Kimyagerler Uyarıyor: Fosil Yakıtlardan Kaynaklanan Zehirli Hava Kirleticileri Güneş Işığında Çoğalıyor

Elektrik santralleri, kömürü yaktıklarında ortaya çıkan hava kirliliğinin bir kısmını Polisiklik Aromatik Hidrokarbonlar veya PAH’lar olarak adlandırılan bir bileşik sınıfı oluşturur. Araştırmacılar, PAH toksinlerinin güneş ışığında “çocuk” bileşiklerine ve yan ürünlerine ayrıştığını buldular.

Bazı “çocuk” bileşikleri, “ana” PAH’lardan daha toksik olabilir. Araştırmacılar Chemosphere dergisinde PAH’lardan etkilenen nehirlerin ve barajların büyük kirleticiler tarafından salınandan çok daha fazla sayıda toksinle kirlenmiş olduğunu gösteren bir yazı yayınladı.

Kömürle çalışan bir elektrik santrali, sigara,arabalardan çıkan egzoz , yanan mahsul artıkları, ağaçları ve otları tahrip eden bir orman yangınının üzerinden geçen bir uçak düşünülenden daha fazla ortak noktaya sahiptir.

Bunların tümü, fosil yakıtlar veya organik maddeler tamamen yanmadığında PAH adı verilen ona ait özel toksik kimyasallar sınıfı üretirler. Bu PAH özel toksik kimyasal sınıfları, bilim insanlarının olası kirlilik kaynaklarının neler olduğunu söyleyebilecekleri kadar belirgindir. Bunu, kirlilikten etkilenen nehir ve barajlardan su ve tortu örneklerini analiz ederek yapabilirler.

Araştırmacılar, Chemosphere’de yayınlanan bir çalışmada, kirlilik kaynaklarından gelen bazı ‘ana’ PAH bileşiklerinin daha küçük ‘çocuk’ bileşiklerine ayrıldığını ve güneş ışığına maruz kaldıklarında ek yan ürünler oluşturduğunu gösterdi.

Diğer çalışmalar, bazı “çocuk” bileşiklerinin orijinal “ana” PAH’lardan daha toksik olduğunu ortaya koydu.

Johannesburg Üniversitesi Kimya Bölümü’nde araştırmacı olan ve ayrıca çalışmanın baş yazarı Dr. Mathapelo Seopela, bu durumun aynı zamanda barajlarda ve nehirlerde muhtemelen daha toksik, kanserojen PAH bileşiklerinin mevcut olduğu anlamına geldiğini söyledi.

“Yakma süreçleri, boyutları iki ila altı kaynaşmış benzen halkası arasında değişen PAH’lar yaratır. Yanma süreci ne kadar sıcaksa, oluşan bileşik o kadar büyük ve o kadar zararlı olur.”dedi.“Örnek olarak elektrik için kömürle çalışan bir elektrik santralinde kömür yakıldığında, beş ve altı halkalı PAH’lar oluşması muhtemeldir. Bunun nedeni, yanma işleminin çok yüksek bir sıcaklıkta, 1000 santigrat derecenin üzerinde olmasıdır. ”

Bu büyük PAH bileşikleri, elektrik santralinin soğutma kulelerinden gelen dumanın geri kalanıyla birlikte hareket eder. Rüzgarlar daha sonra bileşikleri oldukça uzaklara;nehirlere, barajlara, tarım arazisine veya bir sonraki şehre sürükler.

Bir otomobil motorunda benzin yakıldığında, genellikle iki ila üç halkalı PAH oluşur. Benzer PAH’lar, çiftçiler mahsul kalıntılarını veya otları yaktıklarında da oluşur.

PAH’lar soluduğumuz havaya nüfus eder.Genellikle, elektrik santralleri veya orman yangınları gibi kendilerini üreten kaynaklardan çok uzun mesafeler kat edebilirler.

Birçok PAH bileşiği çok zararlıdır. Fosil yakıtların veya organik maddenin yarım yanması sırasında iki veya daha fazla kaynaşmış benzen molekülünden veya halkadan oluşurlar. Benzen son derece yanıcı, zehirli bir sıvıdır. Bir benzin istasyonundaki karakteristik kokudan da kısmen sorumludur.

En basit PAH, iki benzen halkasına sahip olan naftalindir. Bazı insanlar giysilerini güvelerden korumak için naftalin toplarını kullanırlar fakat bu  insanlar için zehirlidir.

Bir sonraki daha büyük PAH, üç benzen halkasına sahip bir kömür katranı bileşeni olan antrasendir. Antrasen,tehlikeli bir maddedir. Su ortamlarında çok zehirlidir.Kalıcı ve biyolojik olarak biriken bir kirletici olarak kabul edilir.

Bir kısım PAH; EPA, WHO ve Avrupa Komisyonu gibi kuruluşlar tarafından kansere neden olan veya kanserojen olarak listelenmiştir. Bu da,insanların PAH’lara uzun süre maruz kalırlarsa bir tür kansere yakalanabilecekleri anlamına gelir.

Bazı PAH’lar hayvanların genlerinde kalıcı değişikliklere neden olur ve bu da balık embriyolarında gelişimsel gecikmelere veya malformasyonlara neden olur. Bu tür PAH bileşikleri de mutajenik olarak sınıflandırılır.

Yağmur damlaları PAH bileşiklerini nehirlere ve barajlara getirdiğinde büyük çevresel zorluklar yaratalabilir. Yağmur, toksinleri içme suyuna, gıda mahsullerini sulamak için kullanılan suya ve sığırların içtiği suya taşır. Balıklar,PAH’ları etlerinde biriktirir.

“Çalışmamızda, iki ila altı kaynaşmış benzen halkalı PAH’lara baktık. Bunlar, orman yangınlarının ,arabaların ve kömür santrallerinin yaydığı kirliliklerdi.”dedi.

Seopela  “Genel olarak, PAH bileşiklerinin güneş ışığında değişmeye veya bozulmaya başlayacağını biliyorduk. Ancak, belirli PAH’ların bozulduklarında ne olduğunu ve ne kadar hızlı gerçekleştiğini öğrenmek istedik.” dedi.

Önceki araştırmalarda, PAH’lar için Güney Afrika’daki kirlenmiş bir barajdan su ve tortuları analiz edildi.Analiz edilen Loskop Barajı, Mpumalanga’daki büyük bir sanayi, kömür madenciliği ve kömür santrali bölgesinde Olifants Nehri tarafından beslenir.

Nehirde toplu balık ve timsah ölümleri kaydedildi ve PAH’lar da dahil olmak üzere organik kirleticiler katkıda bulunan faktörler olarak tanımlandı.

Diğer çalışmalarda, araştırmacılar PAH’ların güneş ışığında parçalandığını, ancak oluşan daha küçük ‘çocuk’ bileşiklerinin (fotoürünler) daha büyük ‘ana’ bileşiklerden daha toksik olabileceğini buldular.

Seopela ve Maryland Üniversitesi Çevre Bilimleri Merkezi’nin Chesapeake Biyoloji Laboratuvarı’nda ki araştırmacılar, laboratuvarlarında çalışma için kapalı devre bir devridaim sistemi kurdular.

USA EPA tarafından öncelikli kirleticiler olarak listelenen beş PAH’ı test ettiler. Bunlar naftalen, antrasen, benzo (a) antrasen, benzo (a) piren ve benzo (ghi) perilen’dir.

Her PAH için, kontrol olarak saf suda saf örneklerini test ettiler. Daha sonra, nehir ve baraj koşullarını simüle etmek için belirli miktarda doğal organik madde (NOM) eklenen suda PAH’ları test ettiler. Daha sonra her PAH’ı kendi başına test ettiler ve sonra ne olduğunu görmek için hepsini bir araya getirdiler.

Maryland Üniversitesi’ndeki Chesapeake Biyoloji Laboratuvarı’ndan Profesör Michael Gonsior “Güneş ışığı bir ‘ana’ PAH’ına düştüğünde, bozulma ürünleri dediğimiz daha küçük ‘çocuk’ PAH’larına ayrıldığını gördük. Ancak aynı zamanda, tamamen farklı yan ürünler de oluşuyor.” dedi.

“Bu çok endişe verici. ‘Ana’ PAH bileşikleri, bozulmuş ‘çocuk’ PAH ve yan ürünler veya fotoürünler, muhtemelen PAH tarafından etkilenen nehirlerde ve barajlarda aynı anda mevcut.” diye devam etti.

Chesapeake Biyoloji Laboratuvarı’nda araştırmacı kimyager yardımcısı o Dr. Leanne Powers, “Ayrıca genellikle 5 ila 6 halkalı PAH’ların saf suda iki halkalı PAH’lardan çok daha hızlı parçalandığını gördük.” dedi.

“Ancak suda daha fazla doğal organik madde olduğunda bozunma yavaşlıyor. Bulanık bir nehrin suyundaki veya tortusundaki PAH’ların bozunmasının uzun zaman alacağını umuyoruz. PAH’ların laboratuarımızdaki saf suda bozunması üç saatten çok daha uzun bir zaman aldı.”dedi.

Powers, “Bu çalışmada kullanılan prosedür, diğer PAH’ların nasıl bozunduğunu ve tatlı su ortamlarında ne hale geleceklerini anlamak için kullanılabilir.” dedi.

Seopela  “Bu, suya bağımlı olan insanların, hayvanların ve bitkilerin aynı anda elektrik santralleri gibi kaynaklardan salınandan çok daha fazla sayıda toksine maruz kalacağı anlamına geliyor.”dedi.

Kaynak: scitechdaily.com