BÖLÜM-4 ÇEVRE KİMYASI

Sanayi ve Çevre Kirliliği: Sanayi devrimi ile beraber ihtiyaçlara göre üretim artmıştır. Üretim artışı aynı zamanda dünyanın kaynaklarının (ham madde) hızla tüketilmesini gerçekleştirmiştir. Kaynaklar tüketilerek üretim yapılırken çevrenin dengesi bozulmaktadır. Ayrıca üretilen maddelerin atıklarının gelişi güzel çevreye bırakılması da çevreyi etkilemektedir. Örneğin; deterjan, gübre, polimer madde, boyalar, tarım ilaçları, vb. maddeler üretilirken toprağı, havayı, suyu kirletecek maddeler de meydana gelir.

Gübrelerin Çevreye Etkisi: Bitkiler diğer canlılardan farklı olarak cansız maddelerle beslenir. Bitkilerin gelişiminin gerçekleşmesi için ısıyı, ışığı, karbon ve oksijeni havadan; N, P, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Zn, Cu, B ve bazı hallerde Mo gibi elementleri ise topraktan karşılarlar. Bitkilerin sağlıklı büyümeleri ve yaşamaları için gerekli olan bu elementler çoğu zaman toprağa dışarıdan verilir. Bu elementlerin en önemlileri N, P ve K’ dur.

Gübrelerin Çevreye Etkisi: Toprakta eksik ve alınmayacak durumda olan elementlerin kimyasal yolla verilmesine kimyasal gübreleme denir. Gübreler çiftçilerin aynı topraktan bir yılda daha fazla ürün elde etmelerini sağlarlar. İyi bir uygulama olduğu görünmesine karşılık bazı problemleri de beraberinde getirir.

Gübrelerin Çevreye Etkisi: Ancak yoğun kimyasal gübreleme sonucu toprağın pH’sı değişir. Organizmaların çalışması engellenir ve denge bozulur. Toprağı analiz etmeden gübre kullanmak toprağı organik maddelerce fakirleştirmekte ve toprağın yapısını bozmaktadır. Yapı bozulduğunda bitki gelişmesi yavaşlayarak durmaktadır. Toprağın humus oranı azalarak gübre toprakta tutunmayıp yağmur suları ve sulama ile akıp gider. Bunun sonucunda toprağın üst kısımları kumlaşıp alt kısımları sertleşir.

Gübrelerin Çevreye Etkisi: Bitkiler Ayrıca yüksek oranda azotlu gübre kullanımı sonucu topraktan yıkanmalarla içme suları ve akarsulara karışan nitrat miktarı artar. Fosforlu gübrelerin yüzey akışları ile taşınmaları sonucu içme suları ve diğer akarsularda bulunan fosfat miktarı yükselir.

Neden organik gübre? Yıllardır kimyasal gübrelerin kullanımı verimi arttırmanın yanında, toprakta yorgunluğa ve canlılığın azalmasına sebep olmaktadır. Bu durum ne yazık ki toprağın çoraklaşmasını hızlandırmaktadır. Toprakta su ve oksijeni tutan, besin maddelerini soğuran, mikroorganizma faaliyetini hızlandıran en önemli etmen organik maddelerdir. Organik maddeler; hayvansal, bitkisel ve humus esaslı kaynaklardır. Hayvansal ve bitkisel organik maddeler kısa ömürlüdür (azami 8 ay).

Neden organik gübre? Humus: Hayvansal ve bitkisel maddelerin binlerce yıl toprak altında ayrışması ile doğal olarak oluşan ideal bir organik gübredir. İçerdiği hümik, fulvik ve ulmik asitler ile toprağın yapısını ve bileşimini düzenleyip bitkide gelişmeyi teşvik eder. Doğal humuslar uzun ömürlü organik maddeler olup besin maddelerini en yüksek düzeyde soğurarak bu besin maddelerini bitkiye yavaş yavaş ve uzun zamanda verirler.

Deterjanların Çevreye Etkisi: Sabun ve deterjanlara temizleyici özellik veren maddelerin yapısında yüzey-aktif maddeler olduğunu 3.ünitede görmüştük. Çoğunlukla deterjanlar içine pahalı olan yüzey aktif maddeler karıştırılmamakta, onun yerine ucuz olan bentonit, kaolin, değişik tuzlar, asitler ve silikatlar gibi temizleyici özellikleri olan suda az çözünen anorganik maddeler karıştırılmaktadır.

Deterjanların Çevreye Etkisi: Bir deterjanın yapısındaki biyolojik bozunmaya uğramayan maddelerin oranı onun çevre kirlenmesi ve sağlığa olan zararlarının göstergesidir. Bu maddelerin su ve toprakta bozulmadan kalıp akarsularla göl ve denizlere ulaşması buralarda yaşayan canlıları ve onlarla beslenen insanların sağlığını tehdit etmektedir. Son 25 yıl içerisinde birçok ülke deterjan üretiminde biyolojik bozunması hızlı yüzey-aktif maddeler ve katkı maddeleri kullanmaktadırlar. Yüzey-aktif maddesi lineer alkil benzen (LAB) ve benzeri yapıda olan deterjanlar su ve toprakta daha hızlı biyolojik bozunmaya uğradığından deterjan üretiminde öncelikle tercih edilmektedir.

Deterjanların Çevreye Etkisi: Ülkemizde üretilen deterjanlara katılan dodesil benzen (DDB) yüzey-aktif maddesi kimyasal yapısında sağlam halkalı gruplar içerdiğinden su ve toprakta bakteri ve enzimlerin etkisiyle oldukça güç bozunmakta dolayısıyla doğada giderek birikmektedir. Deterjan içerisinde bulunan yüzey-aktif madde dışında önemli oranda (%70-90) bulunan temizleyici, beyazlatıcı, yumuşatıcı, köpürtücü, parlaklık verici ya da antiseptik özellik veren katkı maddelerinin çoğu da yüzey-aktif madde gibi insan organizmasına gıdalarla ve diğer yollardan girdiklerinde dokularda olumsuz etkilere neden olabilmektedirler

Sodyum Hidroksit Kirliliği: (NaOH),320°C’ta eriyen yarı saydam kristallerden oluşmuş beyaz bir katıdır. Suda ısı vererek çözünür ve nem çekerek bozunur. Deriye dokunursa derinin suyunu çekerek deriyi yakar. Bu nedenle katı NaOH’e sud kostik (yakıcı sud) denir. Sulu çözeltisi parmaklar arasında kaygan bir his bırakır. Derişik olursa deriyi parçalar. Potasyum hidroksitle aynı özellikleri gösteren fakat ondan daha az yakıcı olan güçlü bir bazdır. Yün, ipek vb. proteinleri parçalayarak bozar. Havadan nemle beraber CO2’i de çeker. NaOH endüstride sud kostik adı altında özellikle sabun, kağıt, selüloz, viskoz ipeği, sentetik boya, alüminyum, petrol rafinerisi ve petro-kimya endüstrisinde kullanılır.

Sülfürik Asit (H2SO4) Kirliliği: Sülfürik asit renksiz, yağımsı bir sıvıdır. Günümüzün en önemli endüstriyel kimyasal maddedir. Boyar maddelerden ve gübrelerden metalurji ve plastiklere kadar her türlü endüstri için vazgeçilmez bir maddedir. Derişik sülfürik asit, birçok organik maddeden suyu çeker ve ısı veren bir tepkime oluşturur. Bu özelliğinden dolayı, temas edildiğinde cilde büyük zararlar verebilir. Tarım endüstrisinde büyük miktarlarda asit, kalsiyum fosfat Ca3(PO4)2 gibi çözünmeyen fosfat kayalarından, çözünebilir kalsiyum dihidrojen fosfat elde etmek için kullanılır.

Sodyum Sülfür (Na2S) Kirliliği: Dericilikte, tüyleri deriden dökmekte ve kağıt hamurunun hazırlanmasında kullanılır. Çevreye bırakıldığı zaman suyu ve toprağı kirleterek canlılar üzerinde toksik etki yapar.

Sodyum Kromat (Na2CrO4) Kirliliği: Sodyum dikromatla birlikte krom kaplama işleminde kullanılır. Zehirleyici kimyasal olduğunda toprak ve su için önemli bir kirleticidir. Ayrıca yükseltgen olduğundan doğada bir çok maddenin yapısı bozularak canlı sağlığı için zararlı maddeler oluşturur. Sodyum sülfür, sodyum kromat, sülfürik asit ve sodyum hidroksit vb. gibi maddeler kullanıldıkları ortamlarda çok uzun süre kalıcı olduklarında ve biyolojik olarak parçalanmadıkları için çevre kirliliğine sebep olmaktadır.

Hava Kirliliği Atmosferdeki havanın fiziksel, biyolojik ve kimyasal özelliğinin çeşitli etkenlerle canlı yaşamını tehdit edecek şekilde değişikliğe uğramasıdır. “Tozlar, zehirli gazlar, sera gazları, ozon tüketen gazlar hava kirliliğini oluşturan maddelerdir.”

Su Kirliliği “Deterjanlar, boyalar, gübreler, böcek öldürücü ilaçlar, H2SO4, HCI, NaOH, Na2CO3, ağır metal katyonları sularda en çok kirlilik oluşturan maddelerdir.” Doğal çevrenin önemli bir kısmını oluşturan çeşitli su ortamlarının (akarsu, göl ve denizler) ve ayrıca içme sularının çeşitli etkenlerle, insan başta olmak üzere diğer canlıların yaşamının olumsuz yönde etkileyecek biçimde bozulmasıdır. Gübrelerdeki kimyasal maddeler topraktan akarsulara karışarak su kaynaklarında ve denizde toplanarak ötrafikasyona neden olur.

Ötrafikasyon: Göl ve nehirlerde Ötrafikasyon sulardaki bitkilerin hızla büyüyerek sudaki tüm oksijeni bitki, hayvan ve mikro organizma kullanmasına yol açar ve sonuç olarak sudaki yaşam sona erer. “Kısaca gelişmesinin çoğalmasıdır.” Ötrafikasyona temelde fosfor fazlalığı yol açar. Ayrıca azotlu gübreler sudaki azot oranını arttırır. Suda oluşan azot bileşikleri (amonyak ve amonyum iyonunun) balıklar üzerinde zararı büyüktür.

(Diklor-Difenil-Trikloretan): Bu konuda çok bilinen bir örnek DDT ile zehirlenme olayıdır. Böcek öldürmede kullanılan bu zehirli kimyasal bileşik doğada kolayca yok olmaz. Sulara karışarak önce küçük su canlılarının, sonra onları yiyen balıkların vücuduna geçer. Beslenme zinciri boyunca ilerledikçe DDT balıkların vücudunda, yoğunluğu artarak birikir. Böyle balıkları yiyen insanlar tehlikeli miktarda DDT almış olurlar. Bunun sonucunda kanser ve sakat bebek doğumları gibi olaylar ortaya çıkabilir. Pek çok gelişmiş ülkede DDT kullanımı yasaklanmıştır. Ama zararının pek iyi bilinmediği az gelişmiş ülkelere satmak için, gelişmiş ülkeler DDT üretimini sürdürmektedir.

AĞIR METALLER: insan ve diğer canlıların sağlığına zarar veren diğer bir su kirleticileri ağır metallerdir. Ağır metallerin kirletici kaynakları evsel ve endüstriyel atıklardır. Suları kirleten en önemli kirletici gruplardan bir tanesi petrol türevleridir. Petrol ve türevleri çoğunlukla petrokimya endüstrisi rafineleri ve taşımacılık yapılan yerlerde sulara karışmaktadır. Bu kirlilik su ortamındaki tüm yaşam yok etmektedir.

Toprak Kirliliği: Toprakların fiziksel, kimyasal ve biyolojik dengelerinin çeşitli kirletici unsurlarla bozulması olayına toprak kirliliği adı verilir. Plastikler, ağır metaller, tarım ilaçları, gübreler, ağır hidrokarbonlar…toprak kirliliğini oluşturur. Toprak kirliliğine sebep olan en önemli etkenler; yerleşim alanlarından çıkan atıklar, endüstri atıkları, egzoz gazları, tarım ilaçları ve kimyasal gübrelerdir.

Toprak Kirliliği: Tarımsal mücadele ilaçlarının ve suni gübrelerin bilinçsiz ve aşırı kullanımı sonucu, toksik maddelerin toprakta birikimi artmakta ve doğal ortamın kirlenmesine sebep olmaktadır. Suni gübrelerin de (sodyum, potasyum gibi besin maddelerini içeren) aşırı ve bilinçsiz kullanımı sonucu toprağın yapısı bozulmakta ve bu da toprak kirliliğine yol açmaktadır.