Azot hangi durumlarda insan vücuduna zarar verir?

Prof.Dr. Harun AVCI





Havanın serbest azotundan gübre üretimini sağlayan ve sahibine Nobel Ödülü kazandıran buluş, bir asrı doldurmasına daha 25–30 yıl varken global azot kirliliğinin başlıca sebebi haline geliverdi. Böcekleri öldüren DDT’nin bulunuşu da sahibine Nobel Ödülü kazandırmıştı, ama o da uygulandığı geniş tarım alanlarındaki böcekleri yok ederek ekolojik dengeyi bozdu. Bitki dokularından denizlerdeki balıklara kadar pek çok üründe birikerek, bunlarla beslenenlerde kanser gibi tehlikeli hastalıklara sebep oldu. Neticede bu maddenin kullanımı dünya çapında yasaklandı.

Acaba azotlu gübrelerin sonu ne olacak? Bugün, gelişmiş ülkelerde, doğurduğu zararlardan dolayı azotlu gübre kullanımına kısıtlama getirilmiş ve belirgin bir azalma da sağlanmıştır. Ama az gelişmiş ve gelişmekte olan ülkelerde hala suni gübre kullanımı çeşitli şekillerde teşvik edilmekte ve tüketim yıldan yıla artmaktadır. Belki bir gün o ülkelerde de azotlu gübre kullanımı yasaklananlar listesinde yer alacak ve onun meydana getirdiği arızaları ortadan kaldıracak buluşlara yine Nobel Ödülleri verilecek.

AZOTUN ÖNEMİ

Peki, azot niçin bu kadar önemlidir? Karbon, hidrojen ve oksijen gibi azot da canlı maddelerin ana bileşenlerinden biridir. Fakat bu üç element, tabiattaki haliyle bitkiler tarafından alınabildiği gibi insan tarafından da su ve diğer gıdalar vasıtasıyla kolayca alınabilmekte ve vücudun bir parçası haline gelebilmektedir. Fakat azot büyük oranda atmosferde serbest halde bulunmakta ve bu haliyle ne bitkiler, ne de hayvan ve insanlar tarafından doğrudan kullanılabilmektedir. Onun önce bitkilerin kullanabileceği bir şekle dönüşmesi gerekir. Bu ise kolayca olmaz. Azot, bitki bünyesine alındıktan sonra ya nebati gıdalarla ya da bunların değişimi olan hayvani gıdalarla insan vücuduna alınabilin

Azotun canlılar açısından önemi büyüktür. Bu element genetik bilgileri depolayan ve transfer eden DNA ve RNA için gereklidir. Yine azot, proteinin temel yapıtaşı olan aminoasitler ve enzimlerin yapısında yer alır. İnsanlar ve hayvanlar, havadaki azotu kullanarak azot bileşiklerini sentezleyemediklerinden, bunları gıdalarla hazır olarak almak zorundadırlar. Diğer yandan bitkiler de doğrudan havadaki serbest azotu alamazlar.

AZOTUN KULLANILABİLİR HALE GELMESİ

Atmosferdeki maddelerin %78’ ini azot oluşturmasına rağmen, kullanılabilir azotun daha az miktarda olması bu nisbî kıtlığı, onun bitkilerin alabileceği forma kolayca dönüşemeyecek (yani molekül yapısı kolay kolay bozulmayan özellikte) olmasından kaynaklanmaktadır. Bununla beraber, serbest azotu bitkilerin alabileceği forma dönüştürecek bazı mekanizmalar kurulmuştur. Bunlardan biri şimşektir. Şimşekle boşalan enerji, güçlü bir bağa sahip olan azot moleküllerini parçalayıp bitkilerin alabileceği forma dönüştürür, yağmur da bunları toprağa indirir. Azot sağlayan bir diğer mekanizma, baklagiller familyasının köklerinde nodül (küçük yumrucuk) oluşturan Rhizobium gibi bakterilerin faaliyetleridir. Bunlar havanın serbest azotunu bağlar ve böylece bitkilere azot sağlarlar. Daha başka bakteriler de bu işi yapmaktadır. Üçüncü bir mekanizma ise; çeşitli mikroorganizmalar tarafından organik maddelerin parçalanması ve buradan açığa çıkan azotlu kompleks moleküllerin azot bakterileri sayesinde bitkilerin alabileceği şekle dönüştürülmesidir.

AZOT DENGESİ

İnsan elinin yanlış müdahalesi olmadığı sürece, kullanılabilir durumdaki azot ile bitki ihtiyacı arasındaki denge, genelde korunmaktadır. Eğer toprakta, ihtiyaçtan fazla miktarda bitkiye yarayışlı formda azot bulunursa, çeşitli problemler ortaya çıkar. Onun için bu denge çok önemlidir.

Ticari gübreler yoğun olarak kullanılmaya başlanıncaya kadar, topraktaki çözülebilir azotun fazlalığından kaynaklanan problemlerle karşılaşılmadı. O zamana kadar tarım alanlarında daha çok, azotun yetersizliğine karşı çare aranıyordu. Çiftçiler topraktan uzaklaşan azotu yeniden sağlamak için, bitki kalıntıları ile insan ve hayvan atıklarını toprağa fazla miktarda uygulamak zorundaydılar. Bir yandan da tahıl ve diğer kültür bitkileriyle birlikte, bezelye, fasulye, mercimek ve diğer baklagilleri yetiştiriyorlardı. Bu bitkilerin köklerinde yaşayan azot bağlayıcı bakteriler de, toprağın azot bakımından zenginleşmesine yardım ediyordu. Hatta bazı yıllarda bu bitkilerden hiç ürün almadan onları yeşilken toprağa karıştırıyorlardı. Yirminci yüzyılın başlarında bu tür organik tarım uygulaması dünyanın birçok yerinde yaygındı. Teorik olarak yıl boyunca üretime imkan veren, nemli ve ılıman iklimli kaliteli topraklı yerlerde, bir hektar tarım arazisinin 15 kadar insanı besleyebileceği hesaplanmıştır.

Bununla beraber pratikte, pek çok ülkenin nüfus yoğunluğu bu rakamdan çok daha düşüktür. Bu yüzyılın başında bu rakam, Çin’de ve Batı Avrupa’da 5-6 civanındaydı. Ancak, çeşitli sebeplerle tarım alanlarının sınırlanması, lif bitkileri ve tıbbi bitkiler gibi gıda dışı ürünlere yer ayrılması, insanları azot döngüsü limitlerini aşmaya zorladı. Hasadı artırmak için en uygun yol, daha çok yeşil gübre bitkisi yetiştirmekti. Bu nedenle tahıllarla baklagiller münavebeli olarak yetiştirilmeye başlandı.

AZOTLU SUNİ GÜBRE ÜRETİMİ

19. yüzyılda azotun bitki yetiştiriciliğindeki rolü anlaşılmıştı. Ayrıca potasyum ve fosforun da bitki yetiştirmede anahtar elementler olduğu keşfedildi. Bu iki elementin toprağa takviye edilmesi kolaydı. Çünkü yeryüzünde bunlara ait mineral yığışımları vardı. Ancak azot için böyle kolay bir yol yoktu. Sonunda azotun sentetik olarak üretilmesine karar verildi ve Almanya’da bu yönde çalışmalara başlandı. Kimyager Fritz Haber, atmosferdeki azot ve hidrojenden amonyak elde etmeyi başardı. Bu çalışmasından dolayı Habere 1918 yılında Nobel Ödülü verildi. Alman kimyacısı ve sanayicisi Karl Bosch ile Haber birlikte çalışarak, sınaî olarak azot gübresi üretecek sistemi kurdular. Halen azotlu gübre üretiminde bu yöntem kullanılmaktadır. Almanya’da 1913 yılında 60.000 ton üretim kapasiteli bir fabrika kuruldu. Ancak Birinci Dünya Savaşı’nın patlak vermesiyle bu fabrika savaş malzemesi üretmek gayesiyle kullanıldı. 1940’ların sonuna kadar, bütün dünyada amonyum üretimi 5 milyon tonun altında kaldı. 1 950’lerde azotlu gübre kullanımı 10 milyon tona, 1980’de ise 10 kat artarak 100 milyon tona yükseldi. Bugün ise bu rakam 175 milyon ton civarındadır.

Peki, bu kadar gübre kullanılmasa ne olur? Manitoba Üniversitesi (Kanada) profesörlerinden Vaclav Smill, Scientific American dergisinin 1997 Temmuz sayısındaki “Global Kirlenme ve Azot Döngüsü” başlıklı makalesinde orijinal bir tespitte bulunuyor. Smill’e göre, Avrupa ve Kuzey Amerika’da azotlu gübrenin tamamı yeterli besin sağlamak için kullanılmıyor. Böyle gelişmiş bölgelerde sentetik gübrelerin yoğun kullanımı, çiftlik hayvanlarına yüksek proteinli yemleri yetiştirme arzusundan kaynaklanıyor. Bu bölgelerde tüketilen ortalama protein miktarı yarıya indirilirse, yani insanlar daha az et yemeye zorlanırsa, Avrupalılar ve Kuzey Amerikalılar yine de yeterli beslenme seviyesinde kalırlar. Bu tespitlerden de anlaşılacağı üzere, aşın azotlu gübre kullanımı, dünyadaki açlığı önleme gibi insani bir mesuliyetten değil, bir kesimin israf diyebileceğimiz aşın beslenme arzusundan kaynaklanmaktadır. Buna bir de bir kesimin çok kazanma arzusu eklenebilir.

FAZLA AZOTUN ZARARI

Toprak ve sudaki fazla azotun, insan ve çevre sağlığı üzerinde olumsuz tesirinin olduğu bilinmektedir Bu problemler yerel sağlık tehlikesinden global değişimlere ve derin yer altı sularından stratosfere kadar uzanır.

Toprakta azotun fazla olması durumunda, aşın miktarda alınan azot, bitki dokularında nitrat şeklinde birikir. Bu ise, insan ve hayvan sağlığı açısından zararlıdır. Yüksek nitrat seviyesine sahip olan sular çocuklarda hayatı tehdit eden “mavi bebek hastalığı”na sebep olur. Yüksek dozda gübrelemenin yapıldığı yerlerde, hem yeraltı hem de yer üstü suları ciddi şekilde nitrat ve nitritle kirlenmektedir. Batı Avrupa ve Amerika’nın mısır tarlalarında kuyu ve yeraltı sularında tehlikeli miktarda nitrat birikimi vardır. Bu kirlilik yerel sınırlarda kalmayıp Mississippi ve Ren gibi büyük nehirleri de etkilemektedir

Göl ve denizlere ulaşan fazla azot, buralarda ötrifikasvon denilen bir olaya sebep olur. Azotça zengin ortamlarda bakteriler ve mavi-yeşil algler hızla gelişir. Bu hızlı gelişme sudaki oksijeni azaltır ve bu da balık ve kabuklular gibi oksijene ihtiyaç duyan diğer canlıların ölümüne ve türlerinin yok olmasına sebep olur. Baltık Denizi’nin büyük bir kısmında ve Amerika’nın bazı kıyılarında bu problem tehlikeli boyutlara ulaşmıştır.

Azotlu gübrelerin diğer bir olumsuz etkisi de, toprağın asitlik derecesini artırarak iz elementlerin daha fazla çözünmesini sağlaması ve böylece içme sularının daha fazla ağır metal içermesine sebep olmasıdır.

Aşırı gübreleme sadece toprak ve suyun niteliğini bozmakla kalmıyor, aynı zamanda atmosfere daha fazla azotoksit gönderilmesine sebep oluyor. Bunun ise iki kötü tesiri vardır; biri, azotoksitin stratosferde ozon tabakasının yıkımına katkıda bulunması, diğeri ise troposferde sera etkisini artırmasıdır. Atmosferdeki azotoksidin ömrü 100 yıldan fazla olup, her bir azotoksit molekülü bir karbondioksit molekülünden 200 kat daha fazla radyasyon absorblar. Bu da global iklim değişikliğinde önemli bir rol oynar.

Sonuç olarak denilebilir ki, dünya, azotlu gübrenin cazibesine çok hızlı kapıldı, onun çevre sağlığı ve iklim üzerindeki muhtemel tesirlerini düşünmeye ve araştırmaya vakit bulamadan da bunun kötü neticeleriyle karşı karşıya kaldı. Şimdi bunlara çare arıyor, ama alışkanlıklar tiryakiliğe dönüşmüş.

Bu tehlikeli gidişata çare olarak iki husus üzerinde durulabilir: Birinci olarak, organik tarım teşvik edilmeli, suni gübre ve zirai ilaç kullanımı azaltılmalıdır. İkinci olarak, zenginler yeme alışkanlıklarını düzenleyerek, aşın tüketimi önlemelidirler.

kaynak