Karbonmonoksit Zehirlenmesi ve Boğulma: Madencileri Ölüme Kadar Götürebilen Gaz!

Karbonmonoksit, ya da kısaca CO, kokusuz ve renksiz bir gazdır ve canlıları çok hızlı bir şekilde hastalandırıp öldürebilir. CO genellikle yanıcı tepkimelerden çıkan gazlarda bulunur. Örneğin bir kömür madeninde çıkan bir yangında veya oluşan bir patlamada... Bunun haricinde araba egzozlarından, ocaklardan, şöminelerden ve benzeri yanıcı tepkimeleri barındıran veya bu tepkimelerin ürünlerini çıkaran sistemlerde bulunur. Eğer ki bu tepkimelerin süregeldiği yerler yeterince havalandırılmazsa, CO gazı içeride birikebilir ve her türlü hayvan türünü, dolayısıyla insanı da öldürebilir.

Peki bu nasıl olur? Neden bir gaz bizim ölümümüze neden olmaktadır? Bunun sebebi, kanımızda tüm doku ve hücrelerimize oksijen taşıyan kimyasalda, yani hemoglobinde gizlidir. Hemoglobin, yapısı nedeniyle oksijen atomlarına bağlanabilmektedir. Ancak hemoglobinin yapısındaki demir, oksijen gazına son derece zayıf bir şekilde bağlanır. Öyle ki, ortamdaki oksijen derişiminin düşük olmasından kaynaklı olarak doğan difüzyon kuvvetleri bile oksijeni hemoglobinden ayırabilir. İşte dokularda, oksijen oranı akciğerlerdekine göre çok daha düşük olduğundan, kan dokulara ulaştığında hemoglobin üzerine etkimeye başlayan difüzyon kuvvetleri etkisine karşı oksijeni tutamaz. Bu nedenle oksijen ayrılır ve dokulara doğru nüfuz eder. Böylece oksijen kan yoluyla dokulara ulaşmış olur.

Pixabay

Öte yandan karbonmonoksit demire oksijene göre 200 ila 300 kat daha güçlü bir şekilde bağlanır ve sadece difüzyon gibi basit kuvvetlerle koparmak olanaksızdır. Ancak ortamda başka kimyasallar bulunuyorsa hemoglobinden ayrılabilecektir ki evrimsel süreçte böyle bir adaptasyon geçirmediğimiz için, normalde bu kimyasallar vücudumuzda bulunmaz. Dolayısıyla eğer ki soluduğumuz havada karbonmonoksit oranı yüksekse, bu gaz hızla akciğerlerimizde hemoglobine bağlanmaya başlar. Ancak bu karbonmonoksit yüklü hemoglobin dokulara ulaştığında, difüzyon kuvveti hemoglobin ile karbonmonoksit arasındaki bağı kıramaz; bunun için çok zayıftır. Dolayısıyla bu hemoglobinler dokulardan olduğu gibi geçerler ve tekrar akciğerlere dönerler. Ancak döngü devam ettikçe, sürekli olarak yeni ve boşta olan hemoglobinler karbonmonoksit bağlamaya devam ederler. Nihayetinde, belli bir sayının üzerinde hemoglobin, oksijen yerine karbonmonoksit taşımaya başlayınca, dokular oksijensiz kalmaya ve hızla ölmeye başlarlar. Eğer ki bu anda müdahale edilmezse, hemoglobin asla karbonmonoksitten kurtulamayacaktır ve bireyin boğularak, oksijensizlikten ölmesine neden olacaktır. Çünkü sözünü ettiğimiz, oksijenle beslenmesi gereken dokular arasında beyin, kalp, karaciğer, böbrekler gibi hayati organlarımız vardır ve bunlar kısa sürede, oksijensizlik nedeniyle ölecektirler.

Kabul Edilebilir Karbonmonoksit Seviyeleri

Yapılan incelemeler, havadaki 1.000.000 molekülden 70 civarından fazlası karbonmonoksit molekülü olacak olursa, ki bu, 70 ppm (İng: "parts per million" yani "milyondaki parça sayısı") olarak ölçülür, göğüste ağrı ile başlayan semptomlar gözlenmeye başlar. 150-200 ppm seviyesinde karbonmonoksite maruz kalan bireylerde baş ağrısı, bitkinlik ve ölüm görülebilir. Karbonmonoksit düzeyi ne kadar artarsa, bireyler üzerindeki etkisi de o kadar fazla olacaktır. Örneğin eğer bu değer 2.000 ppm olacak olursa, yani her 1.000.000 molekülden 2.000 tanesi (%0.2 oranında) karbonmonoksit olursa, yaklaşık 1 saat içerisinde ölüm meydana gelecektir.

Ancak bu oranlar, farklı organizasyonlarca farklı şekillerde belirtilebilmektedir: Örneğin Amerikan Isıtma, Soğutma ve İklimlendirme Mühendisleri Cemiyeti (ASHRAE), izin verilecek en yüksek kısa vadeli karbonomonoksit seviyesini 9 ppm olarak belirlemiştir. Ayrıca maruziyet süresi de bu seviyeleri etkileyebilir: ABD Çevre Koruma Ajansı, 1 saatlik maruziyet için kabul edilebilir seviyeyi 35 ppm, 8 saatlik maruziyet için kabul edilebilir seviyeyi 9 ppm olarak belirlemiştir.

Türkiye'de ise bu sınırlar çok daha yüksektir. Örneğin 8 saatlik çalışma süresi içinde geçilmemesi gereken karbonmonoksit oranı Türkiye'de 50 ppm'dir; ABD'dekinin neredeyse 6 katı!

İş Sağlığı ve Güvenliği Araştırma ve Geliştirme Enstitüsü Başkanlığı

Ne yazık ki madenler gibi kapalı alanlarda, gerekli havalandırma önlemleri alınmadığı zaman meydana gelen patlamalar ve yangınlarda karbonmonoksit oranı çok kısa sürede %0.4'ün (4000 ppm) üzerine çıkar. Bu durumda bu havayı soluyan bireylerin sadece birkaç dakika hayatta kalabilmesi mümkün olmaktadır. 

Boğulma Sırasında Neler Oluyor?

Vücudumuzdaki oksijen oranları azaldıkça ve dokulardaki solunum ürünü olan karbondioksit arttıkça, boğulma başlar. Öncelikle hipoksi, yani oksijen yetmezliği durumu görülür. Sonrasında ise apoksi, yani oksijensizlik hali oluşur.

Vücut oksijensiz kalacağı için daha hızlı bir şekilde kan dolaştırması gerektiğini düşünerek fibrinolisin salgılar. Tabii ki bu büyük bir hatadır, çünkü bu kimyasal kanın akışkanlığını arttırır ve karbonmonoksidin çok daha hızlı bir şekilde hemoglobinleri işlevsiz kılmasına neden olur. Ancak vücudumuz bir bütün olarak "zeki" olmadığı ve en nihayetinde evrimsel süreçte genlerimizde taşıdığımız bilgilere göre hareket ettiği için, hangi durumda neyin iyi olacağını bilemez. Yine de vücuda oksijen yetiştirme, evrimsel süreçte 1 numaralı öneme sahip olduğu için bu süreç devam eder.

Kan akışkanlığı artmasının yanı sıra, boynumuzdaki damarlar genişler ve beyne daha çok kan gitmesini sağlar. Tabii bu, beyne daha çok karbonmonoksit taşınması demektir. Aynı zamanda kalp ritmi artar. Bu sebeple göğüs üzerinde bir ağrı hissedilebilir. Ancak tabii ki en belirgin semptomlar, baş dönmesi, mide bulantısı, kusma, yorgunluk, kafa karışıklığı, mide ağrısı ve elbette, nefes darlığıdır. Bu semptomlar giderek kötüleşir, baş ağrısı ve kalp sıkışması ortaya çıkmaya başlar.

Anoksi hali, yani oksijensizlik devam ettikçe, kılcal damarlar şişmeye başlar. Böylece dokulara daha fazla oksijen taşınması hedeflenir. Bunun bir yan etkisi olarak damarlarda ve dokularda tıkanıklıklar artar. Yani vücut, kendini kurtarmak için geçici çözümler üretmeye çalışır; ancak bunların olumsuz etkileri vardır. Örneğin dokuların geçirgenliği daha fazla oksijen kabul etmek için artar; öte yandan bu, vücutta hızla ödemlerin ve şişliklerin oluşmasına neden olur.

Eğer ki oksijen seviyesi normal hale dönemezse, vücuttaki sıvı dengesi bozulmaya başlar. Bu durum, kan akışını zincirleme bir şekilde bozar ve dokuların iç dengelerini korumasına engel olur. Böylece canlılığın şartları ihlal edilmeye başlar: Hücreler, iç aktivitelerini kullanarak entropi artışına karşı koyabilecekleri enerjiyi üretememeye başlarlar. Böylece hücreler önce tek tek, sonrasında öbekler halinde ölmeye başlar. Buna engel olmaya çalışan vücut, kılcal damarlar arasındaki bölgelerdeki basıncı arttırır; ancak eğer ki oksijen seviyeleri normale dönemezse, kılcal damarlar yırtılmaya başlar. Böylece iç kanama görülür.

Nihayetinde, vücudun tüm dengesi altüst olduktan sonra, hücre ölümleri kitlesel bir hal alır. Oksijenle beslenemeyen beyinde sinirler ölmeye başlar. Bu nedenle beyin, kısa sürede kendisini kapatarak vücudu kurtarmaya çalışır. Eğer ki oksijen eski haline dönmezse, beyin de kısım kısım ölerek sonunda bireyin ölümüne giden süreci tamamlar. Bu süreçte, kalp ve karaciğer gibi organlarımız da oksijen alamadıkları için çalışmalarında sorunlar baş gösterir ve kısa sürede bunlar da tamamen iflas eder.

Kısaca var olabilmemizi sağlayan en temel gazın yokluğunda, vücut çok hızlı, sancılı ve ölümcül bir süreçten geçerek tüm organizmanın ölüm basamaklarını bir bir geçer. Bu tür bir ölümü tanımlamak için kullanabileceğiniz son sıfat "tatlı"dır. 

Demirleri Isırarak Oksijen Almak ve Hayatta Kalmak

Mayıs 2014'te Soma'da gerçekleşen katliamdan sonra madencilerimizden biri, yüksek miktarda karbonmonoksit bulunan madende 9 saat civarında kaldıktan sonra hayatta kalarak 40 kişiyi de kendisiyle birlikte kurtarmayı başardı. Bu madencimiz, yaptığı açıklamada "Konveyörlerin altındaki demirleri ısırarak oradan oksijen aldık, hayatta kalmayı böyle başardık." dedi.

Bu, çok büyük ihtimalle bir mittir. Bulundukları cep içerisindeki paslı demirler karbonmonoksidin tutulmasına kısmen katkı sağlamış olabilir; ancak ağzı demirlere dayamak ya da ısırmak, dikkate değer bir fark yaratmayacaktır. Dolayısıyla muhtemelen demirleri ısıran bir ekibin kurtulması bir rastlantıdır; ısırmanın doğrudan bir katkısı olmamıştır.

Bunun haricinde, elbette işin içerisinde şans ve moral faktörü de bulunuyor. Örneğin işe yarar bir çaba sarf ettiklerini düşünmüş olmaları, dirençlerini arttırmış olabilir (plasebo etkisi). Her ne kadar karbonmonoksit şakası olmayan bir gaz olsa da, en ufak değişim bile fark yaratabilecektir. Öte yandan bu durumun bilimsel bir geçerliliği olup olmadığına yönelik bilimsel bir analiz bulunmamaktadır; dolayısıyla kesin yargılara varmak son derece güçtür.

Bir diğer kurtulan madencimizin anlattığına göre, geçen oksijen borularını 10-15 farklı yerden delerek ağızlarını oraya dayamışlar ve bu şekilde kurtulmuşlardır. Elbette bu yöntem doğrudan işe yarar bir yöntemdir ve kurtulabilmelerinin ana sebebidir.