Hava Kirliliği ve Sağlık Etkileri

Soluduğumuz hava kalitesi sağlığımıza doğrudan etkisi olduğu herkesçe ve çağlardan beri bilinmektedir. Normal olarak havanın %78,084’ü Azot (N2), % 20,946 Oksijen (O2), %0,934 Argon (Ar), %0,035 Karbondioksit (CO2) oluşturmaktadır. Geriye kalan % 0,001’i Neon (Ne), Metan (CH4), Helium (He), Hidrojen (H2) ve Kripton (Kr)’dan meydana gelmektedir. Ayrıca Atmosfer kütlesinin yaklaşık %0,25’i su buharıdır.

Dolaysıyla insan sağlığını veya çevresel dengeleri bozacak şekilde havanın birleşiminin değişmesine ya da havada bulunmaması gereken maddelerin havaya karışmasına hava kirliliği denilir.

Hava kirliliği, nüfusun artması, kentlerin büyümesi, endüstrinin gelişmesiyle artan oranda ve değişen içerikte etkilerini sürdürmektedir. Lokal bir kaynaktan salınan hava kirleticiler yerel etkiler gösterirken, kent merkezlerinde enerji tüketimi, fosil yakıt yanması, motorlu taşıtların artmasıyla hava kalitesinin bozulmasına neden olmaktadır. Bölgesel taşınımlar, asit depolanması, artan sera gazları, troposferik ozon üretimi bugün hava kirliliğinin küresel boyutlara ulaşan etkilerini ortaya koymaktadır. Trafik, ulaşım, endüstri ve ısınmadan kaynaklanan kirleticiler (antropojenik kaynaklı) hava kirliliğinin başlıcaları iken; meteoroloji, topografik yapı, dispersiyon ve kimyasal dönüşüm süreçlerinin hava kirliliği ve iklim üzerindeki etkileri artık daha iyi bilinmektedir. Hava kirleticilerinin çevreye ve insan sağlığına etkilerinin zaman, mekan, etki süresi, konsantrasyon ve diğer karakteristiklerine bağlı olduğu bilinmektedir. Hava kirliliği bir yandan kalp ve akciğer hastalıklarına bağlı ölüm oranını artırırken, diğer yandan bu hastalıklara bağlı hastane başvurularını artırmaktadır. Bundan başka, hava kirliliği özellikle çocukların akciğer gelişimini olumsuz etkilemekte ve kirliliğin yoğun olduğu bölgelerde astım ve kronik obstrüktif akciğer hastalığı (KOAH) gibi kronik hava yolu hastalıkların prevalansını artırmaktadır.

Hava kirliliğinin olumsuz etkileri, bir alıcı ortama ulaşması, temasta bulunması ve maruziyetin meydana gelmesi ile anlaşılabilmektedir. Bu durumda hava kirliliği etkilerinin anlaşılması için aşağıdaki özelliklerin bilinmesi gerekmektedir.

• Alıcı ortama ulaşan kirleticilerin doğal, fiziksel, kimyasal ve biyolojik özellikleri,
• Alıcı ortam özellikleri (insan, hayvan, bitki, nesli tükenmekte olan türler, tüm popülasyon veya ekosistem),
• Kişilerin mevcut sağlık durumu,
• Ekosistem şartları,
• Kirleticilerin kimyasal kompozisyonu ve fiziksel formu,
• Kirleticilerin saf veya bir karışım içinde olduğu,
• Organizmanın veya kişinin kirleticiye maruziyet şekli (gıda, içecek, hava veya cilt yoluyla)

“Trafik, ulaşım, endüstri ve ısınmadan kaynaklanan kirleticiler (antropojenik kaynaklı) hava kirliliğinin başlıca etkenleridir.”

EPA tarafından kirleticilerin sağlık etkileri baz alınarak yapılmış bir sınıflandırmadır (198). Kriter hava kirleticiler, kabul edilebilir hava kalitesi ile sağlıksız veya kötü hava kalitesini birbirinden ayıran, konsantrasyon limitleri belirlenmiş kirleticilerdir. Bu sınır değerler belirli zaman aralıklarında insan sağlığı ve/veya çevresel etkileri göz önünde bulundurularak dış ortam havasında bulunmasına izin verilen kirletici konsantrasyonlarıdır. Bu kirleticiler için belirlenen sınır değerler farklı ülkelerde ve çevresel örgütlerde farklı değerler alabilmektedir.

Kriter Hava Kirleticiler:

• Karbon monoksit (CO),
• Azot dioksit (NO2),
• Kükürt dioksit (SO2),
• Ozon (O3),
• Partikül madde (PM),
• Kurşun (Pb)

Kirleticiler olarak da;

Partikül Madde (PM10, PM2.5 Uçarozlar): Havadaki partikül madde insan sağlığını etkileyen en önemli kirleticilerden biridir. Partikül boyutu ile sağlık üzerindeki olumsuz etkisi doğrusal olarak bağlantılıdır. PM’nin 10 μM’den büyük kısmı burun ve nazofarenkste tutulmaktadır. 10 μM’den küçü kısmı bronşlarda birikirken 1-2 mikron çapındakiler alveollerde 0,1 mikron çapında olanlar ise alveollerden intrakapiller aralığa diffüze olmaktadır. Partikül maddelerin fiziksel özellikleri yanında kimyasal kompozisyonu da sağlık açısından oldukça önemlidir. Partikül maddeler civa, kurşun, kadmiyum gibi ağır metaller ile kanserojenik kimyasalları bünyelerinde bulundurabilmekte ve sağlık üzerinde önemli tehdit oluşturabilmektedirler. Bu zehirli ve kanser yapıcı kimyasallar, nemle birleşerek aside dönüşmektedir. Kurum, uçucu kül, benzin ve dizel araç egzoz partikülleri benzo(a)pyrene gibi kanser yapıcı maddeler içerdiğinden bunların uzun süre solunması kansere sebep olmaktadır.

Ozon (O₃): Ozon, atmosferin doğal bileşiminde bulunan, stratosfer tabakasında pik konsantrasyonlara ulaşan oldukça reaktif bir gazdır. Ozon suda çözünmediğinden solunum sisteminin derinliklerine ulaşarak, akciğerlerdeki olumsuz etkilerini gösterir (201). Troposferde antropojenik aktiviteler sonucu üretilir. Kentsel ve kırsal atmosferde NO2’in ve güneş ışığının varlığında gerçekleşen fotokimyasal süreçlerden oluşur. 1950’lerde Los Angeles atmosferinde fark edilmeye başlanmıştır. Stratosferden taşınım da yaşadığımız atmosferdeki O3 ’nun artışına katkıda bulunsa da büyük oranda atropojenik kaynaklardan üretilir.

Azot Oksitler (NO_x): Azot oksitler (NOx) yüksek sıcaklıklarda (1200 oC) oluşan oldukça reaktif gazlardır. Azot oksitlerin pek çok türü renksiz ve kokusuzdur ve suda erimez.Bu nedenle üst solunum yollarında elimine edilmeden solunum yollarının en uç noktalarına kadar inhale edilir ve buralarda olumsuz etkilerini gösterirler. Yüksek sıcaklıklarda yanma sonucu genellikle azot monoksit (NO), az miktarda da azot dioksit (NO2) oluşur. Atmosfere salınan NO oksidasyon sonucu NO2’ye dönüşür. Atmosferde oldukça yaygın olarak bulunan NO2, güçlü bir oksidandır. Ve partiküllerle birlikte bulunduklarında kentsel bölgelerde kırmızımsı-kahve renkli bir tabaka halinde görülebilir. NOx’ler katı veya sıvı yakıtlar yüksek sıcaklıklarda yandığında oluşur. İki önemli kaynağı motorlu taşıtlar ve termik santrallerdir. Diğer endüstri tesisleri, ticari ve evsel ısıtma için yakıt tüketimi diğer NOx kaynakları arasındadır. Özellikle kentsel bölgelerde taşıt sayısındaki artışa bağlı olarak NOx konsantrasyonları da artmaktadır. Gelişmekte olan ülkelerde genel olarak SO2 ve partikül madde azalma gösterse bile NOx emisyonları artan taşıt sayısı ve sanayileşme nedeniyle artış göstermektedir.

Kükürtdioksit (SO₂): Renksiz, yanmayan ve parlamayan bir gazdır.  Her yıl açığa çıkan kükürt oksitlerinin yaklaşık %60’ı kömür yakılmasıyla oluşmaktadır. Özellikle kömürün yakıt olarak kullanıldığı termik santraller SO2 emisyonunun en büyük kaynaklarıdır. Orman yangınları, volkanik faaliyetler gibi doğal kaynaklarda da bulunur. Burun ve farenkste irritasyona, ana hava yollarında spazma yol açabilir. Bu gaz suda çözümdüğünden, solunum yollarında uç noktalarına ulaşmadan büyük ölçüde burun ve farenkste elimine edilir.  Atmosferde sülfat aerosolleri ve partikülleri oluşturur. Bu partiküller rüzgarlarla çok uzun mesafelere taşınabilirler. Nemde çözülmesi, güneş ışığı ve bazı kimyasalların varlığında sülfirik asit oluşturur. Asit yağmurların oluşmasında önemli katkısı vardır.

Karbonmonoksit (CO): Renksiz, kokusuz bir gazdır ve yakıtlardaki karbon tam olarak yanmadığında oluşur. Başlıca kaynağı içten yanmalı motorlardır (%85-95). Endüstri, odun yakılması ve orman yangınları CO emisyonlarının başlıca kaynaklarıdır. CO alveolar-kapilar membranda kolayca difyüzona uğrayarak hemoglobine bağlanarak kanda COHb oluşmasına yol açar. CO, O2’ye oranla Hemoglobine 200 kat daha kuvvetli bağlanır. Bundan dolayı da dokulara O2 taşınmasını engelleyrek boğulmalara yol açar.

Uçucu Organik Bileşikler (UOB): Bu sınıfa çok sayıda kimyasal girer ve 300’ün üzerinde türü bulunmaktadır. Başlıca kaynakları motorlu taşıtlar, eksoz emisyonları, kimyasal üretim yapan endüstri ve güç santralleridir. Benzen, toluen, etilbenzen, ksilen, stiren en fazla sağlık riski oluşturan türlerdir. Kısa ve uzun dönemli olumsuz sağlık etkileri vardır. Atmosferdeki UOB konsantrasonlarını emisyonlar, buharlaşma, depolanma ve güneş ışığı varlığında fotokimyasal reaksiyon süreçleri belirler.

Hidrokarbonlar: Yakıtların tam yanmaması sonucu ortaya çıkmasından dolayı CO2’ye benzerler. Fotokimyasal sise yol açtıklarında hava kirliliğini artırıcı rol oynarlar. Havadaki hidrokarbonların %60’ı kentsel bölgelerde bulunmaktadır. Normal bulundukları düzeyde toksik etkileri gösterilememiştir.

Kurşun: Hava kirliliğine yol açan en önemli metaldir. Kurşunlu benzin kullanan araç motorlarından, sanayi tesislerinden, insektisidlerden, boyalardan, kömür ve çöp yakılmasından kaynaklanır. Kurşun özellikle çocuklarda daha ciddi zehirlenmelere yol açmaktadır. Anemi, zeka geriliği ve davranış problemlerine neden olması yönünden önemlidir.

Hava Kirliliğinin İnsan Sağlığına olan etkilerine Genel Bakış:

Hava kirliliği insan sağlığına olan etkileri için vücuda giriş şekli, maruziyet süresi, etkenlerin yoğunluğu ve kişinin genel sağlık durumunu en önemli etkilerdir.

Hava Kirliliği insanlarda başlıca solunum sistemi ile dolaşım sistemini etkilemektedir. Rusya’da yapılan bir araştırmada toprağa çöken kirleticilerinin gıda ile sindirim sistemine de girdiğini göstermiştir.

Kirleticilerin boyu ile suda çözünmelerine oranında sağlığa olumsuz etkileri vardır. Büyük partiküller nazofarenksi geçemezken PM 2.5 altında kalan ajanlar Akciğer dokusuna geçebilmektedir. Eğer bireyde solunum sistemi rahatsızlığı varsa etkenlerin limit değerli dolaysıyla daha düşük olmakta veya diğer bir değişle sağlık problemleri sağlıklı bir bireye göre daha erken yaşta ortaya çıkabilmektedir.

Başlıca sağlık etkileri Astım, Allerji, Kronik obstrüktif akciğer hastalığı (KOAH) ve Kanser. Hava Kirliliğinden de en çok etkilenenler ise 5 yaş altı çocuklar, kronik hastalar ve yaşlılar. Bu durumlara düşük sosyal statü (evsizler gibi), sağlık kuruluşuna ulaşamama (ör. afet durumları), sigara/alkol alışkanlığı, beslenme bozuklukları gibi etmenler eklenmesi sağlığa etkiler daha şiddetli olmaktadır.

Avrupa Birliği ve ABD Çevre Ajansı zararlı etkenlerin listelerini ve limit değerlerini web sayfalarında yayınlamaktadır (http://ec.europa.eu/environment/air/quality/standards.htm ). Değerler yol gösterici olmakla beraber halk sağlığı konsunda kapsayıcılık problemi vardır. Sebebi ise toplumun heterojen yapısı, bireysel alışkanlıklar ve araştırıcıların “neyi” araştırdıkları ile ilgilidir. Mortalite limitleri ile morbidite limitleri yukarda bahsedildiği gibi yeni doğanlarda başka, 30 yaşında sağlıklı bir erişkinde başkadır. Hava kirliliği dolaşım sistemine solunum sistemi üzerinden dolaylı (ör. Cor Pulmonale) veya toksin etkisi ( ör. damar endotel hasarı) ile doğrudan etki gösterebilmektedir.