DOĞA VE KİMYA
SU VE HAYAT
Dünyadaki su kaynaklarının çok büyük bir kısmı okyanus ve denizlerde yer alır. Yeraltı suları, kullanılabilir su kaynaklarının tamamını oluşturur:
Yeraltı suları %95
Göller ve nehirler %3,5
Toprağın nemi %1,5
Su kaynakları genel olarak dört grupta sınıflandırılabilir:
Yüzey suları: Göl, nehir, çay, deniz ve okyanuslar
Atmosferik sular: Kar, dolu ve yağmur
Yeraltı suları
Kozmik sular: Meteoritlerle gelen sular.
Suyun atmosfer, karalar ve okyanuslar arasındaki döngüsüne su döngüsü denir.
SULARDA SERTLİK
İçerisinde kalsiyum (Ca2+), magnezyum (Mg2+) gibi iyonlar bulunduran sular sert su olarak tanımlanır. Sert su, kireçli su olarak da bilinir. Suyun içerdiği çözünmüş kalsiyum ve magnezyum tuzları, suların sertliğini belirler.
İki tür sert su vardır; geçici sert su ve kalıcı sert su.
Geçici sert su bikarbonat iyonu (HCO3-) içerir ve kaynatma ile giderilir.
Kalıcı sert su ise CaSO4 ve MgSO4 tuzları kaynaklıdır. Kalıcı sertlik, suyun kaynatılması ile giderilemez. Na2CO3 veya Na3PO4 eklenir ve ortamdaki Ca2+ ve Mg2+ iyonları karbonatları ya da fosfatları şeklinde çöktürülür İçerisinde Ca2+ ve Mg2+ gibi iyonları az sayıda bulunduran sular ise yumuşak su olarak adlandırılır.
Sert sular;
Suların kirlenmemesi ve israf olmaması için alınabilecek önlemleri şöyle sıralayabiliriz:
*Tatlı su kaynaklarının yakınına yerleşim alanları kurulmamalı,
* Evsel ve endüstriyel atık sular, sızdırmaz kanalizasyon sistemleri ile arıtım tesislerine sevk edilerek arıtılmalı,
* Diş fırçalarken ve traş olurken musluklar sürekli açık tutulmamalı,
* Akıtan musluklar tamir ettirilmeli,
* Bulaşık ve çamaşır makineleri tam dolduktan sonra çalıştırılmalı,
* Duşta kalma süresi kısa tutulmalı,
* Banyoda suyu iyi püskürten ve ekonomik duş başlıkları kullanılmalı,
* Sebze ve meyveler sürekli akan musluk altında yıkanmamalı,
* Temizlikte deterjan yerine sabun tercih edilmelidir.
ÇEVRE KİMYASI
Hava, Su ve Toprak Kirliliği
Hava Kirliliği
Hava kirletici maddeler:
1. Kükürt oksitler
2. Azot oksitler
. Karbonmonoksit
4. Hidrokarbonlar
5. Partikül maddeler
Atmosferdeki karbondioksit, metan, su buharı ve diğer bazı gazlar yeryüzünden yansıyan ısıyı tutarak Dünya’nın sıcaklığını korur. Bir seradaki camların bitkileri sıcak tutması gibi bu gazlar da Dünya’yı sıcak tutar. Bu doğal duruma sera etkisi denir. Eğer bu gazlar olmasaydı Dünya sıcaklığı bugünkünden 30°C daha az olacaktı.
1. Kükürt oksitler: Kükürt oksitler (SO2, SO3) Petrol, kömür gibi fosil yakıtların kullanımı, volkanik patlamalar gibi faaliyetler sonucunda kükürt dioksit (SO2) gazı açığa çıkmaktadır. SO2, renksiz ve keskin kokulu bir gazdır. SO2, NO2 ile tepkime vererek kükürt trioksidi (SO3) oluşturur. SO2(g) + NO2(g) ® SO3(g) + NO(g) SO3 ise atmosferdeki su buharı (H2O) ile tepkimeye girerek H2SO4 ü (sülfürik asit) oluşturur. SO3 gazı, asit yağmurlarının oluşumuna neden olur. SO3(g) + H2O(g) ® H2SO4(suda)
2. Azot oksitler:
* Atmosferdeki azot (N2) yüksek sıcaklıklarda oksijenle (O2) tepkimeye girerek azot oksitlerini oluşturur.
* Hava kirleticilerin başında gelen azot oksitleri genel olarak NOX şeklinde gösterilmektedir. (NO, NO2, …)
* Suda çözünmeyen NO, oksijen ile tepkimeye girerek NO2’nin oluşumuna neden olur. 2NO(g) + O2(g)® 2NO2(g) * NO2 ise atmosferdeki su buharı (H2O) ile tepkimeye girerek HNO3 ü (nitrik asit) oluşturur.
* NOX ler yağmur suyu ile tepkimeye girerek asit yağmurlarını oluşturur.
* Ayrıca NOX ‘ ler “dolaylı sera gazı” olarak da adlandırılırlar. * Azot oksitler, araba egzoz gazları, fabrika bacalarından çıkan dumanlar ve fosil yakıtlar gibi kaynaklardan açığa çıkmaktadır.
Azot oksitler;
• Solunum hastalıklarına,
• Baş ağrılarına,
• Akciğer fonksiyonlarının aksamasına,
• Zehirlenmelere,
• Öksürük ve hırıltılı nefes almaya,
• İştahsızlığa neden olabilir.
3. Karbonmonoksit:
* Karbon içeren yakıtların tam yanmaması sonucu açığa çıkar.
* Renksiz ve kokusuz bir gazdır.
* Kandaki hücrelerin oksijen taşıma kapasitesini azaltır.
* Zehirli bir gazdır.
4. Karbondioksit:
* Karbon dioksit, atmosferde doğal olarak bulunmaktadır.
* Soluk alıp verdiğimizde karbondioksit açığa çıkar.
* Günlük hayatımızın merkezindeki CO2 yoğunluğu düşükse kirletici değildir.
* Karbon dioksit yoğunluğu %5 - 10 arasında olan hava toksik özelliktedir ve kısa sürede ölümlere neden olur.
* Taşıtların egzoz gazları, petrol ve doğalgaz gibi fosil yakıtların kullanımı gibi faktörler atmosferdeki CO2 miktarının çok yüksek değerlere ulaşmasına neden olur.
* Karbon dioksit, sera etkisine neden olan gazların başında gelir. Küresel ısınma ve iklim değişikliklerine neden olur.
Sera Etkisi
- CO2, atmosferde düşük oranda bulunan bir gazdır.
- Çeşitli sebepler ile atmosferdeki CO2 miktarı artabilir.
- CO2 gazı, atmosferin yüksek katmanlarında bir tabaka oluşturarak güneşten gelen ışınların atmosfer dışına çıkmasına engel olur. Bu olaya sera etkisi denir.
- Atmosferdeki CO2, sera örtüsü gibi Dünya’yı sarar. Sera etkisine neden olan gazlar; su buharı (H2O), karbon dioksit (CO2), metan (CH4), azot oksitler, ozon (O3) ve kloroflorokarbonlardır (CFC).
- Sera etkisi, Dünya’nın aşırı derecede ısınmasına neden olur. Bu olay sonucunda canlılar küresel ısınma tehdidi ile yüz yüze gelirler.
Hava Kirliliğini Önleme
* Fabrika bacalarına filtre takılması,
* Motorlu taşıtların bakımının zamanında yapılması,
* Yakma sistemlerinin iyileştirilmesi,
* Fosil yakıtlar yerine temiz ve yenilenebilir enerji kaynaklarının tercih edilmesi,
* Planlı kentleşme, Endüstri kuruluşlarının şehir merkezlerinden uzak yerlere kurulması,
* Ormanlık alanların artırılması.
Su Kirliliği
Organik kirleticiler sularda çözünmüş olan oksijeni tüketerek kirlenmeye sebep olan maddelerdir. Böyle maddeler daha çok antropojenik faaliyetler (ev atıkları, hayvan atıkları, gıda fabrikaları atıkları, kâğıt fabrikaları atıkları) sonucu sulara karışır ve karıştıkları sular durgunsa, bunlar suyun dibinde toplanır. Buna sedimantasyon denir. Sedimantasyonla çöken organik maddeler içinde inorganik maddeler de bulunur. Sedimentler mikroorganizmalar tarafından aerobik parçalanma ile ayrıştırılırlar.
Su kirliliğine sebep olan başlıca ağır metaller: Kurşun, kadmiyum, arsenik ve cıva.
Asit Yağmurları
* İnsanlarda akciğer ve cilt hastalıklarına neden olur.
* Suların asitlik derecesini artırarak, tatlı su kaynaklarının kirlenmesine neden olur.
* Asit yağmurlarının neden olduğu su kirliliği Tarihi eserlerin aşınarak zarar görmesine neden olur.
*Arabaların kaportalarına ve metal yüzeylerine zarar verir.
* Bitki örtüsüne zarar verir. Toprağın verimini düşürür. Ormanlık alanların yok olmasına neden olur.
Toprak Kirliliği
Toprak ve su kirleticiler genel olarak sıralanırsa;
1) Plastikler
* Plastiklerin ham maddesi petrol ve türevleridir.
* Plastikler yapılarında karbon (C), hidrojen (H), oksijen (O), azot (N) gibi elementleri içeren polimerlerdir.
* Hafif, esnek, kolay şekil verilebilir, dayanıklı, ısı ve elektrik yalıtkanlığına sahip olan malzemelerdir.
*Poşet ve torbaların yapımı, plastik şişe yapımı, oyuncaklar, mutfak malzemeleri, tekstil ürünleri gibi pek çok kullanım alanına sahiptir.
* Plastiklerin birçoğunun geri dönüşümü mümkündür
* Plastikler toprağın geçirgenliğini azaltır. Örneğin; tek kullanımlık plastik tabak ve bardaklar yaklaşık 500 yıl doğada bozunmadan kalabilmektedir. Okyanus ve denizlere karışan plastikler suda yaşayan canlılara zarar verir ve yeraltı sularına zararlı kimyasalların karışmasına neden olur
2. Deterjanlar
* Petrol ve türevlerinden elde edilir.
* Temizleyici özelliğe sahip olan yüzey aktif maddelerdir.
* Toksik özelliğe sahip olan deterjanlar yapılarındaki fosfatlar nedeni ile su ve sudaki canlıların yaşamı üzerinde olumsuz etkiye sahiptir.
* Fosfatlar, sularda aşırı yosunlaşmaya neden olurlar.
* Bu durum oksijenin sudaki çözünürlüğünü azaltarak, sularda yaşayan canlıların yaşamını tehdit eder.
* Deterjanların bazıları yapılarında benzen halkası içerir.
* Yapılarında benzen halkası bulunduran deterjanların doğada mikroorganizmalar tarafından parçalanması oldukça zordur. Bu nedenle su ve toprak kirliliğine neden olurlar.
3. Organik Sıvılar
* Organik maddelerin temel elementi karbondur (C).
* Karbon (C) yanında, hidrojen (H), oksijen (O), azot (N), kükürt (S) ve halojenler adı verilen elementlerde bulunabilir.
* Petrol, benzen, karbon tetraklorür, aseton, metil alkol, etil alkol, toluen organik sıvılara örnektir.
* Organik sıvılar plastik, boya, ilaç, petrokimya gibi daha birçok endüstriyel alanda kullanılır.
* Organik sıvıların çoğu polar bir çözücü olan suda çözünmez.
* Organik sıvılar, suya ya da toprağa karıştıklarında kirletici etki yapar.
4. Ağır Metaller
* Ağır metaller, yer kabuğunda doğal olarak bulunan elementlerdir.
* Demir (Fe), bakır (Cu), nikel (Ni), çinko (Zn), kadmiyum (Cd), kurşun (Pb) cıva (Hg), ... Atom ağırlıkları ve yoğunlukları yüksektir. Isı ve elektriği iyi iletirler.
* Genel olarak zehirli olup, çevre üzerinde olumsuz etkileri vardır.
* Toprakta bulunan ağır metaller çözündüklerinde yeraltı sularına karışır ve bitkiler aracılığı ile canlılara zarar verir.
5. Piller
* Piller, kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürerek yapısında depolayan aygıtlardır.
** Pilin türüne göre kimyasal içeriği değişir.
* Kurşun, bakır, cıva, nikel, kadmiyum gibi ağır metalleri içerir.
* Cep telefonları, dizüstü bilgisayarlar, hesap makineleri, saatler gibi cihazlar pil ile çalışmaktadır.
*Atık piller Pillerin akü gövdesi paslandığında yapısındaki kimyasal maddeler toprağa oradan da sulara karışır.
* Piller kullanıldıktan sonra çöpe atılmamalıdır.
