Çöl tozları, iklim ve sağlık
Prof. Dr. Fevzi YILMAZ / Fatih Sultan Mehmet Vakıf Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi
Geçenlerde (8 Nisan 2011), Almanya'nın en önemli otobanında (A 19) bir anda bastıran kum fırtınası nedeniyle bir facia yaşandı. Akılda kalan, onlarca ölü, onlarca araç hasarı ve esip savuran hareketli toz bulutu! Bu ve benzeri doğa hadiseleri, insanları ve bilim adamlarını şaşırtmaktadır. Hiç çölün olmadığı Kuzey Avrupa'da, son yıllarda sıkça rastlanan kum fırtına ve dalgasının acaba sebebi nedir? Sonucu nedir ve hep ürkütücümüdür?
Almanya'da daha önce görülen (6 Mayıs 2008) kum fırtınası son olan kadar zarar vermemişti. Geçtiğimiz yıllarda yapılan incelemeler, toz ve kumların Afrika'dan (Büyük Sahra Çölü) geldiğini vermişti. Almanya'yı adeta kırmızıya boyayan bu demir yüklü tozlar, yalnızca çatıları, damları, arabaları ve yolları kırmızıyla kaplamadı, hava sıcaklığını da düşürmüştür. Benzer şekilde, 18 Mart 2006'da Çin'de Gobi Çöl'ünden gelen toz ve kumlar Pekin'i sarıya boyamıştı.
Kesikli aralıklarla ve daha az yoğunluktaki oluşumlar ülkemizde de görülmektedir. Çıkan sonuç şudur: Doğal çöl tozları, endüstri çıktısı toz ve dumanlar ve sentezlenmiş nanopartiküller atmosferde taşanıma uğrarlar ve binlerce kilometre uzağa ve yükseğe transfer olurlar. Burada konu edilen toz sözcüğü genellikle 3 mikrometre altı boyutu kapsamaktadır. Halk dilinde duman olarak tanımlanan boyut ise nanometre ölçüsündedir. Bu ölçü, bir kâğıt kalınlığının yüz binde biri olarak örneklenebilir.
İklim ve sağlık
Büyük Sahra ve diğer kuru çölleşmiş bölgeler sürekli atmosfere toz gönderir. İnce partiküller birbirlerine yapışır ve salkımlaşırlar, şartlara bağlı olarak ayrılırlar da! İri partiküller ise yere geri düşer, bir kısmı uzaya yayılır. Düşerken salkımlaşmış partikülleri döver ve parçalar. Bu parçalama sonucu gökyüzünde farklı partikül boyutlarına sahip devasa bir toz yığını oluşur. Toz boyut ve miktarı ölçümü henüz başarılmaktadır; büyükler genellikle çok, küçükler azdır.
2008'de Avrupalı meterolojistler, toz bulutunun Güneş ışığını geri yansıttığını ve altında su bulutu oluşturduğunu bulmuşlardır.
Bugün, atmosferde doğal karbondioksit (CO2 ) yanında insan kaynaklı fazla CO2 de vardır. CO2'ler sera etkisi (Şemsiye etkisi-battaniye etkisi) ile yeryüzüne ekstra güneş gücü verirler (ısınma). Diğer yandan, tozların direk etkisiyle(ışığı yansıtmaları) soğutma gerçekleşir. Yeryüzünü soğutan toz aynı zamanda hava hareketini değiştirir ve yağmuru azaltabilir. Bu, bir kısım coğrafyada bitkilerin ölmesine ve kolay büyüyen yangınlara neden olur. Bu durumdaatmosfer CO2'si artar. Etki boyutu tozların yükselmesi ve alçalmasına bağlıdır.
Buzullar derinlemesine incelenmiş ve geçen 100 yıl içinde soluduğumuz havanın 2 kat daha tozlandığı ortaya çıkmıştır. Artışın büyük bir kısmı insan faaliyeti eksenlidir. Bunlar:yakıt-yanma, inşaat yatırımları (konut gibi), kireç, çimento, demir-çelik ve termik santral gibi endüstriyel faaliyetlerdir. Diğer etken, ağaç keserek tarım alanı açmadır. Bu durum CO2 emilmesinin azalmasına da neden olur, küresel ısınma artar. Diğer yandan küresel ısınma, çöl alanı artması ve bazı bölgelerde toz üretiminin artması anlamına gelir. Bu, ileri aşamada toz bulutu soğutmasının artması demektir.
Taşınımla atmosferde toplanan ince tozlar bulut oluşumunu kontrol eder ve büyük kısmı yağmurla çamur şeklinde yeryüzüne iner.Kimine göre bu çevre kirliliğidir, kimine göre ise bereket getirir, toprak ve suyu besler. Yağmur bulutlarında düşük pH ortamı oluşur ve demirde iyonik dönüşüm gerçekleşir.
Tozla birlikte uçuşan bakteriler yağmur bulutları ile buluşunca (ıslanınca) aktifleşir ve dönüşümü hızlandırır.Güneş enerjisinin yeterli olduğu mevsimlerde (Ülkemiz için mart-kasım dönemi), gündüz bulut içerisinde +2 değerli demir miktarı artar, insan, hayvan ve bitkiye bereket-sağlık verir. Anadolu Kültüründe Nisan yağmurlarının faydasını anlatan deyişler vardır.
Bunlardan biri: "Nisan yağmuru koyunun sırtında et, tarlada ot yapar." Karaya ulaşamayan tozlar denizde de benzer etkiyi yapar. Okyanuslar demirce fakirdir, kırmızı çöl tozu ise demir zengindir. Çin'deki Gobi çölünden yükselen demir yüklü tozlar besin değeri fakir olan Pasifik Okyanusu'nu (Kuzey Pasifiği) demirle beslemektedir. Bu süreç, bir şekilde atmosferdeki karbondioksitin azalmasını sağlamaktadır.Bu besi sayesinde,plankton denen canlı deniz organizmaları büyümekte ve nihayetinde karbondioksit tüketerek deniz dibine batmaktadır.
Böylece, küresel ısınma sonucu oluşan çölleşme, toz kümeleri ve içerikleri ile dengelenmektedir.Afrika tozları Amazonlardaki bitki büyümesini de etkilemektedir. Amazon ormanları toprağında fosfor düşüktür ve fosfor yüklü tozların yağmurla yeryüzüne inmesi sonucu bu açık kapanmaktadır.
Bu sayede, yetişen büyük yapraklı bitkiler karbondioksit emilmesini sağlar. Amazon bitkilerinin küresel ısınmayı düşürmelerinin Sahra tozu ile ilişkilendirilmesi herkesi şaşırtmaktadır. Sonuçta, taşınım ve dönüşüme uğrayan demirli ve fosforlu tozlar küresel ısınma nedeni olan CO2'i azaltmaktadır.
UNEP (BM Çevre Programı) atmosferde yüzen partiküllerin iklime etkisini araştırmaktadır. "Asya Kahverengi Bulutu'' diye adlandırılan gaz kümesi, yangın dumanı, dizel yakıt dumanı vb. oluşup, kirli su görünümündedir. Bileşenlerinden biri tam yanmayan karbondur ve siyah karbon olarak anılır. Siyah karbon tek başına salınmaz, bünyesinde organik moleküller, kükürt oksitler ve azot oksitler bulunur. Bunlar, karbonun rengini açar ve güneş ışığının absorblanması yerine yansıtılması gerçekleşir.
Bunlar (siyah veya açık), su buharı bulutu ve yağmuru oluşturur. Kahverengi veya açık renk bulut, ışığı geri yansıtır. Kahverengi bulutta siyah karbon yoğundur, ısıyı emer ve ısınma sebebidir. Bulutların net etkisi soğutmadır, siyah karbon fazla olursa ısıtma etkisi artar. Atmosferdeki siyah karbon iyi yanma ile azalır. Yanma veriminin iyi olması ekonomik yararı da yanında getirir.
Yanardağ çıktıları ve onların kükürt içerikleri atmosferi soğutur ve bu yönüyle faydalıdır. Hava kirlenme kontrolü insanların sağlığı için iyi, fakat gezegenimiz ısınır ve onun için ise kötüdür!Kükürt,doğal bulutu daha beyaz ve uzun ömürlü yapar. Bunun sonucu olarak soğutma etkisi uzun sürer. 1970-1990 yılları arasında, Avrupa ve Kuzey Amerika da kükürt emisyonu azaldı. Küresel ısınma ise aşırı şekilde arttı.
Bu durum atmosferde artan CO2 nedeniyle midir? Azalan kükürt nedeniyle midir? Bu soruya cevap aranmalıdır.Sıcaklığı arttıran (Pozitif) sera gazı etkisi ile sıcaklığı düşüren (negatif) sülfür etkisi bugün tartışılmaktadır! 2000'lerde Çin elektrik enerjisi üretmek için çok kömür ve linyit yakmıştır. Yanma gazları çok kükürt içerdiğinden küresel ısınma azalmıştır. Bu açıdan bakılırsa, Çin küresel ısınmaya çözüm üretiyor! Diğer yandan, Çin'in tozlu dumanlı havasını solumak ise hasta ediyor.
Çin'de yılda 100 binlerce prematüre çocuk ölümü gerçekleşmektedir. Çin, endüstri tesislerine kükürt için su yıkayıcılar takmıştır. Uluslararası deniz ulaşım organizasyonu, dizel yakıtta kükürdü düşürmüş sahillerdeki binlerce yaşamı kurtarmıştır. Fakat,atmosfere ısı verilmiştir. Kükürdü azaltma ısınma, siyah karbonu azaltma soğuma etkisi doğuracaktır.
Atmosferdeki karbon siyahının (ve ozonun) azaltılması, iklim bilimcilerin 2050 için öngördükleri atmosferik ısınmayı 0.2 - 0.7 ?C mertebesinde düşürecektir. İstatistiklere göre dünyada her yıl 4 milyonu aşkın kişi hava kirliliği kaynaklı hastalıklardan ölmektedir. UNEP'e (BM Çevre Programı) göre siyah karbon ve ozonun azaltılması hava kalitesini arttıracağı için yılda 0,7-4,6 milyon arasında can kurtulacaktır.
Sonuç
29 Kasım 2010'da yapılan Cancun / Meksika Dünya Liderleri İklim Toplantısı'ndan bir şey çıkmayacağı anlaşılmıştır. Dünya ve dünyalılar bir süre daha (belki daima) küresel ısınma ile yaşamayı öğrenecektir. Verilen bilgiye göre, 20. yüzyılda dünya ortalama 0.7 0C ısınmıştır. Bunun sebebi atmosferde biriken sera gazlarıdır.
Bu gazlardan CO2, sanayi devriminden bu yana %40 artmıştır. Türkler Anadolu'ya ayak bastıklarında (1071) atmosferdeki CO2 seviyesi 280 ppm(milyon litrede 280 litre) idi. Bugün (Nisan 2011) bu, 390 ppm olmuştur. 2100 yılında 700 ppm olacak endişesi vardır. Küresel ısınma küresel iklim değişikliğine yol açmıştır/açacaktır.
Küresel ısınma karşıtı stratejiler (düşük karbon ekonomisi), karbon vergisi, emisyon ticareti, ve temiz enerji alternatifini kapsamaktadır. Maalesef alınan sonuç ve gidiş ümit kırıcıdır.Gezegenimizi alternatif yöntemlerle soğutmak iyi fikirdir. C esaslı gazlar ve bunların dışındaki sera gazları (su buharı ve metan gibi), diğer atmosfer kirleticileri ve ormanları kesme küresel ısınmayı arttırır. Karbon salınımını önleyemeyen politikacılar, iklim değişikliğini önlemek için başka yollar aramaktadır:
a) CO2 (endüstri altyapısının esasıdır, azaltma ve kontrol zordur, adım da atılmamaktadır).
b)HFC-134a, atmosferi ağırlık ağırlığa göre CO2'den 1000 kez fazla ısıtır. Bundan vazgeçilebilmiştir, endüstri çevreleri ikna edilirse, doğru adımı hemen atmaktadır.
c) Siyah karbonu ( yetersiz yanma, kömür santralleri, tuğla fabrika fırınları ve kalitesiz dizel yakıttan çıkar) azaltma hem hastalıkları düşürür, hem de küresel ısınma problemimize 10 - 20 yıl kazandırır.Yetersiz yanma (ve yangınlar) sonucu dumanda kalan veya taşınımdan sonra yeryüzüne inen siyah karbon partikülleri küresel ısınmayı arttırır. Endüstride yanma veriminin arttırılması ve her alanda enerji yönetimi en önemli adım olacaktır.
d)Doğal düzenleme ve süreç (Yanardağ gazları gibi) ile gezegenimiz gendi kendini korumaktadır.Yerküre ve atmosferik olaylar çok karmaşıktır,etki-tepki kanunu çalışmaktadır.Bir bilge kişi, "Dünyanın balansını bozduk."demişti! Bizim sebebiyet verdiğimiz aşırılığa (örneğin gökyüzüne gönderdiğimiz yüksek oranda karbonlu gazlar nedenli küresel ısınma) dünya karşı refleks oluşturmaktadır.
İhtiyar dünyamız ve atmosferinde şaşırtıcı bir dinamik denge vardır. Küresel ısınma nedeni ile yükselen ve taşınıma uğrayan toz ve dumanlar, son aşamada güneş ışınlarının dünyaya ulaşmasını önler ve ayrıca yağmur bulutlarını tetikleyerek yağışa neden olur ve bir şekilde havanın soğumasını sağlar.
Doğa adeta kendini doğan duruma göre ayarlamaktadır (balanslamaktadır).Olan şeylere ve yaptığımız kötülüğe karşı dünya gardını almakta ve tepkisini göstermektedir. Kum fırtınaları, depremler, tayfunlar, yanardağ püskürmeleri gibi örnekler bu tepkilere bizim verdiğimiz adlardır.