Hava Kirleticilerin Etkileri

... konulu sunumlar: "Hava Kirleticilerin Etkileri"— Sunum transkripti:

1 Hava Kirleticilerin Etkileri
İnsan sağlığı üzerindeki etkiler Bitki örtüsü ve hayvanlar üzerindeki etkiler Malzemeler ve yapılar üzerindeki etkiler Dünya üzerindeki uzun süreli etkiler Risk değerlendirme

2 Kaynaklar ve Yutaklar Kaynak: Kirleticilerin atmosfere salındığı ortam/yer Hava kirletici kaynakları ikiye ayrılır: Doğal (toprak, deniz/okyanus, volkanlar, biyojenik v.b.) İnsan kaynaklı (antropojen) (yanma, ısınma, trafik, endüstriyel aktiviteler v.b.)

3 Yutak: Kirleticilerin havadan ayrılarak transfer oldukları ortamlar örn: toprak, bitkiler, yapılar, su kütleleri Kirleticilerin bu ortamlarda kalma süreleri uzun olabilir ancak süreklilik arz etmez. Temizleme (scavenging) mekanizmaları: Kirleticilerin havadan uzaklaşmasını sağlayan mekanizmalar (kimyasal tepkimeler, fotoliz, çökelme (ıslak ve kuru), vs.)

4 Hava kirliliği; Canlıların sağlığını olumsuz yönde etkileyen ve/veya maddi zararlar meydana getiren havadaki yabancı maddelerin, normalin üzerindeki miktar ve yoğunluğa ulaşmasıdır. İnsanların çeşitli faaliyetleri sonucu meydana gelen üretim ve tüketim aktiviteleri sırasında ortaya çıkan atıklarla hava tabakası kirlenerek, yeryüzündeki canlı hayatı olumsuz yönde etkilenmektedir.

5 Hava kirliliğini kaynaklarına göre 3´e ayırabiliriz;
1 ‐ Isınmadan Kaynaklanan Hava Kirliliği: Ülkemizde özellikle ısınma amaçlı, düşük kalorili ve kükürt oranı yüksek kömürlerin yaygın olarak kullanılması ve yanlış yakma tekniklerinin uygulanması hava kirliliğine yol açmaktadır. 2 ‐ Motorlu Taşıtlardan Kaynaklanan Hava Kirliliği: Nüfus artışı ve gelir düzeyinin yükselmesine paralel olarak, sayısı hızla artan motorlu taşıtlardan çıkan egzoz gazları hava kirliliğine neden olur. 3 ‐ Sanayiden Kaynaklanan Hava Kirliliği: Sanayi tesislerinin kuruluşunda yanlış yer seçimi, çevre korunması açısından gerekli tedbirlerin alınmaması (baca filtresi, arıtma tesisi olmaması vb.), uygun teknolojilerin kullanılmaması, enerji üreten yakma ünitelerinde vasıfsız ve yüksek kükürtlü yakıtların kullanılması, hava kirliliğine sebep olan etkenlerin başında gelmektedir.

6 İnsan Sağlığı Üzerindeki Etkiler
Kirleticiler insan vücuduna solunum, sindirim, cilt teması (deri) yoluyla girer. Eser miktarlarda kirleticiler vücuda alındığında farklı bölgelerde birikebilir (TOTAL BODY BURDEN). Kimyasallar vücudun farklı bölümlerinde (kan, idrar, yumuşak doku, saç, diş ve kemik) depolanabilir. Eser miktarlarda kirleticiler vücuttan birkaç saat-birkaç gün aralığında veya çok daha uzun sürelerde atılabilirler.

7 İnsan Sağlığı Üzerindeki Etkiler
Kirleticinin vücuda alınması, vücuttan atılmasından daha hızlı olduğu taktirde, vücutta birikimi söz konusu olur. İnsan sağlığı üzerindeki etkiler genel olarak maruz kalınan kirletici miktarına ve kirleticinin vücuttan uzaklaştırma hızına bağlıdır.

8 İnsan Sağlığı Üzerindeki Etkiler
Hava kirliliğinin insan sağlığı üzerindeki etkileri, atmosferde yüksek miktardaki zararlı maddelerin solunması sonucu ortaya çıkar. İnsanların sağlıklı ve rahat yaşayabilmesi için teneffüs edilen havanın mutlaka temiz olması gerekir. Havanın doğal yapısını bozan ve kirleten maddelerin başka bir deyişle kirli havanın solunması, özellikle akciğer dokularını tahrip edici ve öldürücü olabilmektedir. Solunum yolu ile alınan hava içerisindeki parçacıklar ve duman, teneffüs esnasında yutulur ve akciğerlere kadar ulaşır.

9 İnsan solunum sistemi Temel fonksiyonu: Havadaki oksijeni kan dolaşımına ulaştırmak ve CO2’yi vücuttan uzaklaştırmak Solunum sistemi 3 kısma ayrılabilir: Nazal (burun ve ağız) Soluk borusu ve bronşlar Akciğer

10 Bölgesel partikül depolanması

11

12 Partikül boyutuna göre sınıflandırma
Nefes alınabilir kısım (<100 μm AEÇ, Aerodynamic Equivalent Diameter) Ağız veya burun yoluyla nefes ile birlikte alınabilir Torasik kısım (<25 μm AEÇ) Beyin ve akciğer hava yoluna ulaşır Solunabilir kısım (<10 μm AEÇ) Akciğerde bronşiollere kadar ulaşır

13 Akciğerlerde partikül ve gazların davranışı
Gazlar: çözünebilirliğe bağlı Partikül davranışı ise aerodinamik özelliklere bağlı Çok büyük parçacıklar; nazal açıklılardan (burun, ağız gibi) girebilir Daha küçük parçacıklar; soluk borusu ve akciğerin bazı bölgelerinde birikebilir. Çok küçük parçacıklar; alveollere kadar ulaşabilir.

14 Alveoller, akciğerlerin içinde bulunur
Alveoller, akciğerlerin içinde bulunur. Kılcal damarlardaki karbondioksiti alırlar ve kılcal damarlara içlerinde olan oksijeni verirler. Buna madde alış-verişi denir. Alveoller kan dolaşımında da görevlidir.

15 CO ve insan vücudu Dış ortamda CO İç ortamda CO
İnsan vücudunda, O2 biyokimyasal oksidasyon için taşınır ve CO2 atılır. Hemoglobin-O2 Hemoglobin-CO2 Oluşan bu kompleks, dolaşım sisteminde gazların taşınımı için yeterince kuvvetlidir. Fakat, akciğer ve hücrelere dağılımını engellemek için yeterince kuvvetli değildir. CO, hemoglobin ile çok daha kararlı bir kompleks (Hemoglobin-CO, COHb) oluşturur. Dolayısıyla, CO2 ve O2’nin taşınması için gerekli serbest hemoglobin sayısının azalmasına neden olur.

16 Karbon monoksit zehirlenmesinin moleküler görüntüsü
Karbon monoksitin oksijen taşıma kapasitesini azaltması sonucunda kandaki oksijen yetersizliği nedeniyle kan damarlarının çeperleri, beyin kalp gibi hassas organ ve dokularda fonksiyon bozuklukları meydana gelir. Karbon monoksit zehirlenmesinin moleküler görüntüsü

17 Kükürt Oksitler ( SOX ):
Hava kirletici emisyonların en yaygın olanlarından biri kükürtdioksit (SO2) dir. Her yıl tonlarca SO2 çeşitli kaynaklardan yayınlanarak, atmosfere karışmaktadır. Kükürt dioksit ve atmosferdeki ürünleri irritan etki gösterirler. Solunan yüksek konsantrasyondaki kükürt dioksitin %95’i üst solunum yollarından absorbe olur. Bunun sonucu olarak, bronşit ve diğer akciğer hastalık semptomları meydana gelir.

18 Azot Oksitler (NOX): NOx’ in atmosferdeki bulunuşu yaklaşık olarak yarı yarıya taşıt egzosu ve sabit yakma tesislerinden dolayıdır. Bu gazlar atmosferde doğal gaz çevrimine girerek, nitrik asit (HNO3) oluşumuyla sonuçlanan zincirleme reaksiyonları tamamlarlar. Atmosferdeki HNO3 oluşumu ise asit yağışının oluşmasını etkiler. Azot dioksitin sağlık üzerine etkileri; çeşitli kesimlerdeki bireylere değişik konsantrasyonlar uygulanması ile tespit edilmiştir μg/m3 konsantrasyonlarına dakika süre ile maruziyet sonucunda; normal ve bronşitli kişilerde akciğer fonksiyon değişimleri gözlenmiştir.

19 Azot Oksitler (NOX): Azot dioksit maruziyeti sonucunda oluşan şikayetler; normal ve sağlıklı kişilerde 1880 μg/m3 konsantrasyonundan itibaren başlarken, astımlı kişilerde aynı şikayetler 940 μg/m3 konsantrasyon seviyesinden itibaren başlamaktadır. Azot dioksitin bulunduğu ortamlarda diğer kirleticilerin ve özellikle ozonun bulunması durumunda, bu kirleticiler arasında oluşan reaksiyonlar nedeniyle insan sağlığında olumsuz etkilerin arttığı belirlenmiştir. Bir haftadan bir aya kadar olan sürede 1880 μg/m3 den az konsantrasyona maruziyette; bronşiyel ve pulmoner bölgelerdeki hücrelerde anormal değişiklikler, 940 μg/m3 konsantrasyona maruziyette ise akciğerlerin bakteriyel enfeksiyonlara karşı hassasiyetinin artması ve biyokimyasal değişimler gözlenmektedir.

20 Hava kirliliğinin insanlar üzerindeki etkisi
Sağlık etkisine yönelik veriler aşağıdaki çalışmalardan elde edilebilir: Klinik Epidemiyolojik Toksikoloji çalışmaları

21 Hava Kirliliği Etkileri
Doz (miktar) – Yanıt (Tepki) İlişkisi Maruz kalınan (doz) bir madde miktarı ile sonuçta görülen vücut işlevleri veya sağlık değişiklikleri (yanıt) arasındaki ilişkidir.

22 Doz (miktar) – Yanıt (Tepki) eğrisi
Eşik seviyesi içermeyen eğri Eşik seviyesi içerikli eğri yanıt doz Eşik değeri Eşik seviyesi değeri: söz konusu değerin altında herhangi bir olumsuz etki görülmemiştir.

23

24

25

26

27 Bitki örtüsü ve hayvanlar üzerindeki etkiler
Hasar (tahribat)-Zarar Hasar: Bir bitkinin hava kirliliğine maruz kalması sonucu gözlenebilir değişim Zarar: Hasar görmüş bir bitkinin kullanımına yönelik oluşan ekonomik veya estetik kayıp

28 Tahribat. – Genellikle kirliliğe bağlı tahribat bitkilerin yapraklarında görülür. Yaprak damarları arasında lekeler, renk değişimi (renkte solma), uç noktalarda yanma

29 Yaprak kesiti

30 Bitkilere kirleticilerin etkisinin iki yolu
Direkt etki: Havanın stomalardan geçerek daha iç kısımlara ulaşması Dolaylı etki: Bitki kökü yoluyla oluşan etki. Kirleticiler toprak ve suda birikir ve sonrasında bitki kökleri tarafından bitki bünyesine alınır.

31 Yapraklar fonksiyonları itibariyle bitki için önemlidir:
Kloroplastlar tarafından fotosentez gerçekleştirilmesi: 6CO2+6H2O C2H12O6+6O2 Terleme: Bitkinin kök sisteminden yapraklara doğru suyun hareketi. Besin maddesinin taşınımı ve soğuma. Solunum: Karbonhidratların oksidasyonu, enerji üreten proses C2H12O6+6O CO2+6H2O

32 Ozonun oluşturduğu hasar Oksidant maddelerin başında gelen ozon, yakıt yakılması sonrası oluşan ürünlerin (NOx, VOC) güneş ışığı ile varlığında reaksiyonları ile oluşmaktadır ve rüzgar etkisiyle bitki yetiştirilen bölgelere kolaylıkla taşınabilir. Ozonun bitkiler üzerindeki etkisi, derişimine ve maruz kalma süresine bağlı olarak değişir. Ozonun bitkiler üzerindeki tahribatı, özellikle yapraklarda gerçekleşir. . Biber yaprağında benek oluşumu Huntsville, Ontario.

33 Yapraklarda benek oluşumu

34 AOT40 Accumulation Over a Threshold of 40 ppb
AOT40 ( (µg/m³)· saat olarak ifade edilir), her gün, Merkezi Avrupa Saat Dilimi 8:00 ve 20:00 arasında ölçülen sadece 1 saatlik değerler kullanılarak belirli bir zaman dilimi sonunda, 80 µg/m³ ile 80 µg/m³ (= 40ppb) den daha büyük saatlik konsantrasyonlar arasındaki farkın toplamı demektir.

35 HAVA KALİTESİ DEĞERLENDİRME VE YÖNETİMİ YÖNETMELİĞİ
Ozon için uzun vadeli hedefler, hedef değerler, bilgilendirme ve uyarı eşikleri Hedef Ortalama Süre 2022 için Hedef değer  (a) Uzun vadeli hedef İnsan sağlığının korunması Bir yılda maksimum günlük 8 saatlik ortalama 120 µg/m³ değeri üç yıllık ortalama alındığında bir yılda 25 günden daha fazla süre boyunca aşılmayacaktır (b) 120 µg/m3 Vejetasyonun korunması Mayıs ayından Temmuz ayına kadar 1 saatlik değerlerden hesaplanacak AOT40 Beş yıllık ortalaması µg/m3·saat (b) 6 000 µg/m3·saat

36 PAN tahribatı Peroksiasetilnitrat (PAN), yeni genişlemiş yaprakların alt kısımlarında kahverengi renklenmeler oluşumuna neden olur.

37 SO2 tahribatı: SO2, bitki yapraklarında doku/hücre ölümüne neden olur.

38 Flor tahribatı:  Doku/hücre ölümü (tuzun yarattığı hasara benzer bir hasar).

39 Uçucu Organik Karbon ( VOC ):
Uçucu organik bileşiklere maruziyet akut ve kronik sağlık etkileri oluşturur. Düşük dozlardaki UOB’ler, astıma ve diğer bazı solunum yolu hastalıklarına sebep olur. UOB’ler yüksek konsantrasyonlarda, merkezi sinir sistemi üzerinde etki yaparlar. Bazı UOB’ler ekstrem konsantrasyonlara ulaştıklarında sinir sistemine ait fonksiyonlarda bozulmalara neden olurlar. EPA tarafından yapılan sınıflandırmada benzen kanserojen madde olarak değerlendirilirken karbon tetraklorür, kloroform, vinil klorür, etilen dibromür kansere sebep olma riski taşıyan maddeler olarak sınıflandırılmıştır.

40 Malzemeler üzerindeki etkiler
Metaller üzerindeki etkiler: Paslanma Nem, sıcaklık ve kirleticilere bağlı olarak oluşan aşınma Elektrik özelliklerinde değişim

41 Taş yapılar üzerindeki etkiler
Renk solması Kararma Alçı taşı oluşumu Çatlama/parçalanma Alçı taşı oluşumu: CaCO3+H2SO4+2H2O CaSO4.2H2O+H2CO3 CaCO3+H2CO Ca(HCO3)2

42

43 Resimdeki zarar görmüş yer, yağışa maruz kalmış ve sonra da taş yüzeydeki nemin de etkisiyle kükürt dioksitin asidik etkisi ortaya çıkmıştır. Kükürt dioksitin sülfürik asite dönüşmesi, özellikle mermer yüzeylerde alçı taşı oluşumuna neden olur.

44

45

46

47 Görünürlük üzerindeki etkiler
Görünürlük, ışığın saçılması veya gaz veya partiküller tarafından absorplanmasına bağlı olarak azalır Saçılma, dalga boyuna bağlıdır. Uzun dalga boyları daha az saçılmaya uğrar. NO2 tarafından ışığın absorplanması: Mavi ışığı absorplayarak görünebilir kırmızı ışık oluşturur.

48

49 Atmosferik pus Görünürlüğün azalması, atmosferde bulunan küçük partiküller veya NO2’ye bağlı olarak gerçekleşir. Partiküller um boyut aralığındadır. Atmosferde oluşan pusun temel bileşenleri; sülfat, nitrat, grafit maddeler, uçucu kül ve aerosoller. Birinci ve ikinci partikül maddeler atmosferik pus oluşumuna neden olurlar.

50 Kualo Lumbur,2005, Malasia Ağustos 2005’de acil durum uyarısı yapıldı.

51 Birincil partikül madde: Yakma prosesleri 1 µm boyutundan daha küçük boyutta PM ortama salar.
Çok yüksek miktarlarda NO2 ve SO2 de salınır. İkincil partikül madde: Gaz fazdan partikül forma dönüşüm söz konusudur. Gaz molekülleri, sıvı ve katı parçacıklara dönüşür.

52 Gaz fazdan partikül forma dönüş aşağıdaki yollar ile gerçekleşir:
Absorpsiyon: Gaz, sıvı çözeltiler içerisine girer (çözünürlüğe bağlıdır) Nükleasyon (çekirdeklenme): Termodinamik olarak kararlı gruplar oluşur. Yoğuşma: Gaz molekülü ve ortamda mevcut aerosol arasında çarpışma meydana gelir.

53 Dünya genelindeki uzun süreli etkiler
Küresel ısınma Ozon tabakasının incelmesi

54 Ozon Tabakası Ozon tabakası, stratosferde yaklaşık olarak 20 km kalınlığa sahip ve km yükseklikte bulunan bir tabakadır. Ozon, güneşten gelen UV ışınlarını absorplar ve bundan dolayı da dünya üzerindeki yaşamı güneşin zararlı ışınlarından korur.

55 Ozon Tabakası Ozon, atmosferin üst kısmında serbest radikal oksijen atomlarının yer aldığı aşağıdaki reaksiyon zinciri sonucu oluşur: O2 + hv  O O O O + (M)  O (M) İnsan aktiviteleri sonucu ozon tabakasına zararlı etkisi bulunan en önemli bileşenler kloroflorokarbonlardır (CFCs).

56 CFCs ve ozon CFC’ler atmosferde uzun kalış süresine sahiptirler
FCCl3+hv CCl2F+ Cl Cl +O ClO +O2 ClO +O Cl +O2 O3+O O2

57 CO2 ve Sera Gazı Etkisi Sera gazı etkisi, güneş enerjisinin atmosferde kalması ve ısıtması sonucu oluşur. Sera gazı oluşumuna katkıda bulunan çok sayıda doğal kaynak bulunmaktadır ve bu kaynaklar insanlar tarafından kontrol edilememektedir. İnsan kaynaklı katkılara karşı koyabilmek için en önemli strateji, fosil yakıt tüketimini azaltmaktır.

58 Sera Gazı Etkisi

59 Asit Yağışı SO2 and NOx emisyonlarına bağlı olarak su damlacıkları içerisinde HNO3 ve H2SO4 oluşumu

60

61 Kirleticilerin depolanması
buharlaşma sorpsiyon desorpsiyon çözünme Kuru çökelme Partiküllerin çökmesi HOC’lerle bağlı aerosoller Buharların uzaklaştırılması Partiküllerin uzaklaştırılması Yaş çökelme Su damlacıkları HOC buharları

62 ASİT YAĞIŞI Yağmur suyunun asitliğini nasıl ölçeriz?
Yağmur suyunun doğal pH değeri 5,5 (7’den az) Yağmur suyu toplanır pH değeri ölçülür

63 Yağmur suyu toplama