Tehlikeli Kimyasalların bertarafı Doç. Dr. Erkan ŞAHİNKAYA

GİRİŞ 70 binden fazla sentetik organik kimyasal bugün kullanılmaktadır. Fakat sadece çok az bir kısmı çevre ve insan sağlığı açısından test edilmiştir. Geçmişte bir çok kimyasal insan sağlığına zararlı olması gerekçesiyle yasaklanmıştır. Fakat geçmişte kullanılan ve doğada bozunmayan bir çok kimyasal halen doğada (örnek yer altı suyunda) bulunmaktadır. Bazı toksik maddelerin kullanımını sınırlamak amacıyla bu kimyasalların toksik olmayan alternatifleri de aranmaktadır. Yeni organik kimyasallar genellikle kolay parçalanabilir olup, geçmişte kullanılanlara göre daha az zararlıdır. Biodegradability arttıkça doğada bozunup yok olma hızı artmaktadır.

SENTETİK DETERJANLAR Çevresel problem yaratan ilk sentetik organiklerden biri deterjanlardır. Sentetik deterjanlar Almanlar tarafından 2. dünya savaşı sırasında üretilmiştir. Sentetik deterjanlar, Ca ve Mg ile çökelti oluşturmadığından oldukça iyi temizleme özelliğine sahiptir. Fakat bunlar arıtma tesislerinde giderilmeyerek,, havalandırma havuzlarında, alıcı ortamlarda ve musluk sularında deterjanlara ve köpüklere rastlanmıştır. Sentetik deterjanlar insan sağlığına zararlı olmasalar da estetik nedenlerden dolayı önce Almanya ve İngiltere daha sonra da ABD de yasaklanmıştır.

SENTETİK DETERJANLAR Deterjanlar üzerine yapılan araştırmalar göstermiştir ki, köpük oluşumuna asıl neden, kolay parçalanamayan alkil benzen sülfonatlardır (ABS). ABS nin zor parçalanmasının nedenleri ise; ABS molekülünün alkil kısmının aromatik kısmına yapışan quaternery karbon bulunması Sulfonat grubunun bulunması Alkil grubunun fazlaca dallanmasıdır. Bu zor parçalanmaya getirilen çözüm ise; Alkil yapısının lineer yapılması Dallanmanın giderilmesi Quaternery karbonun giderilmesi Sonuç olarak; Lineer alkil benzen sülfonatlar (LAS) 1960 larda üretilmiş ve bu alternatif deterjan köpük probleminin çözümüne yol açarak LAS’ın bugün bile kullanılmaktadır.

ABS LAS

primary carbon atom: one carbon neighbor secondary carbon atom: two carbon neighbors tertiary carbon atom: three carbon neighbors quaternary carbon atom: four carbon neighbors

Sentetik deterjanlara ilave olarak bir çok pestisit çevresel problemlere sebep olmaktadır. Bunlardan en önemlileri; policlorinated biphenyls (PCBs), halojenli solventler ve kloroflorokarbonlar dır. organik maddelerden kaynaklanan problemlerden yarısı halojenli organiklerden kaynaklanır. Halojen atomu normal olarak enzimin bağlanacağı bölgeye bağlanarak, parçalanmasını zorlaştırır.

Bazı doğal olarak oluşan kimyasallar da biyolojik arıtıma karşı dirençli olup, sağlık ve çevresel öneme sahiplerdir. Bunlardan en önemlileri gazolinin aromatik kısmıdır. Örneğin benzen, etil benzen, toluen ve xylene (BTEX). Ayrıca, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) ve dioxin ler. Dolayısıyla, insan yapımı toksik organiklerin yanı sıra, doğal olarak oluşan ve insanlar tarafından çevreye taşınan kimyasalları da dikkate almak gerekmektedir. Doğada ikinci olarak en çok bulunan ve doğal organik madde lignin dir. Lignin biodegradasyona oldukça dirençlidir. Lignin biyodegradasyonunu sağlayacak enzim sistemine mantarlar sahiptir. Fakat bu oldukça yavaştır. Bu nedenle ormanda yere düşen yapraklar uzun süre kalmaktadır. Aslında, kömür, yağ ve bazı organiklerin doğadaki mevcudiyeti, bütün organiklerin kolaylıkla CO2 e oksitlenemediğinin göstergesidir.

Bazı sentetik organiklerin parçalanması zor olsa da imkansız değildir. Bazı özel durumlarda toksik organikler tamamen veya kısmen parçalanabilir. Örneğin mantarlar yada anaerobik bakteriler, aerobik bakterilerin parçalayamadığı bazı halojenli bileşikleri parçalayabilirler. Mantarlar oksijene ve organiğe ihtiyaç duyar. Bir bileşiğin mantar tarafından parçalanması doğada uzun zaman kalmasına neden olabilir. Bazı toksik organikler doğada bozunmaya dirençlidir. Yani parçalanmasını sağlayacak koşullar mevcut değildir. Parçalanmasını sağlayacak koşullar oluşturularak bu maddelerin giderilmesi veya toksisitesinin azaltılması mümkündür.

Biyolojik dönüşüm (transformation) her zaman toksisite azaltır mı?? Hayır. Örneğin TCE anaerobik koşullarda daha toksik bir bileşik olan vinyl chloride (VC) a dönüşebilir. Dolayısıyla, organiklerin mineralizasyonuna yani CO2 ve suya dönüşümüne odaklanmamız gerekmektedir.