2.6. Ağır ve Hafif Metaller

Ağır ve hafif metaller, pedogenetik süreçlerle (erozyon, volkanik faaliyetler vb.) ve antropojenik faaliyetlerle (madencilik, cevher arıtma, gübre sanayii, tabakhane, piller, kağıt sanayii, zirai ilaç ve gübre sanayileri vb.) çevrede doğal olarak bulunmaktadır. Bu metaller, doğal ve insan yapımı faaliyetlerle aşırı üretilmeleri nedeniyle esasen toprak ve su ortamlarında kirletici olmaktadır. Bu kirleticiler, uzun süreler boyunca doğada zehirli olmaları, biyo-birikim eğilimleri ve kalıcılıkları nedeniyle özellikle endişe konusudur. Başlıca ağır ve hafif metal kirleticileri şu şekildedir:

Antimon, doğal olarak toprakta bulunur ve genellikle alev geciktirici olarak sanayide kullanılmaktadır. Ayrıca, seramik, cam, pil, havai fişek ve patlayıcılarda kullanılmaktadır. İçme suyu, kayanın doğal ayrışması, endüstriyel üretim, evsel atık bertarafı ya da üretim süreçleri yoluyla kirlenmektedir.

Arsenik (As) kokusuz ve tatsız bir yarı metal elementidir. Tarımsal ve endüstriyel uygulamalar, içme suyunda arsenik kirliliğine yol açmaktadır.

Asbest, doğal yollarla oluşan bir mineraldir. Altı mineral (krizotil, krokidolit, antofilit, tremolit, aktinolit ve amosit) asbest olarak karakterize edilmiştir. Çimento, yer karoları, kâğıt ürünler, boya ve silikon üretiminde, ulaştırmayla ilgili uygulamalarda ve tekstil ve plastiklerin üretiminde kullanılmaktadır. Asbestlerin çoğu, muazzam miktarda maden atığı ve ana kayaçlar oluşturarak geniş çaplı açık ocak madenciliği ile çevreyi kirletmektedir.

Barium (Ba), yeraltı suyu kaynakları olarak hizmet veren bazı akiferlerde doğal olarak ortaya çıkmaktadır. Baryumun başlıca kullanımları; petrol ve gaz sondaj çamurları, otomotiv boyaları, tuğlalar, kiremitler ve jet yakıtlarındadır. Baryum genellikle toprakta doğal olarak oluşan minerallerin çözülmesinden ve geleneksel olmayan sondaj uygulamalarından sonra içme suyunu kirletmektedir. 

Berilyum (Be), toprakta doğal olarak oluşmaktadır ve genellikle elektrik ekipmanları ve mekanik endüstrilerde kullanılır. Berilyum genellikle suya, madencilik işlemleri, işleme tesislerinden yapılan boşaltma ve uygunsuz atık bertarafı sırasındaki akıştan girmektedir.

Boron (B) doğal olarak oluşan bir elementtir. Doğada boron, oksijen ve boratlar olarak adlandırılan birkaç farklı bileşiği oluşturan diğer doğal elementlerle birlikte bulunmaktadır. Akiferlerdeki antropolojik boron kirliliği, sızan septik sistemlere ve borat madenciliğine atfedilmiştir.

Kadmidyum (Cd), galvanizli boru yapımı için kullanılan bir metal kirleticidir. Galvaniz borulardaki korozyon veya uygunsuz atık bertaraf su kirliliğine yol açmaktadır. Diğer bir Cd kaynağı da PVC- pencere çerçeveler, plastikler ve çelik kaplamadır.

Krom (Cr) toprakta doğal olarak bulunur. Genellikle, metallerin elektro-kaplamasında kullanılır. Ayrıca, eski madencilik faaliyetleri ve endüstriyel uygulamalardan (kaplama, metalürjü, pigmentler ve deri tabaklama) gelen uygunsuz atık bertarafı sırasındaki akış ile suya girmektedir.

Klor (Cl), doğal olarak oluşan bir maddedir. Yeraltı sularına çoğunlukla insan faaliyetleri (yol tuzu, gübreler, sanayi atıkları ya da kanalizasyon) ile girmektedir.

Siyanür (Cn) elektro-kaplama, çelik işleme, plastikler, sentetik kumaşlar, metal geri kazanım süreçleri ve gübre ürünlerinde kullanılmaktadır. Uygunsuz atık bertarafı, su kirliliğine yol açmaktadır.

Bakır (Cu) doğal olarak kum taşları ve malakit ve kalkopirit gibi minerallerde bulunur. Artan Cu seviyeleri, gübrelerde, yapı malzemelerinde, suni ipek üretiminde, pestisit spreylerde kullanılmasından, tarımsal ve evsel atıklardan ve endüstriyel emisyonlardan kaynaklanmaktadır.

Florür (F) bazı su kaynaklarında doğal olarak oluşmaktadır. Uygunsuz atık bertarafı ve madencilik faaliyetleri su kirliliğine yol açmaktadır.

Kurşun (Pb) hem doğal yollarla (ana kaya ve maden yataklarının ayrışması) hem de insan yapımı faaliyetlerle (madencilik, endüstriyel emisyon, eritme, atık su, sulama ve gübre uygulamaları) oluşmaktadır. Madencilik faaliyetleri ve endüstriyel faaliyetler (plastik, perdah takımı, katot ışın tüpleri, seramik, lehimler, kurşun saç ve diğer küçük ürün parçaları, çelik ve kablo ıslahı) çevre kirliliğine yol açmaktadır.

Civa (Hg) çevrede doğal olarak oluşmaktadır ve metalik, inorganik ve organik şekillerde bulunabilir. Metal işleme sanayi, tıbbi, kozmetik ve ruhsal amaçlarla kullanılmaktadır. genellikle hatalı atık bertarafı sonucunda suları kirletmektedir.

Nikel (N) toprakta doğal olarak bulunmaktadır. Genellikle elektro-kaplama, paslanmaz çelik ve alaşım ürünlerinde kullanılmaktadır. Madencilik, endüstriyel uygulama (nikel kaplama, renkli seramik, piller, alaşım yapmak için kullanılan fırınlar ya da enerji santrallerinden ve çöp yakma tesislerinden) ve arıtma işlemlerinden çıkan atıklar, çevre kirliliğine yol açmaktadır.

Nitrat (NO₃) toprakta ve suda doğal olarak oluşmaktadır. Gübrelerde kullanılmaktadır ve kanalizasyonda ya da insanların ve/ya da çiftlik hayvanlarının atıklarında bulunur ve genellikle içme suyuna bu yollarla bulaşır. 

Selenyum (Se) genellikle yiyeceklerde ve toprakta bulunur. Elektronik, TV kameraları, bilgisayar çekirdekleri, fotokopi işlemleri, cam üretimi, kimyasallar, ilaçlarda ve mantar öldürücü ve yem katkı maddesi olarak kullanılır. Madencilik ve damıtma faaliyetleri çevre kirliliğine yol açabilir.

Gümüş (Ag)element şeklinde ve çeşitli cevherlerde doğal olarak oluşmaktadır. Ag genellikle sanayide, fotoğraf kimyasallarında, su damıtma donanımlarında, aynalarda, gümüş kaplama ekipmanlarında, özel pillerde, çatal bıçak setlerinde, mücevheratta, amalgam dâhil olmak üzere tıbbi ve bilimsel diş malzemelerinde kullanılmaktadır. Çevrenin (hava, toprak ve su) gümüşe dayalı kirlenmesinin başlıca kaynağı, doğal ve antropolojik kaynaklardır (fotoğrafların tabını alan kişilerin doğrudan kanalizasyona attığı gelişen fotografik çözümler).

Sodyum (Na) yiyecekte ve içme suyunda doğal olarak bulunmaktadır. İçme suyu genel Na alımının sadece küçük bir bölümüne katkıda bulunmaktadır. Na kirliliğinin başlıca kaynağı, yakınlardaki kıyı bölgeler, rüzgârın taşıdığı deniz spreyi ve evsel, ticari ve endüstriyel atıklardır. Genel olarak sodyum tuzları, olgunlaşmış böbreklerin sodyum salgılama verimliliği nedeniyle akut toksik madde değildirler. Yüksek Na konsantrasyonları, suyun aşındırıcı eylemini arttırma, suya nahoş bir tat verme ve suyun sertliğinin kaldırılmasında iyon değişimi yumuşatıcılarının çalışmasını engelleme eğilimindedir.