Prof. Dr. Engin Tutkun
Endüstriyel Toksikoloji ve İş Hijyeni Derneği Başkanı

Dr. İsmail Kaya
DowAksa İşyeri Hekimi

Ateş, insanlık tarihi boyunca hem bir yaşam kaynağı hem de yıkıcı bir güç olarak var olmuştur. Prehistorik dönemde insanın ateşi keşfi ile birlikte avlanma, yemek pişirme, ısınma ve korunma gibi hedeflerle hayatın temeli haline gelen bu güç, yangın gerçeğini de beraberinde getirmiştir. Yangınların kontrolü ve söndürülmesi üzerine çalışmalar Eski Mısır ve Mezopotamya’ya kadar uzanır. Hammurabi Kanunları’nda göre yangın çıkarana ceza verilmesi, mülk sahibinin yangınların yayılmasını önlemek için önlemler almak zorunda olması, yangında zarar gören mülkler için tazminat ödenmesi zorunluluğunun getirilmesi, tarım alanlarının ve yapıların korunması ile ilgili getirilen düzenlemeler yangın olgusunun o dönemlerden beri insanoğlunun bir sorunu olduğunun göstergesidir.

Modern toplumda, yapı malzemelerinin çeşitliliği ve sentetik maddelerin yaygın kullanımı, yangın olaylarında açığa çıkan toksik maddelerin sayısını ve çeşitliliğini artırmıştır. Yangın toksikolojisi, bu karmaşık kimyasal ortamın insan sağlığı üzerindeki etkilerini anlamak için kritik öneme sahiptir.

Yangının Temel Bileşenleri

Yangın, üç temel bileşenin bir araya gelmesiyle oluşan kompleks bir kimyasal reaksiyondur:

Isı

Yanma reaksiyonunu başlatmak için gerekli enerji kaynağıdır. Bu enerji kıvılcım, alev, sürtünme, elektrik arkı gibi çeşitli kaynaklardan sağlanabilir. Yangının başlaması için malzemenin tutuşma sıcaklığına ulaşması gerekmektedir. Bu sıcaklık, malzemenin kimyasal yapısına bağlı olarak değişiklik gösterir.

Yakıt

Yanabilen herhangi bir madde yangın için yakıt görevi görebilir. Yakıtlar fiziksel durumlarına göre üç kategoride incelenebilir:

Katı yakıtlar: Ahşap, kağıt, tekstil ürünleri, plastikler, kömür, metal oksitleri, gıda maddeleri

Sıvı yakıtlar: Benzin, dizel, fuel oil, yağlar, alkol, aseton, çözücüler ve diğer kimyasal bileşikler

Gaz yakıtlar: Propan, doğalgaz, asetilen, butan, kloroform, hidrojen, metan

Her yakıt türü, kendine özgü yanma karakteristikleri ve toksik ürünler oluşturur. Tüm bu kimyasallar uygun koşullar altında yangının çıkmasına olduğu kadar yayılma hızına da katkıda bulunurlar.

Oksitleyici

Yanma reaksiyonu için gerekli olan oksitleyici madde genellikle havada bulunan oksijendir. Atmosferik havada yaklaşık %21 oranında oksijen bulunur. Oksijen konsantrasyonu %16’nın altına düştüğünde çoğu yanma reaksiyonu yavaşlar veya durur. Bazı durumlarda, hidrojen peroksit, potasyum nitrat gibi diğer oksitleyici maddeler de yangın reaksiyonlarında rol oynayabilir.

Yangın Dumanının İçeriği

Yangın dumanı, yanma sırasında oluşan kompleks bir karışımdır ve içeriği yanan malzemelere, sıcaklığa ve oksijen varlığına bağlı olarak değişir. Duman, gaz fazındaki bileşenler, aerosol partiküller ve ısı içerir. Yangın dumanının ana bileşenleri şunlardır:

Karbon Monoksit (CO)

Eksik yanma sonucu oluşan renksiz, kokusuz ve tatsız bir gazdır. Hemoglobine oksijenden 200-250 kat daha yüksek afinite gösterir ve karboksihemoglobin (COHb) oluşturarak dokulara oksijen taşınmasını engeller. Yangın kurbanlarında en sık görülen ölüm nedenlerinden biridir.

Hafif Maruziyet (%10-20 COHb): Hafif baş ağrısı, baş dönmesi, bulantı, kusma, yorgunluk gibi belirtiler görülebilir.

Orta Şiddette Maruziyet (%20-40 COHb): Baş ağrısı, baş dönmesi, bulantı, kusma, nefes darlığı, göğüs ağrısı, görme bulanıklığı, karışıklık, bilinç bulanıklığı gibi daha belirgin semptomlar ortaya çıkabilir.

Şiddetli Maruziyet (%40-60 COHb): Şiddetli baş ağrısı, bilinç kaybı, bayılma, koma, kalp ritm bozuklukları, nöbetler, solunum yetmezliği gibi hayati tehlike oluşturabilecek belirtiler gelişir.

Çok Şiddetli Maruziyet (%60’ın üzerinde COHb): Kalıcı nörolojik hasar, ölüm riski yüksektir.

Hidrojen Siyanür (HCN)

Özellikle azot içeren sentetik malzemelerin (poliüretan, naylon, akrilik, melamin) yanması sonucu oluşur. Hücresel düzeyde sitokrom oksidaz enzimini inhibe ederek hücresel solunumu bloke eder ve hızlı bilinç kaybına neden olabilir. HCN, renksiz, acı badem kokulu (bazı kişilerde algılanmayabilir) ve oldukça zehirli bir gazdır. Akut maruz kalma, baş dönmesi, baş ağrısı, bulantı, kusma, nefes darlığı, bilinç kaybı ve hatta ölüme neden olabilir. Yüksek konsantrasyonlarda, birkaç dakika içinde ölümcül olabilir. Kronik düşük seviyeli maruziyetin etkileri tam olarak anlaşılmamıştır, ancak sinir sistemi ve solunum sistemi üzerinde olumsuz etkiler yaratabileceği düşünülmektedir.

İrritanlar

Akrolein: Düşük konsantrasyonlarda bile şiddetli solunum yolu irritasyonuna neden olur. Yanmış yağ ve plastiklerde bulunan tahriş edici ve oldukça toksik bir gazdır. Akut maruz kalımlarda, gözlerde, burunda ve boğazda şiddetli yanma, öksürme, nefes darlığı ve akciğer ödemi gibi ciddi solunum problemlerine yol açabilir. Kronik maruziyet, solunum sistemi hastalıklarına ve göz problemlerine yol açabilir.

Formaldehit: Göz ve solunum yollarında irritasyona neden olan, Grup 1 karsinojen olarak sınıflandırılan bir bileşiktir. Formaldehit, keskin kokulu, renksiz bir gazdır. Hem akut hem de kronik etkiler gösterir. Akut maruziyet, gözlerde, burunda ve boğazda tahrişe, öksürüğe, nefes darlığına ve solunum sorunlarına yol açabilir. Kronik maruziyet, solunum problemlerine, alerjik reaksiyonlara ve hatta kansere (bazı çalışmalarda özellikle lösemi) sebep olabilir.

Sülfür dioksit (SO₂): Kükürt içeren malzemelerin yanması sonucu oluşur ve bronkokonstriksiyona neden olabilir. Sülfür dioksit, keskin, boğucu bir kokuya sahip renksiz bir gazdır. Akut maruziyet, gözlerde ve solunum yollarında tahrişe, öksürüğe, nefes darlığına, göğüs ağrısına ve solunum yetmezliğine neden olabilir. Yüksek konsantrasyonlarda, akciğer ödemi ve ölüm riski vardır. SO2’nin solunum yollarına olan etkisi, bronşların daralması yoluyla astım ataklarını tetikleyebilir veya kötüleştirebilir. SO2’nin özellikle solunum hastalıkları olan kişilerde daha şiddetli etkiler gösterdiği bilinmektedir.

Azot oksitler (NOx): Azot oksitleri, çeşitli azot oksitlerinin (NO, NO₂, N₂O, vb.) bir karışımını ifade eder. Bunlar renksiz veya kırmızımsı kahverengi gazlardır ve genellikle yüksek sıcaklıkta yanma süreçlerinde (motorların egzoz gazları, sanayi tesisleri, yangınlar) oluşur. Yangınlarda, özellikle yüksek sıcaklık ve yeterli oksijenin bulunduğu durumlarda, azot oksitlerin oluşumu artar. Azot dioksit (NO₂), NOx karışımı içinde en toksik bileşendir. Akut maruziyet, gözlerde, burunda ve boğazda tahrişe, öksürüğe, nefes darlığına, göğüs ağrısına ve akciğer ödemine neden olabilir. Yüksek konsantrasyonlarda, solunum yetmezliği ve ölüm riski vardır. NO₂, solunum yollarında iltihaplanmaya ve akciğer fonksiyonlarında azalmaya yol açabilir. NO’nun (azot monoksit) akut etkileri, NO₂’ye göre daha az şiddetlidir. Yüksek sıcaklıklarda atmosferik azotun oksidasyonu sonucu oluşur ve akciğer hasarına yol açabilir.

Partiküler Maddeler

Yangın dumanındaki partiküller, boyutlarına göre farklı derinliklerde solunum sistemine nüfuz edebilir. 10 mikrondan küçük partiküller (PM10) alt solunum yollarına ulaşabilirken, 2.5 mikrondan küçük partiküller (PM2.5) alveollere kadar ulaşabilirler.

Karsinojenler

Yangın dumanında çok sayıda karsinojenik bileşik bulunabilir. Uluslararası Kanser Araştırmaları Ajansı (IARC) sınıflandırmasına göre Grup 1 (kesin karsinojen), Grup 2A (muhtemel karsinojen) ve Grup 2B (olası karsinojen) kategorilerinde yer alan birçok madde yangın dumanında tespit edilmiştir. Bunlar arasında benzen, benzo(a)piren, formaldehit, arsenik, asbest, kadmiyum bileşikleri, krom-6 bileşikleri ve vinil klorür gibi maddeler bulunmaktadır.

IDLH Konsantrasyonları ve Mesleki Maruziyet Sınırları

IDLH (Immediately Dangerous to Life or Health – Hayatı ve Sağlığı Hemen Tehdit Eden Durum), iş sağlığı ve güvenliği bağlamında kritik bir kavramdır. NIOSH (National Institute for Occupational Safety and Health) tarafından tanımlanan bu değer, “yaşam ve sağlık için acil bir tehdit oluşturan ya da geri dönüşümsüz veya gecikmiş olumsuz sağlık etkilerine neden olabilecek ya da bireyin ortamdan kaçma yeteneğini etkileyebilecek herhangi bir toksik, aşındırıcı ya da boğucu maddenin atmosferik konsantrasyonu” olarak ifade edilir.

Yangın ortamında sıklıkla karşılaşılan bazı kimyasalların IDLH değerleri ve TLV-TWA (Threshold Limit Value – Time Weighted Average) değerleri şöyledir:

Bu değerler, acil durum müdahale ekiplerinin ve yangın söndürme personelinin güvenliği için kritik öneme sahiptir. IDLH değerlerinin aşıldığı ortamlarda çalışanlar, pozitif basınçlı tam yüz solunum koruyucu ekipman kullanmalıdır.

Karboksihemoglobin ve Klinik Etkileri:
Karbon monoksit (CO) zehirlenmesinin şiddeti, kandaki karboksihemoglobin (COHb) düzeyi ile doğrudan ilişkilidir. COHb düzeylerine göre gözlenen klinik bulgular şu şekildedir:

CO zehirlenmesinin tedavisinde yüksek konsantrasyonda oksijen tedavisi esastır. %100 oksijen uygulaması, COHb’nin yarı ömrünü yaklaşık 5 saatten 1 saate düşürür. Ağır vakalarda hiperbarik oksijen tedavisi düşünülmelidir.

Yangın Dumanındaki Karsinojenler

Yangın dumanında bulunan karsinojenler, IARC sınıflandırmasına göre üç ana grupta incelenebilir:

Grup 1 Karsinojenler (İnsanlar İçin Kesin Karsinojen)

• Arsenik
• Asbest
• Benzen
• Benzo(a)piren
• 1,3-Butadien
• Kadmiyum ve kadmiyum bileşikleri
• Krom-6 bileşikleri
• 1,2-Dikloropropan
• Etilen oksit
• Formaldehit
• Nikel bileşikleri
• Pentaklorobifeniller
• Silika
• Sülfürik asit
• Trikloroetilen
• UV radyasyon
• Vinil klorür

Grup 2A Karsinojenler (İnsanlar İçin Muhtemel Karsinojen)

• Akrolein
• Dibenzo(a)piren
• Diklorometan
• Dimetilformamid
• Hidrazin
• Kurşun bileşikleri
• Stiren
• Trikloroetan

Grup 2B Karsinojenler (İnsanlar İçin Olası Karsinojen)

• Akrilonitril
• Bromopropan
• Klorodinitrobenzen

Bu karsinojenlere kronik maruziyet, yangın söndürme personeli ve yangından kurtulanlar için uzun vadeli sağlık riskleri oluşturabilir. Epidemiyolojik çalışmalar, itfaiyecilerde bazı kanser türlerinin (mesane, böbrek, prostat, testis kanserleri ve non-Hodgkin lenfoma) genel popülasyona göre daha yüksek oranda görüldüğünü göstermektedir.

Yangın Toksikolojisinde Risk Değerlendirmesi

Yangın toksikolojisinde risk değerlendirmesi, yangın senaryolarının modellenmesi, toksik maddelerin tanımlanması ve doz-yanıt ilişkilerinin belirlenmesi gibi adımları içerir. Risk değerlendirmesinde kullanılan başlıca parametreler şunlardır:

Fraksiyone Etkili Doz (FED)

FED, yangın ortamında bulunan toksik maddelerin toplam etkisini değerlendirmek için kullanılan bir parametredir. FED değeri 1’e ulaştığında, maruz kalan kişilerin %50’sinde inkapasite veya ölüm beklenir.

Fraksiyone İrritan Konsantrasyon (FIC)

FIC, irritan gazların toplam etkisini değerlendirmek için kullanılır. FIC değeri 1’i aştığında, kaçış yeteneğini etkileyecek düzeyde irritasyon beklenir.

Görüş Mesafesi

Duman yoğunluğu arttıkça görüş mesafesi azalır, bu da tahliye sürecini zorlaştırır. 3 metreden az görüş mesafesi, tahliye hızını önemli ölçüde düşürür ve panik riskini artırır.