(Microsoft PowerPoint - \307evre Biyolojisi II-2)

Çevre Biyolojisi II
BYL 118
Hacettepe Üniv. Biyoloji Bölümü
lisans dersi
Atmosfer ve hava kirliliği
Çağatay Tavşanoğlu
Hacettepe Üniv., Biyoloji Böl., Ekoloji Anabilim Dalı
2016-2017 Bahar
Yerkürenin fiziksel ortamı
• Hidrosfer (sucul ortamlar)
• Litosfer (kabuk)
• Atmosfer (gaz tabaka)
Atmosferin yapısı
Atmosferin yapısı
Ozon tabakası
Ozon oluşumu
Atmosferde stratosfer tabakası
içerisinde bulunan ozon, UV
radyasyonunun etkisiyle bir
taraftan oluşurken, öbür taraftan
da yok edilmektedir.
Bu aşamada, yer yüzeyindeki canlılar için büyük bir tehlike oluşturan
Ultraviyole-B (UV-B) ışınlarının tamamına yakını stratosfer tabakasındaki
ozon tarafından emilmektedir
Ozon (O3)
Stratosferde İYİ
(UV ışınlarını özümser)
Troposferin en üst tabaklarında
(Sera gazı gibi davranır)
Orta troposferde İYİ
(Kirleticileri yok eder)
Alçak troposferde KÖTÜ
İsli duman oluşturur
KÖTÜ
Sera etkisi
Güneşten gelerek yeryüzüne ulaşan ve gezegenin yüzeyinden kızılötesi ışınım olarak
geri yansıyan ışınların, atmosferdeki sera gazları tarafından tutularak farklı yönlere
yeniden saçılması olayı sera etkisi olarak adlandırılmaktadır.
Bu yeniden saçılma sırasında, ışınımın bir kısmı gezegen yüzeyine ve alt atmosfer
tabakalarına geri dönmektedir. Bu ise, yüzeyin, sera gazlarının yokluğunda sahip
olacağından daha yüksek ortalama sıcaklıklara sahip olmasını sağlamaktadır
Sera gazları:
O3
CH4
N2O
H2O
CO2
CFC
Mars atmosferi
Mars
İnce atmosfer
%95.9 CO2, %2 Ar, %2 N2, %0.1 O2, %0.06 CO
Gezegendeki CO2’nin neredeyse tümü litosferde
Ortalama sıcaklık: -50°C
Venüs atmosferi
Venüs
Kalın atmosfer
%96.5 CO2, %3.5 N2, eser SO2, Ar
Gezegendeki CO2’nin tümü atmosferde
Ortalama sıcaklık: +420°C
Yerküre atmosferi
Yerküre
Kalın atmosfer
%0.04 CO2
Ortalama sıcaklık: +15°C
Atmosfer yapısının evrimi
İlkin Yerküre atmosferi
H2 He H2O CH4 NH3
(Güneş bulutsusunda
bulunan gazlar)
Atmosfer yapısının evrimi
İkinci Yerküre atmosferi
N2 CO2
3,8 milyar yıl önce CO2 suda çözünmüş
3,4 milyar yıl önce en çok bulunan gaz N2
Atmosfer yapısının evrimi
Üçüncü Yerküre atmosferi
N2 O2
2,4 milyar yıl önce
Atmosfer yapısının evrimi
Oksijen depoları
Oksijen üretiliyor, ancak
dolmuş durumda, gaz
okyanuslar ve denizel
halinde birikiyor
kayaçlar tarafından
özümseniyor
Oksijen, okyanus dışına
gaz haline çıkıyor, ancak
Atmosferde oksijen yok
kara yüzeyleri tarafından
özümseniyor ve ozon
tabakası oluşuyor
Atmosferdeki
oksijen miktarının
değişimi
Atmosferik oksijen basıncı ((PO2)
Bitkilerin O2
üretmesi
Kambriyen
patlaması
Fotosentezin
evrimi
3,85
2,45
1,85
0,85 0,54
Zaman (milyar yıl önce)
Aşırı volkanik
faaliyetler (S
açığa çıkarır
SO2)
Su döngüsü
Biyojeokimyasal döngüler atmosfer
aracılığı ile gerçekleşir (C, N, S)
Karbon döngüsü
Azot döngüsü
Fosfor (P) hariç!
Atmosfer üzerine insan etkisi
Sera gazı salınımı
Ozon tabakasının incelmesi
Hava kirleticileri
Sera gazlarının artışı ve küresel ısınma
Karbondioksit (CO2)
Sera gazlarının artışı ve küresel ısınma
Sera gazlarının artışı ve küresel ısınma
Şehir ısı adaları
Binalar, taşıtlar, fabrikalar, insanlar….
yerel ölçekte daha fazla ısınma
Bundan dolayı, kentler civarlarındaki kırsal alanlara göre daha sıcaktır
Ozon tabakasının incelmesi
Kloroflorokarbon bileşikleri; klor, flor ve karbonun bağ
oluşturduğu maddelerdir.
Bunlar, son derece kararlı yapıya sahip moleküller
olduklarından dolayı, atmosferin aşağı kesimlerinde diğer
kimyasallarla kolayca reaksiyona giremezler.
Kloroflorokarbon (CFC) molekülü
(http://daac.gsfc.nasa.gov/upperatm/image_index.html
1970'lerin başında, İnsan üretimi
olan, klorin, kloroflorokarbon
(CFC) içerikli kimyasalların, ozonu
yıkıma uğrattığı ortaya çıktı.
Ozon tabakasının incelmesi
Ozon tabakasının incelmesi
daha fazla UV radyasyonunun yer yüzeyine ulaşması
CFC’ler ve halonların atmosfere salınması, özellikle ilkbahar döneminde ozon tabakasının daha fazla
yok olmasına ve Antarktik ozon deliğinin daha belirgin olarak ortaya çıkmasına neden olmaktadır.
Yıllara göre ozon deliği ( koyu
mavi, deliğin büyüklüğünü
göstermektedir)
Eylül 2006 : bugüne kadar kaydedilen en
geniş ozon deliği
Ozon tabakasının incelmesi
Ozon tabakasının incelmesine neden
olan klorlu gazların atmosfere salınan
miktarlarındaki değişim
Ozon tabakasının incelmesi
Ozon tabakasındaki deliğin 2050 yılında tamamen kapanacağı öngörülüyor
Bazı araştırmacılar ise ozon tabakasının incelmesindeki durgunluğun geçici
olduğunu savunuyor
Hava kirliliği
Hava kirliliği
Adiabatik sapma derecesi: Yüksekliğe bağlı olarak sıcaklık
düşmesi.(100 m’de 1oC)
İnversiyon (Sıcaklık tersinmesi): Sıcak ve hafif hava serin ve daha
yoğun havanın üzerinde bulunur. Bu sırada oluşan sabit ve kalıcı
tabakalaşma, havanın karışmasını ve seyrelmesini engeller. Yerel
topografyanın da katkısı önemlidir.
Doğal hava kirleticiler: Orman yangınları, polen yayan alanlar,
rüzgar erozyonları, organik çürüme olayları, volkan patlamaları vb.
İnsan faaliyetleri: Motorlu taşıtlar, Endüstri faaliyetleri, Fosil yakıt
kullanımı, Tarımsal faaliyetler.
Hava kirliliği
En yaygın hava kirleticisi gazlar:
SO2 (kükürt dioksit): Volkan, dalgalar, organik madde parçalanması,
fosil yakıt tüketimi
CO (karbonmonoksit): Motorlu taşıtlar, doğal olarak vejetasyonun anaerobik
parçalanması ile oluşan CH4 ile Oksijen birleşmesi...
NOx (azot oksitler): Topraktaki biyolojik faaliyetler, yanma (otomobil egzosları, evsel ve
endüstriyel yanma)
CHOx: CH4 doğal kirletici, bitkilerin yaydığı uçucu hidrokarbonlar, motorlu taşıtlar.
O3 (Troposferik Ozon): NOx CO ve uçucu organik bileşiklerin güneş ışığının varlığında
atmosferde tepkimeye girmesi ile oluşur
•OH
+ CO → •HOCO
•HOCO + O → HO • + CO
2
2
2
HO2• + NO → •OH + NO2
NO2 + hν → NO + O(3P)
O(3P) + O2 → O3
Hava kirliliği
Hava kirliliğine bağlı ölümler
İnsanlarda solunum yolları rahatsızlıklarına yol açar. Özellikle yaşlı ve çocuklarda; kronik
öksürük, bronşit, astım, akciğer fonksiyonlarında bozukluğa neden olabilir. Hava kirliliğinin
kanser, nörolojik hastalıklar, akciğer hastalıkları ve kalp hastalıklarına yakalanma riskini
arttırdığı tespit edilmiştir.
Asit yağmuru tarafından zarar görmüş heykeller
(Stokholm, İsveç)
Paris’de (Fransa) hava kirliliği
Kentleri ısıtmada ve elektrik
üretmede kömür kullanılan Çin’de
hava kirliliği ciddi bir sorundur
Çin’de kömür üretimi (1950-2012)
Asit yağmurları
Asit yağmurları
Sülfürik asit (H2SO4)
Nitrik asit (HNO3)
Asit yağmurları
Kapalı ortam hava kirliliği
Hava kirliliğinin önlenmesi
Fosil yakıtlar:
Fosil yakıtlara alternatif enerji kaynaklarının yaygınlaşması (Güneş, rüzgar, hidroelektrik, jeotermal
enerji)
Görece daha az kirletici yayan fosil yakıtların kullanılması
Fosil yakıtların kirlilik bakımından sıralanması: Kömür > Petrol > Doğalgaz
Sanayi faaliyetleri:
Sanayide yakıt tasarrufu yapan verimli teknolojilerin kullanılması
Fabrika bacalarına filtre takılması
Hava kirliliği yaratan sanayi kuruluşlarına yasal yaptırımlar etkili bir şekilde uygulanmalı
Kentlerde ısıtma:
Yalıtım yoluyla ısınma için harcanacak yakıt miktarı azaltılarak, ısınma kaynaklı hava kirliliği azaltılabilir
Ulaşım:
Ulaşımda toplu taşıma araçlarının daha çok kullanılması, daha ekonomik ve az yakıt tüketen araçlar,
temiz yakıt (ör: elektrikli, hibrit araba) tüketen araçların yaygınlaşması
Ağaçlandırma,
Sanayi ve yoğun trafiğin kentler dışına ve çevre yollarına kaydırılması,
Şehir yerleşim planlarının topoğrafya ve meteorolojik faktörler (rüzgar) dikkate alınarak yapılması