Enerji ve Çevre Dersi 2. Ünite Özet

Enerji ve Çevre Kirliliği

Enerji, çevre kirliliğinin önemli aktörüdür. İnsanların doğadaki madde döngülerini bir yönde fazlalaştırarak doğal dengeyi bozmasıyla çevre kirliliği oluşur. Doğal dengenin bozulması canlı yaşamını tehdit eder. Örneğin, fosil yakıtların yanmasıyla atmosfere normalden daha çok karbondioksit gazı salınır. Bu ise Dünya’nın sıcaklığını artırır. Enerji kaynaklı karbondioksit emisyonu sadece ülkemizde değil tüm dünyada artış göstermektedir ve önümüzdeki dönemde de göstereceği tahmin edilmektedir. Çevre kirliliğini üç kategoride ele alabiliriz:

Fiziksel Kirlenme: Toprak, su ve havanın fiziksel özelliklerinin canlı sağlığını olumsuz yönde etkileyecek biçimde bozulmasıdır. Termik santrallerin çevresindeki akarsuya sıcak su dökerek su sıcaklığını yerel olarak artırması fiziksel kirlenmeye bir örnektir.

Kimyasal Kirlenme: Toprak, su ve havan›n kimyasal özelliklerinin canlı sağlığını olumsuz yönde etkileyecek biçimde bozulmasıdır.

Biyolojik Kirlenme: Toprak, su ve havanın çeşitli mikroorganizmalarla kirletilmesidir.

Çevre kirliliği oluştuğu yer itibariyle üç gruba ayrılır:

• Hava kirliliği
• Toprak kirliliği
• Su kirliliği

Hava Kirliliği

Hava kirliliği, insan kaynaklı faaliyetler sonucunda oluşan ve çevre veya insan sağlığı üzerinde zararlı olan kirletici maddelerin havada bulunmasıdır. Hava kalitesi, havadaki kirletici maddelerin artmasıyla azalır. Gelişmiş ve gelişmekte olan ülkelerde, hava kirliliğini oluşturan değişik kaynaklar bulunmaktadır. Bunları kabaca üç gurupta toplayabiliriz;

• Isınmadan kaynaklı hava kirliliği,
• Motorlu taşıtlardan kaynaklanan hava kirliliği
• Sanayiden kaynaklanan hava kirliliğidir.

Isınmadan kaynaklı hava kirliliği: Bu kirlilik özellikle düşük kaliteli kömürün (kalorisi düşük, kükürt miktarı yüksek) yoğun olarak kullanıldığı şehirlerde alarm vermektedir.

Motorlu taşıtlardan kaynaklanan hava kirliliği: Bu kirlilik nüfus artışı ve gelir düzeyinin yükselmesiyle sürekli olarak artmaktadır. Karadaki taşıtlar dışında özellikle yolcu uçakları da önemli ölçüde hava kirliliğine sebep olmaktadır.

Sanayiden kaynaklanan hava kirliliği: Sanayiden kaynaklanan hava kirliliğinin önemli boyutlarda olmasının büyük bir nedeni ekonomik sebeplerle baca filtresi takılmamasıdır. Ayrıca termik santrallerin kükürt oranı yüksek kömürleri kullanması hava kirliliğinin boyutlarını büyütmektedir.

Hava kirleticileri kaynakları sabit veya hareketli olabilir. Fosil yakıtların yakılmasıyla veya herhangi bir üretim işlemi sırasında oluşan kirleticilerin bir baca yoluyla atmosfere bırakılması sabit kaynaklardır. Motorlu taşıtların egzozları ise hareketli kaynaktır.

Atmosfer

Dünyanın sahip olup, diğer gezegenlerin sahip olmadığı (yaşama uygun) atmosferin hacimsel olarak %78’i azot, %21’i oksijen ve %1’i de diğer gazlardır. (Diğer gazlar karbondioksit, su buharı, argon, neon, helyum, metan, kripton, hidrojen, azot monoksit, ksenon, ozon, amonyak ve azot dioksit gibi gazlardır.) Yerçekiminin etkisiyle bu gazlar yerkürenin etrafını sararak canlıların yaşam kaynağını oluşturur. Atmosferi oluşturan gazlar cisimlere basınç uygular. Deniz seviyesindeki atmosfer basıncı 101,3 kilopascal (kPa)’dır. Buna 1 atmosfer basınç da denilir. Atmosfer ayrıca yerküreyi korur. Atmosfer ile dış uzay arasında kesin sınırlar yoktur. Yaklaşık olarak 1000 km’lik kalınlığa sahip olan atmosferin kabaca 5 kilometresi canlıların yaşamasına elverişlidir. Bu kalınlıktaki atmosferi daha iyi analiz etmek için tabakalara ayırırız. Bu tabakalar sırasıyla;

• Troposfer,
• Stratosfer,
• Mezosfer,
• Termosfer,
• İyonosfer,
• Ekzosfer’dir.

Gaz kütlesinin en fazla olduğu katman olan troposfer, atmosferin yeryüzüne yakın en alt tabakasıdır. Bu katman canlı yaşamı için hayatidir. Bunun sebebi soluduğumuz havanın, su buharının, bulutların, meteorolojik olayların olduğu katman olmasıdır. Troposferin uzunluğu ekvator civarında yerden itibaren yaklaşık 16 km’dir. Kutuplarda troposferin kalınlığı azalır. Bu katmanın ısınması aşağıdan yukarıya doğru olur. Güneşten gelen ışığın bir kısmı toprak tarafından emilir diğer kısmı ise yansıtılır. Isınan toprak üzerindeki hava kütlesini de ısıtmaya başlar. Sonuç olarak yükseklere doğru çıktıkça sıcaklık azalmaya başlar. Kabaca denilebilir ki her 1 kilometrede sıcaklık düzgün bir şekilde yaklaşık 6 °C azalır. Atmosferin diğer katmanlarındaki sıcaklık değişimi troposfer katmanından farklıdır. Örneğin, termosferde sıcaklık yaklaşık 1100 °C1650 °C arasında değişmektedir.

Hava Kirleticileri

Hava kirleticiler, havanın doğal bileşimini değiştiren katı, sıvı ve gaz haldeki kimyasal maddelerdir. Hava kirlenmesine neden olan kirleticiler birincil ve ikincil kirleticiler diye iki grup altında toplanır. Kaynaktan atmosfere atılan kirleticilere birincil kirleticiler, atmosferde çeşitli reaksiyonlar sonucu oluşan kirleticilere ikincil kirleticiler denir. Şimdi en önemli hava kirleticilerini inceleyelim.

Karbon monoksit (CO) : Bir karbon ve bir oksijen atomundan oluşan karbon monoksitin kimyasal formülü CO ’dur. Karbon monoksit gazı fosil yakıtların oksijeni yetersiz ortamlarda yakılmasıyla oluşur. Havadaki karbon monoksit miktarı artarsa, kana karışan karbon monoksit molekülleri kandaki oksijeni tüketir. Oksijen yetersizliği hücre ölümüne sebep olur.

Karbondioksit (CO ₂ ): Fosil yakıtların oksijeni yeterli ortamlarda yakılmasıyla karbondioksit gazı oluşur. Yakıtın yanması sırasında yeterli hava yoksa eksik yanma sonucu karbon monoksit gazı oluşur. Dolayısıyla fosil yakıtın dumanındaki karbon monoksit miktarı ile karbon dioksit miktarı ters orantılıdır. Biri arttıkça diğeri azalır. Motorlu taşıtlarda, konutların ısıtılmasında ve endüstride fosil yakıtların yakılması sonucu şehirlerimizdeki havada karbondioksit oranı gittikçe artmaktadır.

Kükürt Oksitler (SO _x ): Bir kükürt atomu ile “x” tane oksijen atomundan oluşan ve SO _x kimyasal formülüyle gösterilen kimyasal bileşiklere kükürt oksitler denilir. Formüldeki “x” değeri 1’e eşit olursa bileşik kükürt monoksit, eğer 2 ve 3’e eşit olursa sırasıyla kükürt dioksit ve kükürt trioksit olarak adlandırılır. Kükürt oksitler içinde SO ₂ ve SO ₃ hava kirliliğinin en büyük sorumlularıdır. Kükürt dioksit ve kükürt trioksit gazları renksizdir, gözle görülmezler. Fakat keskin ve kötü kokusu hemen fark edilir. Havadan ağır olduğu için kapalı ortamlarda zemine doğru çökerler. Kükürt oksitler insan sağlığına oldukça zararlı gazlardır. Özellikle çocuklar ile astımlı kişilerde önemli sağlık sorunlarına yol açar.

Azot oksitler (NO _x ): Hava kirliliğine sebep olan en önemli azot oksitler, azot monoksit ve azot dioksittir. Normal şartlarda havadaki azot ile oksijen tepkimeye girip azot oksitleri oluşturmaz. Azot oksitlerin kaynağı taşıt egzozları ve fosil yakıtları yakan termik santrallerdir. Trafiğin yoğun olduğu bölgelerde azot oksit yoğunluğu genel olarak yüksektir. Gelişmekte olan ülkelerde taşıt sayısı ve sanayi arttığı için atmosferdeki azot oksitlerin miktarı da artmaktadır.

Hidrokarbonlar: Hidrokarbonlar fosil yakıtların eksik yanması ve petrolün buharlaşmasıyla atmosfere salınır. Hidrokarbonlar azot oksitlerle güneş ışığında birleştiğinde ozon gazı oluşur. Ozon atmosferin üst kısımlarında olduğu zaman mor ötesi ışınları (UV) engellediği için insanlar için yararlı bir gazdır. Fakat atmosferin alt tabakalarında insan sağlığı için tehlikeli bir gazdır. Atmosferdeki hidrokarbonların asıl kaynağı duran ve hareket halindeki araçlardır. Araç hareket etmese bile yakıt deposundaki benzin buharlaşmasıyla atmosfere hidrokarbonlar salınır.

Fotokimyasal Sis (Fotokimyasal Smog): Fosil yakıt kaynaklı enerji tüketiminin neden olduğu diğer bir çevresel problem fotokimyasal sistir. Fotokimyasal sis (smog) gri-kahverengi renkli bir sistir. Özellikle motorlu araç trafiğinin yoğun olduğu yerlerde oluşur. Araçlardan çıkan hidrokarbon ve azot oksitlerin güneş ışığı altında kimyasal tepkimeye girmesiyle oluşur. Fotokimyasal sis görüş mesafesini kısaltarak trafik problemlerine yol açar. Fotokimyasal sisin yoğun olduğu açık havada gezenlerin gözleri, fotokimyasal sisten zarar görür.

Partikül Maddeler (PM): Partiküller madde tanım olarak, atmosferde asılıymış gibi duran çok küçük parçacıklardır. Boyutları kabaca 0,1 ile 100 mikron arasında değişir. Araçlardan, termik santrallerden, özellikle kömürün ısıtma için kullanıldığı evlerden ve çeşitli endüstriyel işlemlerden atmosfere her yıl tonlarca partikül madde salınır. Bu partiküllerin boyutları kabaca 2.5 mikrondan küçüktür. Bu boyuttaki partikülleri gözümüzle göremeyiz. Partikül maddeler rüzgâr ile daha uzun mesafelere taşınabilir. Bunun dışında atmosferdeki partiküllerin bir başka kaynağı ise volkan patlaması ve orman yangınları gibi doğal kaynaklardır.

Kurşun (Pb): Yumuşak ve ağır bir metal olan kurşun son derece zehirleyicidir. Atmosferdeki kurşunun en büyük kaynağı motorlu taşıtların egzozlarından çıkan dumandır. Kurşuna en fazla yol kenarındaki evlerde oturan kişiler maruz kalır. Atmosferdeki kurşun yağmurla tekrar yeryüzüne inerek toprak kirliliğine de yol açar.

Asit Yağmurları

Elektrik enerjisi üretmek için fosil yakıtları yakan termik santrallerden, ısı enerjisi sağlamak için fosil yakıtları kullanan konutlardan, hareket enerjisi sağlamak için fosil yakıtları tüketen motorlu taşıtlardan her yıl atmosfere tonlarca karbon monoksit ve dioksit, kükürt oksitler, azot oksitler, partikül madde ve hidrokarbonlar gibi kirletici maddeler salınmaktadır. Bu kirletici maddeler sadece bulunduğu bölgedeki yerleşim yerlerini değil, rüzgarlar vasıtasıyla uzak bölgedeki yerleşim yerlerini de etkiler. Ayrıca bu kirleticiler atmosferde kimyasal tepkimelere girerek başka zararlı kimyasal maddeleri oluşturabilir. Bu bileşiklerde yağmur suyunu asitleştir ve asit yağmurlarına yol açar. Asit yağmurları metallere, heykellere, tarihi kalıntılara ve binalara zarar verir. Ağaçların yapraklarını döker. Yağmur damlacıklarının toprağın üzerine düşmesiyle topraktaki faydalı mikroorganizmalar yok olmaya başlar. Tarımda verim ve besin kalitesi düşer. Toprağın biyolojik ve kimyasal yapısının değişmesiyle besin zincirindeki tüm canlılar etkilenir.

Su Kirliliği

Suların kirletilmesinde birinci sırada evsel ve endüstriyel atıklar yer almaktadır. Enerji üretiminin neden olduğu su kirliliği enerji tüketiminin neden olduğu su kirliliğine göre daha fazladır. Enerji tüketimden kaynaklanan su kirliliğinin en büyük sebebi petroldür. Su kirliliği sadece denizde yol alan motorlu taşıtlardan kaynaklanmaz. Sahile yakın otoyollarda hareket eden taşıtlar durup tükenmeden denizi kirletirler.

Toprak Kirliliği

Toprağı kirleten başlıca maddeler tarım ilaçları, sanayi atıkları ve kimyasal gübrelerdir. Bunların dışında enerji tüketimi de doğrudan veya dolaylı olarak toprağı kirletir. Hava kirliliği dolaylı olarak toprak kirliliğine yol açar. Toprağın biyolojik ve kimyasal özelliklerinin bozulması, toprakta yaşayan bitkilerle birlikte, onları yiyerek beslenen canlıları da olumsuz yönde etkiler.

Konutlardan Kaynaklanan Çevre Kirliliği

Konutların ısıtılmasında kullanılan kömürün yüksek oranda kükürt içermesi, yanmanın tam olmaması kentlerde özellikle kış aylarında hava kirliliğine sebep olur. Hava kirliliğinin en yoğun olduğu şehirler yerli linyit kömürü, yerli ve ithal taşkömürünün ısınma amaçlı kullanıldığı şehirlerdir.

Motorlu Taşıtlardan Kaynaklanan Çevre Kirliliği

Nüfus ve gelir düzeyinin yükselmesine paralel olarak artan motorlu taşıtların zehirli egzoz gazları özellikle kentlerde hava kirliliğine sebep olur. Egzozların yer seviyesine çok yakın oluşu çok daha büyük zararlara yol açmaktadır. Kent merkezlerindeki karbon monoksit, hidrokarbon ve kurşun emisyonlarının en büyük yüzdesi motorlu taşıtlardan gelmektedir. Bunun yanında, uçaklar da önemli derecede havayı kirletir.