• Sonuç bulunamadı

MEMM3020 metalurjik atıklar ve çevre

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2022

Share "MEMM3020 metalurjik atıklar ve çevre"

Copied!
24
0
0

Yükleniyor.... (view fulltext now)

Tam metin

(1)

MEMM3020

metalurjik atıklar ve çevre

2016-2017 güz yy.

Prof. Dr. Gökhan Orhan

metal türü, metallerin ekolojik ve biyolojik etkileri, metal toksikolojisi

(2)

Ders İçeriği ve Konular

Hafta DERSİN TEORİK KONU BAŞLIKLARI Süre

(saat)

1 Dersin İçeriği ve Amacı, Genel Kavramlar 2

2 Metal Türü, Ağır Metal Kavramı, Ağır Metallerin Ekolojik ve Biyolojik

Etkileri, Metal Toksikolojisi 2

3 Katı Atıkların Sınıflandırılması, Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri 2

4 Katı Atık Yönetmeliği 2

5 Sıvı Atıkların Sınıflandırılması, Doğada Su Döngüsü, Su Kalite

Parametreleri, Atıksu Yönetmeliği 2

6 Atık Su Değerlendirme ve Geri Kazanım Teknolojileri 2

7 Ara Sınav 2

8 Metalurjik İşlemlere Bağlı Oluşan Gaz Atıklar ve Atmosferik Kirleticiler 2 9 Gaz Emisyonların Kontrolü ve Minimizasyon Yöntemleri, Atmosfer

Kontrol Yönetmeliği 2

10 Birincil Bakır ve Alüminyum Üretiminde Ortaya Çıkan Atıklar, Ara

Ürünler ve Değerlendirilmeleri 2

11 Döküm Sektöründe Atık Minimizasyonu 2

(3)

metal türü, metallerin ekolojik ve biyolojik etkileri, metal toksikolojisi

Canlı organizma, insan, besin, enerji, atık, dışkı, ölüm, çürüme, bozunma, doğaya geri dönme ...

dendiğinde

Kimyasal reaksiyon, kimyasal madde, kimyasal dönüşüm

akla gelmeli

(4)

metal türü, metallerin ekolojik ve biyolojik etkileri, metal toksikolojisi

Canlıların yaşamsal faaliyetleri sona erdiğinde, tüm kimyasallar tekrar doğaya geri döner.

Her canlının sürekli dinamizm taşıyan bir nokta (özel bir kimyasal reaktör) olduğu ve bu sayısız noktaların

bütünsel bir denge oluşturduğu

görülür.

(5)

metal türü, metallerin ekolojik ve biyolojik etkileri, metal toksikolojisi

Doğal sürecin bu dengeli yapısının aksine, insanoğlu yaşamsal olarak ihtiyaç duymadığı halde sadece yaşam koşullarını kolaylaştırmak için doğada bulunan kimyasalları yapısal olarak değiştirmekte ve inanılmaz sayıda kimyasal bileşiği sentetik olarak hazırlamaktadır

Şu anda bilinen ve kullanılan tüm kimyasal bileşiklerin yanı sıra, insan organizmasında ve özellikle doğal çevrimde neden olacağı tahribatı yeterince test etmeden veya

edemeden her yıl piyasaya 500-1000 sentezlenmiş yeni kimyasal bileşik sürülüyor.

(6)

metal türü, metallerin ekolojik ve biyolojik etkileri, metal toksikolojisi

Metalleri, metalurji jargonundaki ağır, hafif, renkli vb. sınıflandırmalar dışında, doğada

bulunabildikleri formlar, koordinasyon kimyaları ve çevreye taşınım mekanizmaları açısından ele almak mümkün.

Metallerin farklı tasnifinden önce, insan

organizmasında neden oldukları zararlar

açısından tüm kimyasal bileşiklerin -metal içersin veya içermesin- sınıflandırılmasına göz atmak, metallerin doğal dengeye zararlarının hangi

mertebede olduğunu görmek açısından yararlı

(7)

metal türü, metallerin ekolojik ve biyolojik etkileri, metal toksikolojisi

1. Asitler ve Bazlar

2. Oksitleyici ve Redükleyici Bileşikler 3. Reaktif Bileşikler

4. Reaktif Olmayan Bileşikler

Kimyasal bileşikler, insan bünyesine etkilerine göre

4 ana gruba ayrılırlar.

(8)

metal türü, metallerin ekolojik ve biyolojik etkileri, metal toksikolojisi

Asit ve Bazlar : Vücudun pH-değerini ve dolayısı ile

biyokimyasal reaksiyonları değiştirirler. Zararları temas ettikleri bölgede derinin çözünmesi ve parçalamaları ile olur. Kuvvetli bazların etkisi kuvvetli asitlerden daha

fazladır.

Oksitleyici ve Redükleyici Bileşikler : Temas ettikleri biyolojik yapıyı oksitleyerek veya redükleyerek tahrip ederler ve genellikle etkileri kalıcıdır.

(9)

metal türü, metallerin ekolojik ve biyolojik etkileri, metal toksikolojisi

Reaktif Bileşikler : Vücudun kendi yapısında bulunan kimyasal bileşiklerle reaksiyona girerek zararlı olurlar.

Özellikle hücre yapısını oluşturan bileşiklerle reaksiyonları sonucu gen deformasyonlarına,

mütasyonlara, hatalı (teratojenik) doğumlara ve kanser oluşumuna neden olurlar.

Reaktif Olmayan Bileşikler : Bunlar insan bünyesinde bulunan kimyasallarla reaksiyona girmezler, ancak

biyolojik reaksiyonların yavaşlamasına neden olarak etki gösterirler. Özellikle zehirli metaller bu grupta yer alırlar ve kimyasal olarak doku ile doğrudan reaksiyona girmemelerine rağmen genellikle enzimlere bağlanıp, enzimin fonksiyonunu engelleyerek veya durdurarak özellikle sinir sistemi üzerinde etkili olurlar ve etkileri bazen geri döndürülebilir.

(10)

metal türü, metallerin ekolojik ve biyolojik etkileri, metal toksikolojisi

Metallerin insan ve canlı bünyelerinde reaksiyona girmeleri durumunda, bu reaksiyonların denge konumundan bahsedilemez. Çünkü biyolojik

ürünler kinetik açıdan dayanıklıdırlar; yarılanma ömürleri uzundur, yani bozunmaları uzun süre gerektirir.

(11)

metal türü, metallerin ekolojik ve biyolojik etkileri, metal toksikolojisi

Bu gruplandırmada, kimyasal maddeler insan vücuduna etkilerine göre sınıflandırılırken,

metallerin organik, kompleks ve şelat yapıdaki bileşikleri göz önüne alınmamıştır.

Oysa metallerin bu tür bileşikleri vücutta birikme (bio-akumulation) özelliğine sahiptir ve etkilerinin ortaya çıkması uzun zaman alır.

(12)

metal türü, metallerin ekolojik ve biyolojik etkileri, metal toksikolojisi

Yıl 1956 Minamata/Japonya

Görme ve duyma bozuklukları Anormal hareket sendromları Yıl 1959

O güne kadar blinmeyen hastalığın nedeni metil civa klorür olarak tahmin ediliyor.

Yıl 1968

Bir fabrikanın denize ulaşan atık suları

Plankton – Yosun – Balık besin zincirinde akümülasyon Bilanço : 1100 ölü

Metil civa klorür (CH3HgCl) örneğini hatırlayalım:

(13)

metal türü, metallerin ekolojik ve biyolojik etkileri, metal toksikolojisi

Metaller yerüstü, yeraltı sularında ve atmosferde

çok farklı formlarda

bulunabilmektedirler.

(14)

metal türü, metallerin ekolojik ve biyolojik etkileri, metal toksikolojisi

Metallerin doğal sularda (sedimente yatak porları ve taban suları dahil) bulunabildikleri formlar

Serbest metal iyonları

Anorganik

kompleksler Organik kompleksler ve şelatlar

Büyük moleküllü organiklere bağlı metaller

Aşırı disperse

kolloidaller Kolloidall ere

adsorbe metal bileşikleri

Çökeltiler- tanesel organik malz.

Cu2+

Fe2+

Pb3+

Cu2(OH)22+

Pb(CO3)22- CH3Hg+ (CH3)4Pb Zn(OH)3-

Me-OOCR Me-SR

Metal lipitler, metalpoli- sakkarinler, laklar,

FeOOH, Fe(OH)3 MnO2 Ag2S

Men+, MeCO3 kile adsorbe olmuş FeOOH, MnO2 , vb.

bileşikler

(15)

metal türü, metallerin ekolojik ve biyolojik etkileri, metal toksikolojisi

Kimyasal maddelerin çevreye yayınmaları basit fiziksel özellikleri

• Ergime/buharlaşma sıcaklığı

• Buhar basıncı

• Suda çözünürlük

• Molar kütle

• Çözünürlük

• Buharlaşma

• Aktivite

ile orantılıdır

.

(16)

metal türü, metallerin ekolojik ve biyolojik etkileri, metal toksikolojisi

Metallerin Hava-Su-Kara ve Biyosfer

arasındaki dağılımını ve bunlar arasındaki çevrimi de aynı özellikler belirler.

Diğer taraftan metallerin psikolojik (psişik), ekolojik ve toksikolojik etkisi kural olarak kimyasal yapısına daha doğrusu

“METALİN TÜRÜ”ne bağlıdır .

(17)

metal türü, metallerin ekolojik ve biyolojik etkileri, metal toksikolojisi

Metallerin türü denilince hayvan ve bitkilerde

olduğu gibi tür yani ortak özelliklere veya etkilere sahip kimyasal yapılar anlaşılır.

Çevreye yayınmaları, ilke olarak basit fiziksel

özelliklerine bağlı olmakla beraber, ait oldukları koordinasyon gruplarından hareketle, metallerin yayınmadaki tercihleri bir “tür” özelliği olarak ele alınabilir.

(18)

metal türü, metallerin ekolojik ve biyolojik etkileri, metal toksikolojisi

A-Türü Metal Katyonları

Ara Tür Metal İyonları

B-Türü Metal Katyonları Elektro

n

dağılımı

Soy gaz

konfigürasyonu son yörüngede 1 - 9 elektrona sahip olanlar

Nio, Pdo veya Pto yapısında (son

yörüngede 10 - 12 elektrona sahip olanlar

Koordi nasyon Yapısı

küresel kompakt simetrik olmayan

küresel düşük elektronegativite, yüksek polarizasyon yatkınlığı, esnek küresel (H+), Li+, Na+, K+, Be2+,

Mg2+, Ca2+, Sr2+, Al3+, Sc3+, La3+, Si4+, Ti4+, Zr4+, Th4+

V2+, Cr2+, Mn2+, Fe2+, Co2+, Ni2+, Cu2+, Ti3+, V3+, Cr3+, Mn3+, Fe3+, Co3+

Cu+, Ag+, Au+, Te+, Ga+, Zn2+, Cd2+, Hg2+, Pb2+, Sn2+, Tl3+, Au3+, In3+, Bi3+

Koordinasyonlarına bağlı olarak metal türleri

(19)

metal türü, metallerin ekolojik ve biyolojik etkileri, metal toksikolojisi

Al, Ti, Mn, Co, Cr, V, Ni, …

“A-Türü Metaller” ve “Ara Tür Metaller” sınıfına girer.

Metalik halde buhar basınçları düşükken suda çözünme eğilimleri yüksektir.

Doğal çevrimde daha çok iyon halinde yer üstü ve yer altı sularına geçerler ve kayaçlar içine

çökerler.

Çevresel açıdan bu metaller “Lithofil”

(kaya sever) metal türünü oluştururlar

.

(20)

metal türü, metallerin ekolojik ve biyolojik etkileri, metal toksikolojisi

Sn, Cu, Cd, Zn, As, Se, Sb, Mo, Ag, Hg ve Pb “B- Türü Metaller” veya “Ara Tür Metaller” grubuna dahildirler ve doğal çevrimde denizlere

taşınımları, akarsulardan daha çok atmosferik yolla olmaktadır.

Çevresel açıdan bu metaller “Atmofil” (hava sever) metal türünü oluştururlar.

Atmofil metallerin kendileri (Hg, Se,), oksit veya bileşikleri (PbO, As2O3, BaCl2, (CH3)4Sn,

(CH ) Hg, …) düşük buharlaşma entalpisine

(21)

metal türü, metallerin ekolojik ve biyolojik etkileri, metal toksikolojisi

Metallerin atmofil veya lithofil olmalarına bağlı olarak ekosisteme yayınım miktarları da farklılık

göstermektedir

Yapılan model araştırmalarda, örneğin kurşunun atmosfere doğal olmayan (endüstriyel) yayınımının doğal yayınımından (tozlaşma, volkanik patlama vb.) 345 kat fazla olmasına karşılık,

bu oran alüminyum için 1/7 civarlarında kalmaktadır.

(22)

metal türü, metallerin ekolojik ve biyolojik etkileri, metal toksikolojisi

Metal iyonlarının çevreye yayınmalarını

böyle genel gruplara ayırmak mümkünse

de, iyonik etkilerinin koordinasyonla, yani

bileşik yapısına bağlı olduğu asla göz ardı

edilmemelidir.

(23)

metal türü, metallerin ekolojik ve biyolojik etkileri, metal toksikolojisi Genelde bitki ve hayvanlar için zehirli, insana etki açısından

zehirsiz metal sınıfına dahil edilen bakırı koordinasyon türüne göre ele alırsak:

– Bakır(I)siyanür, – Bakırfosforit,

– Bakırfluroasetat, – Bakırarsenat

– Bakırarsenit

yapılarında bulunan aniyonlarından dolayı KUVVETLİ ZEHİR,

– Bakır-8-hikroksişinolat – Bakırçinkokromat

HAFİF ZEHİR,

– Bakırsülfat (BORDO KARIŞIMI) ZEHİRSİZ sayılır.

Buna karşılık doğal ve inorganik Malahit (CuCO3.Cu(OH)2 ) ve Azurit (2CuCO3.Cu(OH)2) bileşikleri “Bakır Çalığı” adıyla ZEHİR sınıfındadır.

(24)

metal türü, metallerin ekolojik ve biyolojik etkileri, metal toksikolojisi Bakırın bitkiler üzerindeki etkisini, bulunduğu kimyasal formuna

göre incelersek, bakırın

Cu2+, Cu2O, Cu2(OH)22+, CuCO3 Cu(OOCCH2NH2)2

formlarında bulunmasına bağlı olarak yaptığı etkinin büyük değişiklik gösterdiği görülür.

% 1 -20 CuSO4 içeren kireç sütü karışımı

“BORDO KARIŞIMI” olarak bilinir ve özellikle Akdeniz ülkelerinde (İtalya, İspanya, Yunanistan, Portekiz,

Türkiye vd.) üzüm çiftçileri tarafından ortaçağdan bu yana tarım ilacı olarak kullanılır ve asma ağaçlarının gelişimine herhangi bir zararı söz konusu değildir.

Referanslar

Benzer Belgeler

Appropriate solid waste management enables sustainable tourism, environmental protection, tourism development in the region and hotel activities. -Environmental protection and

Memlekette sırf tiyatrodan bahis bir iki m ec­ mua da çıkmıştır ki, İstanbul şehir tiyatrosunun tiyatro mevsimlerine mahsus olarak senelerden beri intişar eden

Methods: We employed the Framingham Heart study dataset, which is publicly available Kaggle, to train several machine learning classifiers such as logistic

Fetal kurşun etkileniminin değerlendirilmesinde, anne kan kurşun düzeyi ve kord kanı kurşun düzeyleri yaygın bir şekilde kullanılmaktadır.. Vücuda değişik

Araştırmacılar ya da yazarlar birlikte ortaya çıkardıkları çalışmayı tanıtırken "ortak yazarlık" kavramını kullanmaktadırlar. Elektronik ortamda insanları,

It represents the layer where the cloud applications are displayed. The applications that run on a cloud infrastructure are offered to the service users as a service on

Osmanlı Türkçesinin önemi, barındırdığı maddi ve manevî hazine bağlamında an- laşılmış ve öğretimi son zamanlarda önemli görülmeye başlanmıştır. Bu alana yönelik

Ormanlar, sağladıkları çok yönlü ekonomik ve ekolojik yararlar nedeniyle bütün dünyada, en önemli doğal kaynaklardan biri olarak