TYT-Kimya 14. Doğa ve Kimya
Su ve Hayat
- İnsanlarda; sindirim ve emilim işlevleri, vücut ısısının düzenlenmesi, iç organlardaki zarların ve iskelet sisteminin kayganlığı,
- Hayvanlarda; hücre aktiviteleri ve sindirim olayları,
- Bitkilerde; fotosentez, terleme, besin dağılımı su sayesinde gerçekleşir.
Yeni doğan bebeklerde %75-80, yaşlılarda ise %50 civarında su vardır. Vücuttaki su oranı, yaş, ağırlık, cinsiyet, günlük aktiviteye bağlo olarak değişir.
Su kaynaklarının dünyadaki dağılımı:
Yeryüzündeki su sürekli bir döngü içindedir. Güneş ışınları sayesinde buharlaşan su, yer yüzüne tekrar yağmur, kar, nem olarak iner ve su kaynakları temizlenerek korunur.
İçilebilir su kaynaklarını korumanın yöntemleri:
- Kaynakların kimyasal ve zararlı atıklarla kirletilmemesi
- Kirli suların temiz su kaynaklarına karışmasının engellenmesi
- Su israfından kaçınma
- Tasarruflu musluklar ya da musluk başlıkları kullanma
- Çamaşır/bulaşıkları elde yıkama yerine makinede yıkama
- Atık suların arıtılıp tekrar kullanılması
Suyun Sertliği ve Yumuşaklığı
Su döngüsüyle yeryüzüne inen yağmur sıları her ne kadar saf suya en yakın sular olsa da doğrudan içilmesi sakıncalı olabilir. Yağışın olduğu bölgedeki havanın kirli ve tozlu olması yağmur sularına bunların karışmasına neden olur.
- Yağmur suları dışarıdan etkilerle kirletilmediği sürece saftır, kirleticilerin miktarı, şehir şebeke sularına göre daha düşüktür.
- Yağmur suları Dünya nüfusunun büyük bir kısmının su kaynağıdır. Ancak yağmur sularının içme suyu olarak kullanılabilmesi için; renk, koku, tat, bulanıklık gibi istenmeyen özelliklerinin giderilmesi için bazı işlemlerden geçirilip arıtılması gerekir.
- Arıtılmıi su, içilebilir olsa da saf su değildir. Saf su; kokusuz, tatsız, renksiz ve vücut için gerekli mineralleri içermeyen iyi bir çözücüdür. İçerisinde karbon dioksidin çözülmesiyle oluşan karbonik asitten dolayı daha iyi bir çözücü haline gelir.
- Yağış sularının ve yüzey sularının yeraltına sızmaları ve orada belirli bölgelerde toplanmaları ile yeraltı suları oluşur. Yeraltına sızan sular geçtikleri yerlerdeki kayaçlarda bulunan mineralleri çözerek yapılarına iyon halinde alırlar. Bu iyonlar sızdıkları toprakların jeolojik yapısına göre farklılık gösterir.
Suda çözünmüş halde \(Ca^{2+}\) ve \(Mg^{2+}\) gibi iyonları (1+ yükten büyük başka iyonlar da olabilir.) Fazla miktarda içeren sulara sert su, çözünmüş iyon miktarı düşük olan sulara da yumuşak su denir.
Sert Suların Özellikleri
- İçimi lezzetli değildir.
- Sağlık açısından içimlerinde bir sakınca yoktur.
- İçerdikleri iyonlar sabunların yapısındaki iyonlar ile tepkime vererek çökelti oluştururlar. Bu çökelti sebebiyle sabunun köpürme ve temizleme özelliği azalır.
- Sert sular buharlaştığında çok miktarda çökelti (kireçlenme) bırakırlar. Bu durum su ısıtıcısı, çaydanlık vb. gereçlerde kireç tabakasının oluşmasına neden olur.
- Sert sular, mutfak gereçlerinin yanı sıra, şehir şebeke hatlarında sıcak su borularında, kazanlarda, banyo duş başlıklarında tortu oluşturur.
Yumuşak Suların Özellikleri
- İyon derişimi azdır.
- İçimi lezzetlidir.
- Isıtıldığında daha az tortu bırakır.
- Sabun sarfiyatı daha azdır.
Hava Kirleticiler
Atmosfere, canlılara ve çevreye zararlı etkiler veren kirleticilerin havada bulunmasına hava kirliliği denir.
- Orman yangınları, volkanik patlamalar, toz fırtınaları, endüstriyel atıklar, egzoz gazları fosil yakıtlar başlıca hava kirleticilerdir.
Azot Oksitler
\(NO\) ve \(NO_2\) gazları küresel ısınmaya neden olur. \(NO_2\) yağmur suyu ile etkileşip asit yağmurlarına neden olur. Azot oksitler, akciğer ve solunum fonksiyonlarına zarar verir. Azot oksitler küresel ısınmaya katkısı olan ozon gazını oluşturduklarından dolayı sera gazı olarak bilinirler.
Karbon Dioksit
Atmosferde belirli bir orana kadar bulunması kirlilik değildir. Ancak fosil yakıtların aşırı kullanımı sonucunda, atmosferdeki derişiminin artması küresel ısınma ve buna bağlı olarak gelişen iklim değişimlerinden sorumlu başlıca sera gazıdır.
Kükürt Oksitler
\(SO_2\) gazı, güneş ışınlarını yansıtma özelliğinden dolayı, Dünya'nın soğmasına neden olur. \(SO_2\) gazı ve \(NO_2\) gazının tepkimesi sonucunda \(SO_3\) gazı oluşur. \(SO_3\) gazı da yağmur suları ile etkileşip asit yağmuruna dönüşür.
Asit yağmurları; bitki örtüsüne zarar verir, tarihi eserleri aşındırır, insanlarda akciğer ve cilt hastalıklarına neden olur. Toprakta bulunan kalsiyum iyonları ile tepkimeye girip, suda çözünmeyen ve toprağın sertleşmesine neden olan kalsiyum sülfatı oluşturur
Sera Etkisi
Sera etkisi Dünya'nın ortalama sıcaklığını artırıp küresel ısınmaya neden olur. Küresel ısınma ise, iklim değişikliklerini ve buna bağlı olarak birçok canlı türünün yok olmasını beraberinde getirir.
Su buharı, karbon dioksit, metan, azot oksit, ozon ve loroflorokarbon sera etkisine neden olan temel gazlardandır.
Ozon Tabakasının İncelmesi
Atmosferin alt katmanlarında bulunan ozon \((O_3)\) gazı bir hava kirleticidir. Ancak üst katmanlarda bulunan ozonosfer zararlı ışınlara karşı bir süzgeç görevindedir.
- CFC ler, köpükler, deodorant, parfüm ve saç spreylerindeki itici gazlar, yangın sönürücülerdeki gazlar, ozon tabakasının incelmesine neden olur.
Su ve Toprak Kirleticiler
Plastikler
- Plastikler; kullanımı kolay, hafif, esnek, kolay şekil verilebilen, aşınmaya karşı dayanıklı, ısı ve elektrik yalıtkanlığına sahip materyallerdir.
- Petrol kaynaklı olan plastikler; cep telefonlarından bilgisayarlara, mutfak malzemelerinden bisiklet kaskına kadar birçok alanda kullanılırlar.
- Doğada bozulmadan kalma süreleri çok uzun olduğundan ve yakıldıklarında zararlı kimyasallar oluştuğundan ekolojik dengeyi bozarlar.
Deterjanlar
Deterjanlar, petrol türevlerinin çeşitli kimyasallarla tepkimesinden elde edilirler.
Toksik etkilerinin yanında; içerdikleri fosfatlı bileşenler atık olarak bırakıldıkları sularda aşırı yosunlaşmaya neden olur. Bu yosunlaşma suyun yüzeyini kaplayıp, suyun hava ile temasını keser ve sudaki oksijenin çözünürlüğünü azaltır. Oksijen azaldığında sudaki canlıların hayatı tehlikeye girer.
Organik Sıvılar
Temel element olarak C, bunun yanında da H, O, N, S ve halojen atomlarını içeren bileşiklerdir. Petrol, aseton, karbon tetraklorür, benzen, etil alkol, asetik asit gibi organik sıvılar endüstrinin birçok alanında kullanılır. İlaç, plastik, boya, tekstil ve petrokimya alanında kullanılan organik sıvılar suya ve toprağa karışarak zararlı etkilere neden olurlar.
Ağır Metaller
Atom ağırlıkları büyük olan ve yoğunlukları genellikle \(5g/mL\) den büyük olan metallerdir.
Ağır metaller canlıların yapısındaki zehirli etkilerinden dolayı çevre kirleticidirler. Kurşun, kadmiyum, krom, demir, kobalt, bakır, nikel, cıva ve çinko başlıca ağır metallerdir.
Endüstride ve madencilikte kullanılan ağır metaller toprak ve su kirliliğine neden olur. Bitkilerin ve su canlılarının yapısına giren ağır metaller bunların besin olarak kullanılmasıyla insan vücuduna girerek zararlı etkilerini gösterir.
Piller
Cep telefonları, dizüstü bilgisayarlar, vb. cihazlarda kullanılan piller içerdikleri kimyasallar itibarı ile çevre kirletici etkilere sahiptirler.
Pillerin içeriğinde genellikle ağır metaller vardır. Rastgele atıldıkları bölgelerde bu ağır metaller toprağa sızar ve buradan içme sularına karışır. Bundan dolayı ömrü tükenmiş piller özel pil toplama kutularına atılmalıdır.
Bir kalem pil, yaklaşık olarak \(4m^2\) toprağı kirletir.
Endüstriyel Atıklar
Petrokimya tesisleri, çimento fabrikaları, petrol rafineleri, elektrik üretim santralleri, otomobil fabrikaları, boya fabrikaları gibi endüstriyel tesislerinn üretim sırasında ve sonrasında oluşturdukları atıklardır. Bu atıklar çevresel kirliliklerin önemli kaynakları arasında yer alır.
Endüstriyel atıkların çevresel zararlarının azaltılması için üretim tesislerinde ayrıca atık arıtma sistemleri de olmalıdır.
Çevreye Zarar Veren Kimyasalların Etkilerinin Azaltılması
- Tüketim maddelerinin çevreye zararı olmayan ya da en az olan kimyasallardan üretilebilmesi için bilimsel çalışmalar yapılmalıdır.
- Zararlı kimyasallar içeren maddeler kullanıldıktan sonra atıkları arıtılarak zararlı bileşenleri doğaya bırakmamalıdır.
- Endüstri tesislerinde atık arıtma sistemleri olmalıdır.
- Atıklardan geri dönüşümü mümkün olanlar en optümum şekilde tekrar geri dönüştürülerek ham madde sürecine dahil edilmelidir.
- Çöpten organik madde içeren kısımların kısa sürede gübreleştirilebilmesi için etkin mikroorganizmaların kullanımı yaygınlaştırılmalıdır.
- Evsel ve endüstriyel atık suların arıtılarak tekrar kullanıma sunulması mümkün hale getirilmelidir.