DETERJAN NEDİR
DETERJAN NEDİR
Petro-Kimya ürünlerinden elde edilen, temizleme ve arıtma gibi işlemlerde kullanılan, toz, sıvı ya da krem şeklinde olabilen kimyasal maddelere ''Deterjan'' denilmektedir. Deterjan, kir sökücü anlamına gelmektedir ve sabun dışındaki temizliyicilerin tümü deterjan sınıfına girmektedir.
Deterjanların yoğun bir şekilde kullanımına II. Dünya Savaşı sırasında başlanılmıştır. Fakat deterjan temizlik amacıyla değil, sabun yapımında kullanılan yağlar, askeri araç ve silahları yağlamak amacıyla kullanılmıştır.
Deterjan, sabun gibi kirleri, yağ lekelerini sökerek bunların suda asılı durumda kalmalarını sağlamaktadır. Deterjan sabunun yaptığı her işi yapabilse de sabun birçok kullanım alanında deterjanın yerini alamamaktadır.
Deterjan, suyun yüzey gerilimini azaltarak, temizlenecek nesnenin içine girmektedir. Bu şekilde kirler ve yağlar oldukları yerlerden çıkarak tekrar kirlerin nesneye yapışmasını önlemektedir.
Deterjanın en önemli özelliklerinden biri de köpüklenmedir. Deterjanlar sert sularda bile kolayca köpürebilen bir yapıya sahiptir.
1950'li yıllarda toz bulaşık deterjanları, sıvı çamaşır deterjanları, sıvı elde bulaşık deterjanları, çamaşır yumuşatıcılar ve oksijen ağartıcılı deterjanlar,
1960’lı yıllarda önyıkama için kir ve leke çıkarıcılar,
1970’li yıllarda sıvı el sabunları çamaşır yumuşatıcıları ve yumuşatıcılı deterjanlar,
1980’li yıllarda soğuk suda çözünebilen deterjanlar ve bulaşık makineleri için sıvı bulaşık deterjanları,
1990’lı yıllarda ise ultra toz ve sıvı detarjanlar, ultra yoğunlaştırılmış çamaşır yumuşatıcılar, bulaşık makineleri için jel bulaşık deterjanları
Market raflarındaki yerlerini almışlardır.
DETERJAN ÜRETİMİ
Deterjanlar kullanım amaçlarına göre sıvı veya toz deterjan olarak üretilmektedirler.
Deterjanda bulunan yüzey aktif madde ve kuvvetini artıran “yapıcı” maddelerin oranı dokuma yıkamasında aynıdır. Sıvı deterjanda ise mineral kirinin az olduğu bulaşıklarda yüzey aktif maddenin oranı arttırılmaktadır.
Yağlı kirleri yüzey aktif madde, katı tanecikleri ise yapıcı çözmektedir.
Toz deterjan üretiminde, temel deterjan maddesinden, köpük arttırıcı, yapıcı ve düzeltici kullanılarak bir hamur yapılır ve bu karışım bir kurutma kulesinde püskürtme yardımıyla kurutularak içi boş, toz kürecikler haline getirilir. Sıvı deterjanın üretimi ise toz deterjana oranla daha basittir.
DETERJAN KATKI MADDELERİ
- Kompleksleştiriciler
- Ağartıcılar ve Stabilizatörler
- Korozyon önleyiciler
- Optik beyazlatıcılar
- Kolloidal taşıyıcılar
- Köpük ayarlayıcılar
- Dolgu maddeleri
- Dezenfektanlar
- Parfüm
- Ovucular, enzimler ve diğer aktif madde katkıları
DETERJANIN ZARARLARI
Günlük hayatımızda temizlik ve hijyen amacıyla sıklıkla kullandığımız deterjanın zararları olduğu bilinmektedir.
Cilt üzerinde egzama ve mantar gibi hastalıklara sebep olmasının yanı sıra, içme suları ve deterjanla temizlenen bulaşıklarda kalan deterjan atıkları yoluyla da sindirim sisteminde de rahatsızlıklara neden olmaktadır.
Ayrıca, deterjanlar kullanıldıktan sonra biyolojik olarak parçalanmadıkları için çevre kirliliğine de sebep olmaktadır.
Türkiye'de gittikçe artan bir şekilde üretilip tüketilen deterjanların sularda yarattığı kirlenme, suların canlılar aleminde ortaya çıkardığı olumsuz değişmelerle kendisini indirekt de olsa hissettirecek boyutlara ulaşmış bulunmaktadır.
Son yıllarda özellikle Marmara Denizi'nde gözlenen "kırmızı su (Red - tide)" olaylarında rol oynayan aşırı plankton üremelerinde Marmara Denizi'ne akıtılan diğer artıklar yanında sentetik deterjanlar da önemli oranda sorumluluk taşımaktadırlar.
Deterjanların ötröfikasyon yaratan bu özellikleri çerçevesinde, Marmara Denizi'ndeki yapılan çalışmalar sırasında gözlemlenen red - tide olayları üzerinde durmak gereklidir.
Özellikle 1979' dan beri Marmara Denizi'nin yer yer bandlar halinde veya oldukça geniş alanlarda kırmızı renge boyandığı görülmektedir.
Böyle suların mikroskopik incelenmesi bile bu renkliğin nedenini ortaya çıkarmaya yetmektedir.
Su yüzeyinin oldukça geniş alanlarını kapsayacak şekilde, bu tip mikroorganizmaların ortaya çıkmalarına deniz biliminde "Red - tide" adı verilmektedir.
Bir denizde mikroorganizmaların bu denli üreyebilmeleri her şeyden önce, hücre yapı taşları olan besleyici tuzların yeterli miktarlarda ortamda bulunmasını zorunlu kılar.
Marmara' da red -tide oluşumunu yaratan etkenler kesinlikle bilinmemekte ise de, bu olayın daha çok yoğun yerleşim bölgelerinde izlenmesi, evsel atıklar ile bazı organik kökenli endüstri artıklarının kirletici etkilerini düşündürmektedir.
Türkiye'de kullanılan ve özellikle Marmara çevresi başına yılda 5 kilograma varan tüketimleriyle deterjanlar, içerdikleri ABS, fosfat ve diğer beyazlatıcı, kir parçalayıcı maddeler nedeniyle, kanalizasyon şebekeleri tarafından akıtıldıkları deniz veya iç sularda ; sızdırmalı foseptikler yolu ile yeraltı suyu depolarında olumsuz etkiler yaratmaktadırlar.
Bu maddelerin alıcı ortamda ayrıştırılması son derece sınırlıdır.
Ortaya çıkan problemlerden birincisi ABS ve kısmen de LAS'ın canlı organizmalar üzerindeki toksik etkileri, ikincisi de ötröfikasyondur.
Her iki etkide de aşağıda görülen olaylar zinciri oluşmaktadır :
1 - Ortamdaki can tür adedi azalmakta ve biota'da belirgin değişiklikler ortaya çıkmaktadır.
2 - Özellikle ötröfikasyon sonucu ABS'ye dayanıklı bitkisel ve hayvansal türlerin biyomass'ı (birim kütleye düşen canlı ağırlığı) büyük bir artış göstermektedir.
3 - Suyun bulanıklığı gerek planktondaki artış, gerekse bunların oluşturduğu organik maddelerdeki artış nedeniyle artmaktadır.
4 - Sedimentasyon hızla artmakta ve su kütlesinin miktarı azalmaktadır. (Göl ve barajlarda)
5 - Anoksik ortam şartları H2S oluşumu ortaya çıkmaktadır.
Bunların sonucunda ise, içme sularına kaynaklık eden böyle bir sudan alınacak suyun,
- Arıtma işlemleri güçlenmekte, şebekeye verilen suyun tad ve kokusu kötüleşmektedir. - Bu sular insan sağlığı için tehlike yaratabilmektedirler. - Suyun temizleme yeteneği kısıtlanmaktadır.
Bugün için başta Haliç, İzmit Körfezi gibi bölgeler olmak üzere tüm Marmara'yı etkileyen bu olayların çok yakın bir gelecekte tüm içme suyu kaynaklarımızı da etkileyeceği belli olmaktadır.
Yapılan incelemelere göre kanalizasyon sistemleri ile alıcı ortama ulaşan fosforun %70 dolayındaki miktarı fosfatlı deterjanlardan ileri gelmektedir. Maalesef bu olguya karşılık, Türkiye'de üretilen deterjanlardaki fosfat oranı gereken miktarın çok üzerinde bulunmaktadır. Bilindiği gibi birçok Avrupa ülkesinde ve ABD'de fosfat yerine zararsız maddeler kullanılarak deterjanlar üretilmekte ve bu ülkelerde fosfat kullanılması yasaklanmış bulunmaktadır.
Bu konularda çalışmalarını sürdüren İstanbul Üniversitesi Çevre Sorunları Araştırma Merkezi olarak alınması gereken önlemleri sunuyoruz :
1- Deterjanlar içinde yaklaşık %30 'a kadar bulunan sodyum - tripolifosfat ve diğer fosfat türlerinin yüzde miktarı, şimdilik belirli süre için en az seviyeye indirilmeli (%15 gibi) ve fosfat yerine geçebilecek maddeler üzerinde araştırma yapılmalıdır.
Ayrıca ev atık sularından kanalizasyona karışan fosfatları yüzeysel sulara ulaşmadan kimyasal arıtma ile tutmalıdır.
2 - Deterjanlar içindeki ABS üretimi ve kullanılması yasaklanmalı ve yerine şimdilik biyolojik olarak bozunabilen LAS' lerin üretimine başlanmalıdır. (Yağ asidi, metil ester sülfonatları gibi)
3 - Sulara karıştıklarında en az zarar veren temizleyicilerin ekonomik üretimleri için derhal araştırmalara başlanmalıdır.
Topluma etkileri :
Deterjanların pozitif etkileri :
Deterjanların olmadığı toplumun temizliği sabunla yaptığı dönemlere baktığımızda deterjanların temizlik kavramını geliştirdiğini görmekteyiz. Çünkü sabunlar formüllerinin değişik olmalarına rağmen özellikle sertliği yüksek veya asidik sularda efektif değillerdir ve kir olarak tarif edilen ve temizlenmesi beklenen olgunun yağlı kirliler diye sınıflandırılabilecek kesiminde etkendirler. Oysa deterjanlar formülasyonlarını oluşturan değişik maddelerin etkisi ile her tür suda hemen hemen her tür kiri temizleyebilecek yapıda formüle edilebilirler.
Son yıllardaki nüfus artışları dikkate alındığında ise deterjanların başka bir avantajı ortaya çıkmaktadır. Bu da hammadde bolluğudur. Sabun bilindiği gibi değişik yağ asitlerinin sodyum veya potasyum tuzlarıdır. Oysa deterjan aktif maddeleri mevcut klasik yapı elemanlarına ilaveten gelişen organik kimya ürünlerinin de kullanılması ile sayılamayacak kadar genişlemiştir.
Deterjan formülasyonlarının geniş imkanları sonucu genişleyen kir temizleme gücü günlük kullanımda gerçek bir hijyenik ortamın sağlanmasını getirmiştir; çamaşırlar daha temiz ve parlak, bulaşıklar daha temiz ve dezenfekte edilmiş, dokunduğumuz yerler daha sağlıklı temizlenmiş hale gelmiştir.
Fiyat yapısı olarak daha pahalı olmalarına rağmen, sabuna göre aynı miktarda kullanıldığı zaman çok daha etkin olması ; bulaşıkta, ev temizliği, araç temizliği gibi bazı kullanım yerlerinde yegane temizleyici olarak toplumun her kesiminde kabul görmüştür. Kolay temin edilebilir olması, pratik kullanımı ve çabuk etki göstermesi, yaygınlaşmasını sağlayan diğer önemli etkenler olarak sayılabilir.
Deterjanların negatif etkileri ve giderilme yöntemleri :
a-) Deterjanların toplumda en yaygın olarak rastlanan negatif etkisi, allerjik bünyeli kişilerde rastlanan deri hastalıklarıdır. Daha çok deterjanla doğrudan temas halinde olan cilt bölgelerinde, kişilerin hassasiyet derecesine göre değişen şiddette kızarıklık, kaşınma, yanma hissi gibi etkiler meydana gelebilmektedir. Ancak bu beklenen bir husus olup, nihayet deterjan denen temizleyici madde derinin yağını alması yönünden deriyi zayıflattığından böyle alerjik bir durum meydana gelebilmektedir. Bu etkiler kişinin deterjan ile teması kesmesinden bir süre sonra kendiliğinden yok olmaktadır. Deterjan allerjisine hassas olan kişinin yıkama sırasında eldiven kullanması, çoğu kez cildin etkilenmesini önlemeye yeterli olmaktadır.
Üretici tarafından alınabilecek önlemler ise :
-Uygun hammaddelerin seçimi -Doğru teknolojinin uygulanması -Ürünün piyasaya verilmesinden önce bu konuda uzmanlaşmış kurumlarda test edilmesi olarak özetlenebilir. Ancak tüm bu tedbirler alınmış olsa dahi çok hassas bazı kişilerde alerji reaksiyonları görülmesi muhtemeldir.
b-) Basın ve bazı kuruluşların yayınlarında zaman zaman deterjanların vahim hastalıklara sebep olduğu, tabaklarda ve bardaklarda kalabilecek zerrelerin sağlık için önemli zararlar verebileceği yazılmakta ve söylenmektedir.
c-) Çevre kirliliği yönünden deterjanlarda başlıca iki maddenin etkisinden söz etmek yerinde olacaktır. :
Aktif madde kirliliği :
Bu tür kirlilik aktif maddelerin yıkama sularıyla karışıp seyrelmesinden sonra, doğal etkilere direnç göstererek parçalanmadan yapısını muhafaza etmesi nedeniyle oluşur. Deterjan yapısı muhafaza edildiği sürece etkileri de devam edeceğinden iki önemli mahzur oluşmaktadır. Birincisi, suların durgun bölümlerinde sabir köpük oluşumuna yol açtıkları için estetik yönden arzu edilmeyen bir görünüm yansıtmalarıdır.
Aynı sebep yüzünden deterjan içeren suların pompalanması, stoklanması ve kullanılması köpüklenme nedeniyle güç ve bazen imkansız hale gelir.
İkinci önemli mahzur ise deterjanın suyun gerilimini etkilemesi neticesinde çözünmüş oksijen miktarını azaltmasıdır. Bu ise suda yaşayan canlılar ve doğal suların kendi kendini arıtması açısından önemli bir negatif etkidir.
Bu tip kirliliğin giderilmesi için en uygun çözüm deterjan aktif maddesi olarak biyolojik olarak parçalanabilen maddeler (düz zincirli alkil benzen sülfonatlar) kullanılmasıdır. Türkiye'de üretilen deterjanların aktif maddeleri en az %50 oranında parçalanabilir olmalıdır. Bu rakamın %100'e getirilmesi gerekir.
Fosfat kirliliği :
Toz deterjanların temel maddelerinden birisi olan Sodyum polifosfatlar atık sularda yoğun olarak bulundukları zaman ortamda bulunması muhtemel azot bileşiklerinin de yardımı ile gübre etkisi göstermektedir. Bu ise, göllerde ve akıntısı olmayan deniz sularında bitkisel hayatı sağlıksız bir şekilde körükleyerek alg ve yosunların büyük boyutlarda artmasına sebep olmaktadır.
Ötröfikasyon olarak isimlendirilen bu olay, daha ziyade İsviçre, İtalya, Finlandiya, İsveç, Hollanda gibi göl ve durgun suların önemli ölçüde yer aldıkları ve yerleşme merkezlerinin artıklarından etkilendikleri ülkelerde ciddi bir sorun halindedir.
Yapılan incelemeler, ötröfikasyon sebebi olarak deterjanlardaki fosfatın, diğer fosfat kaynaklarına göre İtalya için (1981 yılı için kişi başına toz deterjan tüketimi 7 kg/yıl) %20 olduğunu en önemli fosfat miktarlarının ise %53 ile insan ve hayvan menşeli atıklardan geldiğini daha sonra %22 ile tarımda kullanılan gübrelerin katkısı olduğunu göstermektedir. Bu nedenle deterjanlarda fosfat miktarının kısıtlanması ile ötröfikasyon probleminin önlenemeceği, soruna daha köklü tedbirler aramak gerektiği ortaya çıkmaktadır.
Bu köklü tedbirler ise şehir atıksularının tüm fosfatlarından arındırılması için kanalizasyon arıtma sistemlerinde fosfat arıtma işleminin ilave edilmesi ile mümkündür.
Su ortamında alglerin ve diğer bitkilerin büyümesi, sudaki inorganik element konsantrasyonlarında değişiklik meydana getirir. Bilhassa yaz aylarında güneş ışınlarının kuvvetli olduğu zamanlardaki fotosentez olayı sudaki karbondioksit konsantrasyonunun azalmasına sebep olur ve pH artar. Bu pH değişikliği ile birlikte kalsiyum karbonat çökelmesi olur. Geceleri ise fotosentez durup solunum devam ettiğinden karbondioksit konsantrasyonu artar ve pH düşer. Arıtmaya alınan sudaki bu pH değişiklikleri pıhtılaşma ve yumaklaşma verimini olumsuz yönde etkiler. Algler kum filtrelerindeki tıkanmalara sebep olabilir.
Tesirli bir pıhtılaştırma ve çökeltme alglerin % 90 - 95 'ini gidermekle birlikte kalan miktar filtrelerde yük kayıplarına sebep olabilir. Filtrenin geri yıkama sıklığı dolayısıyla geri yıkım masrafları da artar. Bunu önlemek gerektiğinde ise pıhtılaştırma ve yumaklaştırmanın işletme giderleri artacaktır.
Alg büyümesi ve daha sonra ölmesi sonucu ortamdaki organik madde konsantrasyonu artacağından suyun klor ihtiyacı da artacaktır. Bazen de rezervuarlarda alg kontrolü için klorlamaya ihtiyaç hissedilir. Suda çok miktarda alg bulunması, güneş ışınlarının ısı enerjisine çevrilmesi sonucu suyun sıcaklığını da arttırır. Üniform kalitede arıtılmış su için arıtma tesisine giren su sıcaklığındaki değişiklikler az olmalıdır.
Algler aynı zamanda korozyona da sebep olmaktadır. 1970 yıllarında kullanılan deterjanlar sebebiyle suya karışarak ötröfikasyonu hızlandıran fosforun kontrol çalışmalarına başlanmıştır. Bu hususta üç genel yaklaşım ele alınmıştır :
Birincisi, yeni dolgu maddelerinin geliştirilmesidir. Yapılan çalışmalar sonunda nitrilo triasetik asidin (NTA) uygun çözüm olacağı görüşü ortaya çıkmıştır. Fakat daha sonra NTA'nın ağır metal iyonları ile meydana getirdiği komplekslerin kuşlarda meydana getirdiği zararlı tesirler gözlenince NTA'nın deterjan dolgu maddesi olarak kullanılmasından vazgeçilmiştir.
İkincisi, deterjanlarda kullanılan fosfat miktarının sınırlandırılmasıdır. Bu durumda daha önce bilinen ve daha az tesirli olan dolgu maddelerinin kullanılması söz konusudur. Bunlar karbonatlar, silikatlar, sitratlar ve borotlardır. Tripoli fosforik asitten daha zayıf asitlerden türüyen bu dolgu maddeleri sodyum tuzları, suda hidroliz olduğundan daha bazik çözelti meydana getirmektedir. Bu ise deterjanları bilhassa çocuklar için tehlikeli hale getirmektedir. Üçüncü ise fosfatın arıtma tesislerinde giderilmesidir.
Bu ise geliştirilmiş 2. kademe veya 3. kademe arıtmayı gerektirmektedir. Bunların içerisinde en uygun 2. kademe ve 3. yaklaşımların kombinasyonu gibi görülmektedir.