Asit yağmurları, normal yağmurun yanı sıra pH seviyesi 5,6’dan düşük olan yağmurlardır ve pH’ı yaklaşık 4 civarındadır. Yeryüzünde fosil yakıtların (kömür ve fuel oil) yakılması sonucu oluşan zehirli gaz olan kükürt oksit (SOx), azot dioksit ve karbondioksit gazlarının kimyasal dönüşümlerden geçtikten sonra bulutlardaki su damlacıkları tarafından emilmesi ile oluşur. Atmosferde su buharı ve ozon bulunur. Ozon, NOx ve SO2’leri okside ederek sülfürik asit ve nitrik asit oluşturur böylece atmosferde çözündüğünde hidrojen (H) iyonu verir. Hidrojen iyonları pH’ın temelidir ve asiditeyi gösterir. Atmosferde hidrojen (H) iyonlarının artması asit yağmurunu oluşturur.
2SO2+O2+2H2O → 2H2SO4 (Sülfürik asit)
4NO+3O2 +2H2O → 4HNO3 (Nitrik asit)
Temiz bir atmosferde yağmurun pH seviyesi 5,6’dır. Temiz atmosferde yağmurun pH’ı nötr yerine asidik bir yapı göstermesinin sebebi ise, karbondioksit ve suyun bir araya gelerek zayıf asit olan karbonik asit (H2CO3)’e dönüşmesidir. Yapılan araştırmalarda asit yağmurlarının %60-70’ini SO2, kalanının ise NOx gazları etkisiyle oluştuğu gözlenmiştir.
Asit yağmuru zamanla metale dahi zarar verir. Nütrient üreten mikroorganizmaların ölümüne yol açar. Topraktaki magnezyum ve kalsiyumu çözüp alüminyum ve civanın açığa çıkmasına (toksik metal) neden olduğu için bitkiler yeteri miktarda nütrient alamaz besin yetersizliğinden canlılığını yitirir bu durum bitkilerin kökleri, yaprakları ve dallarının hasar görmesine yol açar. Sucul sisteminde pH’ı düşürdüğü için suda yaşayan canlıların (fitoplankton, alabalık, kurbağa vb.) doğal yaşamı tehlikeye girer. Suyun pH değeri normal gölde 6.5’iken asidik gölde 4.5’dir.
ASİT YAĞMURLARININ ÇEVRE ÜZERİNE ETKİLERİ:
I. Canlılar Üzerindeki Etkileri: Asit yağmurlarının yağmasıyla birlikte toprakta bulunan ağır metallerin (örneğin alüminyum) göllere, akarsulara ve denizlere karışmasına sebep olur. Asit yağmuru nedeniyle artan asitlik ve artan ağır metal konsantrasyonu suda yasayan canlılar için doğrudan zehir etkisi yapar. Hatta bazı canlılar bu değişime uyum sağlayamadığı için yok olma tehlikesinde kalabilirler. Asit yağmurları canlıların genel sağlığında birtakım bozukluklara neden olur ve canlıların çevreye uyum yeteneklerinde ciddi sorunlara yol açar. Ormanlara büyük zararlar vererek ağaçların büyümelerini yavaşlatır. Toprakta besin olarak kullanılan bazı minerallerin çözünmesi sonucunda asitliği yüksek olan sular toprakta bulunan yararlı mineralleri ve besinleri çözerek bitki örtüsünden uzaklaştırır ve yüzey akışı ile derelere, akarsulara ve göllere taşır. Toprak içinde bulunan zehirli maddelerin (ağır metaller örneğin alüminyum) serbest hale geçmesine neden olur (Bilim ve Teknik, 2011). Asit yağmurları nedeniyle yıkanarak taban suyuna taşınan toprak yapısındaki Ca (Kalsiyum) ve Mg (Magnezyum) gibi elementler, toprağın zayıflayıp verimin düşmesine neden olur. (İlhan, Dündar, Öz, Kılınç). Bir gölün asitliği arttıkça, su daha belirgin hale gelir balıklar ve diğer su hayvanlarının sayısında azalmaya sebep olur. Bazı bitki ve hayvan türleri asitliği artan bu sularda diğer cinslere göre daha iyi hayatta kalabilirler. Tatlı su karidesleri, salyangozlar ve midye asitten hızlı şekilde etkilenirler bunları somon, hamamböceği ve golyan balığı takip eder. Balıkların yumurtaları ve yavruları asit yağmurundan en kötü etkilenen canlılardır suyun asitliği genç balıkları da deforme ederek yumurtaların düzgün bir şekilde kuluçkalanmasını önleyebilir.
II. İnsan Sağlığı Üzerindeki Etkileri: Asit yağmurlarına sebep olan kükürt dioksit ve azot dioksit gazları da insanlara zarar verir. Bu gazlar atmosferde sülfat ve nitrat parçacıklarına dönüşerek rüzgarlar sayesinde uzun mesafeler kat eder daha sonra solunum yoluyla akciğerlere nüfuz ederek astım bronşit gibi hastalıklara neden olur. Yüzey, yeraltı ve içme sularında, toprakta, bitkilerde ve balıklar üzerinde asit yağmurlarının sebep olduğu ağır metal birikimi de insan sağlığını dolaylı olarak olumsuz etkiler (Bilim ve Teknik, 2011).
III. Nesneler Üzerindeki Etkileri: Asit yağmurlarına sebep olan sülfat ve nitrat parçacıkları aynı zamanda görüş mesafesini de azaltır. Heykeller, tarihi eserler, binalar, araçlar, borular ve kabloların tümü zarar görebilir. Asit yağmurları ve asit özelliğindeki parçacıkların kuru birikimi ayrıca metallerin korozyonuna, çeşitli boya ve yapı malzemelerinin (örneğin mermer, kireçtaşı) dokularının bozulmasına neden olabilir (Bilim ve Teknik, 2011). Etkileri kireçtaşı veya kumtaşından çok daha belirgindir, çünkü bu kaya türleri özellikle hassastır ve gaz halindeki hava kirliliğinden ve asit yağmurundan delinebilirler.
IV. Bitkiler Üzerinde Etkisi: Bir termik santralin etrafında, mermer ocağının etrafında, kent merkezinin etrafında ve bir atık yakma tesisinin etrafında bulunan bitkilerin yapraklarında ve gövdelerinde kuru ya da yaş asidik çökelmeden kaynaklı oluşabilecek hasarlar, bu tesislerin açığa çıkardıkları kirleticiler sonucunda gerçekleşir. Bu kirleticiler; fosil kaynaklı olan doğal gazın, kömürün, fueloil’in yakılmasıyla çalışan termik santralların maruz bıraktığı; kükürt dioksit (SO2), azot oksitler (NOx), karbon monoksit (CO), partikül madde (PM), uçucu organik bileşikler (UOB) gibi birincil hava kirleticiler ile fotokimyasal reaksiyonlar sonucu oluşan ve ikincil bir kirletici olan ozon (O3)’dur. Mermer ocaklarında ise açığa çıkan partikül maddelerin en önemlilerinden PM10 (10 mikron ve daha küçük) etkilerine bakalım.
Kirletici türüne göre en etkili kirleticiden, en az etkili kirleticiye doğru sıraladığımızda; Hidrojen florit 〉 Kükürt dioksit 〉 Azot dioksit 〉 Ozon 〉 PAN (peroksi asetil nitrat) 〉 Azot monoksit 〉 Karbon Monoksit şeklinde bir sıralama yapılabilir.
Hidrojen Florit: Hidrojen florit zararına uğramış geniş yapraklı bitkilerde yaprak ucu ve kenarlarında şerit halinde kızıl kahverengi renk oluşumu gözlenmektedir (Serez ve Ata,1988; Dursun vd., 1998). Ancak, bu gazın etkisi çoğu defa SO2 tarafından kamufle edilmektedir (Özkan, 1988). Florit yaprakta biriktirilmekte veya yaprak yüzeyinde çözünebilir formda absorbe edilebilmektedir. Bu nedenle floritin bitki tarafından alımında stomaların açılıp kapanması diğer gazlardaki kadar önemli değildir.
Kükürt Dioksit (SO2): Kloroplastlarda biriken SO2 yaprağın fotosentez yapmasını engeller ve bu yolla da ağaca zarar verir. Tüm bunların sonucunda ağaçların yeşil sürgünleri gelişmeyip kurumakta, yaprakları dökülmekte, çiçek ve meyve vermemektedir. Yaprak içine stoma yoluyla giren SO2, yaprağın su dengesini sağlayan sitoplazmanın asitleşmesine neden olur yaprak hücrelerinde protoplazma suyuyla birleşerek, önce oldukça toksik bir bileşik olan sülfite daha sonra da sülfata okside olmakta ve hücrenin kolloidal durumu bozulmaktadır (Pell, 1979). Bunun sonucunda sıvı kaybeden yaprak, kısa sürede ölür. Bu şekilde ağacın hastalıklara dayanıklılığı azaldığından zararlı böceklerin istilasına uğrar ve ölümü hızlanır. Ayrıca giderek zayıflayan ve yaprak kaybeden ağacın tepe çatıları seyrekleşerek rüzgâr perdesi görevini yapamaz ve ağaç rüzgardan devrilebilir.
Azot Oksitler: Azot oksitler, bitki gelişimi bakımından SO2 ve Ozon kadar tehlikelidir (Anon., 1998). Bir azot oksit olan azotdioksitin emisyonu, dünyada yıllık 35 ile 85 milyon ton arasında değişmektedir. Taşıt araçları ve termik enerji santralleri atmosfere verilen azot oksitlerin en önemli iki kaynağını oluşturmaktadır. Dolayısıyla, taşıt araçlarının yoğun olduğu kentlerdeki bitkiler atmosfere yüksek oranda verilen azot oksitlerden ciddi şekilde zarar görmektedirler. Azot oksitler, kükürt dioksitle beraber asit yağmurlarına sebep olmak suretiyle de zarar yapmaktadırlar.
Ozon: Fotooksidantların başında yer alan troposferik ozon, çok düşük konsantrasyonlarda dahi bitki ve ağaçlarda zararlara neden olmakta; dolayısıyla, endüstrileşmiş ülkelerde orman ve tarımsal ürünlere zarar veren fitotoksik etkiye sahip en önemli hava kirleticilerden biri olarak kabul edilmektedir (Bender vd., 1999). Avrupa, Kuzey Amerika, Uzak Doğu ve gelişmekte olan birçok ülkedeki ozon seviyeleri, fotosentez ve bitki gelişimini olumsuz yönde etkilemek suretiyle pek çok üründe verim kayıplarına sebep olmaktadır (Heath, 1994; Krupa, 1996; Yunus vd., 1996).
Peroksiasetil Nitrat (PAN): PAN, geniş yapraklı bitkilerde yaprakların alt kısımlarında parlak, gümüşi renkli lekelerin ortaya çıkmasına sebep olmaktadır. Ozonda olduğu gibi PAN zararına uğramış bitkilerde de erken yaprak yaşlanması ve buna bağlı olarak yaprak dökümü meydana gelmektedir. Diğer taraftan, fotooksidant olması nedeniyle yüksek ışık yoğunluğunda PAN zararı artış göstermekte ve bitkide solunumu teşvik etmek suretiyle net fotosentezde kayıplara neden olmaktadır. Ozonda olduğu gibi PAN’a hassasiyet bakımından da bitki türleri arasında varyasyon bulunmaktadır. Kirleticiler, bitki gelişimine, verimine, fizyolojisine ve biyokimyasal yapısına etki edebilmektedir. Bu zamana kadar hava kirliliğinin tarım ve ormancılık üzerindeki etkilerini analiz etmek amacıyla dünyada çeşitli çalışmalar yapılmıştır (WMO, 1993; Davila ve Catalan, 1986; Cehak, 1986; Heck, 1989; Heck at al., 1986). Özellikle kükürt dioksit (SO2) ve hidrojen florür (HF) gazlarının bitkilerin biyolojik yapısı üzerinde zararlı etkilerde bulunduğu tespit edilmiştir.
Her ağaç, hava kirliliği sonucu oluşan gazlara (Kükürt dioksit, Azot dioksit) aynı hassasiyeti göstermez. Mesela meşe, kavak, akçaağaç, kızılağaç ve söğüt ağaçları hava kirliliğine karşı daha az hassastırlar. Hava kirliliği ormanların yanında tarımsal üretime ve süs bitkilerine de zarar verir. Örneğin kükürt dioksit miktarının havada 1.5 ppm’nin üzerinde olması buğday bitkisinin verimini azaltmaktadır. Aynı şekilde elma, patlıcan, domates, lahana ve maydanoz 1.6-2.5 ppm arasındaki kükürt dioksit konsantrasyonlarında gelişimlerini sürdürürken; kiraz, soğan ve mısır, kükürt dioksite karşı son derece dayanıklıdır. Havadaki asılı haldeki kirleticiler sis, yağmur veya kar ile birlikte bitki ve toprak yüzeylerine temas ederler. Toprak yüzeyindeki hava, su ve toprak kirleticilerinin etkisi arttıkça bitki üzerindeki olumsuz etkiler de fazlalaşacaktır (Harvey, 1989). Bu da bitkinin ürün kalitesini ve miktarını olumsuz yönde etkileyecektir. Asit yağmurunun toprağa düşmesi sonucu toprağın asiditesi artar ve bu kuvvetli asidik çözeltiler topraktaki Ca++, Mg+, K+ gibi minerallerin kaybına neden olur. Bu mineraller ağaçların büyümesi ve kendilerini yenilemeleri için yaşamsal öneme sahiptirler. Toprakta pH %5’ in altına düşerse toprak sıvısı içinde alüminyum ve ağır metallerin konsantrasyonu artar. Kurak mevsimlerde topraktaki nemin azalması sonucu bu maddeler iyice yoğunlaşır ve bitki kökleri için öldürücü etki gösterirler. Toprak yüzeyine yapışan sis, kırağı veya çiğ şeklindeki su moleküllerinin, gündüz buharlaşması sonucunda içerdikleri asit yaprak yüzeyinde kalır ve asit yanıklarına sebep olur. Ayrıca, yapraktaki asit birikimi mantarların gelişmesi için de uygun ortam sağlamaktadır. Son yirmi yılda giderek konsantrasyonu artan troposferik ozon, insan sağlığına, bitki ve malzemelere olan olumsuz etkilerinden dolayı bu yüzyılın en önemli kirleticilerinden biri olarak değerlendirilmektedir (İm ve ark. 2008).
Asit yağmurunun ülkemiz için ciddi bir problem olmamasının sebebi Türkiye’nin toprak yapısının karstik yapıda olması yani kalsiyum karbonat oranın yüksek olmasıdır. pH’ı düşük yağan yağmur esen rüzgar sayesinde kalsiyum karbonat içeren toprağı havalandırır ve topraktaki pH’ı yüksek alkali olan kalsiyum karbonat havaya karışır. Düşük pH’lı yağan yağmurla yüksek pH’lı alkali rüzgâr birbirine karışınca nötralize olur. Böylelikle asit yağmurunun pH’ı dengelenir.
Gülsu FINDIK
KAYNAKÇA
Elkoca, E. (2003). Hava kirliliği ve bitkiler üzerindeki etkileri. Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 34(4), 367-374.
Anonim, 1998. Karabük Hava Kirliliği Araştırması Raporu, Rapor No: 1999-1, Karabük
Özler, S. ve Akdağ, E. (2011). Asit yağmurları. Bilim ve Teknik Dergisi, 518, 64-68. Retrieved from https://services.tubitak.gov.tr/edergi/yazi.pdf?dergiKodu=4&cilt=44&sayi=518&sayfa=64&yil=2011&ay=1&yaziid=31214
Bender, J., Hertstein, U., Black, C.R., 1999. Growth and yield responses of spring wheat to increasing carbon dioxide, ozone and physiological stresses: a statistical analysis of ESPACE wheat results. European J. Agron., 10 (3-4): 185-195.
Turalıoğlu, F. S. (2011). Bitkilere Zararlı Olan Ozon, Azot Dioksit ve Kükürt Dioksit’in Erzurum Atmosferindeki Değişimleri. Gaziosmanpaşa Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 2011 (1) , 73-77 . Retrieved from https://dergipark.org.tr/tr/pub/gopzfd/issue/7331/95939
Heath, R.L., 1994. Alterations of Plant Metabolism by Ozone Exposure. P. 121-145. In R.G. Alssher and A.R. Wellburn (eds.) Plant Responses to the Gaseous Environment. Chapman and Hall, London.
Davila, M. M. ve Catalan, J. J., 1986. The meteorological aspects of pollution arising from agricultural activities. Informal Report. WMO, Geneva.
Harvey, H. H., 1989, Acidic Precipitation Volume 4., “Aquatic Processes and Lake Acidification”, Springer-Verlag New York Inc., 189-195.
https://mgm.gov.tr/FILES/genel/raporlar/asityagmurlariteknikraporu.pdf
https://tr.wikipedia.org/wiki/Asit_ya%C4%9Fmuru
https://www.ttb.org.tr/eweb/yatagan/2.html
