9.SINIFLAR KİMYA

5.ÜNİTE: HAYATIMIZDA KİMYA 1. TEMİZLİK MADDELERİ ·       Sabunlar ·       Deterjanlar ·       Çamaşır Sodası ·       Çamaşır Suyu   2.YAYGIN MALZEMELER ·       Sönmüş ve Sönmemiş Kireç ·       Harç ve Sıvanın Eldesi- Kullanımı ·       Beton eldesi ve Kullanımı ·       Cam Üretimi ve Bileşenleri ·       Camların Sınıflandırılması    SERAMİK VE PORSELENLER ·       Seramik Üretimi ·       Seramiklerin Kullanım Alanları ·       Porselen ·       Porselen Üretimi   BOYALAR VE BİLEŞENLERİ ·       Sulu Bazlı (plastik) boyalar ·       Yağlı (Sentetik) Boyalar ·       Örtücü ve renklendiriciler ·       Kimyasal Katkılar ALAŞIMLAR   3.BİYOLOJİK SİSTEMLERDE KİMYA ·       Fotosentez ·       Solunum   SİNDİRİM ·       Proteinlerin sidirimi ·       Karbonhidratların Sindirimi ·       Yağların Sindirimi DOĞAL DENGENİN KORUNMASI 4. ÇEVRE KİMYASI ·       Kimyasal Gübreler ve Çevre ·       Tarım ilaçları ve Çevre ·       Deterjanlar ve Çevre ·       Diğer Kimyasal Maddeler ve Çevre   ÇEVRE KİTLİLİĞİ ·       Toprak kirliliği ·       Su Kirliliği ·       Hava Kirliliği

ÜNİTE-V                 HAYATIMIZDA KİMYA

 

BÖLÜM-1

TEMİZLİK MADDELERİ

SABUN: Yağ asitlerinin Na veya K tuzuna sabun denir. Çok eski çağlardan beri kullanılan en önemli temizlik maddeleridir.

 Yağ asitlerinin Na tuzlarına beyaz sabun, K tuzlarına arap sabunu denir.

Na tuzları katı sabun, K tuzları genellikle jel şeklinde olur.

C₁₇H₃₅COONa : Sodyum Stearat.  Beyaz sabun (Katı)

C₁₇H₃₅COOK : Potasyum Stearat.  Beyaz sabun (jel)

SABUNLARIN ELDE YÖNTEMLERİ

1.       Geleneksel Elde Yöntemi:

Yağ + NaOH → Beyaz sabun (Katı) + Gliserin

Yağ + KOH → Arap sabun (jel)  + Gliserin

Hayvansal ya da bitkisel yağlar, kuvvetli bazlarla aynı ortamda ısıtılır. Bu olay sonunda sabun ve gliserin elde edilir.

2.       Modern metotlarla sabun eldesi:

Yağ +Su  →  Yağ Asidi +Gliserin

Yağ Asidi +Baz   →   Sabun + Su

SABUN KİRİ NASIL TEMİZLER:

 Sabun suda çözündüğünde  bazik bir çözelti oluşturur.  Oluşan baz kiri yumşatır.

 C₁₇H₃₅-COONa      →   C₁₇H₃₅-COO^- + Na⁺

Sabun molekülleri 2 kısımdan oluşur.

Suyu seven kısmı, suyu sevmeyen kısmı.

Suyu seven kısım molekülün baş kısmını, sevmeyen kısmı da kuyruk kısmını oluşturur. Anlaşıldığı gibi baş kısım, polar; kuyruk kısmı da apolardır.

Kirler,  genel olarak apolar yapıda olan yağlardır.

Sabun ile su karşılaştığında  sabunun polar ucunu, su molekülleri çeker. Ancak sabunun apolar ucu da elbisede yumuşamış olan apolar kiri sarar.

Su molekülleri sabunun anyon kısmını çeker ve böylece kir ortamdan çözeltiye geçmiş olur.

NOT: sert sularda özellikle Mg⁺² ve Ca⁺² iyonları vardır. Sabunlardaki anyon kısmı bu katyonlarla bileşik oluşturarak çökerler. Bu sebeple sabunun önemli kısmı çökmüş olur. Yumuşak sularda sabun daha fazla temizler.

DETERJAN

Uzun C atomu zincirinden oluşan bir alkil ya da arilin SÜLFAT ya da SÜLFÜNAT tuzudur.

sodyumdodesil sülfat

Deterjanın temizleme prensibi sabunla aynıdır. C sayısı 10-14 arasında olan alkollerin sülfatlarının sodyum tuzudur.

C₁₂H₂₅-OH + H₂ SO₄ →   C₁₂H₂₅-O-SO₃H + H₂O (Lauril alkolün, sülfirik asitle tepkimeye girer)

C₁₂H₂₅-OSO₃H + NaOH → C₁₂H₂₅-OSO₃Na + H₂O  (Laurilsülfat, NaOH la tepkimeye girerer)

C₁₂H₂₅-OSO₃Na → C₁₂H₂₅-OSO₃^- + N a⁺ (Sodyum lauri (dodesil)l sülfat suda çözündüğünde Na⁺ iyonunu salar)

C₁₂H₂₅-OSO₃^-  anyonunun OSO₃^-  tarafı su tarafından C₁₂H₂₅- ucu, kir tarafından çekilir.

NOT:  Deterjanlar, sert suda çökelek oluşturmazlar. Sert sularda daha iyi temizlerler.

NOT: Deterjanlara köpük düzenleyici katkı maddeleri ilave edilir.

NOT: Deterjan ve sabunun sıcak suda daha iyi temizlerler.

NOT: Deterjanların yapısında benzen halkası taşıyan türleri vardı. Benzen halkası formülde gösterilmiştir. Bu tür deterjanlara; alkil benzen sülfonat deterjanları denir.

BUNLARI BİLİYORMUYUZ?

ÇAMAŞIR SODASI:  Na₂CO₃

Çamaşır sodası Sodyum Karbonat olarak bildiğimiz, bazik bir tuzdur.

Sodyum Karbonatı suya attığımızda: Na₂CO₃ +H₂O → NaOH +Na HCO₃ şeklinde çözünürler.

Yukarıda oluşan Sodyum Hidroksit: Yağ + NaOH  → Sabun +Gliserin

NOT: Çamaşır sodası görüldüğü gibi yağlar için önemli bir temizleyicidir.

ÇAMAŞIR SULARI:

Çamaşırlarımızı, saçımızı, dişlerimizi, derimizi ve yiyeceklerimizi beyazlatırız.

Bir maddeyi beyazlatmak veya ağartmak, onun rengini çıkarmak veya açmaktır.

Çamaşır suyu, oksidizasyon yoluyla bu etkileri yapan bir kimyasal maddedir.

Bilinen beyazlatıcılar (ağartıcılar), hidrojen peroksit (H₂O₂), “sodyum hipoklorit (NaOCl)” , sodyum perborat mono hidrat(NaBO₃.H₂O), sodyum perborat tetrahidrat (NaBO₃.4H₂O) , sodyum perkarbonat (2Na₂CO₃.3H₂O₂) gibi bileşiklerdir. “Beyazlatıcı toz” kalsiyum hipoklorittir (Ca[OCl]₂). Beyazlatma (ağartma), tekstil sanayiinde boyama işleminin ilk adımıdır.

Klorlu Çamaşır Suyu:   Sodyum hipoklorit in % 5 lik çözeltisidir.

1.       Beyazlatıcı ve parlatıcı özelliğine sahiptir.

2.       Mikrop öldürücü özelliğine sahiptir.

3.       Ucuzdur.

4.       Renkli çamaşırlarda kullanılmaz.

Oksijenli  Çamaşır Suyu:   Bunların en önemlileri sodyum perborat (NaBO₃ 3H₂O) ve sodyum perkarbonat (2Na₂CO3.3H₂O₂) tır.

Bu çamaşır sularının klorlu çamaşır sularına göre bir çok üstün yönleri vardır.

1.       Daha pahalıdır.

2.       Pamuklu ve keten kumaştan üretilmiş kumaşlarda kullanılır.

3.       Her renk kumaşta kullanıla bilir.

4.       Kumaşları fazla yıpratmazlar.

BUNLARI BİLİYORMUYUZ?

BÖLÜM-2

YAYGIN MALZEMELER

   KİREÇ:

 Bağlayıcı maddelerden en eski bilinen malzeme kireçtir. Evlerde çaydanlıkların dibinde biriken madde kireç taşı olarak bildiğimiz CaCO₃ tür. Kalsiyum karbonata tabii kireç de denir.

   SÖNMEMİŞ  KİREÇ:

CaCO_3(k)  900-1000 ⁰C ısıtılırsa,  CaO ve CO₂ ye parçalanır. Burada CaO sönmemiş kireç olarak bilinir.

CaCO_3(k)      →   CaO   +    CO₂

Kireç taşı         Kireç        Karbon dioksit

SÖNMÜŞ KİREÇ:

CaO_(k) + H₂O_(s) → Ca(OH)₂ +ısı

Sönmemiş kirecin su ile tepkimesinden sönmüş  (Ca(OH)₂)  kireç elde edilir.

HARÇ  VE SIVANIN ELDESİ

Sönmüş kireç, havada bulunan CO₂ gazı ile tepkime vererek zamanla sertleşir.

Ca(OH)₂ + CO₂  →CaCO₃ +H₂O

CaCO₃: Kireç taşı  

HARÇ= Ca(OH)₂ + Kum+su

BETON ELDESİ

Harç ve sıvanın eldesinde ince kum kullanılır.

Betonda harçtan farklı olarak; çimento, kalın taşlar, demir gibi başka maddelerde bulunur.

BUNLARI BİLİYORMUYUZ?

CAM VE BİLEŞENLERİ

SİO2

Camların yapısında temel bileşen SiO₂ tir.  SiO₂ tabiatta oldukça çok bulunan, zincirleme kovalent bağ içeren  ucuz bir maddedir.

SiO₂ +Na₂CO₃ +Ca CO₃  (1300-1500 ⁰C) → Na₂SiO₃ +CaSiO₃+CO₂

SiO₂= Kum 

Na₂CO₃ = çamaşır sodası

Ca CO₃  = Kireç taşı

CAM ÇEŞİTLERİ:

BUNLARI BİLİYORMUYUZ?

SERAMİK

Seramikler bir veya birden fazla metalin, metal olmayan element ile birleşmesi sonucu oluşan anorganik bileşiklerdir. Genellikle kayaların dış etkiler altında parçalanmasıyla oluşan kil, kaolen ve benzeri maddelerin yüksek sıcaklıkta pişirilmesi ile meydana gelir. Bu açıdan halk arasında “pişmiş toprak” esaslı malzeme olarak bilinir.

Örneğin: Cam, tuğla, kiremit, fayans, porselen, seramik grubuna girer.

Seramiğin ana malzemesi kil ve su dur. Kili oluşturan maddeler sulu alüminyum silikattır. Formülü mAl₂O₃. nSiO₂.pH₂o dur.  Killi toprak saflaştırıldığında  KAOLİNİT adını alır. Seramik üretiminde toz haline getirilmiş kaolinitler kullanılır.

  ELDESİ:

§         Kil saflaştırılarak, kaolinit haline dönüştürülür.

§         Kaolinitler toz haline getirilerek su ile karıştırılır ve yumuşak ve kıvamlı bir madde haline gelene kadar karıştırılır.

§         Elde edilen hamur buradan alınarak işlenmeye başlanır.

§         Şekil verilen hamur, 1100-1300  ⁰C ye kadar ısıtılır.

§         Fırından çıkan madde ince işin yapılması için laboratuarlara götürülerek boyanır.

§         Boyanmış ya da sırlanmış mamul tekrar 900-1100 ⁰C ye kadar ısıtılır.

                KULLANIM ALANLARI:

§         Mutfak malzemeleri

§         İnşaat sektörü

§         Çanak ve çömlek yapımı.

                PORSELEN

                Porselenler seramik olarak tanımlanan ürünlerin en üst özelliklerine sahip maddelerdir.                Porselenenin temel malzemeleri:

1.       Kaolin (Çim Kili) → Kolay yoğurulmayı

2.       Kum (Silisyum dioksit) → Sert yapı kazanmasını

3.       Feldspat (Alüminyum silikat) → Camsı yapıyı kazandırır.

   PORSELEN İMALATI:

1.       Kaolin+Kum+Feldspat   önce bir dizi işlem sonunda toz haline getirilir.

2.       Şekil verildikten sonra bisküvi kıvamına gelinceye kadar ısıtılır. (1000-1500 ⁰C)

3.       Gerekli sıralama işlemleri yapılır.

4.       Sıralanmış porselen tekrar yüksek sıcaklığa kadar ısıtılır ve son ürün elde edilir.

BUNLARI BİLİYORMUYUZ?

BOYALAR VE BİLEŞENLERİ:

İnsanlar eski çağlardan beri, yaptıkları türlü eşyaları, giydiklerini, oturdukları evleri, vücutlarını daha güzel gösterebilmek için çeşitli renklerle süslemişlerdir.

1.       Su Bazlı Plastik Boyalar: Çözücüsü su olan boyalardır.  Sürüldüğü yüzeyin dış ortamla hava alış verişlerini kesmedikleri için zararsızdır. Kolay kururlar ve kururken ortama zararlı madde salmazlar.

2.       Yağlı (Sentetik ) Boyalar:  Çözücüsü organik ( Tiner, Alkol, Toluen, Ksilen… gibi) madde olan boyalardır. Yağlı boyaların sürüldüğü yerleri kaplama oranı çok yüksektir, bu sebeple dış ortamla hava alış verişini keserler. Bu durum sağlık açısından zararlıdır. Ayrıca organik çözücülerinde sağlığa olumsuz etkileri vardır.

Çözücüler (incelticiler)

Boyanın uçucu kısmını oluşturan kimyasal maddelerdir. Boyanın üretimi ve uygulaması sırasında, kullanılan boyanın özelliklerinde değişiklik yapmadan boyayı incelten sıvılardır. Boya akışkanlığını istenilen seviyeye getirilmesi ve fırça ile sürme, daldırma, püskürtme, rulo ile sürme şeklindeki uygulamaları kolaylaştırmak için kullanılır.  Emülsiyon esaslı (plastik) boyalar genellikle kullanıma uygun kıvamda hazırlanır. Ancak gerekli hallerde uygun bir çözücü ile inceltilir. Plastik esaslı boyalarda ise inceltme su ile yapılır.

Bağlayıcılar

Boyanın ana maddelerinden olup, pigment (renklendirici) ve dolgu maddelerini bağlayarak boya tabakasını oluşturan maddeleri boyanın karakterini ve niteliğini belirler.

örneğin; kuruma şekli ve süresi, diğer katmanlarla uyuşup uyuşmayacağı, dayanımı, uygulama biçimi, parlaklığı, uygulandığı yüzeydeki davranışları gibi hususlar bunların başlıcalarındandır.

Örtücü ve Renklendiriciler (Pigmentler)

Doğadan saflaştırılarak veya sentetik yollarla elde edilen, bağlayıcı ve çözücüler içinde çözülmeyen toz halindeki katı taneciklerdir. Renk vermesi, örtücülük, parlaklık, fiziki ve kimyasal dayanıklılık boyaya sağladığı özelliklerdir.

Renklendiriciler, renklerinden başka şu özelliklere sahip olmalıdır.

Boyalarda çözücüler, bağlayıcılar ve renklendiriciler yanında başka kimyasal katkı maddeleri de kullanılabilir. Bu katkılar boyanın özelliğini iyileştirmek, istenmeyen, olumsuz değişimleri engellemek için kullanılırlar. Bunlara, kurutucular, çökme engelleyiciler, ultraviyole ışınlarından koruyucular, köpük kesiciler, matlaştırıcılar ve anti bakteriyel maddeler örnek verilebilir.

BUNLARI BİLİYORMUYUZ?

ALAŞIMLAR:

Alaşım: İki veya daha fazla maddenin muhtelif oranlarda beraberce eritilerek meydana getirilen metelik özellikteki karışıma alaşım denir.

Alaşımda cıva bulunursa malgama adını alır. Cıva yalnız demir ve platin madenleriyle malgama yapmaz.

Madenlerin çeşitli özellikleri vardır.

Bazı madenler yumuşak yalnız başına kullanılamazlar. Altın ve gümüş gibi. ..

Bazı madenler ise döküme elverişli değildirler. Bakır gibi…

Bazıları kolayca aşınabilirler. Bazıları dayanıklı veya dayanıksızdırlar.

Bazıları yüksek ve bazıları da alçak sıcaklıkta ergirler. İşte madenlerin gösterdikleri bu çeşitli özelliklerden ötürü teknikte daha elverişli olmalarını temin amacıyla alaşımlar yapıldı.

Mesela bakır döküme elverişli olmadığından bakırı kalayla birlikte eriterek tunç ve çinko ile eriterek pirinç alaşımları yapılmıştır.

     Alaşımlara katılan önemli metalleri kısaca tanıyalım;

Bakır (Cu) :

Bakır, önemli alaşımların çoğunun bileşimine girer. Değerli madenlerle karışarak, onlara, renk ve parlaklıklarını bozmaksızın sertlik ve ince kısımlarını bile koruma özelliği verir.

Bakır (Cu)

§         Bakır altınla karışarak 22 ayar bilezik elde edilir. (24’te 22’si altın geri kalanı bakır demektir.)

§         Bronzlar (tunçlar); Bakır, kalay ile çok önemli olan tunçları teşkil eder. Topların tuncu dayanıklılık bakımından önemlidir. Çanların tuncu, top tuncuna göre kalayın daha çok oranda bulunduğu tunçtur. Bu tunç kırılabilir, fakat çok tınlar.

§         Bakır alüminyum ile çok sert bir tunç meydana getirir. Silisli ve fosforlu tunçlar da vardır.

§         Bakır, çinko ile pirinci oluşturur. Çinko ve nikel ile de mayekor (taklit gümüşü) yapar.

Çinko (Zn)

§         Çinko, daima alaşımları halinde kullanılır. En önemli alaşımları pirinç, bronz ve beyaz metaldir.

§         Pirinç; çinko ve bakır alaşımı olup, alaşımda bu iki metalin oranları çok değişiktir. Fakat en çok kullanılan tipinde bakır %60, çinko %40 oranında bulunur.

§         Bronz; Bakır ve kalay alaşımı olup, bir miktar çinko ilave edilir.

§         Beyaz metal; çinko bakır, alüminyum ve magnezyum metalleri karışımından ibaret bir alaşımdır.

§         Son zamanlarda, otomobil endüstrisinde karbüratör, yakıt pompası, radyatör, kapı kolları v.b. gibi parçaları yapmakta çok kullanılır.

§         Çinkonun ikinci derecede önemli bir alaşımı Alman gümüşüdür. (Yeni gümüş). Bileşimi; bakır, nikel ve çinko metallerinden ibarettir. Alaşımın gümüşle ilgisi olmamasına rağmen, gümüşe benzediği için bu isim verilmiştir.

Alüminyum (Al)

§       Alüminyum tunçları, ekonomi bakımından, elektrik fırınında 70 kg bakır ile 40 kg korenden veya boksitle kömür parçalarından oluşan karışım ısıtılarak yapılır; alümin Al₂O₃ indirgenir. Karbon monoksit çıkar ve %14 alüminyumu bulunan bir alaşım elde edilir. Bu alaşım yeter miktarda bakır ile beraber eritilirse, tunçtan daha çok dayanıklı alaşımlar elde edilir.

Demir(Fe)

§         Demirli alüminyum; işlemde bakır yerine font konularak, %90 demir ve %10 alüminyumu bulunan demirli alüminyum (Ferro-Alüminium) elde edilir. Bu alaşım demir veya çeliği arıtmak için kullanılır. 10 kısım alüminyum ve 90 kısım bakırdan ibaret alaşımlar alüminyum tuncunu yapar; bu alaşım altın parlaklığını ve demirin sağlamlığını haizdir. Bu alaşım, 1 kg bakır ve 1 kg çinko ile beraber tekrar edilirse adi pirinçten daha sağlam ve daha sert alüminyum pirinci meydana gelir. Alüminyum pirinci nikel ile beraber tekrar eritilirse, gayet dayanıklı ve kolaylıkla kalıba dökülebilir bir yeni alaşım meydana gelir. 10 kısım kalay ve 100 kısım alüminyumdan ibaret alaşım, alüminyumun renk ve bir dereceye kadar hafifliğini korur. Daha kolay, işlenir. Alüminyumu lehimler.

Kurşun (Pb)

§         Kurşun alaşımlarını yapmada maksat, sert, sert olduğu kadar esnek ve kırılmaya karşı dayanıklı, erime noktaları düşük bir metal karışımı elde etmektir. Bunlar arasında en önemlileri;

§         Lehim; Erime noktası 182^oC olan bu alaşım %40 kurşun, %60 kalaydan oluşur.

§         Kurşun-antimon alaşımı: Bileşimi: %13-25 kurşun, %75-87 antimondur. Çok sert olup kırılganlıkları biraz fazladır. Yüksek basınçlara dayanamazlar. Bu kötü özelliği ortadan kaldırmak için karışıma bir miktar kalay ilave edilir. Örnek; %73 kurşun, %15 antimon ve %12 kalaydan ibaret alaşımdan matbaa harfleri yapılır. Sert ve basınca dayanıklıdır.

MEB kimya kitabında verilen bazı alaşımlar ve  birleşme oranları aşağıda gösterilmektedir.

ALAŞIMLARIN ERİME NOKTALARI:

Alaşımlar, yapılarına giren maddelerin erime noktalarından, daha düşük sıcaklıkta erirler.

Mesela; Kurşun 335 ⁰ C, Bizmut 264 ⁰ C, Kalay 228 ⁰ C eridiği halde; Bi, Pb, Sn  kısımlardan ibaret olan alaşım 94,5 ⁰ C de erir. Erime süresincede sıcaklığı yükselir. Tıpkı bir çözelti gibi davranır.

Mesela; Kalay 228 ⁰ C ve kurşun 210⁰ C derecede erirler. Sn 50 lehimi için, Erimenin başladığı nokta = 183 ⁰C erimenin tamamlandığı nokta = 216 ⁰C dir. Tıpkı bir çözelti gibi davranır.

Sn 63 lehimi için ; Erimenin başladığı nokta = 183 ⁰C, Erimenin tamamlandığı nokta = 183 ⁰C dir. Yani Sn 63 lehimi yaklaşık 0 ⁰C ’lik bir plastik bölgeye sahiptir. Bu tür lehimlere “ötektik”  lehim denir.

Her alaşımın belli oranda karıştırılmış “ötektik” karışımları mevcuttur.

Alaşımların tarihçesi; çok eski çağlara kadar dayanmaktadır. İnsanoğlu, keşfettiği alaşımı değişik aletler yapmak için kullanmıştır. Bakır ve kalayın ergime noktalarının düşük olması ilk alaşıma örnek verilecek “bronz” yapımına olanak sağlamıştır. İnsanoğlunun bronzu kullandığı ve MÖ yaklaşık 2500’lerde olan bu çağı tarihçiler Tunç Çağı (Bronz Çağı) olarak adlandırmıştır.

Ancak bu hususta derli toplu çalışmalar; 1800 lü yıllardan sonra, simyacıların gelişi güzel çalışmalarıyla başladı. 1900 lü yıllardan sonra belli bir metotla alaşımlar üretilmeye başlandı, Bu gün sanayide kullanılan metal özelliği taşıyan bir çok madde aslında bir alaşımdır.

             BUNLARI BİLİYORMUYUZ?

        BİYOLOJİK SİSTEMLERDE KİMYA

FOTOSENTEZ:

Bitkilerin karbon dioksit ve suyu kullanarak ışık enerjisi ve yapraklarında bulunan klorofil sayesinde oksijen ve glikoz üretme sürecine fotosentez denir.

Fotosentez bir indirgenme yükseltgenme tepkimesidir.

6CO_2(g) + 6H₂O_(S)  (Işık ve Klorofil) → 6CO₂(g) + C₆H₁₂O_6(k)

Yukarıdaki tepkime ile üretilen glikoz aynı zamanda diğer besinler için başlangıçtır. Glikozun polimerleşmesiyle selüloz ve nişasta gibi karbonhidratlar oluşur. Glikoz ve topraktan gelen minerallerin kullanılmasıyla protein, yağ ve binlerce kimyasal madde üretirler.

SOLUNUM:

Canlıların enerji elde etmek için organik besin maddelerini oksijenle parçalamalarına solunum denir.  Oksijenle besinlerin parçalanması bir yanma tepkimesidir. Canlılarda organik bileşikler iki şekilde parçalanır. Bunlar oksijenli ve oksijensiz parçalanmadır.

 Canlı organizmaların enerji ihtiyacı solunum sırasında oluşan bu yanma tepkimesi sonucu üretilir.

Oksijenin en önemli özelliklerinden biri maddeleri yükseltgemesidir (oksitlenme). Metallerin paslanması, meyve ve sebzelerin parçalandığında renginin kararması oksitlenmeye örnektir. Besinlerin yanması da bir indirgenme yükseltgenme tepkimesidir.

OKSİJEN TAŞINMASI:

Solunumda gerekli olan oksijen akciğerlere alınan havadan sağlanır. Oksijen alveollerden difüzyon ile kana geçer. Akciğer kılcallarında oksijen miktarı artar. Oksijenin büyük bir kısmı eritrositler (alyuvar) içerisindeki hemoglobinle oksihemoglobin oluşturarak taşınır. (% 2 kısmı ise kan plazmasında çözünür.)  Hemogiobinin yapısında Fe⁺² iyonu bulunur.

Oksihemoglobin oluşumu da bir yanma tepkimesidir.

Oksihemoglobin miktarı fazla olan temiz kan, dolaşım ile doku kılcal damarlarına kadar taşınır.

Oksihemoglobinlerdeki oksijen burada ayrılarak oksijen miktarları daha az olan doku hücrelerine doğru difüzyon etkisiyle hareket eder.

KARBONDİOKSİT BOŞALTIMI:

Nefes alma ile vücuda alınan oksijen solunumda doku hücrelerinde besin maddelerinin yakılmasında kullanılır. Bu işlem sonucunda oluşan H₂O ve CO₂ moleküllerinden CO₂’nin organizmadan atılması gerekir.

Yanma sonucunda oluşan CO₂ doku sıvısına verilerek burada CO₂ derişimini artırır. Doku kılcal damarlarında CO₂’in daha düşük derişimli olması nedeniyle difüzlenerek kılcal damarlara geçer. Damarlardaki alyuvar içerisine alınan CO₂ bir enzim sayesinde (Karbonik anhidraz) H₂O ile birleşerek H₂CO₃’ı oluşturur. Bu olaylar aşağıdaki yan tarafta şekilde gösterilmiştir.

Yukarıdaki tepkimede oluşan H⁺ iyonlarının çoğu hemoglobinle birleşir. HCO₃ ^- ise kan plazmasına geçer.

HCO₃ ^-  alveol kılcallarına kadar bu şekilde taşınır. HCO₃ ^-   iyonları alveol kılcallarında plazmadan alyuvara geçerek H⁺ atomu ile birleşir, karbonik asiti oluşturur.

Serbest kalan karbon dioksit önce kan plazmasına sonra da akciğer alveolüne geçerek soluk verme ile vücudu terk eder.

SİNDİRİM:

Alınan büyük moleküllerin (besinlerin) enzimler yardımıyla, daha küçük moleküllere parçalanması olayına sindirim denir.Yediğimiz besin maddelerinde bulunan su, madensel tuzlar, vitaminler, glikoz, fruktoz, galaktoz, amino asitler, alkol gibi küçük maddeler sindirime uğramaz. Yağlar, disakkarit, polisakkarit gibi karbonhidratlar, proteinler ve nükleik asitler (DNA ve RNA) sindirim ile hücre zarından geçebilecek küçük moleküllere parçalanırlar.

Kimyasal sindirim ağız, mide, ince bağırsaklarda olur.

1.       Protein Sindirimi

Yediğiniz et, yumurta ve peynirde proteinler bulunur. Vücudumuzda 100.000’in üzerinde farklı protein vardır. Proteinler C,H,O ve N elementlerinden oluşan önemli moleküllerdir. Bazı proteinlerde S ve P elementleri de bulunabilir. Proteinler birçok hücrede ve organizmanın yaptığı hemen her işte görev alırlar. Çok farklı görevleri nedeniyle yapıları da çok farklıdır. Proteinlerin amino asitlerden oluştuğunu hatırlayacaksınız. Bütün proteinler 20 çeşit amino asitten oluşturulan polimerlerdir. Amino asidin çeşitliliğini R ile gösterilen grup belirler. Proteinlerde R ile gösterilen grup —CH₃ ,-C₂H₅ , gibi değişik gruplar olabilir.

Proteinde birden çok amino asit bulunur. Amino asitlerin birbirlerine peptid bağlarıyla bağlanarak polipeptitleri (proteinleri) oluşturduğunu biliyoruz.

Dehidratasyon tepkimeleriyle kurulan peptid bağları, bir amino asidin karboksil grubunu bir sonraki amino asidin amino grubuna bağlarlar.

Proteinler, sindirilirken enzimler yardımıyla su ile parçalanırlar. Peptid bağlarının kopmasında görev alan enzim peptidaz enzimidir. Proteinlerin su ile parçalanma işlemi, hidroliz tepkimesine örnektir. Hidroliz tepkimesiyle proteinler, kendilerini meydana getiren, amino asitlere kadar ayrılırlar.

Proteinlerin parçalanması ve sindirilmesi midede başlar. Mide çeperindeki özelleşmiş salgılama hücreleri ile pepsin adı verilen bir sıvı salgılar. Bu sıvı asidiktir. Pepsin enzimi proteinlerin parçalanması ve midedeki sindirimini gerçekleştirir.

NOT: Mide asidik sıvı bulundurmasına karşılık zarar görmez. Çünkü mide çeperinde bulunan özelleşmiş salgı hücreleri, mukus adı verilen sıvı salgılar. Bu sıvı asitli ortam ile mide arasında bir kalkan gibi ödev görerek mideyi korur.

Mideden gelen polipeptid, oniki parmak bağırsağına geçerek pankreas tarafından salgılanan tripsin ve kimotripsin ezimleri ile dipeptit ve amino asitlere dönüşür.

Son kalan peptid molekülleri ince bağırsaktan salgılanan erepsin enzimi sayesinde hidroliz tepkimesiyle amino asitlere ayrışırlar.

2.       Karbonhidrat Sindirimi

Nişastanın sindirimi yukarıdaki tepkimeye göre ağızda başlar. Tükürük bazik bir çözeltidir ve içindeki amilaz enzimi ile nişasta hidrolize uğrayarak bir kısım nişasta parçalanır. Parçalanmayan nişasta mideye gelir. Midede amilaz üretilmesine rağmen midenin pH = 1,5-2 olduğundan bu enzimler etkisiz hale gelir ve nişasta midede sindirilmez. Mideden oniki parmak bağırsağına geçen nişasta hidrolize uğrayarak glikoza dönüşür. Böylece nişasta sindirimi gerçekleşmiş olur.

3.    Yağların sindirimi

Yağlar, gliserin ile yağ asitlerin oluşturduğu polimerik yapılardır. Yağ asitleri,  12-18 karbonlu uzun zincirli moleküllerdir.

Ağız ve midede yağ sindirimi olmaz. Yağların sindirimi oniki parmak bağırsağında başlar ve burada tamamlanır. Yağlar karaciğerden gelen bazik safra salgısı ve pankreastan gelen bazik lipaz enzimi yardımıyla hidrolizlenerek yağ asidine ve gliserine parçalanırlar.

Oluşan yağ asidi ve gliserin yağdan daha küçük moleküller olduğundan ince bağırsakta emilerek kana karışır.

Doğal Denge ve Karbon Dioksit

Bitkilerdeki fotosentez ve tüm canlılardaki solunum olayları ekolojik denge için önemlidir. Dünyanın oluşumundan günümüze kadar geçen zaman içinde oluşan olaylar sonunda kurulan dengeye, doğal denge denir. Son yüzyılda bilim ve teknolojinin oldukça fazla ve hızlı değişmesiyle insanoğlu bu doğal dengeyi etkilemektedir.

Bu değişimin en önemli ve en etkilisi karbon çevrimi ile ilgili olandır. Fosil yakıtların yakılmasıyla oluşan kimyasal tepkimelere karşı olan doğanın oluşturduğu tepkimeler aynı hızla gerçekleşmediğinden doğal denge korunmamaktadır. Çünkü, karbon kaynaklarının hızla CO₂’ye dönüştürülmesine karşın, bu CO₂ aynı hızla karbon kaynakları haline dönüşmediğinden var olan denge bozulmuştur.

Doğal dengeyi etkileyen pek çok etken bulunmaktadır. Çoğumuz bu etkenlerin farkında değiliz. Karbon çevrimindeki karbon dengesi de bunlardan biridir ve canlı yaşamını doğrudan etkilemektedir. Karbon çevrimi bir yandan canlılar için en temel element olan oksijen dengesini sağlayan, diğer yandan yine canlıların besin ve enerji gereksinimini karşılamak için maddelerin oluşumuna olanak sağlayan bir mekanizmadır.

Doğadaki oksijen dengesi

Oksijen canlıların yaşamında en temel elementtir. Atmosferde oksijenin bulunmaması, oksijensiz ortamda yaşayan canlılar dışında hiçbir canlının olmaması demektir. Doğadaki oksijen dengesinin nasıl sağlandığını hayat bilgisi ve fen bilgisi derslerinden hepimiz biliriz.

Klorofilli bitkiler güneş ışığının etkisiyle fotosentez yaparak havadaki karbon dioksiti ve topraktan aldığı suyu glikoza çevirirken atmosfere oksijen salar.

Atmosferin bileşiminde ortalama % 21 oksijen bulunmaktadır. Atmosfere salınan oksijenin yaklaşık % 70’i denizlerden,              % 30’u karalardan salıverilir. Canlıların solunumu sırasında oksijenin bir kısmı karbon dioksite dönüşür. Ayrıca canlılardan başka pek çok yerde yanmalar sonunda karbon dioksit, karbon monoksit ve başka oksitlerin oluşması şeklinde oksijen harcanmaktadır. İşte bu fotosentez, solunum, doğal yanma, sentez ve ayrışmalar sonunda milyonlarca yıl atmosferde bugün bilinen oksijen dengesi kurulmuştur. Ancak son yüzyılda doğal olayların dışında hızla artan bir oksijen tüketimi söz konusudur. Yer altından çıkarılan kömür, petrol, doğal gaz gibi fosil yakıtlarının yakılması, oksijeni harcayan ama üretmeyen bir süreçtir. Bu da doğal oksijen dengesini bozduğu gibi belki bu yüzden ozon dengesini bile bozduğunu düşünmek mümkündür.

Atmosferdeki ozon tabakasının delinmesini kloroflorokarbon bileşiklerinin atmosfere yayılmasına bağlamanın yanında oksijen dengesinin bozulmasına bağlamak da akılcı bir yaklaşım olacaktır.

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

Sanayi ve teknolojinin hızla artması nüfus yoğunluğunun kentlere kaymasına, var olan tarım alanlarının sanayi ve yapılaşmaya ayrılmasına neden olmuştur. Tarım alanlarının ve tarımla uğra-şanların azalması buna karşın dünya nüfusunun hızla artması nüfusa göre artan ihtiyacın karşılanmasını gerektirmiştir.

Bitkilerin gelişmesi oldukça karışık bir biyokimyasal olaydır. Bitkiler diğer canlılardan farklı olarak cansız maddelerle beslenir. Bitkilerin gelişiminin gerçekleşmesi için ısıyı, ışığı, karbon ve oksijeni havadan; N, P, K, Ca, Mg, 5, 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. 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.

Bitkiler toprağın belirli bir pH değeri arasında büyür.

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.

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 eden, 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).

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.

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.

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.

Yukarıda sayılan maddeler de geri kazanma veya uygun giderim işlemleri uygulanmadığı zaman çevresel bir kirletici hatta felaket kaynağı olabilirler.  Kimyasal maddeler verdikleri zararlar açısından; atmosfer kirleticiler, su kirleticiler, toprak kirleticiler olarak sınıflandırılırlar. Biyolojik olarak kendi kendine ayrışmayan ya da çok uzun yıllarda ayrışan zararlı maddeleri çevreye yayan kaynakları şu şekilde örneklendirebiliriz:

-Evler, iş yerleri ve araçlarla petrol, kalitesiz kömür gibi fosil yakıtların aşırı ve bilinçsiz tüketilmesi.

-Sanayi atıkları ve evsel atıkların çevreye gelişigüzel bırakılması.

-Nükleer silahlar, nükleer reaktörler ve nükleer denemeler gibi etmenlerle radyasyon yayılması.

-Kimyasal ve biyolojik silahların kullanılması.

-Bilinçsiz ve gereksiz tarım ilaçları, böcek öldürücüler, soğutucu ve spreylerde kullanılan gazlar.

Çevremizi kirleten çok çeşitli kimyasal maddeler vardır. Bunlar arasında dioksin, dieldrin ve öteki tarım ilaçları, hidrolik yağ ve plastik yapımında kullanılan poliklorodifenil (PCB) sayılabilir. Kadmiyum, kobalt, çinko, kurşun, nikel, cıva da aynı biçimde canlıların vücudunda birikerek insan ve hayvan sağlığını olumsuz etkileyebilir.

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.”

 Fabrika bacalarından çıkan duman ve motorlu taşıtlardan egzoz gazları hava kirliliğinin temel etkenleridir. Kömür, petrol gibi yakıtların dumanındaki kükürt dioksitin havadaki su buharı ile birleşerek oluşturduğu sülfürik asit, asit yağmuru olarak yeryüzüne iner. Hava akımlarıyla sürüklenen duman yüzlerce kilometre uzakta bile asit yağmuruna yol açabilir.

Asit yağmuru suların asitlik derecesini artırarak canlılara zarar verir. Ormanları yok ederek çöllenmeye neden olur.

Asit yağmurları taş ve tuğlaları aşındırarak yapılara zarar verir.

Egzoz gazlarıyla havaya karışan karbon monoksit ve hidrokarbonlar da insan sağlığını etkiler. Güçlü güneş enerjisinin etkisiyle havadaki yoğun duman içinde oluşan kimyasal tepkimeler de boğucu bir sise yol açar. Özellikle astımı ve akciğer hastalıkları olanlara çok zararlı olan bu sis, ağaçları ve öteki bitkileri de zehirleyebilir.

Hava kirlenmesinin bir başka tehlikeli sonucu atmosferin yüksek katmanlarında bir karbon dioksit tabakasının oluşmasıdır. Kömür, odun, mazot gibi yakıtların yanmasıyla açığa çıkan karbon dioksitin oluşturduğu bu tabaka, yeryüzünden yansıyan güneş ışınlarının dünya dışına çıkışını engelleyerek atmosferin ısınmasına yol açar. Sera etkisi denen bu olgu dünyanın sıcaklığının artmasına neden olmaktadır. Eğer enerji üretimi için odun, kömür ve petrol ürünlerinin yakılması bu düzeyde sürerse 50 yıl içerisinde dünyamızdaki ortalama sıcaklığın 3 ile 5 derece yükseleceği sanılıyor. Bunun sonucunda iklim özelliklerinin değişeceği, bazı bölgelerin çoraklaşacağı, kutuplardaki buzların eriyerek deniz düzeyinin 5 metre kadar yükseleceği, birçok liman ve alçak alanların sularla kaplanacağı tahmin edilmektedir.

Güneşten gelen ısı dünyada organizmaların yaşayabilmesine uygun bir sıcaklık sağlar. Dünyaya ulaşan ısının çoğu geri yansır. Ancak atmosferde bulunan CO₂ de ısıyı tutar. Atmosferdeki CO₂ miktarı arttığı için yer küredeki sıcaklığın da artmasından ve kutuplardaki buzları eriterek sel baskınlarına neden olmasından korkulmaktadır.

Atmosfer kirliliğinin bir başka etkeni de aerosollerde ve soğutucularda kullanılan bazı gazların atmosfere karışmasıdır. Eğer gerekli önlemler alınmazsa atmosferdeki koruyucu ozon katmanına zarar veren bu kirlilik Dünya’daki tüm canlıların güneşten gelen morötesi ışınların zararlı etkileri karşısında korumasız kalmasına neden olabilir.

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.

Zararlı böcekleri öldürmek için kullanılan zehirli ilaçlar yararlı canlıları da öldürmekte, bu tür ilaçların kullanıldığı tarlalardaki ürünleri yiyen hayvanlar da zehirlenmektedir. 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.

Bu konuda çok bilinen bir örnek DDT (Diklor-Difenil-Trikloretan) 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.

insan ve diğer canlıların sağlığına zarar veren diğer 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

Plastikler, ağır metaller, tarım ilaçları, gübreler, ağır hidrokarbonlar…toprak kirliliğini oluşturur.

Toprakların fiziksel, kimyasal ve biyolojik dengelerinin çeşitli kirletici unsurlarla bozulması olayına toprak kirliliği adı verilir.

Toprak kirliliğine sebep olan en önemli etkenler; yerleşim alanlarından çıkan atıklar, endüstri atıkları, egzoz gazları, tarım ilaçları ve kimyasal gübrelerdir. Evsel katı atıkların depolandığı alanlar ve kanalizasyon şebekeleri ile toplanan atık suların arıtılmadan doğrudan toprağa verildiği alanlarda toprak kirliliği meydana gelmektedir. Egzoz gazları, ozon, karbon monoksit, kükürt dioksit, kurşun ve kadmiyum vs. gibi zehirli maddeler rüzgarlar ile uzak mesafelere taşınmakta ve yağışlarla yere inerek toprağı ve suyu kirletmektedir. 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.

Toprak kirliliği ile topraktaki besin maddelerinin derişimi değişir. Suda çözünmeyen katı maddeler toprakta birikerek toprağın geçirgenliği gibi bazı fiziksel özelliklerini bozar. Deterjan molekülleri gibi bazı organik moleküller toprağa yığılmakta ve burada yetişen kültür bitkileri ile gıda zincirinde taşınabilmektedir. Ağır metallerin topraktaki derişimleri artarak bitki gelişimi ve kalitesi bozulmakta ve sonuçta topraktan alınan verim azalmaktadır.

Endüstriyel atıklar direkt olarak toprağa ve dolaylı olarak da havaya ve suya verildiğinde çevreyi kirleterek toprak kirliliğine neden olmaktadır. Özellikle ormanların tahribi sonucu oluşan toprak erozyonu, bugün dünyanın birçok bölgesinde olduğu gibi ülkemizde de en önemli çevre sorunlarından birisi haline gelmiştir.

DDT benzeri kimyasal maddeler, ağır metal tuzları, deterjanlar, sera gazları, kloroflorokarbonlar, plastikler, klor ve fiorlupolimerler toprakta uzun süre parçalanmadan kaldıkları için toprak geçirgenliği azalarak ekolojik dengenin bozulmasına neden olur.

Ağır metal aynı zamanda da toprağı kirletirler. Aşağıdaki tabloda bazı ağır metallerin kaynaklarını ve sağlık üzerine etkileri verilmiştir.

Çevre Sorunlarının Çözümü

Çevre kirliliği tüm dünyanın karşı karşıya olduğu, acil çözüm gerektiren bir sorundur.

Çok sayıda insan bu konuyla uğraşmakla birlikte birçok devletin ve büyük şirketlerin bu konuda yeterli duyarlılığı gösterdiği söylenemez. Çünkü kirliliğe karşı önerilen önlemlerin maliyeti genellikle yüksektir ve şirketlerin karlarını azaltır. Birçok kişi de kirliliğe karşı önlem alınmasını ister ama bunun için yaşam biçimini ve alışkanlıklarını değiştirmeye yanaşmaz.

Çevre kirliliği geç kalınmadan denetim altına alınmalı ve kirliliğin azaltılmasına çalışılmalıdır. Ama başarılı sonuçlar alabilmek için sanayicilerin bundan doğacak maliyet artışını göze alması ve insanların yaşam biçimlerini değiştirmesi gerekir. Örneğin, elektrik santrallerinin bacalarına filtre konularak zararlı gazların önüne geçilip asit yağmuru azaltılabilir ama bu uygulama elektriğin fiyatını yükseltecektir. Öte yandan insanların özel otomobil kullanma alışkanlıklarından vazgeçmeleri de çevre kirliliğinin önlenmesine önemli katkıda bulunacaktır.

Günümüzde, kirliliğe neden olan maddeleri ve verdikleri zararları yukarıda gördük. Bilim adamları bunları kullanmaktan kaçınmak ya da zararlarını ortadan kaldırmak için çevre dostu alternatif enerjiler (güneş enerjisi, rüzgar enerjisi, gel-git enerjisi, jeotermal enerji) bularak bunların kullanımını yaygınlaştırmaya çalışmaktadırlar.

Böylece insanların neden olduğu çevre kirliliği ve zararlı maddelerin kullanımıyla ilgili olan olumsuzlukların giderilmesi ve ekolojik dengenin korunması amaçlanmaktadır.

Çevre Endüstri ve Enerji İlişkisi

Endüstri ve toplumun enerji ihtiyacı karşılanırken seçilecek enerji türünün çevre ve insana olan etkisi düşünülmelidir.

Ayrıca fosil yakıtların ana maddesi olan karbon, endüstrinin en temel malzemesi olan çeliğin de önemli bir elementidir. Gelecek nesillerin sanayisinde üretilecek plastik, sentetik kumaş, çözücüler, yağlar, karbon lifli ürünler için de fosil yakıt kaynaklarının korunması gerekir. Kullanılan kömür rezervlerinin azalması da alternatif enerji kaynaklarını önemli hale getirmiştir. Alternatif enerji kaynakları, güneş, rüzgar, jeotermel, vb. enerji kaynaklarıdır. Bu kaynaklar aynı zamanda yenilenebilir kaynaklardır. Aşağıdaki şemada yenilenebilir kaynaklar ile fosil kaynaklar karşılaştırılmıştır.

Şemada gördüğümüz gibi yenilenemeyen kaynaklar zaman içinde tükenmekte ve kullanımı çevreye zarar vermektedir.

Yenilenemeyen enerji kaynakları çevre kirliliği ile doğru orantılıdır. Yenilenen enerji kaynakları ise çevre kirliliği ile ters orantılıdır.

Enerji kullanımı ve çevreye etkileri gelişim açısından değerlendirildiğinde arada güçlü bir ilişki vardır. Yenilenebilir enerji kaynak kullanımının artırılması, çevre kirliliğinin azalması, enerji kaynaklarının verimli kullanılmasını gerektirmektedir.

ÇEVRE DOSTU ENERJİLER

Enerji, başta sanayi ve yerleşim yerleri olmak üzere tüm sektörlerde yaşamsal öneme sahiptir. Üretim ve tüketim aşamalarında çeşitli çevre sorunlarını da beraberinde getirmektedir.

Artan nüfusa ve dolayısıyla artan enerji ihtiyacına bağlı olarak kaynakların yoğun olarak tüketilmesi ve ekolojik dengenin bozulması söz konusudur. Dolayısıyla, diğer ülkelerde olduğu gibi ülkemizde de enerjiye bağlı çevre sorunları yaşanmaktadır. Enerji kaynaklarının fazla miktarda sömürülmesi sonucu bozulan doğal dengenin çok sayıda olumsuz etkileri ortaya çıkmıştır. hem doğayı korumak hem de bu günkü enerji kaynakları bakımından zengin olan hücrelere bağımlılıktan kurtarmak için alternatif enerji kaynaklarına yönelmek zorunlu olmuştur.

Güneş, rüzgar, jeotermal, gel-git enerjisi kaynakları fosil enerji kaynaklarına alternatif olarak sunulduğu için bunlara alternatif enerji kaynakları adı verilir. Doğada sürekli var olan bu kaynakların en önemli özelliği yenilenebilir olmalarının yanı sıra kullanım esnası ve sonrası doğaya zarar vermemeleridir.

Güneş enerjisi: Güneş enerjisini toplayıp ısı ve elektriğe dönüştürebilen güneş kolektörleri güneş enerjisi kullanımında aracı elemandır. Genellikle çatılara yerleştirilen bu kolektörlerin yanında bir de su deposu bulunur. Depoda bulunan su güneş enerjisi ile ısınarak ısınma-ısıtma ihtiyacı giderilir. Çevreye hiçbir zararı olmaması, sürekli yenilenebilir olması güneş enerjisini cazip hale getirir.

Rüzgar enerjisi: Tüm dünya genelinde faydalanılabilir bir kaynaktır. Rüzgar türbünü adı verilen büyük pervaneli yüksek kuleler aracılığıyla rüzgar enerjisi elektrik enerjisine dönüştürülür.

Jeotermal enerji: “Yer ısısı” anlamına gelen jeotermal kelimesi yer kabuğunun iç kesimlerinde birikmiş basınç altındaki sıcak su, buhar ve gazdan elde edilen enerjiyi adlandırmak için kullanılmaktadır. Bu enerjiden yeryüzüne çıkan sıcak sular aracılığıyla yararlanılır. Kaplıcalar jeotermal enerjinin ilk kullanım alanlarıdır. Jeotermal enerjiden kaynağın sıcaklığına bağlı olarak ısıtmada ve enerji üretiminde yararlanılabilir. Özellikle ada devleti olan İzlanda bu enerjiden çokça faydalanır. Ülkemizde jeotermal enerji bakımından zengindir.

Dalga enerjileri: Okyanus, deniz gibi büyük su kütlelerinde meydana gelen dalga (gel-git) veya okyanus akıntısı nedeniyle yer değiştiren su kütlelerinin sahip olduğu kinetik veya potansiyel enerjinin, elektrik enerjisine dönüştürülmesidir. Denizve okyanuslardaki düzenli akıntıların kinetik enerjisinin, deniz tabanına yerleştirilen türbünler aracılığıyla elektrik enerjisine dönüştürülmesi sağlanır. Sahilleri güçlü rüzgarlara maruz kalan ülkelerde kullanılabilir.

Son yıllarda kullanılmaya başlanan dalga ve sudan enerji modelleri de alternatif enerji kaynaklarından sayılmaktadır. Denizdeki dalga akımlarından yararlanarak geliştirilen enerjilere dalga enerjisi, tatlı ve tuzlu suların birleştiği yerlere kurulan ünitelerle sağlanan enerjiye de “ozmos” enerjisi adı verilmektedir.

Suyun sahip olduğu enerjiye hidrolik enerji adı verilmektedir.

Sudan enerji alarak hidrolik enerjiyi mekanik enerjiye dönüştüren su çarkları ve su türbinleri, hidrolik enerjinin temel mekanizmasını oluşturmaktadır.

Akarsular bir ülkenin tarımına hizmet ettiği gibi, elektrik enerjisi üretiminde de önemli bir role sahiptir. Fosil (petrol, kömür)yakıtlarından istenildiği kadar elektrik üretebilmekte, fakat bu kaynakların tükenen ve çevreyi kirleten birer kaynak olmaları sebebiyle kısıtlı kullanım imkanı bulunmaktadır.

Bir diğer alternatif enerji kaynağı da nükleer enerjidir. Nükleer enerji atomun çekirdeğinden elde edilen bir enerji türüdür. Ağır radyoaktif atomların bir nötronun çarpması ile daha küçük atomlara bölünmesi veya hafif radyoaktif atomların birleşerek daha ağır atomlar oluşturması sonucu açığa çıkan enerjinin (nükleer enerji) nükleer reaktörlerde elektrik enerjisine dönüştürülmesiyle ekle edilir.

Nükleer enerji: Enerji açığının giderilmesini sağlayabilir ancak bu santrallerin kurulum maliyetinin yüksek olması, nükleer atıkların doğal çevreye vereceği oldukça büyük zararlar mutlaka göz önünde bulundurulmalıdır. Nükleer atıkları zararsız hale getirme yöntemleri uygulanmalıdır. Nükleer santrallerin özellikle deprem tehlikesi olmayan yörelerde kurulması gerekmektedir.

Nükleer santrallerin kontrollü bir şekilde kullanılması halinde fosil yakıt rezervlerinin daha uzun süre dayanması, çevre kirliliğinin önlenmesi, yakıt fiyatlarının ayarlanması ve ucuz elektrik üretilmesi gibi çok yönlü faydalar sağlanacaktır.

Alternatif enerji kaynakları kullanılarak çevre kirliliğinin önüne geçilebilir. Ayrıca yakın gelecek yenilenebilir enerji kaynakları olduğundan, halen enerji ithal eder durumda olan ve dünyanın belli ülkelerine enerji bakımından bağımlı olarak varlığını sürdüren devletlerin çoğu kendi enerjisini kendi üretir hale gelecektir. Böylece dünya genelinde gözle görülür bir siyasi ve ekonomik rahatlama sağlanacaktır.