NOx ve SOx HAKKINDA

HERŞEY

GİRİŞ

AZOTOKSİTLERİN TANIMI

AZOTOKSİTLERİN ÖLÇÜM YÖNTEMLERİ

AZOTOKSİTLERİN İNSAN SAĞLIĞI ÜZERİNE ETKİLERİ

KÜKÜRTOKSİTLERİN TANIMI

KÜKÜRTOKSİTLERİN ÖLÇÜM YÖNTEMLERİ

KÜKÜRTOKSİTLERİN İNSAN SAĞLIĞI ÜZERİNE ETKİLERİ

KÜKÜRTOKSİT VE AZOTOKSİTLERDEN KAYNAKLANAN KİRLİLİĞİN AZALTILMASI İÇİN ALINACAK ÖNLEMLER

SONUÇ

KAYNAKLAR

NOX ve SOx gazları genellikle endüstriyel proses, ısınma

amaçlı kullanılan evsel yakıt ve termik santral kaynaklı olup;

insan sağlığı üzerinde özellikle solunum yolu rahatsızlıklarına

neden olmaktadırlar. Bu kirleticiler uygun yöntemlerle ölçülür

ve kirliliğin boyutu saptanırsa; neden oldukları kirliliği

önlemek ve azaltmak için tedbir almak daha kolay olacaktır.

AZOT OKSİTLER (NOX)

Yüksek sıcaklıkta (1200 oC ve üzerinde) azot molekülünün

oksijenle okside olması ile zincirleme reaksiyon başlar ve azot

monoksit oluşur. . Yanma sonucu genelde azot monoksit, daha az

miktarda da azot dioksit oluşur. Azot monoksitin atmosferde

oksidasyonu sonucu azot dioksit oluşur.

N2 + O2 2NO

NO (g) + 1/2O2 NO2(g)

2NO2+H2OHNO3 + HNO2

Bunlardan birincisi; katı, sıvı veya gaz yakıt kullanan termik

santraller, ikincisi ulaşımdır.

Sizce azot oksitlerin önemli kaynakları ne olabilir?

Azot oksit gazları atmosferde rüzgar yardımı ile çok uzun mesafelere

taşınabilir.

Gelişmekte olan ülkelerde genel olarak kükürt dioksit ve partikül madde

emisyonu azalırken azot oksit emisyonu artmaktadır; çünkü bu tür

ülkelerde taşıt sayısı ve sanayi artmaktadır.

AZOT DİOKSİT (NO2)

NO2, kırmızımsı kahverengi renklidir. Azot monoksit (NO)

atmosferde oksijen ile birleştiğinde yüksek oranda reaktif

gaz formunda NO2 oluşur. Bir kere oluştuktan sonra NO2,

VOC gibi diğer kirleticilerle reaksiyona girer. Bu

reaksiyonlar sonucunda, yer seviyesinde ozon oluşmasına

neden olur. Ana kaynaklar, motorlu taşıt araçları ve

termik santrallerdir.

(VOC :Uçucu organik bileşikler) Tiner, Aseton ,

Benzin, Mazot gibi

AZOT ÖLÇÜM YÖNTEMLERİ

* UV

* Elektrokimyasal Hücre Metodu

* Kemilüminesans (Kimyasal Işıma)

* Kızıl Ötesi Ölçüm Prensibi

* FTIR

* Azotdioksit Absorbsiyon Yöntemi (SALZMAN)

ELEKTROKİMYASAL HÜCRE ÖLÇÜM

PRENSİBİ

Duyarlı bir elektrotta seçilmiş bir gaz bileşeninin elektrokimyasal reaksiyonuyla ortaya çıkan elektriksel akımın ölçüldüğü elektrokimyasal pillerden yararlanılır. Tayin edilecek olan gaz bileşeni yarı geçirgen bir zardan pile ulaşır. Reaksiyon hızı, gaz bileşeninin konsantrasyonu ile orantılıdır. Oksitleyici bir elektrot kullanıldığında elektrokimyasal reaksiyonla, duyarlı elektrotta elektronlar açığa çıkar.

Bu elektrotta ilgili gaz bileşeni konsantrasyonu ile orantılı miktarda elektron üretilmesi, karşı elektrotla aynı oranda negatif bir potansiyel farkı doğurur ve bu yolla elde edilen elektron akımı uygun bir elektronik düzenekle ölçümlenir. Pilin seçiciliği, yarı geçirgen zar,elektrolit, elektrot materyalleri, geciktirici potansiyel ile belirlenir.

KİMYASAL IŞIMA(KEMÜLİMİNESANS)

Havada NO, ozonla reaksiyona girdiği zaman, uyarılma aşamasında NO2 nin normal formu ve uyarılmış formu oluşur. Uyarılmış NO2, yer seviyesine döndüğü zaman ışın (kemüliminesans) yayar. NO konsantrasyonu, bu ışımanın yoğunluğu ölçülerek tayin edilebilir. Eğer hava örneği, bir dönüştürücüden geçirilerek, NO2 NO e dönüştürülürse; NOx lerin (NO2 ve NO) konsantrasyonu, bu ışımanın yoğunluğu ölçülerek tayin edilebilir. Örneklem havasındaki NO2 konsantrasyonu; iki ölçüm arasındaki farktan hesaplanarak bulunur.

KIZILÖTESİ ÖLÇÜM PRENSİBİ

Kızılötesi (NDIR) yöntemle ölçümde, belli bir kızılötesi frekans bandında absorbsiyon özelliği olan bir gaz bileşeni konsantrasyonunun tayini için ölçüm gazı uygun frekans bandında bir kızılötesi radyasyon ortamından belirli bir hızla geçirilir. Ölçüm gazındaki ilgili gaz bileşeninin konsantrasyonu ile orantılı olarak meydana gelen absorbsiyondan oluşan enerji kaybı, hiçbir absorbsiyon enerji kaybına uğramayan referans ortamla karşılaştırılarak değerlendirilir.

KIZILÖTESİ ÖLÇÜM MEKANİZMASI

Termogravimetrik Analiz ve FTIR Spektrometre

Sistemi

AZOTDİOKSİT ABSORBSİYON

YÖNTEMİ(SALZMAN)

Örneklem havası yaklaşık 0.7 l/dak akış hızı ile absorblama çözeltisi içinden geçirilir. Suda çözünen azot dioksit nitrite dönüşür. Naftil-etil-diamin-dihidroklorür (NEDA) ve sülfanilik asit, nitrit ile birlikte pembe renk (azo tipi bir bileşik) oluşturarak spektrofotometrik olarak 546 nm dalga boyunda azot dioksit (NO2) konsantrasyonu tayin edilir. Ortam havasındaki yüksek kükürtdioksit (SO2) ve ozon’un (O3) sebep olduğu interferansa hassastır.

AZOT OKSİTLERİN İNSAN SAĞLIĞI ÜZERİNE

ETKİSİ

İndeks

Sağlık Seviyesi

Uyarılar

0-50 İyi Yok

51-100* Orta Yok

101-150 Hassas gruplar

için sağlıksız

Yok.

151-200 Sağlıksız Yok

201-300* Çok Sağlıksız Çocuklar ve astım gibi solunum hastalığı

olan kişiler; dış ortamdaki ağır efor

sarfını sınırlandırmalıdır.

301-500 Tehlikeli Çocuklar ve astım gibi solunum hastalığı

olan kişiler; dış ortamdaki orta düzeyde

veya ağır efor sarfını sınırlandırmalıdır.

Hava Kalitesi İndeksi (HKİ): Azot dioksit (NO2)

* NO2‘nin kısa süreli sağlık etkileri, HKİ değeri 200’ün

üzerine çıkıncaya kadar oluşmaz. Bu nedenle, HKİ, NO2

için 201’in altında hesaplanmaz. NO2 için HKİ’nin 201

olması, 1242 µg/m3 (0.65ppm). NO2 seviyesine karşılık

gelir. (ortalama 24 saat)

Kısa Süreli NO2 Konsantrasyonunun İnsanlara Etkisi

* Temas 10 dakikalıktır.Temasın bitiminden 10 dk sonra akış direncine

etki gösterir.

** Bu konsantrasyonda kronik solunum hastalıkları meydana gelir.

*** Kronik solunum hastalıkları oluşur.

+ Etkileşim oluşur

++ Temas süresi 10 dk uzayınca,30 dk sonra en büyük etki akış

direncidir.

Tabloda görüldüğü gibi azot dioksitin konsantrasyonu yanında

temas süresinin de oldukça etkili olduğu anlaşılmaktadır.

Çeşitli Ülkelerde Uygulanan Azot Oksitler İçin Sınır

Değerleri

Tabloda görüldüğü gibi Türkiye’nin sınır değerleri çok

yüksektir.Kademeli olarak bir geçişin yapılmasında yarar vardır.

KÜKÜRT DİOKSİT(SO2)

Kükürt dioksit; renksiz, yanmaz ve patlamaz bir

gazdır.Özellikle katı ve sıvı yakıtlarda bulunan kükürdün

yanması sonucu oluşur.Kükürt dioksit suda oldukça fazla

çözünür.Atmosferde kalış süresi 2 yada 4 gün arasında

değiştiğinden çok uzun mesafelere taşınabilmektedir.

Dolayısıyla kükürt dioksit sadece bulunduğu bölgelerde

değil taşındığı yerlerde de önemli olumsuzluğa neden

olmaktadır.

SO2+OH-HOSO2

HOSO2+O2SO3

SO3+H2OH2SO4

Asit yağmurları bu şekilde oluşuyor…

KÜKÜRT DİOKSİT ÖLÇÜM YÖNTEMLERİ

Infrared

Elektro Kimyasal Sensörler

GC

FTIR

Alev İyonizasyon Yöntemi

Tetrakloro Merkürat (TCM)Yöntemleri

INFRARED

Cihaz çabuçak takılabilen değiştirilebilir hissediciler sayesinde güvenli olmayan Oksijen seviyesinin veya sayılan gazların takibini yapabilir. (Karbon Monoksit,Hidrojen Sülfit, Amonya ,Azot (Nitrojen) Dioksit,Sülfür Dioksit,Klor,Klor Dioksit,Fosfin,Hidrojen Siyanit ve Hidrojen.) GasBadge Pro bir kızılötesi (infared) arabirimi vasıtasıyla Docking StationT, Datalink and infared yazıcı gibi yan ürünler ile daha basit ve otomatizme kalibrasyon,fonksiyon(darbe) testi ve veri indirme için doğrudan haberleşebilir.Standart STEL ve TWA okumaları,ve 1 yıla kadar yayılmış veri kaydı,son 15 alarm olayını kaydeden bir "olay defteri" ile de donatılmıştır. Sağlam bir kasanın içine yerleştirilen cihaz, RF(radyo frekans) bağışık,su korumalı ve en uç seviyede dayanıklıdır.Bir sarsıntı korumalı üst kaplama cihazı, birçok yıpratıcı endüstriyel ortamdaki son derece kötü kullanımlara karşı korur.Basit dört-tuşlu kullanım düğmesi ayar,operasyon ve kalibrasyon işlevlerine kolay erişim sağlar.

INFRARED CİHAZI

GAZ KROMATOGRAFİSİ (GC)

Bu cihaz (Micromass) esasen üç ayrı cihazın birbirlerine bağlı (online) halde bulundukları bir sistemi teşkil eder. Bu sistemin parçaları Elemental Analiz Cihazı, Gaz Kromatograf, ve Kütle Spektrometresi cihazlarıdır. Bu sistemde katı , sıvı, ve gaz haldeki maddelerde duraylı izotop analizleri yapılmaktadır. Duraylı izotop analizleri organik ve inorganik maddede Karbon (C), Azot (N), Oksijen (O), ve kükürt (S) için yapılmaktadır. Bu sistemde ayrıca karışım maddelerinde gaz kromatografta ayrılan her bileşik için (compound specific) 13C izotop oranı analizleri yapılmaktadır.

ELEKTROKİMYASAL SENSÖR

FTIR MİKROSKOPİK

SPEKTROFOTOMETRE SİSTEMİ

Farklı aplikasyonlar için uygun tiplerde yapılmış yansıma ölçümü, toplam

yansıma ölçümü ve IR mikroskop siatemleri mevcuttur. Numune kompartımanı

uygun aksesuarları alabilecek büyüklüktedir. Ölçülen ışın demeti IR

mikroskobuna veya ikinci bir numune kompartımanına aktarılabilir. AIM-8800R

Otomatik Infrared Mikroskop kullanılarak 10 mm kadar küçük numuneler

yüksek hassasiyette ölçülebilir.( FTIR (Fourier Transform Infrared)

Matematiksel Fourier Dönüşümü metodu ile, bir dizi frekanslardan oluşan

kırmızı ötesi sinyalini frekanslarına ayıran ve herbirini şiddeti ile gösteren

işlem.)

ALEV İYONİZASYON YÖNTEMİ

Yanma hücresine giren sülfürün

mevcudiyetinde, 50-120 ml/dk da yakılan

H2 ile yakın ultraviyole ışınlarında alev

görünür ve SO2 konsantrasyonunu tayin

etmek için, yakın ultraviyole radyasyon

dozu ölçülür. Ultraviyole radyasyon dozu

ölçülür. Ultraviyole radyasyon dozu S

atomları dozu ile orantılıdır. H2 jeneratörü

veya H2 tüpü gerekli olduğu için geniş

çapta kullanılmaz. Ancak yöntem ayrıca

H2S e hassas olsa da H2S ve SO2 bir

ölçüm cihazı ile ölçülebilir.

KÜKÜRTOKSİTLERİN İNSAN SAĞLIĞI

ÜZERİNE ETKİSİ

İndeks

Sağlık Seviyesi

Uyarılar

0-50 İyi Yok

51-100* Orta Yok

101-150 Hassas gruplar için

sağlıksız

Astımlı kişiler, dış ortamdaki efor sarfını

sınırlandırmalıdır.

151-200 Sağlıksız Çocuklar, astımlılar, kalp ve akciğer hastalığı

olan kişiler, dış ortamdaki efor sarfını

sınırlandırmalıdır.

201-300 Çok Sağlıksız Çocuklar, astımlılar, kalp ve akciğer hastalığı olan kişiler, dış

ortamda efor sarf etmemeli; bunun dışında herkes dış

ortamdaki efor sarfını sınırlandırmalıdır.

301-500 Tehlikeli Çocuklar, astımlılar, kalp ve akciğer hastalığı olan kişiler, iç

Hava Kalitesi İndeksi (HKİ) Kükürt dioksit (SO2)

*SO2 için HKİ’nin 100 olması, 383 µg/m3 (0.14 ppm) SO2

seviyesine karşılık gelir. (ortalama 24 saat)

1952 yılında LONDRA ‘da yaşanan Hava Kirliliğinin Sağlık

Üzerine Etkisi

Kükürt dioksit konsantrasyonu sınır değerlerinin üzerinde

olduğu zaman özellikle astımlı ,bronşitli,kalp ve akciğer

hastalarının sağlığını olumsuz etkiler.

Tablo 5. Kükürt Dioksitle İlgili Sınır Değerleri

Ülkeler Koruma Gerekçesi Ortalama Süre Limit Değer Marjinal Tolerans

Türkiye 24 400 µg/m3

Avrupa Topluluğu

İnsan Sağlığını Korumak 1 saat

Bir yıl içinde 24 defadan fazla

olamaz

(A.B.) 350 µg/m3

Halk sağlığını Korumak 24 saat

Bir yıl içinde üç defadan fazla

bu değer aşılamaz

125 µg/m3

Ekosistem Yıllık Kış ayı

20 µg/m3

Dünya Sağlık Teşkilatı

(WHO)

10 dakika 500 µg/m3

24 saat 125 µg/m3

yıllık 50 µg/m3

A.B.D. EPA

Yıllık 80 µg/m3

24 saat 365 µg/m3

Kükürt oksit ve Azot oksitlerden

Kaynaklanan Kirliliğin Azaltılması İçin

Alınacak Önlemler

* Hava Kalitesi Kontrolü Yönetmeliği’ndeki kirleticilerle ilgili

değerler yeniden düzenlenmeli ve kademeli olarak AB

standartları ile uyumlu hale getirilmelidir.

* Yaz aylarına göre kış aylarında kükürt dioksit

konsantrasyonunda önemli artışlar gözleniyorsa,ısınmada

kullanılan yakıt türü özellikleri

değerlendirmeye alınmalıdır.

* Isınma amacıyla kalitesiz yakıt ve yakma sistemleri

kesinlikle kullanılmamalıdır.

* Topografik ve meteorolojik özelliklerden dolayı kirliliğin

arttığı illerde mutlaka kükürdü düşük ve kalorisi yüksek kaliteli

yakıt kullanılmalıdır.

* Bacasından duman püskürten ve kontrol dışı yakıt tüketimine

neden olan standart dışı ısıtıcıların satışına izin verilmemelidir.

SONUÇ

FEN BİLGİSİ ÖĞRETMENLERİ NELERİ BİLMELİ?

Kükürt ve azot daha çok fosil yakıtlarda bir arada bulunurlar.

Petrol içindeki organik kükürdü ayırmak için petrolü basınç

altında hidrojenleyerek içindeki kükürtlü bileşiklerden kükürdü

H2S haline dönüştürerek uzaklaştırmaktır

Fosil yakıtlardan kömür üzerinde de çalışmalar yapılmıştır.

Kömürler suyla iyice yıkanarak, içindeki piritten (FeS2)

arındırmaya çalışılmıştır. Bu işlemle kükürdün ancak %10’nu

uzaklaşmıştır.

Bir diğer çalışma da piritteki kükürdün 150-200 oC’de ve basınç

altında oksitlenip sülfürik asit haline dönüştürülmesidir.

Nox gazları önlemek için içten yanmalı motor kullanmak ve

sanayi alanında engelleyici önlem almak

NOx ‘inde HNO3’e dönüşerek asit yağmurlarına sebep

olacağını…

Seneye öğretmen olduğunuzda öğrencilerinize uygulamalı bir

etkinlik yapmayı lütfen UNUTMAYIN!

Genel kültür olarak ölçme yöntemlerini de bilelim

DİNLEDİĞİNİZ

İÇİN

TEŞEKKÜR EDERİM