64
yo-ğunluk değişimi homojen ve gerilimsiz değildir. Çünkü içermiş olduğu
minerallerin herbirinin farklı farklı termik genleşme sabitine ve ısı iletim
yeteneğine sahip olmalarıdır. Sıcaklığın etkiside kayacın gözenekliliğine
bağlıdır. Bu nedenle de sıcaklıkların yüksek ve gece-gündüz farklılığının büyük
olduğu yerlerde sıcaklık parçalaması daha yoğun olmaktadır. Çevre kirlenmesi
nedeni ile kayaçlarda biriken is, toz, kurum gibi karartıcı maddeler, güneş
ışınlarının daha fazla soğurulmasına sıcaklığın yükselmesine ve sıcaklık
parçalaması olayının artmasına neden olmaktadır. Sıcaklık dıştan içeriye doğru
azaldığı için de bir gerilim oluşmakta, bu oluşan sıcaklık gerilimi de taşın dış
kısmının parçalanmasına neden olmaktadır. Hem fiziksel hem de kimyasal
parçalanmada büyük katkısı olan diğer bir ekolojik parametre de kayacın
rutubetidir. Kayacın gözenekliliğine bağlı olarak, örneğin topraktaki su
hidrostatik basınçla taşın boşluklarına girebilir. Kapilar emme gücü ile de yeraltı
suyundan gözeneklerine su emebilir. Yağışlardan sonra rüzgarın çatlak ve
yarıklara bastırması, kayacın yüzeyinde oluşan su filminin kapilarite yardımı ile
emilmesi gözeneklerin su ile dolmasını sağlayabilir. Bu yolla giren su miktarı 8
l/m2 x dakika kadar olabilmaktedir.
Sürekli su alma ve bırakma olayları taşın mekanik parçalanmasına neden
olmaktadır. Sıcaklık ve rutubet parametresinin yanısıra burada ayrıca taşın tuz
içeriği de çok önemli bir rol oynamaktadır. Tuz higroskopik özelliği nedeni ile
suyu çekmektedir. Kayacın tuzu :
- kendi yapısında doğal olarak olabilir
- kimyasal ayrışmanın reaksiyon ürünleri olabilir
- atmosfer yolu ile gelebilir
- kullanılan harç fugalarından geçebilir
- topraktan gelebilir
- denizden aerosoller halinde gelebilir
- kara eritme için kullanılan tuzlardan kaynaklanabilir .
Fiziksel, kimyasal ve biyolojik olarak kayaç parçalanması çoğu zaman içiçe
olabilmektedir. Bu durum antik kentlerdeki tarihi eserler için de geçerlidir. Bu
nedenle çok değerli parçalar bu dış etmenlerekarşı iyi korunmaları için müzelere
alınmakta ve taklitleri dışarda bırakılmaktadır (Atina Akropolis'de olduğu
gibi).
Özellikle atmosfer yolu ile taşınan kükürtdioksit, karbondioksit, klorür,
amonyak, florür, is, kurum ve toz gibi kirleticiler yaş ve/veya kuru olarak bu
tarihi eser kayaçlarına taşınmakta ve orada etkilerini göstremektedir. Rutubet
65
yeterli ise hemen asitleşerek; değilse uygun koşullarda silikat mineralleri
hidratasyon ve hidroliz yolu kiristal ağları bozulduğu için parçalanmaktadır.
Elektrostatik bağ kuvvetleri bu yolla sürekli olarak azaldığı için de kaya
gevşemektedir, bir müddet sonra da ufalanmaktadır.
Hava kirliliğinin yoğun olduğu bölgelerde eski eserlerin tahribatı yaklaşık % 50
olarak bu yolla olmaktadır. Federal Almanya'da kararmış tarihi binaları
temizlemek ve kurtarmak için yapılan yatırım miktarı bir milyar markı
bulmaktadır. Kölner Dom'da yapılan ölçümlerde bir günde bir metre kareye
düşen kükürtdioksit miktarı 103,9 mg, klorür ise 4,4 mg olarak yıllık ortalama
üzerinden saptanmıştır. Referans olacak bir yerde de 6,9 ve < 1.0 değerleri,
ölçülmüştür.(Zallmanzig,1983).
Tarihi Eserlerin Yıpranmalarının Nedenleri
İnsan günde 26 000 defa solumaktadır, buradan da havanın değişen kalitesinin
insanı etkileyeceği açık seçik anlaşılmaktadır. O halde hava kalitesini etkileyen
kaynaklar nelerdir?
- Trafik
- Evlerde ısınma ve ısıtma amacı ile kullanılan yakıtlar
- Şş yerlerinde ve sanayiide kullanılan yakıtlar
Bu üç ana grubu çizgisel, kümesel ve noktasal kaynaklar şeklin de özetlemek
mümkündür.
Şekil 14'de emisyon kaynakları ve imisyon olayı görülmektedir. İmisyon
değerleri belirli sınır değerleri aşınca insan, bitki ve hayvan sağlığına olumsuz ve
hatta zararlı etkiler yapmaktadır. Bu bozucu veya zararlı etkileri sadece canlı
varlıklara değil, aynı zamanda cansız varlıklaradadır.
Avrupa'nın Paris, Köln, Londra, Berlin, Leipzig, Dresden vb. gibi büyük
şehirlerindeki hava kirliliği olgusu, bu kentlerdeki tarihi eserleri yıpratmış ve
aşındırmıştır. Bunun nedeni de kirlenen havanın içinde normal havada
bulunmayan, havaya yabancı maddelerin bulunması, bunların fotokimyasal
reaksiyonlarla ve suyun etkisi ile agresif maddeler oluşturmasıdır. Örneğin ozon,
sülfirikasit, nitrikasit gibi agresif maddeler kireçtaşı ve mermerle reaksiyona
girerek önce çatlamalara, sonra da ufalanma ve kırıntılanmalara neden
olmaktadır.
Yeşil bitki örtüsünün filtre, toz tutma özelliği bilinmektedir, bir hektar ormanlık
66
alan için tutlan toz miktarının 20-60 ton civarında olduğu hesaplanmıştır.
Antik kentlere en büyük zarar verebilecek maddeler yanma prose-si sırasında
açığa çıkan gazlardır:
- Asit yağmurları, kükürtdioksit, azotoksitleri, ozon ve diğer
fotooksidantlar gibi havadan gelen zararlı maddeler
Diğer etki eden kaynaklar ise;
- Rüzgar, don, kuraklık, aşırı sıcaklık değişimi, ultraviyole ışınları gibi
çevresel abiyolojik faktörler
- Toprak kalitesi, erozyona karşı yeterli korunmuş olup olmadığı, koruyan
bitki örtüsünün var olup olmadığı
- Mantar, bakteri, virüs ve mükoplazmalar gibi organizmalar
- Zararlı böcekler, yaban hayvanları, keçiler
Duman gazlarının canlılara olduğu gibŞ cansızlara da etkisi bilinmektedir. En
önemli zararlılar ise azot oksitlerkükürtdioksit ağırmetal tozları, organik
maddeler, ozon gibi fotooksidantlardır. Bu kirleticiler trafik gibi çizgisel, termik
santral, fabrika, atölye gibi noktasal ve evler, kentsel yerleşim yerleri gibi
kümesel kaynaklardan saçılmaktadır.
7.1. Mikroorganizmalar ve Tarihi Eserler
Doğada mikroorganizmaların faaliyet spektrumu çok geniştir. Eğer canlılar
zincirinde onlar olmasa idi, zaten yaşam tümü ile sürmezdi. Doğadaki madde
döngüsü engellenmiş olurdu. İşte bu mikroplar taştan yapılan, eserlere, binalara,
tarihi, antik kalıtılara yerleşerek barındıkları bu ortamı olumsuz olarak
değiştirebilmektedirler.
Hava kirliliği ve bunun sonucunda oluşan asit yağmurları, özellikle
termiksantrallerin bulunduğu bölgedeki tarihi eserlerimiz ormanlar kadar bu asit
yağmurlarından zarar görmektedir. Kireç taşı, mermer vb. gibi maddelerden
yapılan bu eserlerin yapı taşının içinde kalsit, yani kalsiyumkarbonat
bulunmaktadır. Kükürtdioksit yüklü olan bir atmosfer, asit yağışları ile bu yapı
malzemesini alçılaştırmaktadır.
- Bu alçılaşma olayı da, özellikle eserlerin yüzeylerinde gerçekleşmektedir.
- Soğuk aylarda alçının suyu donarak genişlemekte ve eserlerin yüzeylerinde
67
çatlamalara neden olmaktadır.
- Şşte bu ince çatlaklıklar, yarıklar atmosfer yolu ile gelen mikroorganizmalara
mekan oluşturmaktadır.
- Havadan gelen, toz ve kurumlar da alçımsı, siyah çatlak yüzeyleri meydana
getirmektedir.
- Bu durum tarihi eserlerin fiziksel olarak da parçalanmasını, yüzeylerinin
kırıntılankmasını ve ufalanmasını hızlandırmaktadır.
Tarihi eserlerin yüzeylerinde meydana gelen bu alçılaşma olayı acaba
önlenebilir mi ? Nasıl ?
Gerek Amerika'daki, gerekse de Avrupa'daki araştırma grubları bu sorunun
yanıtını ve problemin çaresini araştırmışlardır. Yapılan pilot düzeydeki
çalışmalarla bazı önemli sonuçlara ulaşmışlardır.
- Desulfovibrio desulfuricans diye bilinen mikroplar, ki bunlar atıksu iletim
hatlarında taç korozyonuna sebep olan bakteriler olarak tanınmaktadır, burada
yararlı amaçlar için kullanılmıştır.
Çünkü Desulfovibrio desulfuricans'lar sulfatları indirgeme özelliğine
sahiptirler.
- Amaç sulfatlı bileşikleri parçalamak ve indirgemektir.
- Bu işi anılan mikroorganizmaya yaptırmak mümkündür.
Bu amaca ulaşmak için de alçılaşmış kirli çatlak yüzeylere, bu
mikroorganizmalardan hazırlanmış kültür eriyiği yağdırılır. Desulfovibrio'lar
alçının içinde bulunan sulfatı sülfüre dönüştürmekte ve hidrojensülfür olarak da
uzaklaşmasını sağlamaktadır.
Bu yolla alçı oluşumu engellendiği gibi yüzeydeki alçılar da kalsit'e
dönüşmektedir.
Serbest kalan kalsiyum bu ara atmosferin karbondioksiti ile reaksiyona girerek
ve hatta mikroorganizmaların metabolizma artığı olan karbondioksitleri de
kullanarak, kalsit'i meydana getirmektedirler.
Ancak bu sulfatı parçalayan bakteriler sadece oksijensiz ortam-larda
yaşayabilmektedirler. Bu nedenle de iyileştirmek istediğimiz eski eserleri,
özellikle de heykelleri sadece azot ve karbondioksitten oluşmuş bir ortama
almak ve bu iyileştirme işlemini uygulamak gerekmektedir.Pilot tesisin içine
68
iyileştirilmesi istenen tarihi eser, antik kent parçası konulur. Bunun içine de
Desulfovibrio desulfiricant çözeltisi yağdırılır. Bu sırada açığa çıkan
hidrojensülfür konsantrasyonu arttıkca, sulfatı parçalayan organizmaların
mikrobiyolojik faaliyetlerini olumsuz etkileyen faaliyetleri de artar. Hatta toksik
etkisinden dolayı faaliyetleri tamamen durabilir.
Ayrıca taş ve/veya kayaç demir içeriyorlarsa, o zaman hidrojensülfür'le beraber
demir reaksiyona girer. Siyah renkli demirsülfürü oluştururlar.
Bu yöntemle tarihi eser yapı taşındaki sulfat konsantrasyonlarını aşağı çekmek
ve düşürmek mümkün olmaktadır. Bu şekilde tarihi eserler biyolojik olarak
arıtılmış olmaktadır. Böylece eserlerin üzerindeki orijinal relyefler meydana
çıkmaktadır. Mikropların arıttığı tabaka ise film halindeki alçılaşmış, çatlamış
ince bir tabakadır.
8. Mikrobiyel Olarak Kömürdeki Azot ve Kükürtün Giderilmesi
Laboratuvar ve pilot düzeyde kömürün içindeki, yandıktan sonra büyük sorun
yaratan, azot ve kükürt gibi bileşenlerinin maden hazırlama aşamasında,
mikrobiyolojik işlemlere tabi tutma konu-su uzun yıllardır araştırılmaktadır.
Son yıllarda fosil yakıtların hazırlanması işlemlerinde mikroorganizmaların
kullanılması olayı çok yaygınlaşmıştır. Ancak ekonomikliliği ve yaygın
uygulanabilirliği hala tartışılmaktadır.
Piritik ve organik sülfürün giderilmesine çalışılmaktadır. Özellikle piritik
sülfürün giderilmesinde Thiobacillus ferrooxidans, Sulpholobus acidocaldarius
kullanılmaktadır. Arıtma çamurlarından izole edilen Alcaligines spec. de azot
giderilmesinde kullanılmaktadır.
Thiobacillus ferrooxidans, Thiobacillus thiooxıdans ve Thermophilic-
Thiobacillus, Sulpholobus acidocaldarius, gibi mikroorganizmalardan bir
karışık kültür hazırlanarak piritlerin elimine edilmesine çalışılmaktadır.
Bir kömürün tipik bileşimi aşağıda verildiği gibidir :
C 68,70
H 5,05
O 25,00
N 1,00
S (org.) 0,25
69
Beypazarı Çayırhan linyitlerinin tipik önemli parametre değerleri aşaığıdaki
gibidir ( Gökçay, C.F. and R. Yurteri ,1990) :
Su içeriği (%) 25,0
Kül içeriği (%) 22,26
Altısıl değeri (kcal/kg) 3264.0
Üstısıl değeri (kcal/kg) 3576.0
Toplam sülfür (%) 4,22
Piritik sülfür (%) 1,48
Organik sülfür (%) 2.23
Sülfat sülfürü (%) 0,51
Ayrıca mikrobiyel yöntemlerle kömürden aromatik hidrokarbonlar, metan ve
CO
2
üretilmektedir.
9. Mikroorganizmalar Yardımı ile Metallerin Ayırımı ve Geri
Kazanılması
Metalurji'de
bazı
metallerin
kazanılması
ve
zenginleştirilmesin
de
mikroorganizmalardan yararlanılmaktadır. Özellikle mineral sanayii atıklarının
geri kazanılması, atıkların değerlendirilmesi açısından olaya bakıldığında önemi
anlaşılmaktadır.
Bakır, krom, vanadyum, titan ve çinko gibi kısmen değerli metaller mikrobiyel
asit üretimi yoluyla ototrof bakteriler sayesinde metaloksit kalıntılarının içinden
çözeltiye geçirilirler. Örneğin çöp yakma tesislerinde oluşan küllerin içinde
bulunan oksitlenmiş metallerden bazılarını bu yöntemle geri kazanmak
Hannover'de yapılan bir çalışma ile mümkün olmuştur.
Aluminyumoksit üretiminde oluşan silikat atıklarında mantarlar tarafından
metabolizma atığı olarak ortama bırakılan organik asitler çok etkili olmuştur.
9.1. Röntgen Filmlerinden Gümüşün Geri Kazanılması
Röntgen filmleri emulsiyon tabakalarının üzerinde oldukça fazla miktarda
gümüş içermektedirler. Bugüne kadar uygulanan geri kazanma yöntemi ise kuru
yakma ile geri kazanmadır. Bu yöntemin çok sayıda olumsuz çevresel etkileri
vardır : Koku sorunu, kurum sorunu, curuf vb. Bu yüzden Osaka'daki bir çok
enstitü tarafından gümüşü enzimatik yolla geri kazanan bir yöntem geliş-
70
tirilmiştir. Filmler önce kesilmekte ve sonra da içinde NaOH bulunan ( kostikli)
tankta pH 10 -11 arasında ve 35 - 40
0
C'de bir tankta şişmeye bırakılmakta ve 5
dakika boyunca bir reaktör de enzim ile muamele edilmektedir. pH değerini çok
yüksek olması halinde 15 dakikalık bir bekleme süresi yeterli gelmektedir.
Gümüşü içeren reaksiyon elemanları nötralizasyon tankına alınmakta ve gümüş
bir yumaklaştırıcı ile çöktürülmektedir. Çamur da alınmaktadır. Çamuru
ergitmek süretiyle de içindeki gümüş % 99,6 saflıkta geri kazanılmaktadır.
Tamamen otomatik çalışan tesis günde 1000 kg film atığını işlemektedir.
Gümüşe dayanıklı ve uyumlu bakteriler izole edilmiş ve bu amaç için özel
olarak kültüre alınıp, çoğaltılmıştır. Leipzig Biyoteknoloji Enstitüsünde bu
konuda çalışmalar yapılmaktadır. Gen tekniği açısından da çalışmaların
yapılması gerektiği anlaşılmış ve araştırmaya başlanmıştır.
9.2. Cıva Geri Kazanılması
Civa
tuzlarının
mikroorganizmalar
yardımı
ile
metal
civa
haline
transformasyonu araştırılmaktadır. Oluşan elementer civa % 98 alginat
boncukları
halinde
biyolojik
matrikslerde
(protein,
biyopolimer,
karbonhidrat, lyse ürünlerde) tutulmaktadır. Birçok batı üniversitelerinde bu
konuda yapılan araştırmalar devam etmektedir.
9.2.1. Mikroorganizmaların Yardımı İle Sorunlu Atıksulardaki Civanın
Giderilmesi
Bu zehirli ağırmetal civa çöp ve katı atık ayakılmasından sonra veya sanayii
atıksuyunun kanalizasyona verilmesi ile veya da yanardağ patlaması yollarıyla
çevreye
yayılmaktadır.
Ağır
metaller
biyolojik
olarak
parçalanıp,
ayrıştırılamadıklarından, besin yolu ile hayvan ve insan bünyesinde akumule
olmaktadır. Civa organizmanın bünyesine girdiğinde çok tehlikeli bir zehir etkisi
yapabilmektedir. Şnsanların sinir sistemine ve beynine yerleşerek felçlere neden
olmaktadır. Bilim adamları ağır meyal içeriği fazlaolan atıksularda
mikroorganizma populasyonunu ve türlerini araştırmışlardır. Bu ara civanın
toksik etki göstermesine neden olan civa molekülünün elektron kılıfındaki
sorunu çözme ve zehirsizleştirme olayına dayanmaktadır. Civa molekülü
elektron kılıfında iki elektron eksik olması durumunda toksik etki
göstermektedir. Civaya karşı dirençli mikroorganizmalar, bu iki elektronu
kendilerine özgü enzimlerle (Civareduktaz enzimi) doldurmaktadır. Böylece
element metal haline dönüştürülmektedir. Bu da mikroorganizmlara toksik etki
yapmamaktadır. Bu özelliğe sahip yaklaşık 20 adet bakteri kökeni doğal olarak
71
bulunmuştur. En verimli tipleri ise Aeromonas hydrophila ve Pseudomonas
putida'dır.
Bu konudaki arıtma veya zehirsizleştirme çalışmları "Sabit Yataklı Reaktörler"
de yapılmaktadır. Mikroorganizmalar sabit bir yatak üzerine yerleşmektedirler.
Özellikle zehirsizleştirilen civa metal haline dönüştüğüne göre reaktörün alt
kısmından bilyalar şeklinde çıkmaktadır. Bu prosesin sonunda bakteriler
uzaklaştırılmakta ve ağırmetaller de destile edilmektedir. Sabit yatak ise tekrar
tekrar kullanılmaktadır. Bunun iyon değiştiriciye karşı avantajı ise, reaksiyonun
geri dönüşümsüz olmasıdır. Bu nedenle de <5 mg/l civa içeren atıksuların
arıtılmasında bir anlam taşımaktadır. Deponi sızıntı sularındaki civanın biyolojik
arıtmaya olumsuz etkisi bu yöntemle giderilmeye çalışılmkatadır. Ayrıca
tohumlukların
saklanmasında
kullanılan
civalı
bileşiklerden
dolayı,
hazırlamaaşamasında oluşan cıvalı atıksuların arıtılmasında da kullanılmaktadır.
5>
Dostları ilə paylaş: |