektrik

yüklenme sonucu üretilen yük miktarı, temas yüzeyine, ayrılma hızına, bağıl neme

ve diğer faktörlere bağlı olarak değişir.

Elektrostatik yük, indüksiyon, iyon bombardımanı veya yüklü bir nesne ile temas

sonucu da oluşturulabilir. Fakat en yaygın şekli triboelektrik yüklenmedir [21].

Elektrostatik Yüklenme Şekillerine göre Malzemeler :

Yalıtkanlar : Yalıtkan malzemeler statik yük üretilmesini sağlar ve bu yükü

üzerlerinde tutarlar. Bu malzemeler yüklerin nesne boyunca hareket etmesine ve

dağılmasına izin vermezler. Topraklama işlemi, yalıtkanları nötralize etmek için pek

yeterli bir yöntem değildir, çünkü yükler yalıtkanlar üzerinde akamazlar. Yalıtkanlar

üzerindeki bu statik alanlar muhakkak ki sürekli değildirler. Bunlar serbest iyonların

kademeli rekombinasyonları ile nötralize edilebilirler.

28

İletkenler : Topraklanmış iletken malzemeler yükleri çok hızlı bir şekilde ve

tamamen boşaltabildikleri için, iletken malzemelerin yük üretmediği şeklinde yanlış

bir kavram vardır. Fakat bu kavramın aksine topraklanmamış olan iletkenlerin yük

üretebildiği ve bu yükleri tutabildiği gözlemlenmiştir.

İletken malzemeler, düşük elektriksel dirence sahip oldukları için elektronların yüzey

boyunca veya tüm hacim boyunca kolayca akmasına izin verirler. İletken

malzemeler, elektron fazlalığında veya noksanlığında yüklü hale geldiklerinde, bu

yükü malzemenin tüm yüzeyi boyunca dağıtabilirler. Eğer yüklü iletken malzeme

yüklü başka bir malzeme ile temasa geçirilirse, elektronlar iki malzeme arasında

kolaylıkla transfer olurlar. Eğer ikinci iletken malzemede yer yüzeyi ile temasta ise o

zaman yükler kolaylıkla toprağa akar ve iletkenler nötralize olmuş olur.

Triboeletriklenme yoluyla, yalıtkanlarda olduğu gibi iletkenler üzerinde de

elektrostatik yük oluşturulabilir. İletken malzemeler, topraktan veya diğer

iletkenlerden uzak tutulduğu sürece üzerlerindeki yükü tutabilirler.

Statik Dağıtıcı Malzemeler : Statik dağıtıcı malzemeler, iletken ve yalıtkan

malzemeler arasında bir elektriksel dirence sahiptirler. Dağıtıcı malzemeler

üzerindeki elektron akışı, malzemenin yüzey direnci veya hacim direnci ile kontrol

edilebilir.

Triboelektriklenme yoluyla, statik dağıtıcı malzemeler üzerinde de yük

oluşturulabilir. İletken malzemelerdekine benzer olarak statik dağıtıcı malzemelerde

yükün toprağa veya başka iletken nesnelere akmasına izin verirler. Ancak yükün

statik dağıtıcı malzemeden olan transferi, aynı ölçüdeki iletken malzemeye oranla

daha uzun zaman alırken, aynı ölçüdeki yalıtkan malzemeye oranla kayda değer

biçimde daha kısa zaman alır [19].

Triboelektriklenme ve Triboelektrik Seri :

Eğer statik yük iki yüzeyin birbirine sürtünmesi ile oluşturulmuşsa, bu

triboelektriklenme olarak isimlendirilir. İki malzemenin temasa getirilip ve daha

sonra da ayrılmalarıyla oluşan yükün polaritesi ve şiddeti triboelektrik seri

içerisindeki malzeme pozisyonları ile belirtilmiştir. Triboelektrik Seri, malzemeleri

sadece bağıl triboelektrik yüklenme özelliklerine göre listeler [22].

29

İki malzeme temasa getirilip ve daha sonra da ayrıldığında seri başına yakın olan

malzeme pozitif yüklü, diğer malzeme ise negatif yüklü demektir. Pozitif yüklü olan

parçacıklara (Asbest, Asetat, Cam, Mika, İnsan saçı, Naylon, Yün, İpek, Aluminyum,

Kağıt, Pamuk) bakıldığında bunların ev tozunu oluşturan genel maddeler olduğu

dikkati çekerken, negatif yüklü parçacıkların (Polyester, Orlon, Akrilik, Poliüretan,

Polietilen, Polipropilen) ise evsel kullanım gereçlerinin hammaddeleri olduğu

görülmektedir. Coulomb çekim kuvvetlerine göre negatif ve pozitif yüklerin birbirini

çekeceğini daha önce belirtmiştik. Bu çekim kuvvetlerinden dolayı, zıt yüklere sahip

oldukları görülen ev tozunu oluşturan maddeler ile evsel kullanım gereçleri arasında

kuvvetli elektriksel etkileşim mekanizmalarının meydana geldiği düşünülmektedir.

Şekil 2.4’te bazı malzemeler için hazırlanmış triboelektrik seri verilmektedir [22].

30

Giderek Artan

Pozitiflik

Giderek Artan

Negatiflik

İnsan Elleri

Asbest

Asetat

Cam

Mika

İnsan Saçı

Naylon

Yün

İpek

Aluminyum

Kağıt

Pamuk

Çelik

Odun

Kehribar

Sert Kauçuk

Nikel, Bakır

Gümüş, Pirinç

Altın, Platin

Kükürt

Selüloit

Orlon

Akrilik

Poliüretan

Polietilen

Polipropilen

PET

PVC (Vinil)

PBT

Silikon

Teflon

Silikon Kauçuk

Şekil 2.4 Triboelektrik Seri.

31

Elektriksel Yüksüzleştirme

Çeşitli nedenlerle yer kaplama malzemeleri üzerinde oluşturulan ve tozun yüzeyde

tutunmasını arttıran nedenlerden biri olarak düşünülen elektrostatik yükün ortadan

kaldırılması işlemlerine genel olarak elektriksel yüküzleştirme adı verilir. Malzeme

yapılarına bağlı olarak değişen elektriksel yüksüzleştirme işleminin birçok yöntemi

vardır. Bu yöntemler aşağıda açıklanmıştır.

Yük Oluşumunu Önleme : Yük oluşumu, yük oluşumuna neden olan

gereksiz aktivitelerin eliminasyonu, yük üretici olarak bilinen gereksiz

malzemelerin kaldırılması ve antistatik malzemelerin kullanılmasıyla

önlenebilir. Antistatik malzemeler, sürtünme ve ayrılmaya maruz

kaldıklarında genellikle 200 volt’tan daha az statik yük üreten malzemelerdir.

Antistatik bir malzeme 105 /m

2’lik değere kadar iletken, 10

5 – 10

11 /m

2

değerleri arasında dağıtıcı ve 1012

/m2 değerinden itibaren yalıtkan özellik

gösterir. Bunlar arasında sadece iletken veya dağıtıcı antistatik malzemeler

elektrostatik deşarja karşı güvenli alanlar oluşturmada kullanılabilirler.

Topraklama : Topraklama işlemi sadece iletkenlere uygulanabilir. Çünkü

yükler yalıtkanlar üzerinde akamazlar. Bundan dolayıdır ki yalıtkanları

nötralize etmek için topraklama uygun bir yöntem değildir.

Koruyucu Kılıf : Koruyucu kılıf, elektrostatik yüke karşı duyarlı cihazların

dış elektrostatik alanlara maruz kalmalarını engellemek veya depolama ve

taşınım sırasında yüklü bir nesnenin doğrudan temasını önlemek için

kullanılır. Bu Faraday Kafesi kavramı kullanılarak yapılır. Statik elektriğe

duyarlı elektronik komponentler için genellikle dışları metal kaplı ve montaj

şekilleri sayesinde Faraday Kafesi etkisi oluşturan çantalar kullanılır.

Nötralizasyon : İletken olmayan malzemeler elektriksel yükü iletemedikleri

için topraklama yöntemi bir işe yaramaz. Dolayısıyla bunlar başka

yöntemlerle nötralize edilmelidir. İşte yalıtkanların nötralizasyonu için bu

sözü geçen yöntemlerden en yaygın ve en genel olanı iyonizasyondur. Bu

yöntemde ortama pozitif ve negatif yüklü iyonlar verilir. Yüklü olan parçacık

kendisine zıt yükteki parçacıkla etkileşerek hemen nötr hale gelir. Böylece

ortam çabucak nötralize edilmiş olur [22].

32

İnsan ve Elektrostatik Yükler :

Günlük hayatta, ev ve işyerlerinde insanlar işlerini yaparken bir yerden bir yere

devamlı yürür ve koşuştururlar. Bu yürüyüşler sırasında sürekli olarak statik

elektriklenmeye maruz kalırlar. Bu statik elektrik vücuttan toprağa aktarılmadığında

birikmeye başlar. Etrafta yapılan en basit bir yürüyüş bile, insan vücudunda binlerce

volt gerilimin oluşmasını sağlayabilir.

Bir kişi yürüdüğü zaman ayakkabılarının tabanları yerden negatif yükü alır ve

ayrıldığı yerde pozitif yüklü iz bırakır. Bu sırada kişinin vücudundaki yük dengesi

bozulur ve negatif yük miktarı artar. Atılan bir çok adımdan sonra kişinin

vücudundaki elektriksel yük miktarı çok yüksek seviyelere çıkar.

Benzer şekilde arabaların ve diğer tekerlekli araçların hareketleri ile de statik yükler

üretilebilir ve bu yükler bu araçların taşıdıkları ürünlere veya nesnelere kolaylıkla

transfer olurlar [20].

Tablo 2.7’de bağıl nem miktarındaki artışa karşılık çeşitli durumlardaki elektrostatik

gerilim değişimleri verilmiştir.

Tablo 2.7 Tipik Elektrostatik Gerilim Değerleri (Volt).

Gerilim Oluşumuna Neden Olan Olay Bağıl Nem

%10 %40 %55

Halı üzerinde yürüme 35.000 15.000 7.500

Marley üzerinde yürüme 12.000 5.000 3.000

Tezgah işçisinin hareketi 6.000 800 400

Elektrostatik yükler tarafından oluşturulan kıvılcımlar 750 volta kadar görülmezler.

Bunları, insan vücudunda 1000 voltun üzerindeki değerlere kadar hissedebilmek çok

zordur. Eğer insan vücudundaki gerilim 1000 voltun üzerine çıkarsa kıvılcımlar acı

hissi verebilirler çünkü son derece sıcaktırlar.

Ortam içerisinde bu kıvılcımların oluşmasını aşağıda belirtilen yöntemler

uygulanarak engellenebilmektedir.

33

Ayakkabı tabanlarını deri gibi malzemelerle değiştirmek

Odadaki nem miktarını arttırmak

Halılara ve yerlere antistatik sıvılar içeren spreyler sıkmak

İyon dengeleyici fan sistemi kullanmak

Tabanı metal kaplı ayakkabılar giymek

Kablo vasıtasıyla topraklanmış kelepçe bileklik giymek

Ortamdaki nem miktarının artması ayakkabıların ve halıların birazcık iletken

olmasını sağlar, böylece üzerlerindeki ayrık yükler birlikte hemen toprağa akabilirler.

Genellikle bağıl nem miktarı %60’ların üzerine çıktığında statik elektrik ortadan

kalkar.

Bir diğer yol olan antistatik spreyler sıkmak ise yüzeyin basit bir şekilde iletken hale

gelmesini sağlar, böylece yük ayrımı meydana gelmez.

Yürüme İle Elektriksel Yükleme

Bir kişinin ayakkabı tabanları ile yer arasındaki her temas ve sürtünme ile ayrık bir

q yükü oluşur. Eğer kişi birim zamanda n adım atarsa bu, yüklenme akımına (İC)

karşılık gelir ve İC = n . q şeklinde ifade edilir. Bu yolla kişi bir gerilim (V)

meydana getirir. Gerilim başlangıçta ortalama bir hızla yükselmeye başlar.

C

qn

t

V

. (1.3)

C= Kişinin kapasitansı

Gerilim, verilen sabit oranda düzgün bir şekilde yükselmez fakat gerçekten bir adım

fonksiyonu gibidir. Kişinin ayağı yerden ayrıldığında kapasitansı düşer ve daha sonra

tekrar yere yaklaştığında ise kapasitansı yükselir. Gerilim (V) artışını korur fakat

sonsuza kadar değil, çünkü yükleme akımının etkisi bozunma akımı (İd) ile

azalabilecektir.

34

R

Vİ

d (1.4)

İd = Bozunma Akımı

R = Kişi ve yer kaplaması boyunca olan direnç

V = Gerilim

İki akım kendi aralarında dengeye geldiklerinde gerilim maksimum değerine (Vm)

ulaşır. Aşağıda gösterildiği gibi;

qnRVR

Vqn

m

m ... (1.5)

Yer ve ayakkabı kombinasyonu için bozunma direncini hesaplamak oldukça

kolaydır. Adım oranı ISO standatlarında saniyede iki adım şeklinde belirlenmiştir ki

buradan n = 2 s-1

’dir. Her ne kadar her adımda transfer edilen yükü ele almak zor gibi

görünse de, aşağıdaki yöntem ile makul bir üst limit bulmak mümkündür.

Eğer yukarı kaldırılmış ayakkabı tabanı ile yer arasındaki bozunma alan kuvveti Eb

ise maksimum yük yoğunluğu (m)

bmE.

0 (1.6)

Burada 0 vakum geçirgenliği olup

0 = 8,85 . 10-12

F/m-1

(1.7)

Eğer ayakkabı taban alanı A ise o zaman her adımda transfer olan

maksimum yük b

EAq ..0max

(1.8)

maksimum gerilim REAnVbm

....0

(1.9)

olur.

Eğer yerden kalkmış olan ayakkabı tabanı ve yer yüzeyi bir çift düzlemsel paralel

elektrotlar olarak ele alınırsa Eb = 3 . 106 V. m

-1 olur. Ortalama olarak ayakkabı

35

tabanı 150 cm2 alınırsa (Bu değer ayakkabı ölçüsüne göre değişmektedir.) ve bu

değerler (1.9) eşitliğinde yerine yazılırsa ;

Vm = 10-6

. R (1.10)

bulunur.

Burada Vm’nin birimi volt, R’nin birimi ohm’dur [22].

2.6.2 Mekanik Tutunma Mekanizmaları

Toz parçacıklarının yer kaplama malzemelerine bir diğer tutunma şekli de mekanik

tutunmadır. Mekanik tutunmalar, parçacıkların ve yer kaplama malzemelerinin

fiziksel yapılarından kaynaklanan tutunma mekanizmalardır.

Mekanik tutunmanın en çok görüldüğü yer kaplama malzemeleri lifli kaplama

malzemeleridir. Bu malzemeler sahip oldukları lifler sayesinde parçacıkları mekanik

olarak çok rahatlıkla tutabilmekte, hatta bazı durumlarda çok sıkı bağlanmaların

meydana gelmesi nedeniyle parçacıkların yüzeyden uzaklaştırılması da oldukça

zorlaşmaktadır.

Bilindiği üzere toz heterojen bir karışımdır ve içerisinde çok farklı özelliklere sahip

parçacıklar bulunmaktadır. Bu parçacıklar genellikle başka parçalardan veya

nesnelerden koptukları için fiziksel yapıları çok düzensizdir. İşte yapılardaki bu

girinti ve çıkıntılar parçacıkların yüzeylere tutunmalarını kolaylaştıran unsurları

oluşturmaktadırlar.

Yapılan gözlemlerde görülmüştür ki, yoğunluğu fazla olan taş ve toprak benzeri

parçacıklar lifli kaplamaların alt kısmına yakın yerlerde tutunurken, yoğunluğu daha

az olan otsu bitkiler benzeri parçacıklar yüzeye yakın yerlerde tutunmuşlardır.

Mikroskop altında yapılan gözlemlerde, lifli yapılar üzerine parçacıkların mekanik

olarak tutundukları gözlemlenmiştir. Bunun üzerine bu yapılardaki tutunmaları daha

iyi belirlemek için, bu yapılar SEM analizlerine tabi tutulmuşlardır. Elde edilen

görüntüler mikroskop altında yapılan gözlemleri doğrulamıştır.

36

Diğer yer kaplama malzemelerinde de yüzeylerindeki pürüzlülüklerden dolayı

mekanik tutunma meydana gelebilmektedir. Fakat bunlar lifli yer kaplamalarında

meydana gelen tutunmalara oranla daha azdır.

2.7 Tozlarla İlgili Standartlar

2.7.1 ASTM Standardı (E 1728-99)

Bu çalışmada, sert yüzeylerde yerleşmiş olan tozun, silme ile toplanması sonucu

içerisindeki kurşun miktarının belirlenmesine çalışılmaktadır. Bunun için çeşitli

Laboratuar Analiz Yöntemleri kullanılmaktadır. Bunlar;

Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometry (ICP-AES)

Flame Atomic Absorption Spectrometry (FAAS)

Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrometry (GFAAS) [23].

2.7.2 ASTM Standardı (D 5438-94)

Bu standart tozun halıdan ve çıplak yüzeyden; kurşun, pestisit ve diğer kimyasal

bileşik ve elementlerin analiz edilmesi için toplanması prosedürünü içermektedir. Bu

standardın halı kaplı yüzeylere uygulanışı ile çıplak yüzeylere uygulanışı farklıdır.

Bu standart, tozun asbest elyaflar varlığında toplanmasını ve değerlendirilmesini

planlamamaktadır.

Bu standarda göre, partikül maddeler halıdan veya çıplak yüzeyden bir örnekleme

nozülü içinde sağlanan spesifik hız ve akış oranındaki hava akışı yardımıyla

yüzeyden emilerek çekilmekte ve siklonda toplanmaktadır. Siklon, yaklaşık olarak

5 m ve daha büyük ortalama aerodinamik çapa sahip partikülleri toplamaktadır.

Örnek toplama cihazının ucundaki nozülün bağlandığı tüpten uç kısmına olan

uzaklığı 12,4 cm, uç genişliği 1 cm ve uç kısımdaki flanş payı 13 mm’dir. Bu

nozülün şekli, bağlandığı tüp ile uç kısmı arasında, dikey eksende 30o den fazla

olmayacak şekilde sağlanan bir açı sayesinde konik şekildedir. Verimli bir emiş

sağlayabilmek için cihaz; nozülün ucunu yüzeylere paralel olacak şekilde

37

ayarlayabilecek bir ayar mekanizmasına sahip olmalıdır . Emme kaynağı 12 l/s

(26,5 CFM) çekiş yapabilecek şekildedir [24].

Şekil 2.5 Örnek toplamada kullanılan elektrikli süpürge sistemi.

Halı Kaplı Yüzeyden Örnek Alma

Halı kaplı yüzeyden örnek almak için daha önceden hazırlanmış boyları 0,5-1,5 m

arasında değişen yan yana şeritler halinde sıralanmış olan ölçüm bantları

kullanılmaktadır. Örnek toplama işlemine başlamadan önce cihazın tekerlekleri ve

nozülün ağzı steril bir bezle iyice temizlenmektedir. Örnek alma işlemi, örnekleyici

cihaz, ölçüm bantlarının iki ucu arasında dört defa bir yönde, dört defa da diğer

yönde olacak şekilde toplam olarak şerit üzerinden 8 defa geçilecek şekilde bir ileri

bir geri 0,5 m/s hızla hareket ettirilerek yapılmaktadır. Ölçüm bantlarının genişliği

kullanılan nozülün ucunun boyu ile aynıdır. Etkin nozül genişliği CS3 örnekleyici

cihazı için 13 cm’dir. Yaklaşık olarak 0,5 m2’lik ölçüm alanından örnek toplandıktan

sonra yakalama şişesindeki toplanan madde miktarı belirlenmektedir. 55 mm

çapındaki yakalama şişesindeki 6 mm yüksekliğe karşılık gelen toz miktarı yaklaşık

olarak 6-8 g’dır. Eğer toplanan örnek 6 mm’den azsa bir 0,5 m2’lik ölçüm alanı daha

taranmaktadır. Tozun miktarı hesaplanırken saç, halı tüyü ve diğer geniş nesneler

ayrılmakta ve ondan sonra gerekli miktarın toplanıp toplanmadığına bakılmaktadır.

Eğer örnek alınan halı yüzeyi çok kirli ise veya çok sık temizlenmiyorsa siklon

yakalama şişesinin tamamen dolmasını engellemek için 0,25 m2’lik örnek alma

alanlarıyla işleme başlanmaktadır.

38

Aşağıdaki tabloda halı tipine göre ayarlanan akış oranları ve basınç düşüşleri

verilmiştir;

Tablo 2.8 Halı türüne göre akış oranı ve basınç düşüşü değişim değerleri.

Halı Türü Akış Oranı (l/s) Nozül Basınç Düşüşü (kPa)

Uzun Tüylü 9,5 (20 CFM) 2,2

İlmek Dokumalı 7,6 (16 CFM) 2,5

Çıplak Yüzeyden Örnek Alma

Örnek alınacak yüzey 0,5m–1,5m uzunluğunda paralel şeritler halinde

bölünmektedir. Her şerit arası 30 cm olacak şekilde kapatılarak maskelenmelidir.

Nozülün yerden yüksekliğini, yerden 1mm yukarıda (yaklaşık 1 U.S. penny’sinin

kalınlığı) olacak şekilde gerekli ayarlama yapılmaktadır. Örnek alma verimini

etkileyen iki faktör vardır. Bunlar akış oranı ve basınç düşüşüdür. Nozüldeki basınç

düşüşü, akış oranının ve yüzey ile nozülün flanşı arasındaki mesafenin bir

fonksiyonudur.

Örnek toplama işlemine başlamadan önce cihazın tekerlekleri ve nozülün ağzı steril

bir bezle iyice temizlenmektedir. Örnek alma işlemi, örnekleyici cihaz ölçüm

bantlarının iki ucu arasında iki defa bir yönde, iki defa diğer yönde olacak şekilde

toplam olarak bantın üzerinden dört defa geçecek şekilde, bir ileri bir geri 0,5 m/s

hızla hareket ettirilerek yapılmaktadır. Ölçüm bantlarının genişliği, kullanılan

nozülün uç kısmının genişliği ile aynıdır. Etkin nozül genişliği CS3 örnekleyici cihazı

için 13 cm’dir. Yaklaşık 10 m2’lik ölçüm alanından örnek toplandıktan sonra,

yakalama şişesindeki toplanan madde miktarı kontrol edilmektedir. 55 mm çapındaki

yakalama şişesindeki 6 mm yüksekliğe karşılık gelen toz miktarı yaklaşık olarak

6-8 g’dır. Eğer toplanan örnek 6 mm’den az ise örnek almaya devam edilmektedir.

6 g’lık tozu küçük bir çıplak ölçüm alanından toplayabilmek mümkün değildir, daha

fazla ölçüm alanı üzerinde örnek toplamak gerekmektedir. İstenen miktara ulaşılınca

vakum cihazının düğmesi kapatılmaktadır. Akış oranı 9,5 l/s (20 CFM) olarak

ayarlanmaktadır.

39

Numune Analizi

Yakalama şişesinde toplanan örnekler D 422 Metoduna göre elek setinde 5 dakika

boyunca sallanmaktadır. 150 m’den geçip, 100 m’nin üzerinde kalan ince toz

miktarı belirlenmektedir. 0,1 mg hassasiyetli terazide 100 m’lik elek üzerinde kalan

toz miktarı tartılmaktadır. Bu değerden eleğin ağırlığı çıkartılmaktadır. Elde edilen

ağırlık, örnek toplama alanına bölünmekte ve m2’deki toz miktarı hesaplanmaktadır.

Toplanan toz 100 m’lik elekten geçirilmeye çalışılarak F 608 Laboratuar Test

Metodu ile toz toplama verimi hesaplanmakta ve yaklaşık %99’luk verim elde

edildiği ifade edilmektedir.

Tablo 2.9 F 608A Laboratuar Test Metodu kullanılarak hesaplanan örnek toplama

verimi.

Parametreler Halı Tipi

Uzun Tüylü İlmek Dokumalı

Akış Oranı (l/s) 9,4 7,6

P (kPa)B 2,3 2,5

Siklondan toplanan ortalama kütle % si 69,5 66,8

Standart Sapma 1,2 2,8

Testlerin Sayısı 3 3

A : Halının toz yükü 15 g/m2

B : Nozüldeki Basınç Düşüşü

40

KAYNAKLAR

[1] http://www1.ldc.lu.se/iiiee/emissions/DUST/DUST.HTML

[2] http://www.labsec.co.za/

[3] http://www.hepavac.com/home.html

[4] http://ohioline.osu.edu/cd-fact/0191.html

[5] http://members.ozemail.com.au/~lblanco/topics.htm

[6] http://ohioline.osu.edu/hyg-fact/2000/2157.html

[7] Molhave, L., Schneider, T., and Kjaergaard, S.K., 2000. House dust in seven Danish

offices, Atmospheric Enviroment, Oxford, 34, 4767-4779.

[8] Que Hee, S.S., Peace, B., Clark, C.S., Boyle, J.R., Bornschein, R.L. and Hammond,

P.B., 1985. Evolution of Efficient Methods to sample lead Soursces, such as House

Dust and Hand Dust, in the Homes of Children, Environmental Research, 38, 77-95.

[9] http://www.hygiene.ruhr-uni-bochum.de/hygiene/dioxin/www-public/house-dust

[10] Sato, Y., 1994. Study on Chemical Components and Amount in Daily Change of

Indoor Dust, Tokyo Metropolitan Research Laboratory of Public Health annual report,

Tokyo, Japan.

[11] http://www.mobdek.8m.net/

[12] http://www.chemistry.gatech.edu/faculty/williams/bCourse_Infor.../mol_int.htm

[13] http://faculty.ssu.edu/~dfrieck/212/rev/forces/london.htm

[14] http://mpcfaculty.net/mark_bishop/London_polar_molecules.htm

[15] http://www.wpi.edu/~carruth/ph1121.html

[16] http://www.newi.ac.uk/buckleyc/fbmolecules.htm

41

[17] http://www.richmond.edu/~egoldman/205/review/IF.html

[18] Israelachvili, J., 1991. Intermolecular&Surface Forces, Academic Press Limited,

London.

[19] ESD Asssociation, 1998. An Introduction to ESD, Compliance Engineering

Magazine.

[20] Beaty, W.J., Human and Sparks, http://www.eskimo.com/~billb/billb.html

[21] Smallwood, J., Static Electricity, http://web006.pavilion.net/users/jeremys/home.htm

[22] Kalenderli, Ö. And Merev, A., 2001. Electrostatic Discharge Phenomena, I.T.U. and

I.U., İstanbul

[23] E 1728-99, Standard Practice for Field Collection o Settled Dust Using Wipe

Sampling Methods for Lead Determination by Atomic Spectrometry Techniques,

ASTM.

[24] D 5438-94, Standard Practice for Collection of Floor Dust for Chemical Analysis,

ASTM.

42

ÖZGEÇMİŞ

1977 yılında Elazığ’da doğdu. Lise eğitimini Haydarpaşa Anadolu Teknik Lisesi

Elektronik Bölümünde tamamladı. 1995 yılında İstanbul Teknik Üniversitesi Kimya

Mühendisliği Bölümünde başladığı lisans eğitimini, 1999 yılında üçüncülük derecesi

ile mezun olarak tamamladı. Halen İstanbul Teknik Üniversitesi Kimya Mühendisliği

Bölümünde Yüksek Lisans eğitimini devam ettirmektedir.