Hava Kirliliği ve Partikül Madde
Öğle arası arkadaşlarımla hava almak için dışarı çıktığımda, çevre bölgede bulunan bir fabrikanın gökyüzüne bıraktığı bembeyaz duman dikkatimi çekerek, beni gene düşünce havuza attı. Duman hava kirliliğine neden olmuyor mu? Farkı nedir? Nedir? Ne değildir? ... Aklımda şimşekler çakarken giderek kendimi cahil gibi görmeye başladım. Ne zaman bir konuda merak edip araştırma yapsam, karşılaştığım her bilgi merakımı artırarak yeni bir araştırma konusu edinirim. Araştırmamı olabildiğince Hava kirliliği ve partikül madde ile sınırlı tutmaya çalışarak edindiğim bilgilerimi yazmaya başlıyorum.
Hava kirliliğinin çeşitli tanımlarından biri, atmosferde bulunan kirleticilerin insan sağlığı, bitki, yapı ve malzemelerde zararlı etkiler meydana getirecek miktar (konsantrasyon) ve sürede bulunması şeklindedir. Şehirleşmiş bölgelerinde oluşan hava kirliliği, öncelikle; katı, sıvı ve gaz yakıtların yakılmasından, endüstriyel üretim, ulaşım, ısı ve ışık elde etmek amacı ile gerçekleştirilen faaliyetlerden kaynaklanmaktadır.
Çevreyi tahrip edicilerin başında, plansız ve kontrolsüz gelişen endüstri olduğu anlaşılmıştır. Türkiye'de de, endüstrinin yoğunlaştığı veya yer seçimindeki yanlış tutum sonucu daha önce şehirlerin yakınında iken, bugün şehir içinde üretimlerine devam eden kuruluşlara yakın bölgelerde, çok ciddi boyutlarda hava kirliliğinin olduğu görülmektedir. İstanbul, İzmir, Bursa, Adapazarı, Murgul, İzmir, Adana, Karabük, Kırıkkale gibi şehirler endüstriden kaynaklanan kirlilikten büyük ölçüde etkilenmektedir. Sanayi açısından gelişmiş ve gelişmemiş iller kıyaslandığında, sanayi kuruluşlarının yoğun olduğu bölgelerde yaz aylarında kükürt dioksid (SO2) ve uçucu tozların düzeyi belli bir düzeyi korumaktayken diğer illerde sıfıra yakın bir düzeye inmektedirler.
Türkiye’de hava kirlenmesine neden olan temel endüstriler:
Kentlerde hava kirliliği büyük ölçüde ısınmadan kaynaklanmaktadır. Fosil yakıtların, yani petrol ve kömürlerinin yanması kirletici birçok etkenin havaya karışmasına neden olmaktadır. Kalorifer kazanları ve sobalar gibi ısınma araçlarından çıkan gazlar ve partikül madde gibi unsurlar da hava kirlenmesini önemli oranda arttırmaktadır. Bu unsurlar, özellikle kış aylarının durgun havasında, şehirlerdeki tuğla, taş ve betonun ısıyı absorplayıp tutması ile geceleri bazı bölgeler heat island effect halini almaktadır. Bunun sonucu, kendi içinde lokal bir hava sirkülasyonu oluşmakta ve kirleticiler şehirlerden uzaklaşmadığından, halkın kronik hastalıkları meydana gelmektedir.
Farklı kaynaktan oluşan ve insan sağlığı açısından önemli hava kirleticilerden biri olan partikül maddedir. Diğer kirleticilerin aksine partikül madde spesifik bir kimyasal kirletici değildir; özellikleri, bileşimi, boyutları ve kaynakları farklı olan kirleticilerin bileşimidir. Kentsel alanlardaki partikül madde derişimleri büyük ölçüde kaynak tiplerine ve emisyon kaynaklarına bağlıdır. Partikül madde derişimleri, aynı şehrin içinde ve şehirden şehre büyük ölçüde değişim göstermektedir.
Havayı kirleten gazların yanında ikinci temel hava kirleticiler, askıdaki partikül maddelerdir. Partikül madde, atmosferde veya bir gaz kütlesinde, molekülden büyük (>0,0002 μm) ve 500 μm'den küçük katı veya sıvı halde bulunan maddelerdir. Atmosferik PM, elementel ve organik karbon, amonyum, nitrat, sülfat, mineral toz, iz elementler ve suyun kompleks bir karışımıdır. Havada bulunan partiküller türleri ve özellikleri oluştukları kaynağa, oluşum şekline, boyutlarına, boyut dağılımlarına, biçimlerine, yoğunluklarına, içerdikleri özel bileşenlere ve bulundukları ya da yayıldıkları ortama bağlı olarak değişmektedir.
Partiküller, ister doğal isterse yapay kaynaklı olsun; çeşitli iklimsel ve hijyenik etkileriyle önem kazanmaktadır. Partiküler madde görüş mesafesini düşürmekle beraber, iklim üzerinde de direk ve dolaylı etkilere neden olmaktadır. Nitrat içeren partiküler maddeler ıslak ve kuru çökelmeler sonucu ötrifikasyona neden olmaktadır. Bunun yanında, partiküler madde tarihi eserler ve sanat eserleri üzerinde yıkıcı etkilere neden olmaktadır
Bu tür kirleticileri hava ile solunduğunda insan vücuduna girip solunum sistemi hastalıklarının artışına neden olabilmektedir. Fakat havada pek çok partikül madde bulunmasına rağmen bunların hepsi sağlık üzerinde olumsuz etkilere neden olmamaktadır. Bir maddenin zararlı olabilmesi için taşıması gereken fiziksel ve biyolojik özellikleri olmalıdır. Bunlardan önemlileri: partikülün büyüklüğü ve şekli (immun reaksiyona ve inflamatuar cevaba neden olabilecek, müköz membranlardan dişüzyona uğrayabilecek), partikülün su tutucu özelliği, elektriksel yükü su ve lipitte eriyebilirliği şeklinde sıralanabilir.
Partikül madde konsantrasyonu ile insan ölümlerinde bir artış olduğu bilinmektedir (WHO, 2005). Atmosferdeki partikül konsantrasyonu metreküpte mikrogram (μg/m3) olarak verilir. Bulunulan bölgeye bağlı olarak PM konsantrasyon seviyesi değişkenlik gösterebilir. Örneğin, kırsal alanlarda küçük konsantrasyon değerleri ölçülürken, kentsel özellikle endüstriyel metropoliten alanlarda bu değerler yüksek seviyelere çıkabilmektedir.
Solunabilir partikuler madde değisik kaynaklardan oluşmaktadır. Partiküller kaynaklarına göre doğal veya antropojenik (insan faaliyeti) kökenli olabilirler. Başlıca doğal kaynakları şöyle sıralanabilir: Deniz aerosolleri ve tuzları, rüzgarlarla savrulan toprak parçacıkları, volkanik aktiviteler, yangınlar, çöl kumları, organik bileşikleri ve mikroorganizmalar. Antropojenik kaynaklar ise çimento fabrikaları, termik santraller, metal endüstrileri ve inşaat faaliyetleri, madencilik, taşıtlardan kaynaklanan tozlar, kömür ve petrol türevlerinin yanması sonucu oluşan uçucu küller, tarımsal aktivitelerle atmosfere karışan partiküllerdir. Bu kaynaklardan antropojenik kökenli olan partiküllar çoğunlukla küçük boyutta olup insan sağlığına daha zararlıdır.
Birincil (Primer) partiküller, kirletici kaynaktan atmosfere doğrudan doğruya atılıp havada bulunurlar. Polenler, yaprak yüzeylerinden kopan partiküller parçalanma ürünleri, volkanik, deniz ve toprak tozu birincil partiküllerin doğal kaynaklarındandır. Isıtma işlemleri, buhar jeneratörleri, evsel ısınma işlemleri, trafik, tarım ve inşaat aktiviteleri antropojenik kaynaklardandır. Genellikle yakma kaynaklarından çapı 1 μm’den küçük partiküller, doğal kaynaklar (toz) ise çapı 1 μm’den büyük partiküller oluşur.
*Toz, katı maddelerdir ve doğrudan endüstri veya ısınma tesislerinin atık gazlarıyla havaya atılan kül, kömür, çimento tozları, kum, toprak gibi maddeler bu sınıfa girerler.
*Duman, karbonlu maddelerin tam yanmaması sonucu havaya bırakılan katı tanecikler içeren zengin atık gazlardır.
*Uçucu Kül: yanma neticesinde meydana gelen ve baca gazları içinde bulunan ince kül partikülleridir. Bu partiküller yanmamış yakıt (karbon) içerebilirler.
*Füme, süblimasyon, veya kimyasal reaksiyon neticesinde teşekkül eden, genellikle 1 μm'den küçük partiküller (sigara dumanı, metalurjik proseslerden çıkan fümeler.
*Aerosol: gaz ortamında katı veya sıvı halde bulunan mikroskobik partiküllerin bir dispersiyonudur. Boyutları çok küçük olduğundan atmosferde asılı halde bulunurlar.
*Mist: havada kendi ağırlığı ile düşecek büyüklükte olan sıvı damlacıkların dispersiyonu
*Sis, mikroskobik su damlacıklarından oluşan gözle görülebilen aerosol.
*Mist: havada kendi ağırlığı ile düşecek büyüklükte olan sıvı damlacıkların dispersiyonu.
Kurum, yanma neticesinde parçacıklarının aglomerasyonundan(birleşmesinden) meydana gelen ve tam olmayan yanma neticesinde oluşan katran ihtiva eden partiküller
Solunabilir partikül maddeler optik veya elektron mikroskobu altında incelendiğinde, özellikle katı toz partiküllerinin genelde düzensiz bir yapıya ait oldukları görülmektedir. Bazı mineral tozlar kristal şekillerden ve bölünme niteliklerinden belirlenebilir. Örneğin, asbest parçacıkları iğne şeklindedir ve uzunlukları çapından birkaç kat büyüktür. Eğer partiküllerin boyutu birkaç mikrondan fazla ise onların rengi de belirmek mümkündür. Aksi takdirde tozun rengi sadece yüksek absorbans özelliğine sahip olan PM’lerde görünür. Böylece şeffaf olan mineral tozları şeffaf olmayan kömür parçacıklardan ayırılabilir. Fakat partikül maddenin kaynağı kesin olarak bilinmezse onun kömür tozu ya da başka bir şeffaf olmayan parçacık olduğunu belirtmek zordur.
Duman parçacıkları, kondensasyon yolu ile oluştuğundan toz taneciklerinden şekil açısından farklıdır. Dolayısıyla dumandaki partiküller genelde küre şeklindedir. Bunun örneği, soğumuş organik parçacıkları, deniz tuzları, endüstrilerde metal yanması sonucunda oluşan tozlar. Bununla beraber elektrik yüklü olan partiküller, kristal ve zincirler oluşturabilirken yükü olmayan tanecikler düzensizdir. Bazı durumlarda duman partikülleri şekilsiz gibi göründüğü zaman yapışmış mikronaltı boyutta olan birkaç kristallerden oluşmuş olabilir. Mist ve spreylerde bulunan sıvı partiküller ise, büyük ebatlarda düzensizlikler görülmesine rağmen, genelde küre şeklindedir.
Havadaki partikül maddelerin konsantrasyonu insan sağlığını olumsuz etkileyen en önemli maddelerden biridir. Partiküller insan vücuduna genellikle solunum yoluyla girerler ve daha çok solunum yollarını etkilerler. Partiküllerin insan solunum sistemi içindeki hareketi ve oluşturduğu etkiler, partiküllerin şekli, büyüklüğü, yoğunluğu ve reaktifliği gibi özelliklerine bağlıdır. İnsan akciğerlerine ulaşabilen partiküller 10 µm’nin altındaki partiküllerdir.
Kaba partiküller üst solunum sisteminde depolanırken ince ve ultra ince partiküller alveollere kadar ulaşabilirler. Partikül maddelerin akciğerlerden alveollere kadar taşınması nedeniyle bu kirleticilerin yaptığı olumsuz sağlık etkileri çok fazladır. Bu olumsuz etkiler sonucunda ortaya çıkan önemli rahatsızlıklar arasında kronik bronşit vakalarında artış, astım, solunum yolları epitel dokusunda kalınlaşma, gen mutasyonu ve kanserojen gibi sağlık problemleri örnek olarak verilebilir.
Bilindiği gibi insan solunum sistemi üst solunum sistemi (burun, boğaz, larink ve nefes borusu) ve alt solunum sistemi (akciğerler) olmak üzere ikiye ayrılır. Nefes borusu ikiye bölünmesiyle bronşlar oluşur. Bronşlar çok sayıda kapılar hava borucuklarına (bronşiol) ayrılır ve bunlar da en sonunda alveollere dönüşür. Hava ile solunan partiküller nemli ve sıcak akciğer alveolerinde kimyasal olarak çözülüp hidrolize olarak kana geçebilirler. Böylece dolaşım sistemine karışan çeşitli zehirli maddeler, hedef seçtikleri diğer organlara kadar ulaşırlar.
Önce görüldüğü gibi sağlık etkileri açısından tozların tane irilik dağılımları çok önemlidir.10 µm’den büyük olan partiküllerin çoğu ve 5–10 µm arasında olan partiküllerin yaklaşık %60-80’i boğaz ve burun bölgesinde tutulur. Bu partiküller, üst solunum yollarında, çökelme, atalet ve doğrudan çarpma mekanizmaları ile tutulup atılırlar. PM2,5-5’lerin bir kısmı akciğerlerin girişindeki silialar tarafından tutulurlar ve akciğerlerin derinliklerine inmeden üst solunum sistemine geri gönderilirler. Silialar küçük yelpaze şeklinde kıllardır. Devamlı dalgalanırlar ve dalgalanmaları partikülleri dışarı atacak şeklidedir. Bu nedenle partiküllerin çok büyük bir kısmı boğaza (farinks) kadar geri gönderilirler.
2,5 µm’den küçük partiküller ise solunarak ciğerlere gelir ve risk oluşturur.. Bu fraksiyondaki solunan partiküller difüzyon (Brown hareketleri) mekanizmaları ile tutulurlar. Bu partiküller, solunum sisteminin savunma mekanizmasını bozar ve hücresel boyutta hasarlara neden olur. Büyüklüğü 0,5 µm’den küçük partiküller akciğerlerin en uç noktalarına kadar ulaşıp orada yerleşirler (bunlar toksik gazlardan daha tehlikelidirler). Özellikle 0,1–0,5 mikron boyut aralığındaki partiküller, akciğerlerin en uç noktaları olan ve kılcal damarlarla sarılı olup gaz transferinin meydana geldiği alveollere kadar solunum yolu ile ulaşabilirler.
Farklı boyuttaki partiküllere maruz kalınması ve hastalıklar arasındaki ilişki konusunda pek çok araştırma yapılmıştır. Kaba partiküller, astım gibi solunum rahatsızlıklarını kötüleştirebilir. İnce partiküllere maruz kalma, erken ölümü de içeren çeşitli olumsuz sağlık etkilerine neden olur. Bu olumsuz etkiler sonucunda ortaya çıkan önemli rahatsızlıklar arasında; pulmoner fonksiyon bozuklukları, kronik bronşit vakalarında artış, bronşiyal mukoza silialarının temizleme hızında artış, solunum yolları epitel dokusunda kalınlaşma gibi sağlık problemleri örnek olarak verilebilir.
Partiküller solunum sistemi rahatsızlıklarının yanında kalp ve dolaşım sistemi rahatsızlıklarına da sebep olmaktadır. Partikül kirliliği kalp ritim bozukluğu ve kalp krizi ile de ilişkilendirilmiştir. Partikül kirliliği için kalp veya solunum rahatsızlıkları olanlar, yaşlı yetişkinler ve çocuklar hassas gruplardır. Kalp rahatsızlıkları olanlar (kalp yetersizliği, kalp ile ilgili damar hastalıkları) partikül madde hava kirliliğine maruz kalırsa göğüs ağrısı, kalp çarpıntısı, nefes darlığı ve yorgunluk hissedebilirler. Solunum rahatsızlıkları bulunanlar, bu partiküllere maruz kalırlarsa normalde nefes aldıkları gibi derin nefes alamayabilirler, öksürebilirler ve nefes darlığı çekebilirler. Sağlıklı insanlarda da bunun gibi sağlık etkileri gözlenebilir, fakat ağır sağlık problemleri yaşamayabilirler. Ayrıca partikül kirliliği, solunum yolu enfeksiyonlarına hassasiyeti arttırabilir, astım, kronik bronşit gibi mevcut solunum hastalıklarını kötüleştirebilir ve ilaç kullanımını arttırabilir.
ilgili video yayınları,
https://youtu.be/nzHpcryefOE
https://youtu.be/a-gF0BPaKqE
https://www.youtube.com/watch?v=ojl-sU_OfAM
https://youtu.be/zrHmD94F95A
Hava Kirliliği
Günümüzde hava kirliliği giderek daha da endüstrileşen ülkelerde büyük şehirler başta olmak üzere ciddi bir sorun haline gelmiştir. Dünyada her yıl tahminen 3 milyondan fazla kişi hava kirliliği nedeniyle hayatını kaybetmektedir. Hava kirliliğinden ölümlerin %90’nı gelişmekte olan ülkelerde görülmektedir. Kentsel hava kirlenmesi seviyeleri ile bronşit, astım, amfizem gibi akciğer rahatsızlıkları arasında doğrusal ilişkiler bulunduğu bilinmektedir. Hava kirleticilerin sağlık üzerine etkisi minimize edilmesi için hava kalitesini kontrol ederek belli seviyede tutulması gerekmektedir.Hava kirliliğinin çeşitli tanımlarından biri, atmosferde bulunan kirleticilerin insan sağlığı, bitki, yapı ve malzemelerde zararlı etkiler meydana getirecek miktar (konsantrasyon) ve sürede bulunması şeklindedir. Şehirleşmiş bölgelerinde oluşan hava kirliliği, öncelikle; katı, sıvı ve gaz yakıtların yakılmasından, endüstriyel üretim, ulaşım, ısı ve ışık elde etmek amacı ile gerçekleştirilen faaliyetlerden kaynaklanmaktadır.
Çevreyi tahrip edicilerin başında, plansız ve kontrolsüz gelişen endüstri olduğu anlaşılmıştır. Türkiye'de de, endüstrinin yoğunlaştığı veya yer seçimindeki yanlış tutum sonucu daha önce şehirlerin yakınında iken, bugün şehir içinde üretimlerine devam eden kuruluşlara yakın bölgelerde, çok ciddi boyutlarda hava kirliliğinin olduğu görülmektedir. İstanbul, İzmir, Bursa, Adapazarı, Murgul, İzmir, Adana, Karabük, Kırıkkale gibi şehirler endüstriden kaynaklanan kirlilikten büyük ölçüde etkilenmektedir. Sanayi açısından gelişmiş ve gelişmemiş iller kıyaslandığında, sanayi kuruluşlarının yoğun olduğu bölgelerde yaz aylarında kükürt dioksid (SO2) ve uçucu tozların düzeyi belli bir düzeyi korumaktayken diğer illerde sıfıra yakın bir düzeye inmektedirler.
Türkiye’de hava kirlenmesine neden olan temel endüstriler:
- Demir - Çelik (baca gazları, füme, karbonlu bileşikleri);
- Şeker (SO2, partiküler madde);
- Çimento (SO2, toz);
- Tekstil (füme, SO2);
- Petrokimya (SO2, duman, hidrokarbon, amonyak);
- Kağıt-Selüloz (baca gazları, koku, partiküler madde);
- Enerji Üretim Santralleri (SO2, NOx ,uçucu küller, hidrokarbonlar);
- Deri (koku) sanayileridir.
Kentlerde hava kirliliği büyük ölçüde ısınmadan kaynaklanmaktadır. Fosil yakıtların, yani petrol ve kömürlerinin yanması kirletici birçok etkenin havaya karışmasına neden olmaktadır. Kalorifer kazanları ve sobalar gibi ısınma araçlarından çıkan gazlar ve partikül madde gibi unsurlar da hava kirlenmesini önemli oranda arttırmaktadır. Bu unsurlar, özellikle kış aylarının durgun havasında, şehirlerdeki tuğla, taş ve betonun ısıyı absorplayıp tutması ile geceleri bazı bölgeler heat island effect halini almaktadır. Bunun sonucu, kendi içinde lokal bir hava sirkülasyonu oluşmakta ve kirleticiler şehirlerden uzaklaşmadığından, halkın kronik hastalıkları meydana gelmektedir.
Farklı kaynaktan oluşan ve insan sağlığı açısından önemli hava kirleticilerden biri olan partikül maddedir. Diğer kirleticilerin aksine partikül madde spesifik bir kimyasal kirletici değildir; özellikleri, bileşimi, boyutları ve kaynakları farklı olan kirleticilerin bileşimidir. Kentsel alanlardaki partikül madde derişimleri büyük ölçüde kaynak tiplerine ve emisyon kaynaklarına bağlıdır. Partikül madde derişimleri, aynı şehrin içinde ve şehirden şehre büyük ölçüde değişim göstermektedir.
Partikül Madde Tanımı
Havayı kirleten gazların yanında ikinci temel hava kirleticiler, askıdaki partikül maddelerdir. Partikül madde, atmosferde veya bir gaz kütlesinde, molekülden büyük (>0,0002 μm) ve 500 μm'den küçük katı veya sıvı halde bulunan maddelerdir. Atmosferik PM, elementel ve organik karbon, amonyum, nitrat, sülfat, mineral toz, iz elementler ve suyun kompleks bir karışımıdır. Havada bulunan partiküller türleri ve özellikleri oluştukları kaynağa, oluşum şekline, boyutlarına, boyut dağılımlarına, biçimlerine, yoğunluklarına, içerdikleri özel bileşenlere ve bulundukları ya da yayıldıkları ortama bağlı olarak değişmektedir.
Partiküller, ister doğal isterse yapay kaynaklı olsun; çeşitli iklimsel ve hijyenik etkileriyle önem kazanmaktadır. Partiküler madde görüş mesafesini düşürmekle beraber, iklim üzerinde de direk ve dolaylı etkilere neden olmaktadır. Nitrat içeren partiküler maddeler ıslak ve kuru çökelmeler sonucu ötrifikasyona neden olmaktadır. Bunun yanında, partiküler madde tarihi eserler ve sanat eserleri üzerinde yıkıcı etkilere neden olmaktadır
Bu tür kirleticileri hava ile solunduğunda insan vücuduna girip solunum sistemi hastalıklarının artışına neden olabilmektedir. Fakat havada pek çok partikül madde bulunmasına rağmen bunların hepsi sağlık üzerinde olumsuz etkilere neden olmamaktadır. Bir maddenin zararlı olabilmesi için taşıması gereken fiziksel ve biyolojik özellikleri olmalıdır. Bunlardan önemlileri: partikülün büyüklüğü ve şekli (immun reaksiyona ve inflamatuar cevaba neden olabilecek, müköz membranlardan dişüzyona uğrayabilecek), partikülün su tutucu özelliği, elektriksel yükü su ve lipitte eriyebilirliği şeklinde sıralanabilir.
Partikül madde konsantrasyonu ile insan ölümlerinde bir artış olduğu bilinmektedir (WHO, 2005). Atmosferdeki partikül konsantrasyonu metreküpte mikrogram (μg/m3) olarak verilir. Bulunulan bölgeye bağlı olarak PM konsantrasyon seviyesi değişkenlik gösterebilir. Örneğin, kırsal alanlarda küçük konsantrasyon değerleri ölçülürken, kentsel özellikle endüstriyel metropoliten alanlarda bu değerler yüksek seviyelere çıkabilmektedir.
Partikül Maddelerin Kaynakları ve Oluşumu
Solunabilir partikuler madde değisik kaynaklardan oluşmaktadır. Partiküller kaynaklarına göre doğal veya antropojenik (insan faaliyeti) kökenli olabilirler. Başlıca doğal kaynakları şöyle sıralanabilir: Deniz aerosolleri ve tuzları, rüzgarlarla savrulan toprak parçacıkları, volkanik aktiviteler, yangınlar, çöl kumları, organik bileşikleri ve mikroorganizmalar. Antropojenik kaynaklar ise çimento fabrikaları, termik santraller, metal endüstrileri ve inşaat faaliyetleri, madencilik, taşıtlardan kaynaklanan tozlar, kömür ve petrol türevlerinin yanması sonucu oluşan uçucu küller, tarımsal aktivitelerle atmosfere karışan partiküllerdir. Bu kaynaklardan antropojenik kökenli olan partiküllar çoğunlukla küçük boyutta olup insan sağlığına daha zararlıdır.
Partiküller yüzlerce farklı kimyasaldan oluşabilirler ve atmosfere çok farklı boyutta ve farklı şekillerde yayılırlar. Oluşum mekanizmasına göre partikül maddeleri iki sınıfa ayırılabilir:
Birincil (Primer) partiküller, kirletici kaynaktan atmosfere doğrudan doğruya atılıp havada bulunurlar. Polenler, yaprak yüzeylerinden kopan partiküller parçalanma ürünleri, volkanik, deniz ve toprak tozu birincil partiküllerin doğal kaynaklarındandır. Isıtma işlemleri, buhar jeneratörleri, evsel ısınma işlemleri, trafik, tarım ve inşaat aktiviteleri antropojenik kaynaklardandır. Genellikle yakma kaynaklarından çapı 1 μm’den küçük partiküller, doğal kaynaklar (toz) ise çapı 1 μm’den büyük partiküller oluşur.
İkincil (Seconder) partiküller, havaya karışan birincil partiküllerin havada mevcut diğer bazı türlerle atmosferde bir takım kimyasal reaksiyon, yoğunlaşma ve yüzeye adsorplanma sonucunda oluşan partiküllerdir. Partikül emisyonlarının atmosfere salınmasında etkili olan kaynaklar,
örneğin, motorlu taşıtlar, evsel ısınma, yakma işlemleri gibi pek çok emisyon kaynağı gaz fazında da çeşitli organik ve inorganik bileşenler oluşturur. Partiküller oluşum şartlarına bağlı olarak havada birçok farklı formunda bulunurlar.
*Toz, katı maddelerdir ve doğrudan endüstri veya ısınma tesislerinin atık gazlarıyla havaya atılan kül, kömür, çimento tozları, kum, toprak gibi maddeler bu sınıfa girerler.
*Duman, karbonlu maddelerin tam yanmaması sonucu havaya bırakılan katı tanecikler içeren zengin atık gazlardır.
*Uçucu Kül: yanma neticesinde meydana gelen ve baca gazları içinde bulunan ince kül partikülleridir. Bu partiküller yanmamış yakıt (karbon) içerebilirler.
*Füme, süblimasyon, veya kimyasal reaksiyon neticesinde teşekkül eden, genellikle 1 μm'den küçük partiküller (sigara dumanı, metalurjik proseslerden çıkan fümeler.
*Aerosol: gaz ortamında katı veya sıvı halde bulunan mikroskobik partiküllerin bir dispersiyonudur. Boyutları çok küçük olduğundan atmosferde asılı halde bulunurlar.
*Mist: havada kendi ağırlığı ile düşecek büyüklükte olan sıvı damlacıkların dispersiyonu
*Sis, mikroskobik su damlacıklarından oluşan gözle görülebilen aerosol.
*Mist: havada kendi ağırlığı ile düşecek büyüklükte olan sıvı damlacıkların dispersiyonu.
Kurum, yanma neticesinde parçacıklarının aglomerasyonundan(birleşmesinden) meydana gelen ve tam olmayan yanma neticesinde oluşan katran ihtiva eden partiküller
Partiküllerin Fiziksel Özellikleri
Solunabilir partikül maddeler optik veya elektron mikroskobu altında incelendiğinde, özellikle katı toz partiküllerinin genelde düzensiz bir yapıya ait oldukları görülmektedir. Bazı mineral tozlar kristal şekillerden ve bölünme niteliklerinden belirlenebilir. Örneğin, asbest parçacıkları iğne şeklindedir ve uzunlukları çapından birkaç kat büyüktür. Eğer partiküllerin boyutu birkaç mikrondan fazla ise onların rengi de belirmek mümkündür. Aksi takdirde tozun rengi sadece yüksek absorbans özelliğine sahip olan PM’lerde görünür. Böylece şeffaf olan mineral tozları şeffaf olmayan kömür parçacıklardan ayırılabilir. Fakat partikül maddenin kaynağı kesin olarak bilinmezse onun kömür tozu ya da başka bir şeffaf olmayan parçacık olduğunu belirtmek zordur.
Duman parçacıkları, kondensasyon yolu ile oluştuğundan toz taneciklerinden şekil açısından farklıdır. Dolayısıyla dumandaki partiküller genelde küre şeklindedir. Bunun örneği, soğumuş organik parçacıkları, deniz tuzları, endüstrilerde metal yanması sonucunda oluşan tozlar. Bununla beraber elektrik yüklü olan partiküller, kristal ve zincirler oluşturabilirken yükü olmayan tanecikler düzensizdir. Bazı durumlarda duman partikülleri şekilsiz gibi göründüğü zaman yapışmış mikronaltı boyutta olan birkaç kristallerden oluşmuş olabilir. Mist ve spreylerde bulunan sıvı partiküller ise, büyük ebatlarda düzensizlikler görülmesine rağmen, genelde küre şeklindedir.
a.Düzenzis kare - irregular square b.Küme – agglomerate c.Küre – sphere d.Yoğunlaşmış flok - condensation floccule e.Çubuk - column or stick f.Belirtisiz – unknown
Partikül Maddenin İnsan Sağlığına Etkileri
Havadaki partikül maddelerin konsantrasyonu insan sağlığını olumsuz etkileyen en önemli maddelerden biridir. Partiküller insan vücuduna genellikle solunum yoluyla girerler ve daha çok solunum yollarını etkilerler. Partiküllerin insan solunum sistemi içindeki hareketi ve oluşturduğu etkiler, partiküllerin şekli, büyüklüğü, yoğunluğu ve reaktifliği gibi özelliklerine bağlıdır. İnsan akciğerlerine ulaşabilen partiküller 10 µm’nin altındaki partiküllerdir.
Kaba partiküller üst solunum sisteminde depolanırken ince ve ultra ince partiküller alveollere kadar ulaşabilirler. Partikül maddelerin akciğerlerden alveollere kadar taşınması nedeniyle bu kirleticilerin yaptığı olumsuz sağlık etkileri çok fazladır. Bu olumsuz etkiler sonucunda ortaya çıkan önemli rahatsızlıklar arasında kronik bronşit vakalarında artış, astım, solunum yolları epitel dokusunda kalınlaşma, gen mutasyonu ve kanserojen gibi sağlık problemleri örnek olarak verilebilir.
Bilindiği gibi insan solunum sistemi üst solunum sistemi (burun, boğaz, larink ve nefes borusu) ve alt solunum sistemi (akciğerler) olmak üzere ikiye ayrılır. Nefes borusu ikiye bölünmesiyle bronşlar oluşur. Bronşlar çok sayıda kapılar hava borucuklarına (bronşiol) ayrılır ve bunlar da en sonunda alveollere dönüşür. Hava ile solunan partiküller nemli ve sıcak akciğer alveolerinde kimyasal olarak çözülüp hidrolize olarak kana geçebilirler. Böylece dolaşım sistemine karışan çeşitli zehirli maddeler, hedef seçtikleri diğer organlara kadar ulaşırlar.
Önce görüldüğü gibi sağlık etkileri açısından tozların tane irilik dağılımları çok önemlidir.10 µm’den büyük olan partiküllerin çoğu ve 5–10 µm arasında olan partiküllerin yaklaşık %60-80’i boğaz ve burun bölgesinde tutulur. Bu partiküller, üst solunum yollarında, çökelme, atalet ve doğrudan çarpma mekanizmaları ile tutulup atılırlar. PM2,5-5’lerin bir kısmı akciğerlerin girişindeki silialar tarafından tutulurlar ve akciğerlerin derinliklerine inmeden üst solunum sistemine geri gönderilirler. Silialar küçük yelpaze şeklinde kıllardır. Devamlı dalgalanırlar ve dalgalanmaları partikülleri dışarı atacak şeklidedir. Bu nedenle partiküllerin çok büyük bir kısmı boğaza (farinks) kadar geri gönderilirler.
2,5 µm’den küçük partiküller ise solunarak ciğerlere gelir ve risk oluşturur.. Bu fraksiyondaki solunan partiküller difüzyon (Brown hareketleri) mekanizmaları ile tutulurlar. Bu partiküller, solunum sisteminin savunma mekanizmasını bozar ve hücresel boyutta hasarlara neden olur. Büyüklüğü 0,5 µm’den küçük partiküller akciğerlerin en uç noktalarına kadar ulaşıp orada yerleşirler (bunlar toksik gazlardan daha tehlikelidirler). Özellikle 0,1–0,5 mikron boyut aralığındaki partiküller, akciğerlerin en uç noktaları olan ve kılcal damarlarla sarılı olup gaz transferinin meydana geldiği alveollere kadar solunum yolu ile ulaşabilirler.
11 µm ve yukarısı Solunum sistemine girmez
7-11 µm arası ve yukarısı Burun içinde tutulur
4,7-7 µm Boğazda (yutak) tutulur
3,3-4,7 µm Nefes borusu ve ön broşlarda tutulur
2,1-3,3 µm Orta kısımdaki broşlarda tutulur.
1,1-2,1 µm En uç broşlarda tutulur
0,65-1,1 µm Solunum borusunda tutulur
0,43-0,65 µm Akciğer alveollerinde tutulur.Dünya Sağlık Örgütü (WHO) raporunda, endüstriyel gelişimin fazla olduğu Batı Avrupa ülkelerinde, çocuklarda astım hastalığının görülme sıklığının Doğu Avrupa ülkelerindeki çocuklarda görülme sıklığının on katı olduğunu belirtmiştir. Aynı raporda, yıllık ortalama 20 μg/m3 PM2,5 ve 30 μg/m3 PM10 konsantrasyonuna maruz kalma ile bronşit semptomlarının arttığı ve akciğerlerde fonksiyon bozukluğunun oluştuğu açıklanmıştır.
Farklı boyuttaki partiküllere maruz kalınması ve hastalıklar arasındaki ilişki konusunda pek çok araştırma yapılmıştır. Kaba partiküller, astım gibi solunum rahatsızlıklarını kötüleştirebilir. İnce partiküllere maruz kalma, erken ölümü de içeren çeşitli olumsuz sağlık etkilerine neden olur. Bu olumsuz etkiler sonucunda ortaya çıkan önemli rahatsızlıklar arasında; pulmoner fonksiyon bozuklukları, kronik bronşit vakalarında artış, bronşiyal mukoza silialarının temizleme hızında artış, solunum yolları epitel dokusunda kalınlaşma gibi sağlık problemleri örnek olarak verilebilir.
Partiküller solunum sistemi rahatsızlıklarının yanında kalp ve dolaşım sistemi rahatsızlıklarına da sebep olmaktadır. Partikül kirliliği kalp ritim bozukluğu ve kalp krizi ile de ilişkilendirilmiştir. Partikül kirliliği için kalp veya solunum rahatsızlıkları olanlar, yaşlı yetişkinler ve çocuklar hassas gruplardır. Kalp rahatsızlıkları olanlar (kalp yetersizliği, kalp ile ilgili damar hastalıkları) partikül madde hava kirliliğine maruz kalırsa göğüs ağrısı, kalp çarpıntısı, nefes darlığı ve yorgunluk hissedebilirler. Solunum rahatsızlıkları bulunanlar, bu partiküllere maruz kalırlarsa normalde nefes aldıkları gibi derin nefes alamayabilirler, öksürebilirler ve nefes darlığı çekebilirler. Sağlıklı insanlarda da bunun gibi sağlık etkileri gözlenebilir, fakat ağır sağlık problemleri yaşamayabilirler. Ayrıca partikül kirliliği, solunum yolu enfeksiyonlarına hassasiyeti arttırabilir, astım, kronik bronşit gibi mevcut solunum hastalıklarını kötüleştirebilir ve ilaç kullanımını arttırabilir.
ilgili video yayınları,
https://youtu.be/nzHpcryefOE
https://youtu.be/a-gF0BPaKqE
https://www.youtube.com/watch?v=ojl-sU_OfAM
https://youtu.be/zrHmD94F95A
