Peroksi Açil Nitrat (PAN)

Bir fotokimyasal yükseltgen olan PAN UV ışınlarının etkisiyle, hidrokarbonlar ve azot oksitlerden meydana gelen toksik etkili kirleticilerdir. Atmosferdeki oksijenin yükseltgeyemediği maddeleri PAN'lar yükseltgeyebilir. Kentsel alanlarda güneş ışığının en yoğun olduğu alanlarda oluşum gösterirler ve hava kütlelerinin akımıyla kırsal bölgelere taşınabilirler. Genel formülleri R COOONO₂ şeklindedir. 'R' alifatik, heterosiklik veya aromatik olabilir. Günümüzde özellikle ulaşımın gelişmiş olduğu büyük kentlerde ulaşım araçlarından çıkan yanmamış hidrokarbonlar havada bulunan azot türevleriyle birleşerek 'PAN'ı oluştururlar. PAN fotokimyasal sis oluşumu esnasında meydana gelir. Sis (smog) özellikle büyük şehirlerde havanın açık olduğu zamanlarda oluşan kimyasal sis halidir.

PAN'ı Oluşturan Atmosfer Kirleticileri

1. Azot Oksitler

Azot oksitler atmosferin normal yapısı içinde bulunurlar. Fakat özellikle büyük sanayi kuruluşları, büyük fabrikalar, yüksek sıcaklıkta yanan kazanların bacalarından, patlamalı dizel ve benzinli motorlardan yanma sonucu önemli miktarlarda atmosfere karışır. Azotlu bileşiklerin en önemlisi azot dioksit ve azot monoksittir. İkisi de zehirlidir ve kolayca suda çözünebilirler. Bu şekilde kana karışarak zehirlenmelere yol açabilir. Küçük miktarlarda bile kana karıştığında ödem ve kanamalara yol açmaktadır. Bu sebeple hem insanlar için hem de diğer canlılar için tehlikelidir. İnsan faaliyetleri sonucunda yolda atmosfere tonlarca azot dioksit verilmektedir. Kahverengi bir gaz olan azot dioksit yüksek konsantrasyonlarda öldürücü olabilir. Su ile birleşmesi sonucunda nitrik asit meydana gelmektedir. Bu da sadece insanlar için değil ekosistemdeki tüm hayvan ve bitki türleri için açık bir tehdit oluşturur.

2. Yanmamış Hidrokarbonlar

PAN oluşumuna katkı sağlayan hidrokarbonlar genellikle tam yanmamış yakıtlardan alırlar. Özellikle fotokimyasal sise (smog) neden olduklarından önemlidirler. Normal atmosfer miktarlarında bu tam yanmamış ürünlerin toksik etkileri yoktur ancak fotokimyasal sise neden olurlar. İçten yanmalı motorların egzozlarından havaya karışan hidrokarbonlar PAN'ların atmosferdeki oranları açısından önemlidirler. Hidrokarbonlar atmosferde partiküller halinde bulunurlar ve bu partiküllerin kaynaklarına göre 'yanma dumanı' olarak adlandırılırlar. Tam yanmayan bazı maddelerde hidrokarbonları sentezleyebilir. Bunlar doymamış hidrokarbon olan 'olefinler'dir. Çok kirli şehir havasındaki PAN'ın bünyesinde de olefin kökenli hidrokarbonlara rastlanmaktadır. Tam yanmama sırasında açığa çıkan dikğer çok tehlikeli kanserojen maddeler polisiklik hidrokarbonlardır. Bunlar; Fluoranten ve Kloranten gibi maddelerdir. Bu ürünler dizel motorlardan daha az olacak şekilde otomobil dumanı ve katranda da bulunurlar. Bu kanserojen hidrokarbonların atmosfere karışımı, artan ulaşım araçları sayesinde canlı yaşamındaki tehdit unsurlarını gün geçtikçe daha çok arttırmaktadır. Örneğin 1000 litre benzin yanması sonucunda atmosfere 33 kilogram PAN'a dönüşen yanmamış hidrokarbon salınmaktadır. Bir otomobil motoru bir kilometrede ortalama olarak havaya 2 gram hidrokarbon salmaktadır.

PAN Oluşum Mekanizması

PAN birçok reaksiyonel safhalardan sonra etkinliğini ortaya koyar. Genel anlamda sözel olarak azot oksitler + yanmamış hidrokarbonlar + gün ışığı = peroksi açil nitrat şeklinde bir oluşum varlığından söz edebiliriz. Şehirlerin topoğrafik yapısı ve meteorolojik olaylardan kaynaklanan sıcaklık inversiyonu PAN oluşumunu hızlandırır. Sıcaklık inversiyonu esnasında hava kirleticileri yerleşim yerlerinin üzerini örtü gibi sarar. Gün ışığının bu tabakadan geçmesi kolay olduğu için bu yerlerde fotokimyasal reaksiyonlar meydana gelir. Olağan atmosfer koşullarında yerden yükseklik arttıkça sıcaklık azalır. İnversiyon durumunda yerden yükseklik artması durumunda sıcaklık artar ve sıcak hava katmanı soğuk hava katmanını örter. Sıcak havanın altındaki hareketsiz soğuk hava kış koşullarında kirleticilerle yüklenir. Çocuklar ve yaşlılar için ölümcül bir sonuç oluşturabilir.

PAN'ın Canlılara Etkisi

PAN'ın insan üzerindeki tek zararlı etkisi göz yaşarmasıdır. PAN konsantrasyonu 0,7 olduğu zaman göz yaşarmaları ve mukoza yanmaları başlar. Peroksibenzoil nitrat ise çok daha etkin bir toksiktir ve çevredeki konsantrasyonu 0,005 ppm olduğu zaman dahi 3-5 dakikada göz yaşarması başlar ve mukozada dayanılmaz tahrişler başlar. Her atmosfer kirleticilerinin kronik etkileri gibi PAN'ında insan sağlığına olan zararları arasında kronik bronşit, amfizem, akut, akciğer ödemi, astım, akciğer lezyonları ve nihayetinde akciğer kanserine kadar varabilen sonuç ortaya çıkabilmektedir. PAN'ın bitkiler üzerindeki etkisi ise yaprak dokularında nekroz, klorozis veya renk değişimleri ve büyüme değişimleri şeklinde özetlenebilir. Büyüme, üreme, besin depolama kabiliyetlerini kaybedebilir, hastalık ve parazitlerden kolayca etkilenir hale gelirler.

PAN'ın Kontrol Mekanizması

PAN'ın kontrolü ortaya çıkmasına sebep olan hidrokarbonların kontrolüne bağlıdır. Hidrokarbonlar atmosfere doğal ya da antropojenik kaynaklarla eklenir. Doğal kaynaklardan gelenleri kontrol etmek mümkün değildir. Ancak antropojenik kaynakları bir dereceye kadar kontrol etmek mümkün olabilir. Bu da başlıca dört şekilde yapılır:

Yakma: Hidrokarbonlar ikinci bir yakıcı sistemden geçirilir.

Adsorbsiyon: Kömür gibi absorblayıcı tarafından tutulur.

Absorblayıcı: Hidrokarbonlar absorbe edilerek toplanır.

Kondensasyon: Hidrokarbonlar soğutularak yoğunlaştırılır.

Kaynak:

• https://acikders.ankara.edu.tr/ ders notlarından faydalanılmıştır.