ASİT YAĞMURLARI

ASİT YAĞMURLARI

Evlerimizde kullandığımız sayısız eşyayı üreten fabrikalar, evlerimizde ve bu fabrikalarda kullanılan elektriği üreten santraller, tarım ürünlerinin üretildiği uçsuz bucaksız tarlalar, bizleri kimi zaman sevdiklerimize kavuşturan kimi zaman okula, işe götüren taşıtlar. Hayatımızı kolaylaştıran etrafımızdaki bunca şeyin aslında doğaya nelere mal olduğunu biliyor muyuz? Çalıştırılan her otomobilin, boşa yakılan ambaların, bilinçsizce kullanılan gübrelerin, günlük hayatta kullandığımız sanayi ürünlerinin yol açtığı zararlardan sadece biri asit yağmurları…

Normalde yağmur suyu asit özelliğindedir, pH’sı 5,5–5,6 arasında değişir. Bu, atmosferde bulunan karbon dioksitin (CO2) yağmur suyuyla etkileşime girerek karbonik asit (H2CO3) meydana getirmesinden kaynaklanır. H2O(s) + CO2 (g) g H2CO3 (s) pH’sı normal yağmur suyunun sahip olduğu 5,5-5,6’lık pH düzeyinin altında olan yağmurlar asit yağmuru olarak tanımlanır. Asit yağmuru, doğal ve antropojenik (insan kaynaklı) kaynaklardan gelen kükürt dioksit (SO2) ve azot oksit (NOx) gazlarının bulutlardaki su damlacıkları içinde çözünerek daha sonra yağış olarak yer  yüzüne inecek olan bu su kütlelerinin asitliğini artırması sonucu oluşur. Bu gazların atmosferde su, oksijen ve asit özelliğindeki birtakım kimyasallarla tepkimeye girmesi sonucunda sülfürik asit (H2SO4) ve nitrik asit (HNO3 -) oluşur. Kükürt dioksit ve azot oksit gazları kirletici kaynaklardan yayıldıktan sonra hâkim rüzgârlar tarafından ülke sınırlarının dışına hatta bazen yüzlerce kilometre uzağa taşınabilmektedir. Araştırmalara göre Kanada’da görülen asit yağmurlarının % 50-% 70’i ABD’den kaynaklanmakta, ABD’de görülen asit yağmurlarının ise % 2-% 10’luk dilimi Kanada’dan kaynaklanmaktadır. Nitrik asidin çoğu atmosfere salınan azot oksit gazlarından kaynaklıdır. Fakat tarımsal uygulamaların da asit yağmurlarına etkisi vardır ki bu, amonyaktan kaynaklanır. Toprakta ürün kalitesini artırmak kullanılan gübreler fosfor (P) ve azot (N) bakımından zengindir. Gübre sanayisinde çoğu gübreler Haber-Bosch adı verilen bir işlem sonucu elde edilir. Bu işlemde, havadan alınan reaktif olmayan azot (N2), reaktif olan amonyağa (NH3) çevrilir.

Asit yağmuru terimi ilk olarak 1852’de İskoç kimyager Robert Angus Smith tarafından Endüstri Devrimi’nin önemli şehirlerinden Manchester’a (İngiltere) düşen yağıştaki asit oranının artmasını tanımlamak için kullanılmış. Smith, sanayileşme ve kullanılan fosil yakıtlar sonucunda artan hava kirliliği ile asit yağmurları arasındaki ilişkiyi keşfetmiş. 

Asit yağmurları 1852 yılında keşfedildiği halde 1960’ların sonuna kadar bu olgu hakkında geniş çaplı gözlem ve araştırma yapılmamış. Ta ki bilim insanları nehirlerdeki ve göllerdeki asitlik artışını ve büyük sanayi bölgelerinin çevresindeki bitkilerde meydana gelen tahribatı gözlemleyene kadar Amonyak ise ya doğrudan buharlaşarak bulut kütleleri içinde ya da dolaylı bir şekilde yüzey sularıyla taşınarak bazı kimyasal olaylar sonucu nitrik asiti (HNO3 -) oluşturur. Kükürt dioksitin ve azot oksitlerin yağmur sularını asitlendiren asitlere dönüşmesi, birkaç çeşit tepkimeyle meydana gelir.

Asit yağmurlarının günümüzde bilinen başlıca sorumluları volkanlar, karada (çoğunlukla bataklıklarda) ve denizde meydana gelen oksijensiz çürümeler (doğal etmenler) ve kontrolsüz tarım uygulamaları (aşırı ve kontrolsüz gübreleme) nedeniyle oluşan amonyak, sanayi faaliyetlerinde, termik santrallerde ve ulaşım araçlarında fosil yakıtların kullanılmasıyla oluşan kükürt dioksit ve azot oksit gazlarıdır (insan kaynaklı etmenler). 

Dünya çapında kükürt dioksit salımlarında azalma gözlemlenirken gelişmekte olan ülkelerde artan taşıt sayısına bağlı olarak azot oksit gazlarının salımı artıyor. Yeni araştırmalar, son yıllarda oluşan asit yağmurlarının özellikle yerleşim yerlerine yakın olanlarının çoğunun, azot oksitlerden kaynaklandığını gösteriyor. 

Asit yağmuru ve asit birikimi, son 20 yıl içinde bölgesel ölçekte önemli çevre problemlerinden biri olarak kabul ediliyor. Bilhassa İskandinav ülkelerinde, Kanada’da ve ABD’nin kuzeydoğu eyaletlerinde sulak yaşamda, bitkilerde ve toprakta olumsuz değişmelere yol açıyor. 

Çeşitli ülkelerde asit yağmurlarının etkilerini azaltmak amacıyla yasal düzenlemeler yapılıyor. Asit yağmurları aslında daha genel bir olgu olan asit birikimi ve taşınımının sonuçlarından biridir. Asit birikimi, ıslak birikim ve kuru birikim şeklinde olabilir.

 Islak birikim asit özelliği gösteren maddelerin bulutlardaki su kütlelerine nüfuz etmesiyle oluşur, pH’sı 5,6’nın altında olan asit özelliğindeki sular atmosferden yağmur, kar, sulusepken ve dolu vasıtasıyla yeryüzüne taşınır. Yeryüzüne ulaşan bu sular canlılar üzerinde zararlı etkiler yaratır. 

Etkinin şiddeti suyun asitlik derecesine, kimyasal içeriğine ve tamponlama (asitliği yüksek maddeleri, kendi asitlik derecesi değişmeyecek ya da çok az değişecek şekilde barındırabilme) kapasitesine ve bu etkiye maruz kalan organizmaların özelliklerine bağlı olarak değişir. 

Asit özelliği taşıyan aerosollerin, parçacıkların ve gazların atmosferde ve atmosfer yoluyla daha sonra karada birikimi ise kuru birikim olarak adlandırılır.

Kuru birikim yağan yağmurların asitliğini artırabildiği gibi yeryüzünde yağışlarla taşınarak yüzey sularında asitlenmeye de sebep olabilir. Bu yüzeysel su ise diğer su kaynaklarına karışarak asitlenme yaratabilir. Atmosferdeki asitliğin yaklaşık olarak yarısının kuru birikim biçiminde yeryüzüne döndüğü düşünülüyor. 

Asit yağmurları insan sağlığına, yüzeysel sulara (göllere ve akarsulara), sularda yaşayan canlılara, ormanlara, otomobil kaplamalarına, binalara, heykellere, tarihi eserlere zarar verebiliyor.

Canlılar Üzerindeki Etkiler

Asit yağmuru, balıkların zarar görmesine ve ölmesine, biyolojik çeşitliliğin azalmasına, su kaynaklarına akarken toprakta bulunan ağır metallerin (örneğin alüminyumun) göllere ve akarsulara karışmasına sebep olur. Hem artan asitlik hem de artan ağır metal konsantrasyonu su canlılarında doğrudan zehir etkisi yapar. 

Ayrıca artan asitlik ve ağır metal düzeyleri canlılar üzerinde kronik strese neden olur. Bu da canlıların genel sağlığında ve çevreye uyum yeteneklerinde sorunlara yol açar. 

Asit yağmurunun en zararlı etkilerinden biri göller üzerinde görülür. Asit yağmurlarının taşıdığı asitleri tamponlamaya yardımcı olan kalsiyum karbonat, magnezyum karbonat gibi maddeler göllerde az miktarda bulunduğundan bu alanlar özellikle risk altındadır. 

Sadece az sayıda tür ani pH değişimlerinde hayatta kalabilir, bu nedenle asit yağmurlarından etkilenen göllerdeki balık popülasyonları tamamen yok olabilir. Asitleşme ayrıca genel olarak tür çeşitliliğini de azaltır. 

Hassas havzaların içinde, bahar aylarında karların erime dönemlerinde meydana gelen balık ölümleri, asitlenme etkisiyle ilişkilendiriliyor. ABD’de kirliliği düşürmek, ozon tabakasının incelmesini engellemek ve asit yağmurlarının etkilerini azaltmak amacıyla 1980 yılında “Temiz Hava Yasası” (The Clean Air Act) yasası çıkartılmış. Bu yasa kapsamında “Asit Yağmuru Programı” (The Acid Rain Program) oluşturulmuş; bu sayede 1990–2008 yılları arasında kükürt salımlarında % 70’e varan azalma sağlanmış. 

Bu gelişmeden sonra Kanada’daki yağmurların asitliği azalmış, ancak daha önceki asit yağmurlarından etkilenen Ontario Gölü’nde kayda değer bir iyileşme gözlemlenmemiş. Sualtı yaşamı tehdit eden okyanus asitlenmesinde ise asit yağmurlarının karbondioksite göre çok daha az etkili olduğu kabul ediliyor. 

Yapılan araştırmalar asit yağmurlarının ormanlarda tahribat yaratarak ağaçların büyümelerini yavaşlattığını ve hatta ölümlerine sebep olabildiğini gösteriyor.

 Asit yağmurları çoğu zaman çevre sorunlarından kaynaklı başka etmenlerle de birleşerek ormanlar üzerinde stres oluşturuyor. 

Asit yağmurları ağaçlara birkaç şekilde zarar veriyor. Öncelikle asitliği yüksek suyla temas eden yapraklar ve gövde dokuları yıpranıyor. Ayrıca ağaçların topraktan faydalı maddeleri alması zorlaştığı gibi zehirli etkisi olan bazı maddeleri alması kolaylaşıyor. 

Asit yağmurunun başka bir etkisi de, toprakta besin olarak kullanılan bazı minerallerin çözünmesi (demineralizasyon). Demineralizasyon sonucunda asitliği yüksek olan sular toprakta bulunan yararlı mineralleri ve besinleri çözerek bitki örtüsünden uzaklaştırır ve yüzey akışı ile derelere, akarsulara ve göllere taşır. Aynı zamanda asit yağmuru toprak içinde bulunan zehirli maddelerin (ağır metaller, örneğin alüminyum) serbest hale geçmesine neden olur. Tamponlama kapasitesi yüksek topraklar asit yağmurlarının zararlı etkilerini belli ölçüde bertaraf edebilir. Yine de bu özellik dış dokuların asit yağmurundan göreceği zararı engelleyemez. Özellikle yüksek bölgelerde bulunan ormanlar daha fazla bulut ve sis ile çevrelenme eğilimindedir, bu yüzden eğer nemli hava kütlesindeki asitlik yüksekse bu ormanlar daha fazla aside maruz kalır.

Nesneler Üzerindeki Etkiler

Asit yağmurları otomobil boyalarına da ciddi şekilde zarar verebiliyor. Otomobil endüstrisinde çevresel serpinti olarak tabir edilen etmenler arasında yer alan asit yağmurlarının özellikle yeni boyanan araçların boyalarında aşınma yarattığı biliniyor. 

Yapılan araştırmalarda otomobillerin bu şekilde hasar gören bölgelerinde asit yağmurundan kaynaklı yüksek miktarda sülfata rastlanmış. 

Asit yağmurları ve asit özelliğindeki parçacıkların kuru birikimi ayrıca metallerin korozyonuna, çeşitli boya ve yapı malzemelerinin (örneğin mermer, kireçtaşı) dokularının bozulmasına neden olabiliyor. Asit yağmurlarına sebep olan sülfat ve nitrat parçacıkları aynı zamanda görüş mesafesini de azaltır. 

ABD’nin doğu kesimlerinde görüş mesafesinin düşmesi nedeni % 50-%70 oranında sülfat parçacıklarından kaynaklanıyor. Batı kesimlerinde ise görüş mesafesinin düşmesinde genellikle nitrat önemli rol oynuyor.

İnsan Sağlığı

Asit yağmurları normal yağmurlardan farksızdır. Normal yağmurlar gibi görünür, tadı normal bir yağmur damlasınınkine benzer ve aynı hissi verir. Asit yağmurları insanlara doğrudan büyük zararlar vermez. Yine de normalin üstünde bir asitliğin zararlı etkilerinin olması kaçınılmaz bir durumdur.

 Örneğin yapılan deneylerde pH’sı 4’ün altındaki göl sularına giren insanların ve tavşan deneklerin gözlerinde tahriş ve kızarıklık saptanmış. Ayrıca asit yağmuruna sebep olan kükürt dioksit ve azot oksit gazları da insanlara zarar verir. 

Bu gazlar atmosferde sülfat ve nitrat parçacıklarına dönüşerek rüzgârlar sayesinde uzun mesafeler kat edebilir ve solunum yoluyla akciğerlere nüfuz eder. Bu parçacıkların insan sağlığı, özellikle de akciğer ve solunum sistemi üzerindeki olumsuz etkileri birçok araştırma tarafından ortaya konmuş.

 Asit yağmurlarının yüzey, yeraltı ve içme sularında, toprakta, bitkilerde ve balıklar üzerinde sebep olduğu ağır metal birikimi de insan sağlığını dolaylı olarak olumsuz yönde etkiler. Bu kaynakları besin ve su temini amacıyla kullanan insanlarda ağır metaller olumsuz durumlara, hatta ölümcül hastalıklara sebebiyet verebilir.

Asit Yağmurları Deneyi:

Asit Yağmurlarının İncelenmesi

Ülkemizde asit yağmurlarını Araştırma Şube Müdürlüğü tarafından araştırılmaktadır. Araştırma Şube Müdürlüğü bünyesinde Hava Kirliliği ve Asit Yağmurları Araştırma Grubu olarak ODTÜ ile de ortaklaşa yürütülen çalışmalar çerçevesinde, özellikle asit yağmurları ve sınır ötesi kirlilik taşınımının belirlenmesine yönelik olarak çalışmalar yapılmaktadır. Bu amaçla 13 Nisan 1999 Çamkoru’da yağmur suyu toplamak üzere toplama sistemi kurulmuştur. Özellikle sınırlar ötesi kirliliğin iyi tespit edilmesi amacıyla çevresel ve kentsel kirlilikten etkilenmemesi için kentten uzak bir bölge olan Çamkoru bölgesi seçilmiştir. Ayrıca yer seçimi yapılırken asit yağmurlarının ülke ormanlarına verdiği zarar dikkate alınmıştır. Genel atmosferik sirkülasyonun yanısıra kentsel hava kirliliğinin etkilerinin de gözlenmesi amacıyla, benzer bir yağmur toplama düzeneği 19 Nisan 1999’da Ankara Bölge Meteoroloji Müdürlüğünde kurulmuştur.

İstasyonlardan toplanan örnekler sonucu elde edilen veriler kullanılarak yapılan

genel kirlilik belirleme çalışmaları sürmektedir. Çamkoru ve Ankara Bölgedeki yağmurtoplama sistemlerinden alınan yağmur örnekleri içindeki eser miktarlardaki katyon ve anyonlar belirlenerek yağmur suyundaki kirlilik izlenmektedir. Elde edilen yağmur suyu örneklerindeki çinko, demir, kadmiyum, kalsiyum, klor, krom, kurşun, magnezyum,mangan, nikel, nitrat, potasyum, sodyum, sülfat, vanadyum maddeleri konsantrasyonları OTDÜ ile ortak proje çerçevesinde ODTÜ Çevre Mühendisliği laboratuarlarında ve de Araştırma Şube Müdürlüğü bünyesindeki laboratuarda yapılmaktadır.Her iki istasyonda kurulu olan yağmur toplama sistemi toplam kirlilik birikimini ölçmeye yönelik olarak hazırlanmış sistemlerdir. Bundan sonraki çalışmalarda alımı kararlaştırılan otomatik yağmur toplama sistemlerinin kullanılması düşünülmektedir.Alınacak otomatik yağmur toplama sistemi sayesinde kuru ve ıslak birikim ayrı ayrı kontrol edilebilecektir. Bu sayede yağmur suyundan gelen kirlilik ve havadaki serbest halde dolaşan toz zerrelerinin neden olduğu kirlilik miktarı belirlenebilecektir.

Aylara Göre Asit Yağmurları Miktarı:

Olası Çözümler

Peki bu kadar olumsuz sonuçları olan asit yağmuru sorunuyla ilgili neler yapılabilir? Yağmurlar her yeri etkileyebildiği için olumsuz sonuçları önlemek yerine asit yağmurlarının oluşmasını önleyecek tedbirlerin alınması gerekiyor. 

Fabrikaların ve termik santrallerin bacalarına uygun arıtma sistemlerinin takılması ve usulüne uygun biçimde kullanılması alınabilecek tedbirlerin başında geliyor. Ayrıca otomobillerde uygun katalitik dönüştürücüler kullanılmalı, araçların bakımları zamanlarında yapılmalı. 

Özel araç kullanımından mümkün olduğunca kaçınılmalı, ki bu aynı zamanda karbon salımının azalmasına da katkıda bulunacak bir önlem. 

Enerji ve yakıt israfını en aza indirmek, alternatif enerji kaynaklarına yönelmek de yine hem asit yağmurlarını engellemeye hem de karbon salımlarını azaltmaya yönelik olarak benimsenmesi gereken stratejiler arasında.