Partikül Maddeler

Partiküler hava kirliliği, katı, sıvı veya katı ve sıvı askıda partiküllerin bir karışımıdır. Askıda partiküllerin boyutları, birkaç nm’den 10’larca μm’ye kadar değişebilir. Büyük (kaba) partiküller, daha büyük partiküllerin mekanik olarak aşınması ile oluşur. Küçük partiküller (<1 μm) çoğunlukla gazlardan oluşur, en küçük partiküller ise (<0.1 μm, ultra ince) kimyasal reaksiyonlar veya yoğunlaşmalar sonucunda gerçekleşen çekirdeklenme ile oluşurlar. Pratikte partiküllerin ayrılması PM10, PM2.5 ve ultra ince partiküller şeklinde yapılmaktadır. PM10, partikül çapı 10 μm’den küçük partikülleri ifade eder. Bu partiküller alt solunum sistemine nüfuz edebilirler. PM2.5, partikül çapı 2.5 μm’den küçük partikülleri ifade eder. Bu partiküller ciğerlerin gaz alış-veriş bölgesine nüfuz edebilirler. Ultra ince partiküllerin (partikül çapı 100 nm’den küçük partiküller) toplam partikül kütlesine katkısı çok azdır ancak, sayıca çok fazladırlar ve akciğerlerde etki ettikleri yüzey alanı büyüktür (Brunekreef ve Holgate, 2002).

Son 10 yıl içinde sağlık parametreleriyle önemli bir şekilde bağlantılı olmasından dolayı askıda partiküler maddelerin (TSP) hava kirliliğine etkisi çok ilgi görmektedir. Son yıllarda solunabilir partiküllerin neden olduğu sağlık risklerine çok önem verilmektedir. Bu nedenle solunabilir partiküller ile olumsuz sağlık etkileri arasındaki ilişki araştırmacılar tarafından incelenmiştir (Pope, 1991; Choudhury ve diğ., 1997; Carlton ve diğ., 1999). İnce partiküllere, kolaylıkla solunmaları ve akciğerlerde depolanmaları sonucunda solunum sistemi rahatsızlıkları ve ölüm

oranlarının artmasına sebep olmaları nedeniyle daha fazla önem verilmektedir. (Clayton ve diğ., 1993; Seaton ve diğ., 1995; Monn ve diğ., 1997).

Partiküllerin toksisiteleri büyük ölçüde boyutu ile ilgilidir. Partikül çapı 10 μm’den (PM10) veya 2.5 μm’den (PM2.5) küçük olan partiküller akciğerlerin alveollerine kadar nüfuz edebildikleri için özellikle tehlikelidirler. Son zamanlarda PM10, PM2.5 veya PM2.5-10’dan hangisinin insan sağlığı açısından en tehlikeli partikül boyutu olduğu konusunda bazı soru işaretleri vardır. Ancak, partiküllerin toksisiteleri onların kimyasal bileşimine bağlı olarak da değişebilmektedir. Yapısında kurşun ve civa gibi toksik metaller, polisiklik aromatik hidrokarbonlar (PAH) ve dioksinler gibi kalıcı organik toksik bileşikler içeren partiküller özel ilgi çekmektedir (Curtis ve diğ. 2006).

Partiküler maddelerin yapısında da bulunabilen Arsenik (As), Berilyum (Be), Kadmiyum (Cd), Klor (Cl), Kobalt (Co), Krom (Cr), Civa (Hg), Nikel (Ni), Kurşun (Pb) ve Selenyum (Se) gibi bazı eser elementler insanlar için kanserojendir. Bu elementlerin çoğu kömür ve petrol yanması, insineratörler, motorlu taşıtlar ve metal endüstrileri gibi dış ortam emisyon kaynakları ile ilişkili olmasına rağmen dış ortam- iç ortam taşınımı yoluyla bu kaynaklar iç ortama önemli bir katkı sağlayabilmektedir. Ağır metallerin diğer kaynakları için yol tozlarından gelen yer kabuğu maddeleri, inşaat aktiviteleri, tekerlek/fren aşınması ve çimento fabrikaları sayılabilir (ATSDR, 2003).

2.3.1. İç ve dış ortam partikül madde kaynakları ve aralarındaki ilişkiler

Havada bulunan partikül maddeler, inorganik ve organik maddelerin kompleks karışımlarını temsil etmektedir. Genel olarak, kütle ve bileşimi yönünden; aerodinamik çapı 2.5 µm’den büyük kaba partiküller, aerodinamik çapı 2.5 µm’den küçük ince partiküller olarak iki gruba ayrılmaktadır. Küçük partiküller; ikincil olarak oluşan aerosolleri (gaz-partikül dönüşümü), yanma sonucunda oluşan partikülleri, yoğunlaşan organik ve metal buharlarını içermektedir. Büyük partiküller; genelde yer kabuğu materyalleri yol ve endüstrilerden oluşan kaçak tozları içermektedir. Volkan patlamaları, fırtınalar, orman yangınları gibi doğal

kaynaklardan oluşanlara göre, elektrik santralleri, endüstriyel prosesler, yakıtların yanması gibi yapay kaynaklardan oluşan partiküller, solunabilirlik açısından daha fazla önemlidirler (RSHM, 2004).

İç ortam partikül madde konsantrasyonları tütün içilmesi, pişirme, ev içerisinde yer değişiklikleri nedeniyle resüspansiyon gibi iç ortam emisyon kaynakları, sızıntı ve havalandırma gibi dış ortam-iç ortam taşınımı ile dış ortam-iç ortam taşınımı esnasında çökelme gibi yer değiştirme mekanizmaları tarafından etkilenmektedir (Quackenboss ve diğ., 1989; Thatcher ve Laytol, 1995; Moriske ve diğ., 1996). Yemek pişirme, partikül boyutu 0.13 ile 0.25μm arasında değişen partikülleri oluşturur. Temizlik ve insanların ev içindeki hareketleri sonucunda ise çapları 3 ve 4.3 μm arasında değişen partiküller oluşur (Monn, 2001).

İç ortam kaynakları ve havalandırma hızı farklılıkları evlerde iç ortam havası açısından farklılıklara yol açan faktörlerdir. İç ortamlarda farklı boyutlardaki partiküller için önemli iç ortam kaynakları olmadığı durumlarda İç Ortam/Dış Ortam oranlarındaki farklılıklar bu partiküllerin depolanma hızlarındaki farklılıklarla açıklanmıştır. İnce partiküller kaba partiküllere göre daha düşük depolanma hızlarına sahiptir. Resuspansiyon hızı, artan partikül boyutu ile artmaktadır. Bundan dolayı ince partiküller daha az resuspansiyona ve depolanmaya uğramaktadır. Bu durum İç Ortam/Dış Ortam oranlarının diğer iç ortam kaynaklarının olmadığı durumlarda birbirine yakın olmasına neden olmaktadır. İç ortam kaynaklarının, iç ortamdaki Partikül madde (PM) seviyelerine etkisinin kuvvetli olduğu durumlarda bile dış ortam havasının iç ortam PM seviyelerine katkısı oldukça önemlidir. Evlerde belirli iç ortam kaynakları olmadığı zaman, dış ortam partiküllerinin iç ortam PM2.5 seviyelerine katkısının yaklaşık %75, PM10 seviyelerine ise yaklaşık %66 olduğu belirtilmiştir. Evlerde önemli iç ortam kaynakları olduğu zamanlarda ise dış ortam havasının iç ortam PM10 ve PM2.5 seviyelerine katkısının hala yaklaşık %55-60 olduğu belirtilmiştir (Monn, 2001). Quackenboss ve arkadaşları (1989) mevsimlerin İç Ortam/Dış Ortam ilişkisi üzerindeki etkisini ve evlerde sigara içen ve içmeyen kişiler olduğu durumlar arasındaki farklılıkları değerlendirmişlerdir. Bu karşılaştırmaya göre sigara kullanımının etkisi kış aylarında havalandırmanın az olmasından dolayı yaz aylarına göre daha fazladır.

2.3.2. Partikül madde maruziyetinin insan sağlığı üzerine etkileri

Solunabilir partiküller için dış ortam maruziyetiyle ilgili çalışmalar iç ortam maruziyetine göre daha fazla çalışılmıştır. Bu nedenle partiküllere maruziyetten kaynaklanan sağlık etkileri ile ilgili en yaygın veriler, dış ortamda yapılan epidemiyolojik çalışmalardan türetilmektedir. Ancak, partiküllere toplam maruziyet değerlendirildiğinde iç ortamda geçirilen zamanla bağlantılı olarak iç ortam maruziyeti dış ortama göre daha fazladır. Bu nedenle dış ortam partiküllerine maruziyetle ilgili yapılan çalışmalarda maruziyetin hissedilen etkilerinin büyük bir kısmı iç ortam maruziyetinden kaynaklanır. Solunabilir partiküller tahriş edici maddeler olduğundan bu maddelere maruziyet sonucu solunum yolunda tahribat oluşabilir. Partiküler maddeler; aromatik hidrokarbonlar, eser elementler, nitratlar ve sülfatları içeren organik ve inorganik maddelerin karışımıdır. Bu nedenle yapısındaki maddelere de bağlı olarak insan sağlığı açısından tehlike oluşturabilirler. Örneğin havada bulunan PAH’lar partiküler maddelerin üzerine absorblanabilirler. PAH taşıyan partiküllerin solunum yoluyla vücuda alınması ve metabolize olmaları sonucunda kanserojenik özelliklerinin arttığı düşünülür (Jones , 1999).