Doğada Kimyanın Rolü

Doğa ve Kimya Giriş

TYT sınavında "Doğa ve Kimya" konusu son 10 yılın analizine bakıldığında düzenli olarak soru çıkan önemli bir konudur. Bu konu genel çevre kültürü gerektiren, kimyadan neredeyse bağımsız bir genel kültür konusudur.

Doğa ve Kimya konusu iki ana başlıktan oluşur: Dünyada Su ve Çevre Kimyası. Sorular bu iki başlık arasında dengeli bir şekilde dağılmaktadır.

Konuyu anlamak için çok derinlemesine kimya bilgisine ihtiyacınız yok! Genel bir çevre bilgisi ve temel kimya kavramları ile bu konudaki soruları çözebilirsiniz.

Not: Bu konu ezberden ziyade anlayarak öğrenilmelidir. Günlük hayatta karşılaştığınız çevre sorunlarını düşünerek konuyu daha kolay kavrayabilirsiniz.

Su ve Hayat

Vücudumuzdaki su oranı yaşa göre değişir. Yeni doğan bebeklerde %75-80 iken, yetişkinlerde %55-75 civarındadır. Yaş ilerledikçe vücuttaki su oranı azalır.

Günlük su ihtiyacımızın %60'ı içme suyu ile, %40'ı ise yiyecek ve içeceklerden karşılanmalıdır. Vücut ağırlığı ve harcanan enerji arttıkça günlük su ihtiyacı da artar.

Dünyadaki suyun %97'si okyanuslar ve denizlerdeki tuzlu sulardan oluşur. Geriye kalan %3'lük kısım ise tatlı sudur. Tatlı suyun çoğunluğu (%68,7) buzullarda ve buz dağlarında, %30,1'i yeraltı suyunda bulunur. Yüzey suları ise (göller, nehirler) tatlı suyun çok az bir kısmını oluşturur.

Su tasarrufu için şunlar yapılabilir:

• Bozuk muslukları tamir ettirmek
• Çamaşır ve bulaşık makinelerini tam doldurmadan çalıştırmamak
• Tatlı su kaynaklarının kirlenmesini önlemek

Dikkat: Saniyede 1 damla su tasarrufu ile yılda 1 ton su tasarruf edilebilir. Su tasarrufu hem bireysel hem de ülke ekonomisi için büyük kazanç sağlar.

Suyun Sertliği

Su arıtımı, suların kullanılmadan önce renk, koku, tat, bulanıklık ve mikroorganizmalar gibi istenmeyen özelliklerinin iyileştirilmesi işlemidir. Suyun içindeki mineraller, suyun sertliğini belirler.

Suyun içinde çözünmüş kalsiyum, magnezyum ve +1'den yüksek değerliğe sahip katyonların miktarı arttıkça suyun sertliği artar. Çözünmüş iyon miktarı düşük olan sulara ise yumuşak su denir.

Sert suların özellikleri:

• Sabun kolayca köpürmez ve sabun tüketimi artar
• İçimi lezzetli değildir
• Buharlaştığında çökelti (kireçlenme) bırakır
• Şehir şebeke hatları, sıcak su boruları ve kazanlarda tortu oluşturur

Suların sertlik sınıflandırmasında CaCO₃ miktarına bakılır. 1 litrede 0-60 mg CaCO₃ içeren sular yumuşak, 61-120 mg CaCO₃ içeren sular orta sert, 121-180 mg CaCO₃ içeren sular sert, 181 mg ve üzeri CaCO₃ içeren sular ise çok sert olarak sınıflandırılır.

İlginç Bilgi: Suyun sertliğinin fazla olması sağlık açısından önemli bir sorun oluşturmaz, ancak suyun lezzetini ve temizleme kapasitesini olumsuz etkiler.

Çevre Kimyası - Hava Kirleticiler

Dünya Sağlık Örgütü'nün 2017 raporuna göre, Avrupa'daki en kirli havaya sahip 10 şehrin 8'i Türkiye'de bulunuyor. Hava kirliliği, sağlık sorunlarının yanı sıra küresel ısınma ve ozon tabakasının delinmesi gibi çevresel sorunlara da yol açar.

Azot Oksitler (NOₓ):

• Su ile tepkimeye girerek nitrik asit (HNO₃) oluşturur
• Asit yağmurlarına sebep olur
• Dolaylı sera gazıdır
• Fabrika atıklarında ve araç motorlarında yüksek sıcaklıkta oluşur

Karbon Dioksit (CO₂):

• Atmosferde doğal olarak bulunur, %0,05'in altındaki derişimi tehlikesizdir
• %5-10 arası derişime sahip hava ölümcüldür
• En önemli sera gazıdır
• Derişimini arttıran temel etken fosil yakıtlardır

Kükürt Oksitler (SOₓ):

• Suda çözünerek sülfürik asit (H₂SO₄) oluşturur
• Asit yağmurlarına sebep olur
• Ana kaynağı volkanik patlamalardır
• Atmosferdeki miktarı çok artarsa küresel soğumaya neden olabilir

Sera Etkisi ve Ozon Tabakası: Sera gazları, dünya atmosferini ısıtarak ortalama 14°C sıcaklıkta kalmasını sağlar. İnsan faaliyetleri sonucu artan sera gazları, küresel iklim değişikliğine neden olur. Ozon tabakası (ozonosfer), dünyayı zararlı ultraviyole ışınlarından korur. Kloroflorokarbonlar (CFC'ler), bazı aerosol gazları ve böcek ilaçları ozon tabakasını inceltir.

Önemli: CO₂ sadece doğrudan yakıt kullanımıyla değil, satın aldığımız endüstriyel ürünlerin üretimi sırasında da açığa çıkar. Bu nedenle tüketim alışkanlıklarımız da karbon ayak izimizi etkiler.

Su ve Toprak Kirleticiler

Plastikler:

• Kullandığımız plastiklerin çoğu doğada 1000 yıl boyunca kalır
• Okyanuslarımızda bir kıta büyüklüğünde plastik atık birikmiştir
• Dünyanın en derin noktası olan Mariana Çukuru'nda bile plastik atıklar bulunmuştur
• Çözüm: Plastik kullanımını azaltmak ve geri dönüşümlü plastikler tercih etmek

Deterjanlar:

• Hem toksiktir hem de içerdikleri fosfatlar nedeniyle su yaşamını olumsuz etkiler
• Çözüm: Deterjan yerine sabun veya sabun bazlı temizleyiciler kullanmak

Organik Sıvılar:

• Petrol, aseton, karbontetraklorür, benzen, etil alkol, asetik asit gibi maddelerdir
• İlaç, plastik, boya, petrokimya ve tekstil atıkları bu sınıfa girer
• Çözüm: Bu atıkları doğaya bırakmamak, kimyasal geri dönüşüme tabi tutmak

Ağır Metaller:

• Yoğunluğu 5 g/cm³'ten fazla olan kurşun, kadmiyum, krom, cıva gibi metallerdir
• Madencilik ve endüstriyel üretim sonucu toprağa ve suya karışır
• Çözüm: Bu metallerin doğaya karışmasını engellemek

Piller:

• İçerdikleri kimyasallar nedeniyle toprağı ve suyu kirletir
• Bir kalem pil 4 metrekare toprağı kirletebilir
• Çözüm: Atık pilleri toplama kutularına atmak (tap.org.tr'den toplama kutusu istenebilir)

Hatırlatma: Çevre kirliliğini azaltmak için teknoloji çevreye zarar vermeyen materyaller üretiminde kullanılmalı, zararlı maddeler doğrudan doğaya bırakılmamalı ve etkin mikroorganizmalar (EM) kullanılarak organik atıklar geri dönüştürülmelidir.

Çevre Kirliliği Soruları ve Çözümleri

ÖSYM sınavlarında çevre kirliliği konusunda çıkan sorular genellikle şu konulara odaklanır:

• Sera gazları ve etkileri
• Hava, su ve toprak kirleticileri
• Asit yağmurları ve etkileri
• Çevre kirliliğini azaltacak önlemler

Çevre kirliliğini azaltacak doğru önlemler:

• Fosil yakıtlar yerine temiz enerji kaynaklarının kullanılması
• Şahsi araçlar yerine toplu taşıma veya bisiklet kullanılması
• Jeotermal enerji gibi yenilenebilir kaynakların yaygınlaştırılması
• Fabrika baca gazlarının filtrelenmesi

Sera gazları hakkında önemli bilgiler:

• Başlıca sera gazları: CO₂, CH₄, N₂O, CFC'ler
• N₂ (azot gazı) ve O₂ (oksijen gazı) sera gazı DEĞİLDİR
• Sera gazları güneşten gelen ısı enerjisinin tutulmasına neden olur
• Fosil yakıtların yanması, CO₂ miktarının artmasının en önemli nedenidir

Asit yağmurları:

• SO₂ ve NO₂ gibi gazlar su buharı ile tepkimeye girerek asit yağmurlarına neden olur
• Asit yağmurları toprağın pH değerini değiştirerek tarımsal verimi düşürür
• Alternatif enerji kaynaklarının kullanımı asit yağmurlarının oluşumunu azaltır
• CFC'ler asit yağmuruna değil, ozon tabakasının incelmesine neden olur

Sınav Notu: Çevre kirliliği konusunda sorular genellikle temel bilgileri ölçer. Kimyasal tepkimelerden çok, kirleticilerin kaynakları, etkileri ve çözüm önerileri üzerinde durulur. Bu konuda güncel çevre haberlerini takip etmeniz faydalı olacaktır.