BENZEN NEDİR?

Benzol olarak da bilinen benzen renksiz bir sıvıdır.

Benzen havaya çok hızlı bir şekilde karışır ve suda çok az çözünür.

Benzen yüksek oranda alevlenebilen bir maddedir.

Benzen hem endüstriyel hem de doğal kaynaklardan dolayı hava, su ve toprakta bulunabilir.

Benzen aren veya aromatik hidrokarbonlar olarak adlandırılan organik bileşikler sınıfının en basit üyesidir.

Kaynama noktası 80,1°C ve erime noktası 5,5°C olan bir sıvıdır.

Molekül formülü C6h6

Benzen, endüstride plastik imalinde kullanılan stiren ve fenolün sentezinde başlangıç maddesi olarak, naylon bileşenlerinde, sentetik deterjan imalinde kullanılır.

Uçak benzinlerinde, boya yapmaya yarayan anilinin başlangıç maddesi ve böcek öldürücü olarak da benzen kullanılır.

Benzen çevrede yaygın olarak bulunmaktadır.

Endüstriyel işlemler çevrede bulunan benzenin temel kaynaklarıdır.

Havadaki benzen düzeyleri yanan kömür ve yağın emüsyonlarından, motorlu taşıtların egzoslarından ve servis istasyonlarından evaporasyon ile yükselebilir.

Sigara dumanı havadaki benzenin diğer bir kaynağıdır.

Benzen havaya su ve toprak yüzeylerinden geçebilir.

Havada iken benzen diğer kimyasallar ile reaksiyona girer ve birkaç gün içinde parçalanır.

Havadaki benzen ayrıca yağmur ve kar ile toprakta birikebilir.

Benzene Nasıl Maruz Kalınır?  

Hemen her gün benzene düşük düzeyde de olsa maruz kalmaktayız.

Benzene çevrede, çalışma ortamında ve evde maruz kalınabilir.

Benzene maruz kalmanın temel kaynakları:  

• Sigara dumanı

• Otomobil servis istasyonları

• Motorlu araçların egzosları

Ayrıca yapıştırıcılar, boyalar, mobilya cilaları gibi benzen içeren ürünlerin buharları veya gazları ile de benzene maruz kalınabilir.

Amerika’da benzene maruz kalmanın yaklaşık %50’si sigara içmekten veya sigara dumanına maruz kalmaktan kaynaklanır.

Günde 32 tane sigara içen bir kişi her gün yaklaşık 1.8 mg benzen alır.

Bu miktar sigara içmeyenler tarafından alınan ortalama günlük benzenin 10 katıdır.

Açık havada ölçülmüş benzen düzeyleri ise 0.02- 34 ppb arasındadır.

Şehirlerde veya endüstriyel alanlarda yaşayan insanlar kırsal kesimlerde yaşayanlara göre havada çok daha yüksek düzeyde benzene maruz kalırlar.

Evdeki benzen düzeyleri ise açık havadaki düzeyden genellikle daha yüksektir.

Pek çok insan için gıda, içecekler veya içme suyu ile benzene maruz kalma düzeyi havaya göre daha yüksek değildir.

İçme suyu genellikle 0.1 ppb’den daha az benzen içerir.

Benzen ile kontamine olmuş musluk suyunu kullanan insanlar içme suyundan veya bu su ile hazırlanmış yemeklerden benzene maruz kalabilirler.

Çalışma ortamında benzen üreten veya kullanan insanlar benzene en yüksek düzeylerde maruz kalırlar.

Amerika’da 238 000 insan bu şekilde benzene maruz kalmıştır.

Benzen Sağlığımızı Nasıl Etkiler?  

Benzene maruz kalmanın ardından zararlı sağlık etkilerinin oluşup oluşmadığını bazı faktörler belirlemektedir.  Bu faktörler maruz kalınan benzen miktarı ve maruz kalma süresidir.  Benzene uzun süre maruz kalmanın etkileri hakkında birçok bilgi benzen kullanan endüstrilerde çalışan insanlar ile yapılan çalışmalar sonucu elde edilmiştir.

Eğer benzen cildinize temas ederse kızarıklığa ve yanmaya neden olabilir. Gözlerin benzen ile teması sonucu tahrişe ve korneada hasara neden olur. Uzun süre benzene maruz kalan insanlarda özellikle kemik iliği gibi kan hücrelerini oluşturan dokularda benzenin zararlı etkileri görülür.

Bu etkiler normal kan üretimini bozar ve önemli kan bileşenlerinde azalmaya neden olur. Kırmızı kan hücrelerindeki azalma anemiye yol açar. Kandaki diğer bileşenlerin azalması ise aşırı kanamaya neden olur. Benzene aşırı derecede maruz kalmak enfeksiyon ihtimalini arttırarak ve kansere karşı vücudun savunmasının azaltarak bağışıklık sistemine zarar verir.

Böylece kan üretiminde rol oynayan organların kansere yakalanma riski ortaya çıkar.

Hamile hayvanlar ile yapılan çalışmalar benzen solumanın fetus gelişimi üzerine zararlı etkileri olduğunu göstermiştir.

Gazlı Alkolsüz İçeceklerde Benzenin Tarihi

1990’da Gıda ve İlaç İdaresi (FDA) bazı alkolsüz içeceklerde benzen varlığını saptamıştır Bunun ardından FDA ve içecek firmaları birlikte çalışmalara başlamıştır. FDA 1990’dan beri benzeni karsinojen bir madde olarak kabul etmesi nedeniyle tüketicilerin sağlığını etkileyen en önemli konulardan biri olarak görmektedir.

1990’ların sonuna doğru bazı alkolsüz içeceklerde bulunmuş olan benzenin askorbik asit varlığında benzoatın parçalanması nedeniyle oluştuğu saptanmıştır. Benzen, diet içecekler ile vitamin C’nin yüksek oranda bulunduğu içeceklerde en yüksek düzeydedir. Şeker miktarının azlığının bu konuda etkili olduğu belirtilmektedir  1998’de Amerika’da Coca-cola ve Pepsi ürünleri benzen kontaminasyonu nedeniyle geri çağrılmıştır.

1999’da ise Avrupa’da Coca-cola ürünleri yine benzen düzeylerinin yüksek çıkması nedeniyle geri çağrılmıştır. 2001’de yapılan çalışmaya göre benzoat ve askorbik asit kullanımı ile son üründeki benzen miktarı 3 ppb’den yüksek çıkmıştır. l Avrupa Birliği yönetmeliğine göre içme suyundaki benzen sınırı 1 ppb olarak belirtilmiştir.

Her ne kadar rafta uzun süre bekleyen ürünlerde benzen düzeyi 25 ppb olarak bulunsa da daha sonra ısı ve ışığa maruz kalan bu ürünlerde benzen düzeyi 82 ppb’ye kadar çıkmaktadır. l Benzen oluşma eğilimi gelişmekte olan ülkelerde özellikle soda satışlarının yüksek olduğu sıcak ülkelerde en büyük problemdir.

Amerika’daki benzen sorunu kelatlaştırıcı ajan olarak kalsiyum disodyum EDTA ilavesinin endüstride kullanılması ile kontrol altına alınmıştır. l Ancak FDA gazlı olmayan alkolsüz içeceklerde kalsiyum disodyum EDTA’nın kullanımını uygun görmemektedir.

Yine İngiltere’deki Gıda Standartları Ajansı içecekler için kalsiyum disodyum EDTA kullanımının uygun olmadığını belirtmiştir. l Benzen kanserojen bir madde olarak lösemiye neden olmaktadır.

İçeceklerde bulunan benzene maruz kalan okul çağındaki çocuklarda 20’li yaşlarına kadar löseminin gelişmediği belirlenmiştir. l Benzen kan kanseri ve diğer kanser çeşitlerinin yanı sıra sinir ve bağışıklık sistemi hastalıklarına, anemiye ve kromozom kayıplarına neden olmaktadır.

Benzen özellikle az şekerli içeceklerde, sıcak iklimlerde veya alkolsüz içeceklerde benzen oluşumunu önleyecek teknik uyarlamanın yapılmadığı durumlarda büyük bir sorun teşkil etmektedir. l İngiltere ve Almanya’da 2006’da yapılan çalışmada diet içeceklerde benzen oluşumunun en yüksek düzeyde olduğu belirtilmiştir. l Bunun nedeni olarak ise şekerin yalıtıcı (insulating) etkisinin yokluğu gösterilmiştir.

Benzen açısından en yüksek risk taşıyan içecekler aşağıdaki kombinasyonları içerir:

Diet veya şekeri azaltılmış

Benzoat

Askorbik asit veya eritrobiotik asit

Meyve suyu

Turunçgil veya vişne aroması

2006’da yapılan çalışmada hidroksil radikallerinin benzoik asitten CO ’yi ayırdığı ve benzeni oluşturduğu belirlenmiştir. 2 l Alkolsüz içeceklere vitamin C ilave edilmemeli veya doğal olarak askorbik asit içeren meyve sularında Na benzoat gibi koruyucular kullanılmamalıdır. l Böylece benzen oluşumunu önlemek çok daha kolay olabilmektedir.

Amerikan Gazlı Alkolsüz İçeceklerinde Benzen

Fransa ve İngiltere’de bulunan gazlı alkolsüz içeceklerde oldukça yüksek düzeyde benzen bulunmasının ardından FDA’nın yaptığı araştırmaya göre Amerikalılar da aynı risk ile karşı karşıyadır.

Her ne kadar FDA endişe verici bir durum olmadığını belirtse de federal yetkililer test ettikleri diet alkolsüz içeceklerin %80’de benzen düzeyinin içme suyununkinden 4 kat daha yüksek olduğunu belirtmiştir.

Kanseri tetikleyici rol oynayan benzen vitamin C ve Na veya K benzoat ile alkolsüz içeceklerde oluşur.

Alkolsüz içeceklerde benzen oluşumunu etkileyen diğer faktörler:  Isı ve UV Işık Metal iyonları Rafta bekleme süresinin artması

Amerikan Çevre Koruma Ajansı içme suyunda benzenin maksimum bulaşı düzeyini 5 ppb olarak belirlemiştir.

FDA ise şişelenmiş su için bu düzeyi kalite standardı olarak kabul etmiştir.

FDA’nın Gıda Güvenliği Merkezi(CFSAN) tarafından yürütülen bir çalışmada analiz edilen birçok içecek örneğinde ya hiç benzen tespit edememiştir ya da içme suyu için sınır olan 5 ppb’nin altında benzen bulmuştur.

Gazlı Alkolsüz İçeceklerde Benzen Nasıl Oluşur?  

Isı ve ışığa maruz kalmak hem Na veya K benzoat gibi benzoat tuzlarını hem de vitamin C içeren bazı içeceklerde benzenin düşük miktarlarının oluşumunu teşvik ettiği bulunmuştur. Na veya K benzoat bakteri, maya ve küf gelişimini önlemek için içeceklere ilave edilmektedir.

2005 Kasımında FDA tarafından yayınlanan labratuar sonuçlarına göre benzoat koruyucularını ve vitamin C içeren alkolsüz içeceklerin küçük bir bölümünde düşük miktarda benzen tespit edilmiştir. l Bu bilginin ışığında FDA hem benzoat hem de vitamin C içeren ürünleri toplamaya ve analiz etmeye başlamıştır.

2005 Kasımından 2006 Martına kadar süren çalışmada FDA 100’den fazla alkolsüz ve diğer içecekleri test etmiştir. l İçecek örnekleri Maryland, Virginia ve Michigan’daki satış depolarından temin edilmiştir. l Bu çalışma sınırlı sayıda ürün, marka ve sınırlı bir coğrafik alanı kapsamaktadır.

Çalışma sınırlı olmasına rağmen FDA benzen düzeylerinin tüketiciler için güvenilir olmadığı sonucuna varmıştır. l FDA’nın Toplam Diet Çalışması(TDS) programı boyunca gıdaların geniş bir bölümünde kontaminantların ve besinlerin çeşitli düzeyleri belirlenmiştir.

Bu sonuçlar aynı prosedürü kullanan diğer ülkelerde de aynı çıkmıştır ve bu nedenle FDA, TDS’nin sonuçlarının bazı nedenlerle yanlış olduğunu doğrulamıştır. l Sonuç olarak FDA bu çalışma farklılıklarının kaynağını belirlemek için hala araştırmaya devam etmektedir. l 1995-2001 yılları arasında FDA’nın TDS sonuçları bazı alkolsüz içeceklerde benzen düzeylerinin CFSAN’ın sonuçlarına göre oldukça yüksek olduğunu göstermektedir.

TDS tarafından kullanılan analitik method çalışmaları içecek örneklerini analiz etmek için kullanılan işlemlerin benzen düzeyini arttırdığını belirtmektedir. l Bu durum CFSAN tarafından yapılan geçmiş çalışmalarda belirtilen benzen düzeylerinden neden daha yüksek çıktığını açıklamaktadır. l TDS çalışması sonuçlarına rağmen geçmişte yapılan birçok çalışma alkolsüz içeceklerde bulunan benzen düzeylerinin halk sağlığı açısından güvenli olduğunu belirtmektedir.

CFSAN’ın yaptığı çalışma sonunda analiz edilen örneklerin hemen hemen tümü ya hiç benzen içermemektedir yada 5 ppb düzeyinin altında benzen içermektedir. l Diğer hükümet ajansları ve içecek endüstrisi tarafından test edilen yüzlerce örnekteki benzen düzeyleri CFSAN’ın buldukları ile tutarlıdır.

CFSAN’ın test ettiği 5 içecek ürününde benzen düzeyi 5 ppb nin üzerinde bulunmuştur. Ø Crystal Light Sunrise Classic Orange Ø Crush Pineapple Ø Safeway Select Diet Orange Soda Ø Aquacal Strawberry Flavored Water Beverage Ø Giant Light Cranberry Juice Cocktail

FDA, CFSAN’ın çalışmasında benzen düzeyi 5 ppb nin üzerinde çıkan bu ürünlerin firmaları ile temasa geçmiştir. l Üreticiler ise benzen miktarını azaltmak veya tamamen ortadan kaldırmak için ürünlerini yeniden formüle etmişlerdir. l Bazı firmalar örneklerini CFSAN’a analiz için göndermişler ve bu örneklerde benzen düzeyinin 1 ppb den daha az olduğu bulunmuştur.

Kanada Sağlık Amerika’daki alkolsüz içeceklerde bulunmuş olan iz miktardaki benzen raporlarını takiben bu içeceklerde benzen varlığını araştırmaya başlamıştır. l Bu çalışma kapsamında askorbik asit ve benzoatları içeren 118 alkolsüz içecek ürünleri temin edilmiştir.

Ürünlerin büyük bir kısmı alkolsüz içeceklerdir fakat bazı az alkollü içecekler ve kokteyl karışımları da bulunmaktadır. l Ürünlerin %80’den fazlasında benzen ya hiç belirlenememiştir ya da güvenilir sınırın altında tespit edilmiştir. l Benzen içeren 118 üründen 4’ünde benzen düzeyi içme suları için sınır kabul edilen 5 µg/L’den yüksek çıkmıştır.

Bu 4 üründeki benzen düzeyleri içme suyu için standart kabul edilen değerden yüksek ise de Kanada Sağlık uzmanları benzene maruz kalan bu içeceklerin insan sağlığına zararlı olmadığını bildirmişlerdir. l Bu ürünlerin 2 tanesinde ortalama 15-23 µg/L arasında değişen düzeylerde benzen içerdiği bulunmuştur.

Üreticiler benzen oluşumunu elemine etmek için bu ürünleri yeniden formüle etmişlerdir. l Daha sonraki çalışmalarda Sağlık Kanada yeniden formüle edilmiş ürünlerde benzene rastlamamıştır. l Böylece işlem koşullarını ve formülasyonu kontrol ederek iz miktarda benzenin elemine olabileceği gösterilmiştir.

Japon Alkolsüz İçeceklerinde Benzen

Japon Sağlık Bakanlığı (JHM) 2006’da yaptığı çalışmada potansiyal tehlikesi bulunan katkı maddelerini içeren 31 farklı alkolsüz içecekte teste başlamıştır.

JMH bu 31 ürünün içinde DHC firmasının ürünü güvenlik standartlarının üzerinde benzen içerdiği bulunan tek üründür.

DHC firmasının Aleovera içeceğinin kabul edilebilir benzen düzeyinden 7 kat daha fazla benzen içerdiği tespit edilmiştir.

JMH yetkilileri belirlenen miktarın insan sağlığı açısından zararlı olmadığını belirtmişlerdir.

İngiltere Sağlık Birimi şehirde yaşayan insanların motorlu araçların emisyonu, servis istasyonları ve endüstriyel faaliyetlerden dolayı günde yaklaşık 400 ppb benzene maruz kalınabileceğini tahmin etmektedir.

JMH kansere neden olan benzen oluşumuna karışan askorbik asit ve Na benzoatlı birçok alkolsüz içecekte araştırmaya başlamıştır.

Alkolsüz içeceklerde benzen oluşumunun içeceklerin yüksek sıcaklıklarda uzun süre beklemesi sonucu daha çok arttığı belirlenmiştir. l Yapılan çalışmalarda şeker, yüksek fruktozlu mısır veya nişasta şurubu gibi tatlandırıcıların diet içeceklerdeki benzen oluşum reaksiyonunu geciktirebileceği belirtilmektedir.

Askorbik Asit ve Metal Katalizör Geçişi Varlığında Benzoik Asitin Dekarboksilasyonundan Benzen Üretimi

Bu çalışma askorbik asit tarafından oksijen ve hidrojen peroksitin metal katalizörlü azalması ile üretilen hidrosil radikallerinin bazı gıda ve içeceklerde uygun koşullar altında benzen üretmek için benzoik asite saldırabileceğini göstermektedir.

Bakır(ΙΙ) ve demir(ΙΙΙ) gibi metallerin geçişi süperoksit anyon radikali üretmek için askorbik asit tarafından oksijenin bir elektronunun azalmasını katalize edebilir. l Askorbik asit tarafından hidrojen peroksitin(H O ) sonradan oluşan metal 2 2 katalizörlü azalması hidroksil radikalini üretebilir.

Sodyum benzoatın optimum antimikrobiyal aktivitesi pH 2.5-4.0 aralığında gerçekleşir. l Sodyum tuzu sulu ortamlarda yüksek çözünürlüğü nedeniyle tercih edilmektedir. l İçeceklerde genellikle %1’den daha az düzeyde kullanılması kabul edilmişken bazı gıdalarda daha yüksek düzeylerde kullanılabilmektedir. l Mathew ve Songster(1965); sodyum benzoatın hidroksil radikali saldırısı ile dekarboksile olduğunu göstermiştir.

Sagone(1980) ise C- işaretlenmiş benzoat dekarboksilasyonunu kullanarak fagositik lökositler ile hidroksil radikali oluşumunu göstermiştir. l Alkoksil radikallerinin benzoatı dekarboksile etmediği belirlenmiştir.

Askorbik Asit ve Hidrojen Peroksit Üzerinde Reaksiyonun Bağımlılığı

Benzen üretimi düşük askorbik asit konsantrasyonlarında askorbik asit konsantrasyonunu arttırılması ile artmıştır. l Ancak askorbik asit konsantrasyonu benzoik asit konsantrasyonunu çok aştığı zaman askorbik asit miktarının artması ile benzen üretimi azalmıştır.

Askorbik asit konsantrasyonuna olan bağımlılık hidroksil radikali üretiminin askorbik asit konsantrasyonuna bağımlılığını göstermektedir. l Ancak yüksek konsantrasyonlarda askorbik asit hidroksil radikalinin bir toplayıcısı gibi benzoik asit ile rekabet etmektedir.

Benzen üretimi; H O konsantrasyonu askorbik 2 2 asit konsantrasyonunu geçene kadar H O 2 2 konsantrasyonu ile doğrusal olarak artmaktadır. l Standart koşullar altında (25°C ve 15 dk. reaksiyon süresi) reaksiyon karışımından hem askorbik asit hem de H O ihmal edildiğinde hiç 2 2 benzen belirlenememiştir.

Bununla beraber reaksiyon karışımı H O 2 2 yokluğunda 50°C’de 3 saat ısıtıldığında benzen üretilmiştir. l Çözeltide bulunan atmosferik oksijenin ardarda azalması ile bu koşullar altında hidroksil radikali oluşabilmektedir.

Metal Katalizör Geçişi Üzerine Reaksiyonun Bağımlılığı

Benzen üretimi 1mM CuSO 4 konsantrasyonunda optimumdur.

Bu metal iyonunun yüksek konsantrasyonları benzen üretiminde düşük bir azalışa neden olmaktadır.

0.1 mM desferioxamin ilavesi ile tamamen baskılanan CuSO reaksiyon karışımından 4 ihmal edilirse önemli bir miktar benzen üretilmektedir.

CuSO yokluğunda reaksiyon karışımına 4 0.05 mM FeSO ilavesi optimum benzen 4 üretimine neden olmaktadır.

FeSO ’ün yüksek konsantrasyonları benzen 4 üretiminin baskılanmasına yol açar.

Bu sonuçlar metal iyonlarının hidroksil radikali üretimini katalize etmek için gerekli olduğunu göstermektedir.

Ancak yüksek konsantrasyonları benzen üretimine engel olmaktadır.

0.25 mM FeSO ile eşit molar miktar EDTA 4 ilave edildiğinde demirin EDTA’sız ilave edilmesine göre benzen üretiminde az bir azalma olmaktadır.

Reaksiyonun pH’ya Bağımlılığı

Benzen bu reaksiyon için pH 2-7 arasında oluşmaktadır.

Maksimum miktar benzen pH 2’de üretilmiştir.

Ph 3-5 arasında benzen üretiminde belirgin bir azalma görülmüştür ve pH 7’de reaksiyon karışımında hiç bezene rastlanmamıştır.

Bu sonuçlar benzoik asit üzerine hidroksil radikali saldırısının benzen ile sonuçlandığını göstermektedir.

Fakat benzoat anyonu üzerindeki saldırı hidroksibenzoatlar, fenol veya bifenil gibi diğer ürünlerin de oluştuğunu açık olarak göstermektedir.

Alkolsüz İçeceklerde Benzen ve Toluen Miktarlarının Belirlenmesi

Bu çalışmanın amacı özellikle gençler tarafından tüketilen gazlı alkolsüz içeceklerde bulunan hidrokarbonların nicel olarak değerlendirilmesidir.

Gıdalarda benzen gibi aromatik hidrokarbonların varlığı ambalaj materyalinden, koruyucuların parçalanmasından, ısı, pişirme işlemleri ve sterilizasyon için kullanılan ışınlama tekniklerinden kaynaklanır.

Bu amaçla; Cola tarafından üretilmiş 20 içecek  Cola tarafından üretilmiş 10 light içecek  Portakal suyundan üretilmiş 15 içecek  Karbonlanmış 15 içecek kullanılacaktır.

20 adet Cola bazlı örneklerin 15 tanesi kutuda ve 5 tanesi ise şişelerdedir. Diğer örnekler ise kutuda bulunmaktadır.  Aromatik hidrokarbonlar kütle spektrometresi ile birleştirilmiş gaz kromotografisi ile analiz edilmiştir.  Sonuç olarak analiz edilen örneklerin hiçbirinde WHO tarafından limit değer kabul edilen 10 µg/kg düzeyi aşılmadığı belirtilmiştir.

…