SULARDA BULUNAN AĞIR METALLER VE ÇEVRESEL ETKİLERİ
ÖZET
Yapılan çalışmada sulardaki ağır metallerin
çevre mühendisliği açısından önemi ve canlı hayatında ne gibi etkileri olduğu
öğrenildi. Ayrıca sulardaki ağır metallerin nasıl ve hangi yöntemlerle
hesaplanacağı ve bazı suların ağır metal oranlarının hangi seviyede olması
gerektiği öğrenildi. Gerek grup arkadaşlarımızla yapmış olduğumuz araştırmalar,
gerekse deney sorumlusunun anlatımları neticesinde sulardaki ağır metaller hakkında
geniş bilgi sahibi olundu. Sulardaki bazı ağır metaller; arsenik, cıva, kurşun,
krom, kadmiyum, nikel, demir, bakır, çinko, antimon, berilyum, selenyum,
tellür, talyum’ dur.
GENEL BİLGİ
Metallerin
Çevresel Etkileri:
Metallerin çevresel etkilerinin ele
alındığı bu makale serisinin üçüncü ve son bölümünde ağır metallerden cıva,
arsenik, antimon, berilyum, selenyum, tellür ve talyumun toksikoloji etkileri
ele alınmıştır. Bu makale serisinin sonunda okuyucuların ülkemizde de şimdilik
büyük bir sorun olan çevre kirliliği ve ortamlardaki ağır metal kontaminasyonlarının
flora ve fauna için ne kadar tehlikeli oldukları hakkında genel fikir sahibi
olduklarına inanıyoruz. Geri kazanımın, uygun atık depo sahalarının
oluşturulmasının, her türlü sanayi kolları için arıtım tesislerinin
kurulmasının, en basit örnekle kullanılmış pillerin doğaya atılmamasının; en az
üretim yapmak, sanayileşmek kadar önemli olduğu bu çalışmanın ortaya
çıkmasındaki temel düşünceyi teşkil etmiştir. Anlatımlarda tıbbi terimler
kullanılmaktan özellikle sakınılarak, mümkün olduğunca genel bilgi seviyesinde
ve anlaşılır kalıplarla bu metallerin ve bileşiklerinin negatif etkileri,
vücutta nerede akümüle oldukları ve verdikleri zararlar genel hatlarıyla ele
alınmıştır.
Civa
(Hg) :
Çok eski çağlardan beri insanlığın
bildiği bir metal olan civa oda sıcaklığında sıvı durumda (Terg: - 38.89 °C)
bulunan metallerden bir tanesidir. 14.06 g/cm3 yoğunluğu ile ağır metaller grubunun
bir üyesi olan civa periyodik cetvelin 2B grubunda bulunan bir geçiş
elementidir. Yerkabuğunda ortalama 0.08 ppm oranında bulunan civa deniz suyunda
3 x 10-5 ppm civarında bulunmaktadır. Doğal civa içeriği havada 0.005 – 0.06
ng/m3; bitkilerde 0.001 – 0.3 µg/g (genelde < 0.01 µg/g) seviyelerindedir.
Şekil 1’de atmosferik civa dağılımı gösterilmiştir.
Civa endüstride gerek metalik olarak
gerekse organik ve inorganik civa bileşikleri olarak termometrelerde, bazı
metallerin üretim proseslerinde, ilaç sanayinde, diş tedavilerinde dolgu
malzemesi olarak, laboratuvar uygulamalarında, boya sanayin de ve kağıt sanayin
de kullanılmaktadır. Ancak günümüzde civa Şekil 1: Atmosferik Civa
Dağılımı[kg/km2/m3] kullanımı gerek metalik formunun ve gerekse bileşiklerinin
flora ve fauna için çok zehirli olmasından dolayı azaltılmaktadır ve bazı
endüstri kollarında kullanımı yasaklanmıştır.
Civa yüksek buhar basıncı nedeni ile
oda sıcaklığında bile kısmen buharlaşabilen bir metaldir.Fosil yakıtların
yanması, madencilik sektöründe civa içeren kayaçların kırılması, civa üretimi esnasında
ve katı atık depo sahalarının sızma, atık pillerin rastgele atılması, diş
hekimliğinde kullanılan amalgam dolgular ve evde kullanılan civa içeren
aletlerin kırılması sonucunda içerdikleri civanın ortalığa yayılması civanın
insan faaliyetleri sonucunda havada ve suda ki oranlarının yükselmesine neden
olmaktadır. Bir diğer önemli kirletici kaynak metilcivadır.Suya karışan civanın
bakteriler ve organizmalar tarafından metilcivaya çevirilmesi ile meydana
gelir. Planktonlar, onları yiyen küçük balıklar ve midyeler ve küçük balıklarla
beslenen
büyük balıklar ve deniz memelileri ile besin zincirine karışır. Civa ile
ilgilli endüstri kollarında, civa içeren atıkların bulunduğu sahalarda, termik
santrallerde çalışanlar ve bu tür tesislerin yakınlarında oturanlar ile civa
konsantrasyonu yüksek sularda yaşayan deniz canlılarını sıklıkla tüketen (Deniz
canlıların vücudundaki civa konsantrasyonu 1 ppm’den yüksek ise yenmesi sakınca
yaratmaktadır.) kişilerin bünyesindeki civa miktarları tehlikeli sınırlar
üzerine çıkabilir. Bunların dışında bireysel olaylar ile vücuda civa alımına
evde kırılan termometre-barometre türü aletlerden yayılan civanın gerek soluma
yolu ve gerekse vücutta bulunan açık yaralar ya da oral yollarla alınması ile
diş tedavisi için yaptırılan amalgam dolgular (hastalar hassasiyet sınırlarına gelmemişler
ise amalgam dolguların kullanılmasında sağlık açısında bir tehlike
bulunmamaktadır) neden olabilir.Sinir sisteminin civa bileşiklerine karşı çok
yüksek hassasiyeti vardır. Bunun yanında vücuda alınan civanın beyin ve
böbrekler üzerinde de ağır tahribatlar yarattığı yapılan çalışmalar ile tespit
edilmiştir. Farklı civa bileşiklerinin sinir sistemi, böbrekler ve beyin
üzerinde farklı etkileri vardır ki bunların nedeni vücuda alınan civanın
metalik, organik veya inorganik bileşik olmasına göre vücut içerisinde
izleyeceği yol farklılık göstermektedir. Metalik ve metil civa vücuda
alındığında kana karışarak beyine kadar gider ve beyinde akümüle olur.Buna
karşın inorganik civa bileşiklerinin alınması durumunda bu bileşikler beyine
gidemezler, ancak bunlarda böbreklerde akümüle olarak böbreklerin çalışmasını
engellerler. Kısa süre yüksek dozlarda maruz kalınması durumunda civanın
ciğerler, ağız ve boğaz ile solunum yollarında hasar yarattığı tespit
edilmiştir. Bunun yanında civa konsantrasyonun vücutta yükselmesi, tansiyon
yükselmesine, kalp krizine, derilerde kızarlık ve yararların oluşması ile gözlerin
zarar görmesine neden olabilir Şekil 2’de civanın vücut içindeki etki ve
etkileşimleri gösterişmiştir. Örneğin, 1950’lerde Japonya’daki Minamata
Körfezinin, endüstriyel civa atıklarıyla zehirlenmesiyle, bu sularda 5 ila 15
ppm arasında Hg değerleri ölçülmüş olup bu değerlerin olması gereken değerlerin
20 katı civarında olduğu tespit edilmiştir. Bölgedeki kirlenme tespit edilene
kadar civarda yaşayan pek çok kişide ciddi sinir sistemi rahatsızlıkları, koma
hali hatta ölümler dahi gözlemlenmiştir. Günümüzde ise pek çok balık zehirli
olacak veya problem teşkil edecek seviyelerde Hg içermemektedir. Irak’ta tarım
alanlarında metilciva içerikli ilaç kullanılması ve tohumların besin maddesi
olarak tüketilmesiyle pek çok ölüm vakası olmuştur.Şekil 2: Civa: vücuttaki
farklı kimyasal türlerinin etkileri ve etkileşimleri Civa ve bileşiklerinin
insan sağlığına etkileri amaçla yapılan çalışmalarda civa ve bileşiklerinin soluma,
oral yollarla ve deri teması ile vücuda alınması durumunda insanlar üzerinde
meydana gelen tahribatlar tespit edilmiştir.Solunum yoluyla vücuda alınan
civanın ilk etkileri yukarıda da belirtildiği gibi sinir sisteminde görülür.
Metalik ve organik civa bileşiklerinin buharının 1-1.5 mg/kg miktarında 3-4 ay solunması
durumda etkinin ani kalp durması, kalp krizi ve kan basıncının ani yükselmesine
bağlı ölümlerle sonuçlandığı tespit edilmiştir. Hayvanlar üzerinde yapılan
deneylerde genellikle kısa sürelerde hayvanların ölümü ile sonuçlanmıştır. Kaza
sonucu ortama yayılan 30-40 mg/m3 gibi yüksek konsantrasyonların yarım günlük
çalışma süresinde solunması durumunda göğüs ağrısı, nefes almada güçlük,
solunum yollarında kasılma gibi etkiler ortaya çıkar. Keza civa buharının
solunması insanların kas yapılarında, sindirim sisteminde, böbreklerde, deride
ağrıların ve hastalıkların ortaya çıkmasını tetikler. Oral yolla civa alınması
durumunda (civa, civaklorür ve metilciva) 10-60 mg/kg oranlar insanlar için
ölümcül olmaktadır. Civa kontaminasyonu yüksek yiyeceklerin aşırı tüketimi
durumunda tansiyon problemleri, kalp krizi ve taşikardi gibi kalp ile ilgili
rahatsızlıklara rastlanmaktadır. Civa içeren ilaçların yada insanlar üzerinde
olumlu etkisi olduğu düşünülen civa içeren kimyasalların deriye sürekli
sürülmesi durumunda birkaç ay içerisinde ölümle sonuçlanacak etkiler ortaya
çıkabilir. Elbetteki deriden civa alınması durumunda ağır deri ve cilt
hastalıkları meydana gelmektedir.
Tipik TLV/TWA (eşik limit
değeri/zaman ağırlıklı ortalama) değeri 0.05 mg/m3’dür.İnsanlarda soluma
yoluyla alındığında en düşük bildirilen toksik konsantrasyonu (TCL) 150 µg/m3’dür.
Arsenik
(As)
Arsenik, yerkabuğunda geniş bir
alana yayılmış ve yerkabuğundaki ortalama konsantrasyonu 2 ppm olan, 5.78 g/cm3
yoğunluğa sahip olan bir metaloiddir. Arsenik 200’den fazla mineral türünde
bulunmakla beraber doğada jeolojik olarak geniş bir alana yayılmış trivalent ve
pentavalent formlarda yiyecek ve yeraltı sularında mevcut olup en çok bilinen
minerali arsenopirittir (FeAsS).Endüstride arseniğin en bilinen uygulamaları
yarı iletken teknolojilerinde ve laser üretimindedir. Bunun yanında antik
çağlardan beri bilinen bir kullanım alanı daha vardır: Zehir. İnorganik arsenik
bileşikleri 60 ppm üzerindeki konsantrasyonlarda oral yolla vücuda alındığında
insanlar için sonuç ölümdür. Arseniğin metalik formda kullanılmasının herhangi
bir faydası olmadığı için bu tür çalışmalar genellikle yapılmamaktadır.
Elementel arsenik suda çözünmezken inorganik arsenik tuzları, pH ve iyonik
ortama bağlı olarak geniş aralıklı çözünürlükler gösterir. Madencilik,
demir-dışı metallerin ergitilmesi ve fosil yakıtların yanması gibi büyük
endüstriyel prosesler arseniğin hava, su ve toprağa yayılarak kirletmesine sebep
olmaktadır. Arsenik içeren tarımsal ilaçların kullanılması ve kereste
muhafazasında arsenik kullanılması çevre kirliliğine neden olmaktadır.Kırsal
bölgelerde havadaki ortalama toplam arsenik konsantrasyonu 0.02 ile 4 ng/m3
arasında değişirken bu miktarlar kentsel bölgelerde 3 ile 200 ng/m3
arasındadır. Okyanusa açık deniz suyunda arsenik konsantrasyonu 1-2 µg/litre
civarındadır. Arsenik, yeryüzü sularına geniş oranda yayılmış olup nehir ve
göllerdeki konsantrasyonu genelde 10 µg/litre’nin altındadır.Yeraltı
sularındaki arsenik seviyesi, volkanik kayalar ve sülfürlü minerallerin
depolandığı yerler hariç, ortalama 1-2 µg/litre’dir. Ortalama sediment
konsantrasyonu 5-3000 mg/kg arasında değişirken kirliliğin fazla olduğu
yerlerde bu değer yükselmektedir. Topraktaki zemin konsantrasyonu 1-40 mg/kg
arasında olup ortalama değerler 5 mg/kg civarındadır.Arseniğin kronik olarak
artışı kromozom ve genler üzerinde negatif değişimlere neden olmaktadır.
Aslında düşük miktarlardaki arsenik (yetişkinler için 20 µg/gün [9]) insan
vücudu için gerekli bir mineraldir. Doğal olarak yeryüzünde ve yiyeceklerde
bulunan arsenatlar şeklindeki organik arsenik bileşikleri çok zehirli
değillerdir. Vücut tarafından böbreklerde kolaylıkla giderilirler.
Arseniktrioksitler gibi, inorganik arsenik bileşikleri endüstriyel olarak kullanılırlar
ve toprağı, dolayısıyla yiyecek maddelerini kirleterek esas problemi teşkil ederler.
Bunlar vücutta, saçta, ciltte, tırnaklarda ve iç organlarda birikirler.
Ortalama olarak insan vücudunda 10-20 mg’ın üzerindeki oranlarda bulunan
arsenik problem yaratır. Böbrek fonksiyonlarındaki azalma da arsenik birikimini
arttırır. Arsenik absorbsiyonu en fazla %5 gibi düşük oranlarda gerçekleşir ve
büyük kısmı dışkı ve idrar yoluyla vücuttan atılır.Tavsiye edilen güvenlik
limiti yetişkinlerde 15 µg/kg (vücut ağırlığı/hafta) dır.Çözünebilen inorganik
arsenik bileşikleri kuvvetli zehir olduklarından yüksek dozlarda emilimi,
sindirim sistemi semptomlarına, kardiyovasküler ve sinir sistemi
fonksiyonlarında bozukluklara ve sonuçta ölüme sebebiyet vermektedir. İçme
suyundaki arseniğin (≤ 50 µg As/l) uzun süreli etkileşimi sonucunda deri,
akciğer ve böbrek kanserine yakalanma riski çok yüksek olup aynı zamanda deri
görüntüsünün değişimi görülmektedir. Mesleki arsenik alınımı büyük oranda
soluma yoluyla olup genelde akciğer kanseri ile sonuçlanmaktadır.Besin
maddelerinden alınan günlük toplam arsenik, çoğunlukla 20 ile 300
µg/gün’dür.Besinlerin içindeki arseniğin yaklaşık % 25’i inorganik olup, bu
durum besinin emilim şekline yüksek oranla bağlıdır. Arseniğin akciğerlere
etkisi sigara içenlerde yaklaşık 10 µg/gün iken, sigara kullanmayanlarda 1
µg/gün’dür.Arsenik bileşiklerinin insanlarda acı veren tümörlere sebep
olmasından dolayı, oksit, asit veya tuzlarının MAK değerleri saptanamamıştır.
Arsinin (AsH3) MAK değeri 0.2 mg/m3 (0.05 ppm)’dir. Arsin hariç diğer tüm
arsenik bileşiklerinin TRK değeri 0.2 mg/m3’dür (As olarak).
Amerika Birleşik Devletleri’nde izin
verilen limit değerler; kalsiyum arsenat için 0.2 mg/m3, arsin için 0.2 mg/m3,
tüm inorganik arsenik bileşikleri için 0.01 mg/m3 ve organik arsenik bileşikleri
için ise 0.5 mg/m3’dür. Japonya’da arseniktrioksitin havada izin verilen
maksimum konsantrasyonu 0.5 mg/m3 ve arsinin 0.2 mg/m3’dür. İsveç’te bu değer
tüm arsenik bileşikleri için 0.05 mg/m3 olarak belirlenmiştir.
Antimon
(Sb)
Eski çağlardan beri bilinen antimonu
ilk kez Mısır’lılar Sb2O3 (Stibnit) formunda makyaj malzemesi olarak
kullanmışlardır. 1707 senesinde metalik olarak elde edilen antimon, 6,68 g/cm3
yoğunluğa sahip, gümüş renginde bir metaldir. Antimonun Yunanca da ki anlamı
“yalnız başına bulunmayan metal”dir.Kurşun alaşımlarında, ilaç sanayin de, pil
endüstrisinde ve elektronik sanayin de yoğun kullanılan antimon insan vücudu için
gerekli bir metal değildir. Bulunabildiği iki oksidasyon kademesine ( 3+, 5+)
ait bileşikleri zehirlidir. Vücutta bıraktığı temel hasarlar; bağışıklık sisteminde
çökme, sinir sisteminde, solunum ve sindirim sistemlerinde ve vücudun diğer sistemlerindeki
negatif etkileri olarak tanımlanabilir.
Antimon ve bileşiklerine ait
çalışmalar hayvanlar üzerinde yoğunlaştırılmış ve her türlü etki hemen hemen
tespit edilmiştir. Buna karşılık antimonun insan sağlığı üzerindeki etkilerini
içeren çalışmalar oldukça sınırlıdır.Yapılan çalışmalarda antimon ve
bileşiklerinin kansorejen etki göstermedikleri tespit edilmiştir. Vücuda hangi
yolla girmiş olursa olsun özellikle ciğerler, mide ve bağırsak bölgesinde
toplanan antimonun, akut veya kronik etkileri temel olarak mide kasılmaları,
mide ağrıları, kusma, deride kızarıklık ve açılan yaralardır. Uzun süreli
alınmaları durumunda ciğerlerde ve bronşitler üzerinde negatif etkileri
görülmektedir. Ancak antimon bileşiklerine ait en çarpıcı etki kalp ritmini bozması
ve sinir sistemi üzerinde düzeltilemez tahribatlara yol açmasıdır. Bunun
yanında sürekli maruz kalındığında kilo kaybına, metabolizmanın hızlanmasına ve
kan şekerinin düşmesine yola açar.Antimon; madenlerinin işletilmesi, anitmon ve
antimon bileşiklerinin üretilmesi ve bunun yanında antimon içerikli diğer
alaşım ya da bileşiklerin üretimi / ergitilmesi ve termik santrallerin baca
tozu ile çevreye yayılır.
Canlılar için zehirli etkileri olan
inorganik antimon bileşikleri; SbH3, SbF3, SbCl3, SbCl5, Sb2O3, Sb2O5, Sb2S3,
Sb2S5 ve metalik antimondur (Sb). Canlı bünyesine soluma, ( antimon bileşikleri
içeren hava / toz ) yeme, içme ile ve deri teması ile geçer. Antimon
bileşiklerinin insanlar üzerindeki etkilerini içeren çok sayıda çalışma yapılmıştır.
Bunlardan bazıları aşağıda verilmiştir.Antimontrihidrür gazı, (SbH3) en zehirli
antimon bileşiğidir. Ağır ve çok kötü kokulu bir gazdır ve solunması durumunda
başağırısı, mide bulantısı, kusma gibi etkileri vardır.Hayvanlar üzerinde
yapılan deneyler sonucunda 1 saat süreyle solunan 92 ppm gazın öldürücü olduğu
tespit edilmiştir. Antimon ve bileşiklerinin insanlar üzerinde öldürücü etkileri
olduğu tahmin edilmekle beraber yetişkin insanların sadece antimon ve
bileşiklerine bağlı ölümü gözlenmemiştir.Soluma ile temas sonucunda hayvanlarda
ölüm, insanlarda ise solunum sistemi, sinir sistemi ve sindirim sisteminde
negatif etkiler yaratmaktadır. Çeşitli yıllarda yapılan çalışmalar sonunda; 8-9
g/m3 üzeri antimonoksit solunması durumunda kısa sürede bronşlarda kasılma, üst
solunum yollarında kasılmalar ve enfeksiyon ile akciğer rahatsızlıkları meydana
gelmektedir. 2.5 g/m3 antimonoksit/klorür içeren ortamlarda 8 ay ve daha yukarı
sürelerde çalışılması durumunda kan basıncında aşırı yükselme, kalp atış ritminin
bozulması, ve ritimde düzensizlikler meydana gelmektedir. 2 mg/m3 – 70 g/m3
antimonoksit veya antimonsülfür solunması durumunda kısa sürede bile sindirim
sisteminde ani ağrılar ve kasılmalar, kusma ve kronik ülser vakaları ile
karşılaşılmıştır. 10 mg/m3 antimonklorür, antimonsülfür ve antimonoksitin
solunum ile vücuda alınması durumunda sinir sisteminde aşırı zayıflama ve beyinde
çınlama hissi gibi problemler ortaya çıkmaktadır. Antimon kaynaklı insan ölümü sadece
küçük bebeklerde görülmektedir. Özellikle antimonoksit ve antimonhidrür PVC
türü plastiklerde malzemenin alev almasını geciktirmek için kullanılmaktadır.
Ancak bu uygulamanın bazı mantar türlerinin malzeme içerisinde oluşmasına neden
olduğu ve bu malzemelerden üretilmiş bebek yatakları/ beşiklerinin bebekler
üzerinde öldürücü etkisi olduğu tespit edilmiştir. Ani bebek ölümü sendromu;
soğuk algınlığı, doğuştan gelen bozukluklar gibi bir çok etkene bağlıdır. Ancak
yapılan bir araştırma sonucu bebeklerin aniden ölmesi sonrasında kanlarında
yapılan antimon analizi sonucunda; ani ölüm ile hayatını kaybeden bebeklerin
çoğununda normalden daha yüksek antimon bulunmuştur.Antimonun insanlar
üzerindeki negatif etkileri en fazla bu metal ve bileşiklerinin üretildiği bölgelerde
ve termik santraller yakınlarında yaşayanlarda görülmektedir. Bir çok farklı
sağlık kuruluşunun deneysel çalışmalar sonucunda elde ettiği verilerden yola
çıkarak çalışma ortamlarında antimon oranının 0.5 mg/m3 üzerine çıkmasına izin
verilmemektedir.
Berilyum
(Be)
1828 yılında birbirinden bağımsız
çalışan iki bilimadamı tarafından metalik halde elde edilen berilyum, periyodik
cetvelin 2A grubunda bulunur ve 1.86 g/cm3 yoğunluğa sahiptir. 1916 yılından
itibaren çeşitli ülkelerde endüstriyel üretimine geçilen berilyuma esas ilgi
1950’li senelerde nükleer reaktörlerin gelişmesi ile beraber artmıştır.Berilyumun
günümüzde, bakır alaşımlarında ve bazı metalurji uygulamalarında, nükleer reaktörler
ve silahlarda, havacılık ve uzay sanayiinde, petrol endüstrisinde, bilgisayar sistemlerinde
ve X-ışınları tüplerinde yoğun olarak kullanılmaktadır. Bu kadar çok kullanım alanı
olmasına rağmen berilyum tek alternatif değildir ve kendisini ikame edecek
başka metaller bulunabilir çünkü metalik berilyum insanlığın bildiği en
zehirli maddelerden bir tanesidir. Keza berilyum bileşikleri de gerek canlılar
gerekse ekosistem için tehlikeli ve zehirli etkileri olan kimyasallardır.
Berilyumun canlılarda yarattığı en büyük tahribat “Beril Hastalığı” olarak
tabir edilen akciğer hastalığıdır. Berilyum ve bileşikleri kanserojen etki
gösterebilen kimyasallardır ve vücuttaki toplanma bölgesi temel olarak üst
solunum yolu ve ciğerlerdir. Bunun yanında berilyuma maruz kalmış kişilerde
göğüs ve eklem ağrıları sık olarak görülür ve insanlar için bir diğer negatif etkisi
ise vücut ısısını düşürmesidir ki tüm belirtilere bağlı olarak aşırı kilo kaybı
meydana gelmektedir. Dünyada berilyumun yarattığı olumsuz etkilerin
araştırılması için çok ciddi araştırmalar yapılmış ve dernekler kurulmuştur.
Temel olarak berilyum ve berilyum
kimyasalları canlıların vücuduna soluma, oral yolla ve deri teması olmak üzere
üç yolla girmektedir. Berilyum madenleri, berilyum ve berilyum alaşımları
üretilen bölgeler, termik santraller ve endüstrinin berilyum kullanan diğer
kollarının bulunduğu bölgelerden havaya ve suya karışan ve taşınan partiküller
berilyum ve bileşiklerinin genelde soluma ile vücuda alınması sonucunu
doğurmuştur ve çalışmalar genelde havadaki partiküllerin, tozların etkileri
üzerine yoğunlaştırılmıştır. Her ne kadar hayvanlar üzerinde deneyler
yapıldıysa da oral yol ve deri teması ile berilyum ve bileşiklerinin insan vücudundaki
etkilerini görmeye yönelik çalışmalar sonuçlarının ölümcül olabileceği
düşünülerek gerçekleştirilmemiştir. Kobay hayvanları üzerinde soluma, ağız yoluyla
vücuda alma ve deri teması vücuda giren berilyum ve bileşiklerinin etkileri
üzerine çeşitli çalışmalar yapılmıştır. Fareler üzerinde yapılan deneylerde;
bulundukları atmosfere 31 mg/m3 berilyumoksit verildiğinde kobaylardan bazıları
ölmüştür. Aynı şekilde 0.8 mg/m3 Be aerosol halinde ortama verilmiş ve kobay
hayvanlarının büyük çoğunluğu ölmüştür.Aynı şekilde berilyumsülfat ile
gerçekleştirilen deneylerde hayvanların ölümü ile sonuçlanmıştır.Berilyum ile
çalışan endüstri kollarının olduğu bölgelerde ve buralarda çalışan kişilerin soluma
ile alacakları miktar 2 µg/m3 değerini ve ayrıca 30 dakikalık süre için bile 25
µg/m3 değerini aşmamalıdır.Berilyum ve bileşikleri bu kadar tehlikeli
olmalarına rağmen vücuttan atılmaları kolaydır.Ancak bu ifade yukarıda verilen
sınır değerler aşılmadığı sürece geçerlidir. Ek olarak bilinmesi gereken bir
diğer önemli husus Berilyumun tıpkı nikelde olduğu gibi hassasiyet yaratan bir
element olmasıdır. Özellikle berilyum üretimi ve madenciliğinde çalışanlar için
yukarıda verilen sınır değerler onlarca kat daha aşağılara düşmektedir.Berilyum
kendisi zehirli olan bir elin parmaklarını geçmeyecek metallerden bir tanesidir
ve negatif etkileri 1950’li yıllardan bu yana dikkatle izlenmektedir.
Bakır (Cu)
Bakır küçük canlılar için yüksek
derecede zehirlidir. Hafif alkali sularda hidroksit, çürüyen organik madde
içeren sularda sülfür şeklinde çökelir. Bakır balıklar için kuvvetli bir
zehirdir. Sert sularda etkisi daha azdır. Suda çözünmüş halde bulunan diğer tuzlar
bakırın zehir etkisini azaltır. İçme sularında en fazla 0.5mg Cu bulunmaktadır.
Selenyum
(Se)
1817 yılında İsveçli kimyacı
Berzellius tarafından bakır piritlerden sülfürik asit üretimi esnasında kurşun
odalarında tortulaşmasıyla keşfedilmiş olan selenyumun ismi yunanca (σεληνη)
“ay” kelimesinden türetilmiştir ve yine yunanca “dünya” anlamına gelen tellür
ile yakın benzerliğini temsil etmektedir. Doğada 66. nadir element olan
selenyumun yerkabuğunda ortalama konsantrasyonu 0,05 ppm’ dir. Periyodik
cetvelde ametal kükürt ile metalloid tellür arasında yer alır ve ametal
özelliğini taşır. Selenyumun üç tane alotropik formundan gri hegzagonal yapısı
foto-iletkenlik ve yarı iletkenlik özelliğine sahiptir. Selenyum, bakır, çinko
ve kurşun gibi metallerin üretimi sırasında yan ürün olarak 16 ton/yıl kapsite
ile üretilir. Selenyum ana üretim kaynağını ise, bakır anot çamurlarıdır ve bu çamurların
soda veya sülfürik asit ile kavrulması ile geri kazanılır. Kimyasal ve fiziksel
özelliklerinden dolayı, başta fotoelektrik hücreler olmak üzere, elektronik,
cam, metalurji, tarımsal ve biyolojik alanlarda endüstriyel uygulamaya
sahiptir.Selenyum kirliliğin en önemli nedeni selenyum içeren katı atık depo
sahaları ve bu tür sahaların bulunduğu bölgelerde yetişen tarım ürünleri ile de
besin zincirine girer ve insan vücuduna kadar ulaşır. Selenyum düşük
konsantrasyonda vücut için önemli bir iz elementi olmakla beraber, yüksek
konsantrasyonda zehirlidir. Selenyum, pek çok vitamin ve sülfür içeren amino
asitler ile etkileşim halindedir. Aynı zamanda civa, kadmiyum, kurşun, gümüş, bakır
ve arsenik gibi bir çok metallin toksikolojik etkisini azaltır. Kanda düşük
selenyum konsantrasyonu kalp hastalıklarına yol açar. Örneğin, Çin’de günlük
alınan selenyum
eksikliğine
bağlı olarak özellikle çocuklarda Keshan hastalığı (bir çeşit kalp
rahatsızlığı) nedeniyle yüksek oranda ölüme neden olmuştur. Kandaki selenyum
konsantrasyonu 60-100µg/l olmalıdır. Ayrıca selenyum tiroit hormonu olan
triiodothyronine (T3) üretiminde kullanılan enzimin bir parçasıdır, dolayısıyla
selenyum eksikliğine bağlı tiroit hormonun fonksiyonunda bozukluklar
gözlenmektedir.
Kronik yüksek selenyum alınımı
5mg/gün’den yüksek olduğunda, saç kaybı, tırnak morfolojisinde değişim, ishal,
merkezi sinir siteminde bozukluklar (felç, parestezi ve hemiflegi), böbrek ve
karaciğer hasarları, iştahsızlık gibi belirtiler gözükmektedir. Çalışma ortamında
yüksek selenyum konsantrasyonunda çalışanlar üzerinde baş ağrısı ve “selenyum nezlesine”
neden olmaktadır.Hayvanlar üzerinde yapılan araştırma sonucunda uygun miktarda
selenyumun canlıları kansere neden olan kimyasallara ve utraviole ışınlara
karşı koruduğunu göstermiştir.
Epidemiolojikal çalışmalar
neticesinde insanlarda selenyumun eksikliğinden kaynaklanan kalp
rahatsızlıkları riski selenyum fazlalığından kaynaklananlara oranla 2-3 kat
daha fazla olduğu saptanmıştır. Çok az sayıdaki selenyum bileşiği ani ölümlere
neden olmaktadır.Sindirim sistemindeki mukos mebranlarında tahrişe, karaciğer
hasarına ve akciğerde toksik ödemlere neden olduğu gözlenmiştir.Değişik
yiyeceklerde selenyum içeriği bölgedeki doğal selenyum içeriğine, insansal aktivitelere
bağlı olarak çok geniş oranda değişmektedir. Sınırlı analitik verilere göre
tipik selenyum içeren yiyecekler (ıslak ağırlıklar baz alınmıştır): karaciğer,
böbrek ve deniz mahsullerinde 0.4 - 1.5 mg/kg; ette 0.1 - 0.4 mg/kg; tahıl ve
tahıl ürünlerinde < 0.1 - 0.8 mg/kg ve üzeri; süt ürünlerinde < 0.1 - 0.3
mg/kg ve pek çok sebze ve meyvede < 0.1 mg/kg’dır. Ancak düşük selenyum
içeren topraklarda bu oranlar değişmektedir.
Selenyumun havadaki ve sudaki
konsantrasyonu genelde düşüktür; örneğin, havada 10 ng/m3 den azdır, ve suda
µg/litre’den daha da azdır.Selenyumun en zehirleyici bileşiği, MAK değeri 0,05
ppm olan hidrojen selenürdür. Diğer selenyum bileşiklerinin MAK değeri
0,1ppm’dir. Amerika’ daki TLV değeri 0,2mg/m3’dir. Almanya’da içme suyundaki
limit değeri 0,008mg/l olup EPA maksimum sınır seviyesini (MCL) 0,01 mg/l
olarak önermektedir .
Tellür
(Te)
Parlak gümüşi-beyaz renkte olan ve
kolay kırılabilen Tellür oldukça yumuşak bir element olup metallik özellikler
göstermesine karşın ametal ve metalloid grubuna girer. 1782 yıllında Müller von
Reichenstein tarafından bulunmuş ve Klaproth 1798 yılında Latince dünya anlamına
gelen tellus olarak isimlendirilmiştir. Atom numarası 52 olup periyodik
cetvelde 16. grupta yer alır. Doğada nadir olarak (10 µg/kg) kükürt veya
selenyum ile birlikte bulunmaktadır.
Tellür; kurşun, bakır, bizmut,
değerli metaller ve nikel cevherlerinin işlenmesi sırasında ve sülfürik asit
fabrikalarından yan ürün olarak kazanılır. Ana kaynağını ise, bakır anot çamurlarıdır.
Tellür genelde gümüş, bakır ve bazen altın ile intermetalik bileşikler halinde [Ag2Te,
Cu2Te ve (Ag, Au)Te2] anot çamurlarında ortalama olarak % 0,5-10 bulunur ve selenyum
ile birlikte bu anot çamurlarından ayrılır [6,18,19]. Yarı iletkenlerde
selenyum ile beraber; paslanmaz çelik, bakır, dökme demirde alaşım elementi
olarak; kurşunu korozyona karşı korumak amaçlı katkı olarak; kimyasal
maddelerde; gün ışığı (daylight lamps) lambalarında buhar halinde; elektronik
malzemelerde, seramiklerde ve camlarda renk verici olarak ve kauçuğu vulkarize
etmede kullanılmaktadır.Elementel tellür selenyuma göre daha az
toksikolojiktir, ancak organik bileşikleri ve reaktif tellüridler (telluride)
sağlığa zarlı olabilmektedirler. Özellikler hidrojen tellürid (H2Te) ve tellür
hekzafloridler (TeF6) çok toksikolojik renksiz gazlardır.
Talyum
(Tl)
Talyum 1861’de Sir William Crookes
adlı bir İngiliz [7,18] ve 1862’de Lamy adlı bir Fransız tarafından,
keşfedilmiştir. Çok reaktif bir metal olan talyum [4,5,7,18,20,21], 20°C de havada
yavaş yavaş oksitlenerek talyum(I) oksit ve talyum(III) oksite dönüşürken ısıtma
esnasında bu durum daha hızlı gerçekleşir. Bu nedenle talyum benzin, kerosen ve
gliserin içerisinde saklanır.
Yerkabuğunda talyum konsantrasyonu
1-3 ppm civarında olup en sık rastlanan 58. element olarak bilinmektedir.Talyum
doğada sülfürlü ve alkali metallerin yer aldığı cevherlerde ve deniz suyunda da
bulunmaktadır. Talyum ile kirlenmiş bölgelerde konsantrasyonlar; havada <1
ng/m3, suda <1 µg/litre, sudaki çökeltilerde <1 mg/kg’dır. Bitki ve
hayvan kaynaklı besinler, <1 mg/kg (kuru ağırlık) talyum içermektedirler,
dolayısıyla, insanlar tarafından alınan besinlerde talyumun ortalama 5
µg/gün’den az olduğu görülmektedir. Solunum sistemiyle alınımı ise <0.005 µg
Tl/gün’dür. Saf talyumun kendisi kötü mekanik özellikleri ve oksitlenme
eğiliminin yüksek olması sebebiyle doğrudan kullanıma uygun değildir. Talyum
iyi bilinen yüksek zehirleyici etkiye sahip metallerden biridir. Eskiden birçok
hastalıkta (zührevi, dizanteri ve tüberküloz gibi) tıbbi ilaç olarak
kullanılmasıyla zehirleyici etkisi ortaya çıkmıştır.Bunların yerinde bir diğer
önemli kullanım alanı tarım ilaçlarıdır. Talyum özellikle mantarda akümüle olabilmektedir.
İnsan aktivitelerine bağlı olarak yerkabuğunda ve atmosferde eser miktarlarda Talyum
bulunmaktadır. Talyum biyo-akümülatif olduğundan besin zincirinden geçebilmekte
ve bitki ile hayvanlarda olduğu gibi balık ve kabuklu deniz hayvanlarında da
akümüle olabilmektedir.Talyumun endüstriyel olarak çeşitli kullanım alanları
bulunmaktadır: optik camların üretiminde, yarı iletkenlerde, bazı alaşımlarda,
düşük-sıcaklık termometrelerinde, devre anahtarlarında (şalter), kimya
endüstrisinde, katalitik proseslerde ve yeşil havai fişeklerde . Ancak, mesleki
maruz kalmanın taşıdığı sağlık riskleri sebebiyle kullanımı düzenlenmiştir. Dünyada
bazı bölgelerde talyum, kemirgen hayvan öldürücü ilaçlarda kullanıldığı gibi
sigara dumanında da bulunmuştur.Ayrıca klinik fotoğraflamada talyum izotopları
kullanılmaktadır. Talyumun toksikolojik önemi, bazı inorganik ve organik tuzlar
(TlCl, Tl2SO4 ve talyum asetat gibi) için sınırlandırılmıştır. Elementel
talyumun toksikolojik etkisi bu tuzlarla karşılaştırıldığında daha nadiren
gözlenir. Civaya benzer olan bir durumu vardır: Tl3+ doğada mikrobiyal faaliyet
ile metil-bileşikler haline dönüşerek potansiyel tehlike yaratır. Tl+ iyonları
kolaylıkla sindirim bölgesinden emilir ve buradan çeşitli dokulara dağılarak böbrekler,
miyokart, testis, tükürük bezleri, bağırsak, iskelet kasları, tiroid bezleri ve
böbreküstü bezlerinde yüksek konsantrasyonlarda birikirler. Solunum yoluyla
talyum tozları içeren tozların alınımı toksikolojik etkiyi arttırır. Deri
yoluyla emilimi özellikle talyum içeren merhem kullanımından sonra mümkün
olmaktadır. Kuvvetli akut zehirlenmeden sonra Tl+ iyonları dışkı yoluyla
boşaltılır. Bildirilen bağırsak-karaciğer sirkülasyonuyla boşaltımın yarılanma
ömrü 1.7 ile 30 gün arasında değişmektedir. Bütün vücut ağırlığının yalnız %
3’ü üreden ifraz edilir.
Referans
Aralığı Toksik Aralığı
Kan* < 5 nmol/l (<1 µg/l) >
500 nmol/l (>100 µg/l)
Üre < 5 nmol/l (<1 µg/l) veya > 1000 nmol/l (>200 µg/l) veya
(tercih edilen) < 1 mmol/mol
keratinin > 100 nmol/mol keratinin
(<1 µg/g) (> 100 µg/g)
* Heparinize (polisakarit asit)
örnek, plastik tüpte 10 ml.
Yetişkinler için talyum tuzlarının
ortalama öldürücü dozu 1 gr (10-15 mg/kg vücut ağırlığı)dır. Terapi
görülmediğinde, bu ortalama doz, 10-12 gün içinde ölüme sebebiyet verir. Kanda
düşük seviyelerde talyumun bulunması maruz kalındığının belirtisidir, fakat bundan
zehirlenme derecesi hakkında sonuç çıkarılamaz. Ancak, 300 µg/L kan veya 100
µg/L üre (etki altında kalmamış bir insan üresindeki ortalama değer 0.3
µg/L’dir.) üzerindeki seviyelerde
şiddetli zehirlenme görünür.Toplam toz olarak ölçülen MAK değeri 0.1 mg/m3
çözünebilen talyum bileşikleridir. Amerika Birleşik Devletleri ve İngiltere’de
TLV-TWA 0.1 mg/m3’dir.
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder