Hava Kirliliğinde Kükürtoksitler

Hava Kirliliğinde Kükürtoksitler
Hava Kirliliğinde Kükürtoksitler
Bu çalışmada, kükürtoksitlerden kaynaklanan hava kirliliğinin oluşum nedenleri, çevreye ve insan sağlığına etkileri, arıtma yöntemleri ve kirliliğin kontrolü anlatılmıştır

Gaz halindeki kirleticiler arasında kükürtoksitler en çok bilinen birincil hava kirleticilerdendir Bunlar çoğunlukla durağan kaynaklarda fosil yakıtların yanması sonucunda meydana gelirler Antropojenik kükürt oksitlerin %80’inden fazlasının durağan kaynaklardan meydana geldiği bilinmektedir Bu emisyonların dünya üzerindeki durumuna bakıldığında en büyük payın Avrupa’nın endüstrileşmiş bölümü ile Kuzey Amerika olduğu görülür
Petrol ve kömür gibi fosil yakıtlar kabaca % 05 ila %6 arasında kükürt içerirler Dolayısıyla bu yakıtların yanması sonucunda kükürt çoğunlukla SO2 şeklinde atmosfere neşrolur Atmosferde kükürtün yoğunlaşma fazındaki şekli ise SO4-2 dir Kükürtdioksit yanıcı olmayan renksiz bir gazdır 0,3 ppm –1 ppm derişimlerinde ağızda karakteristik bir tad bırakmakta, 3 ppm'’n üstünde ise boğucu bir hisse yol açmaktadır Atmosferde kalıcılık süresi 40 günü bulmaktadır SO2 nin sayısal değerleri incelendiğinde bütün dünyada her yıl neşredilen global emisyonların 132 milyon tonu, antropojöenik emisyonların ise 50-75 milyon tonu bulduğu tahmin edilmektedir Avrupa’da ise her yıl yaklaşık 20 milyon tonun üzerinde kükürtün deşarj edildiği bilinmektedir
Kükürtdioksit atmosfere neşrolunduktan sonra bir dizi reaksiyona uğramaktadır Bunlardan biri de OH- serbest radikali ile olanıdır Burada;
SO2 +OH-→HOSO2 (1)
HOSO2 + O2→SO3 +H2O (2) meydana gelir
SO3 aşağıda görüldüğü gibi havadaki su buharı ile reaksiyona girerek asit yağmurlarının temel sebebi olan H2 SO4 dönüşür
Böylece; SO3 +H2O→ H2SO4 (3)
Reaksiyon sonunda açığa çıkan ürünlerden bir diğeri ise sülfattır Oluşan sülfatlar ise çoğunluğu 02-09 mm çapa sahip katı tanecikler şeklinde olup, görünür ışığın 04 – 08 mm olan dalga boyları ile girişim yaparak görüş uzaklığını azaltırlar Kent atmosferinde SO2 nin tipik derişimlerinde, bağıl nemin de % 50’den fazla olduğu günlerde önemli görüş kayıpları olur Örneğin; 265 mg/m³ SO2 ve % 50 bağıl nem içeren atmosferde görüş mesafesi 8 km’nin altına düşer ki bu da büyük uçakların kalkış ve inişine engel olan bir durumdur
Kirli ve temiz hava örneklerinde SO2 değerlerini kıyaslarsak;
Temiz havada ; 2x10-4 ppm SO2
Kirli havada ; 02 ppm SO2 bulunmaktadır
Bu rakamları birbirine oranlayacak olursak kirli havada 1000 kat daha fazla SO2 bulunduğunu görürüz

SO2 KAYNAKLARI
Hava kirliliğine yol açan kaynaklar temel özellikler göz önüne alınarak iki grupta değerlendirilmektedir
- Doğal hava kirliliği
- Antropojenik hava kirliliği (insan yapımlı)
1) Doğal Hava Kirliliği:
- Volkanlar: Rastgele zamanlarda ya da sürekli bir şekilde önemli miktarlarda kükürtdioksit neşreden birer kaynak olma özelliğine sahiptir
2) Antropojenik Hava kirliliği:
- Endüstri:
* Demir ve Çelik İzabesi: Genellikle piritik demir cevheriyle çalışılan tesislerde pirit kavurma (sinter) sırasında oluşan SO2; çelik hazırlama sırasında açığa çıkan SO2 belli başlı kaynakları oluşturur Özellikle cevherden demir zenginleştirip izabe eden sinter tesislerinde SO2 kirlenmesinin en önemli problem olduğu söylenebilir
* Maden Endüstrisi: Bakır ve diğer madenlerin izabe tesisleri endüstriyel SO2 kaynaklarının en başında yer alır Ülkemizde Murgul ve Samsun bakır işletmelerinin çevre kirletmesi özelliklerinin ünü ülke boyutlarını aşmıştır Bu tesislerin ilki çok değerli sarı çam ormanlarını, ikincisi ise ekili tarım alanlarını tehdit etmektedir
Çinko izabesinde yine sülfürlü bir cevherden yapıldığından bu esnada SO2 yayınlanır
Kurşun izabesi; bu da galen adı verilen PbS den izabe edildiğinden çok büyük miktarlarda SO2 nin kaynağıdır
• Petrol endüstrisi: Rafinerilerde ham petrolün ortalama kükürt içeriğine bağlı olarak (ki % 1-2 kadardır) fraksiyonla damıtma ile petrol ürünleri elde edilirken oluşan;
a) organik kükürtlü gazlar
b) H2S ve sülfürler ve bunların oksitlenme ürünleri olan;
c) SO2, SO3 ve sülfatlar çok büyük sorunlar oluşturur
Hava Kirliliğinin ve Kontrolünün Esasları
* Kağıt Endüstrisi: Kağıt endüstrisinde kağıt hamurunun işlenmesi esnasında yüksek miktarlarda buhara gereksinme duyulur Buharın elde edilmesinde kullanılan fosil yakıtlar nedeniyle SO2 kirliliği söz konusudur
* Tekstil Endüstrisi: Kumaş üzerinde yapılan çeşitli işlemler SO2 çıkmasına sebebiyet verir (Hava Kirliliği, Selahattin İNCECİK)
* Çimento Endüstrisi: Yakıt kullanımı nedeniyle kükürt kirliliğe neden olmaktadır
- Termik Santral: Elektrik enerjisinin üretiminde kullanılan yakıtlar içerisinde en ön planda kömür ve petrol gibi fosil yakıtlar gelmektedir Örneğin; ABD’de elektrik enerjisinin % 90’ından fazlası kömür ve petrolden elde edilir Bu yakıtlar içerisinde bulunan en önemli elemanın kükürt olması nedeniyle enerji santralleri, yüksek miktarlarda yakıt kullanmaları sebebiyle en fazla SO2 kirlenmesine yol açan kirletici kaynaklar olmaktadır Bütün dünyada enerji ihtiyacının giderek artış göstermesi ve fosil yakıt kullanımından vazgeçmeyen politikalar nedeniyle kükürt bileşikleri bakımından dünyamızın geleceğini tehdit etmektedir Bunun sonucu olarak, SO2 ve azotoksitler toprak ve suyun asitleşmesine sebep olan elemanlar olmaktadır Bu nedenle enerji santralleri hava kirleticilerin uzun menzil taşınımına yol açmaları bakımından günümüzün en kritik hava kirliliği yaratan kaynakları olmuş ve olmaya da devam etmektedir (Hava Kirliliği, Selahattin İNCECİK)
- Konutların Isıtılması: Konut ısıtılmasında ve enerji temininde kullanılan fosil yakıtlar içerisinde en büyük pay kömür ve petrole aittir Kullanılan yakıtın kalitesi bu tür kaynaklardan gelen hava kirliliği üzerine çok fazla etki yapmaktadır Son yıllarda özellikle kış mevsimlerinde başta büyükşehirlerimiz olmak üzere çok sayıdaki çarpık yerleşimin hakim olduğu, endüstri ağırlıklı şehirlerde SO2 konsantrasyonunun hava kalitesi standartlarının birkaç katını aşması olağan hale gelmiştir

YAKITLAR
Katı yakıt; denince ilk akla gelen kömürdür Kömür bünyesinde organik ve anorganik kükürt olmak üzere başlıca iki halde bulunur Anorganik kükürt piritik veya sülfat halde genellikle külde bulunur Organik kükürt ise kömürdeki karbonun yandığı gibi yanarak SO2 YE DÖNÜŞÜR VE ATMOSFERE ATILIR Bu veya benzer yoldan atmosfere karışan SO2 ile onun atmosferdeki transformasyon ürünleri olan sülfit ve sülfatlar kondansasyon yoluyla toz taneciklerine dönüşür Kendi aralarında veya başka taneciklerle birleşerek büyür ve çökelirler
Sıvı yakıt; Isıtma amacıyla yakılan sıvı yakıtlar gazyağı, mazot gibi beyaz ürünler bir yana bırakılırsa, daha çok ağır petrol türevleri olan “fuel-oil” türleridir Bu grupta düşünülen ham petrol distilasyonu kalıntısı katran, yüksek kül ve kükürt içeriğine sahip olabilmektedir Özellikle bazı tür ham petrollerden elde edilen u grup yakıtlarda bu ve benzeri zararlı maddeler daha fazla olabilmektedir
Gaz yakıtlar; doğal gaz, sıvılaştırılmış petrol gazları vs Bu tür yakıtlar yandığında hava kirlenmesine neden olmazlar Ancak sızıntı veya patlama söz konusudur