SULARDA KALİTE KONTROL (Can Avşar)


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте его и откройте на своем компьютере.
SULARDA KALİTE KONTROL

Hidrolojik çevrim ve suyun özellikleri



Suların hidrolojik çevriminde en önemli iki parametre
zaman

ve
kalite
dir.



Zaman ölçeği, yüzeysel ve yeraltı sularının doğal depolamadaki gecikmesi ile ilişkili
olduğundan önemlidir.



Göllerin
birçoğunda yüzyılları bulan bekleme süreleri söz konusudur.



Yeraltı suları da bir çıkış yolu bulana kadar ortamda kalır.



Dolayısı ile çevrimin herhangi bir noktasındaki suyun kalitesi dinamik bir değişkendir.






Su sadece buhar halinde iken saftır.



Çeşit
li safsızlıklar yoğunlaşma ile beraber suda birikmeye başlar.



Bulutlarda oluşan su damlacıklarında çeşitli gazlar suda çözünmeye başlar ve suyun
kalitesini hemen etkiler.



Son zamanlara kadar suda çözünen en önemli gazlar oksijen ve karbondioksitti.



Fosil y
akıt kullanımının artması sonucunda atmosferde SO
2

ve NO
x

konsantrasyonları
yükselmiştir.



Bu gazlar su damlacıkları içerisinde çözünerek mineral asitlere dönüşür ve yağmur
suyundaki hidrojen iyon içeriğinin 1
-
3 kat arasında artmasına neden olurlar.



Avrupa
ve Kuzey Amerika’da yağmur suyu pH değerleri yer yer 4 civarında
ölçülmüştür.



Gazlar yağış haline geçmeden önce büyük mesafeler kat ettiğinden asit yağmurları
diğer ülkelerde de görülebilmektedir.

Doğal Sulardaki Safsızlıklar



Yeryüzüne düşen suyun bir kısm
ı toprağa sızarken bir kısmı da yüzeyde akışa geçerek
akarsu ve nehirlerde akar.



Yeraltında bulunan ve yüzeysel akışta olan suda çeşitli mineraller çözünür.



Sularda bulunan en önemli kimyasal safsızlıklar
kalsiyum, magnezyum, sodyum,
potasyum, bikarbonat,

klorür, sülfat ve nitrat

iyonlarıdır.




Eser miktarda kurşun, bakır, arsenik, mangan ve çok sayıda organik bileşik türü de
sularda bulunur.

Sularda bulunan organik muhtevanın 4 kaynağı vardır.

1.

Bitkisel ve hayvansal maddelerin çürümesi

2.

Zirai alanlardan ge
len akış

3.

Atıksular

4.

Zararlı atıkların uygunsuz şekilde deşarjı

Organik bileşikler kendi aralarında hümik maddeler ve sentetik organikler (deterjanlar,
pestisitler, herbisitler ve solventler) olarak iki grupta ele alınırlar.

Yeraltı Suları



Birçok yeraltı suy
u havzasında zirai amaçlı sulama suyu kullanım miktarı o havzanın
beslenme miktarından daha fazladır. Böylece su tüketim amaçlı kullanım, buharlaşma
ve yüzeysel akış sonucu kaybedilir ve yeraltı su seviyesi düşer.



Bu sırada yeraltı suyunda bulunan çeşitli

safsızlıkların konsantrasyonu da buharlaşma,
çeşitli tuzların topraktan sızması ve gübre uygulaması nedeniyle artar.



Yüzeysel Sular



Yüzeysel suların özellikleri de çeşitli faktörlere bağlı olarak değişir.



Yüzeysel akış
sırasındaki mineral alımı ile çeşitli safsızlıkların konsantrasyonu artar



Silt ve moloz taşınımı sonucunda çoğu yüzeysel sular çamurlu ve bulanık akar.



Yavaş akan ya da durgun olan sularda bitki ve alg büyümesi görülür buna bağlı olarak
özellikleri değişir.



Yüzeysel sular birçok atık suyun deşarj noktasıdır. Bu atıksular su kalitesini etkileyen
en önemli kaynaktır.



Buharlaşma neticesinde suya giren yabancı maddeler daha konsantre hale gelir.



Yüzeysel sular atık maddelerin depolama alanı

olarak da kullanılırlar. (özellikle
okyanuslar ve bazı iç denizler)

SULARIN ÖZELLİKLERİ


Suların kalite özellikleri başlıca üç ana grup altında toplanır.

1.

Fiziksel Özellikler

2.

Kimyasal Özellikler

3.

Biyolojik Özellikler

SULARIN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ



Suyun berra
k, renksiz ve kokusuz olması arzu edilir.



Çoğu doğal su bulanıktır ve bitkilerin ayrışmasından kaynaklanan organik madde ve
tanninler nedeniyle renk ihtiva ederler. Bataklık ve durgun yerlerde bulunan sularında
kendine has kokuları vardır.

Bulanıklık



Suda ilk olarak bakılan fiziksel parametre genelde bulanıklıktır.



İçme sularının arıtılmasında kalite açısından çok kullanışlı bir parametredir.



Secchi Diski bu konuda bir fikir edinmemizi sağlar.






Suda kolloidal maddelerin birikmesi sonucunda ışık geçirgenliği azalır ve su
bulanıklaşır.



Türbidimetre yardımı ile standart bir ışık kaynağı kullanılarak ışık geçirgenliğinin
ölçümü ile belirlenir.

Katı Maddeler



Suda çözünmüş gazlar dışındaki tüm kirleti
ci unsurlar katı madde yükü ile ifade edilir.



Katı maddeler kimyasal özellikleri ve ebat dağılımları ile sınıflandırılırlar. (Şekil 2.5)






Su ve atıksulardaki katı maddeler ebat, çökebilirlik, askıda, kolloid yada çözünmüş
madde şeklinde sınıflandırılab
ilirler.



Çökebilir katı maddeler Imhoff Konisi kullanılarak tespit edilirler.






Askıda katı maddeler Imhoff konisinde çökmeyen yada klasik yerçekimi kuvveti ile
çökmeyen maddeler olarak ifade edilir.



Killer kolloid haldeki askıda katı maddelere örnek gö
sterilebilir.



Katı maddeler iki ana grup altında toplanır.

1.

Çözünmüş katı maddeler (Kolloid ve küçük askıda katı maddeler dahil)

2.

Askıda Katı Maddeler (Çökebilen katı maddeler dahil)

Bu ikisi arasındaki ayrım por çapı 1.2
μ
m olan bir membran filtre ile yapılır. Bu çaptaki
bir filtreden geçen partiküller çözünmüş, üzerinde kalanlar ise askıda katı madde olarak
adlandırılır.

Bazı hallerde filtrelenebilen ve filtrelenemeyen katı madde terimleri de kullanılabilir.



Çözünmüş ve a
skıda katı maddelerin toplamı da toplam katı madde içeriği olarak ifade
edilir.





Katı Maddelerin Kimyasal Özellikleri



Katı maddeler uçucu yada uçucu olmayan olarak da ifade edilir.



Uçucu katı maddeler 550°C ‘ta uçabilen maddeler olarak ifade edilir.
Çoğu durumda
bu maddeler organik kısım olarak ifade edilir. Bu şekilde katı maddelerin organik ne
inorganik özellikleri belirlenmiş olur.

Koku



Koku genellikle organik maddelerin ayrışması (çürümesi) veya mineral su
kaynaklarında bakterilerin sülfatları H
2
S

gazına dönüştürmesi ile meydana gelir.



Çürümüş organik maddeler tabanda birikerek anaerobik şartların oluşmasına neden
olur ve bunun sonucunda tehlikeli gazlar meydana gelir.



Organik maddelerin kaynakları: Bitki artıkları, ölü hayvanlar, mikroorganizmal
ar ve
atıksu deşarjlarıdır.



Kokunun tespiti ve bir sınıflandırma yapılması çok zordur.



Koku hassasiyeti kişiden kişiye değişkenlik gösterir.



Kokulu bir ortamda sürekli olarak çalışan bir kişi ortamdaki kokudan dışarıdan gelen
bir ziyaretçiden daha az rahat
sız olur.



Koku ölçüm metotları minimum tespit edilebilir koku konsantrasyonunu belirlemeye
yönelik yöntemler içerir.

Sıcaklık



Sıcaklık bazı su kalite parametrelerini doğrudan etkiler.



Kimyasal ve biyokimyasal reaksiyon hızları sıcaklıktan önemli ölçüde etk
ilenir.



Sıcaklık artışı ile birlikte gazların çözünürlüğü azalır, mineral çözünürlük ise artar.



Sucul organizmaların solunum ve büyüme hızları sıcaklığa göre artar ve azalır.



Birçok organizmanın yaşam faaliyetlerini (üreme, rekabet vb.) sürdürdüğü belli
bir
sıcaklık aralığı mevcuttur.



Göllerde sıcaklık yüzeyden dibe doğru bir değişkenlik gösterir. Buna bağlı olarak
balık popülasyonları da değişkenlik gösterir.



Soğuk suda yaşayan türler (alabalık) derinlerde kalır. Levrek gibi ılık suda yaşayan
türler de d
aha sığ kısımlarda bulunurlar.



Sulama suyu olarak kullanılan suların sıcaklığının tohumun filizlenmesine yetecek
kadar yüksek olması gerekmektedir.

Renk



Sularda görülen rengin çoğu zaman gerçek renk olmadığını ve kolloidal maddelerden
kaynakladığını söyle
yebiliriz.



Gerçek renk çoğu organik karakterde olan çözünmüş madde kaynaklıdır.



Doğal sularda karşılaştığımız rengin kaynağı çoğu zaman ayrışmış bitkilerden gelen
çözünmüş tannin maddesidir. Bu durumda suyun rengi hafif kahverengi olur.



Bir çok endüstriy
el atıksuda da renk vardır. Uygun şekilde arıtılmazsa alıcı ortamlarda
çeşitli problemlere neden olurlar.


Suların Kimyasal Özellikleri (İnorganik Maddeler)



Su kalitesinin kimyasal olarak belirlenmesi kalsiyum, magnezyum ve kurşun gibi
rin yanı sıra alkalinite ve sertlik gibi temel parametrelerin
belirlenmesini de gerektirir.



Bir suyun kimyasal özelliklerini belirlemede kullanılan temel analizler Tablo 2.5 ve
2.6 da verilmiştir.






Suda Bulunan Başlıca (Major) İyonik Türler



Doğal
suların tamamı çözünmüş iyonik maddeler içerirler.



Dünyanın çeşitli yerlerinde analizi yapılan yüzeysel ve yeraltı sularında temel
kimyasal bileşenleri ifade eden iyonik türler aşağıda verilmiştir;

Katyonlar
: Kalsiyum, Magnezyum, Sodyum ve Potasyum

Anyonla
r
: Bikarbonat, sülfat, klorür ve nitrat



Suda bulunan iyonik maddeler genel olarak çeşitli mineral kaynakları ile temastan
kaynaklanır. Bu maddelerin kaynakları Tablo 2.7’de verilmiştir.



Bu türlerin dağılımı coğrafi konum ve suyun bulunduğu ortamdaki beklem
e süresine
göre değişir.



Potasyum genellikle küçük miktarlarda bulunur ve kaynağı, toprakta bulunan
mineraller, organik maddelerin ayrışması ve yanmış bitki ve ağaç külleridir.



Nitratta benzer şekilde suda az miktarda bulunur.






Su temini söz konusu oldu
ğunda yukarıda saydığımız parametrelerin analizi yapılır.



Yapılan analizlerin doğruluğu anyon
-
katyon dengesi hesabı ile kontrol edilir.

Σ
katyonlar=
Σ
anyonlar



Eğer bu dengede belirgin bir fark gözleniyorsa analizler sırasında bir hata yapılmış
olma olasılığı yüksektir. Bir başka hata kaynağı da bir veya birkaç parametrenin
hesaplamalar sırasında dikkate alınmamış olmasıdır.



Kimyasal analizlerdeki yük dengelerin
in kabul edilebilir sınırlarda olması için
aşağıdaki denklemden yararlanılır.

|
Σ
anyonlar
-
Σ
katyonlar| ≤(0,1065 + 0,0155
Σ
anyonlar)

Suda Bulunan Diğer (Minor) İyonik Türler



Doğal sularda bulunan diğer iyonik türler aşağıda sıralanmıştır.




İnsanlar
tarafından suya karışan inorganik türler



Doğal sulardaki majör ve minör türlere ek olarak insan faaliyetleri kaynaklı ağır metal
ağırlıklı bazı inorganik türler bulunmaktadır.






Katyonlar: Arsenik (As
+3
), Baryum (Ba
+2
), Kadmiyum (Cd
+2
), Krom (Cr
+3
, Cr
+6
)
,
Kurşun (Pb
+2
), Cıva (Hg
+2
), Selenyum (Se), Gümüş (Ag
+2
), Çinko (Zn
+2
)



Anyonlar: Siyanür (CN
¯
)



Bu maddeler genellikle mikroorganizmalar, bitkiler ve hayvanlarda neden oldukları
toksisite nedeni ile önem taşımaktadırlar.



Bu maddelerin kaynağı ise tekniğine

uygun arıtılmamış endüstriyel atıksulardır.



Atıksu arıtma tesislerinden çıkan atık çamurlarda da yüksek konsantrasyonlarda
bulunurlar.

Nürtientler (Besi Maddeleri)



Azot ve fosfor bitki ve hayvanların büyümesi için gerekli maddelerdir.



Atıksuların yüzeysel

sulara deşarj edilmesi ile suya karışırlar ve nütrient yada uyarıcı
madde şeklinde de tanımlanabilirler.



Bu maddelerin organik ve inorganik formları mevcuttur ve bunların su ortamlarında
ayrı ayrı önemi vardır.



Azot 7 ayrı oksidasyon derecesinde bulunabil
en karmaşık bir elementtir.



Su kalitesi açısından en fazla ilgilenilen azotlu bileşikler organik azotlardır. Bunlar
amonyak (NH
3
), nitrit (NO
2
¯
), nitrat (NO
3

¯
), üre [CO(NH
2
)
2
] ve azot gazı(N
2
)’dir.



Tabiatta azotun organik ve inorganik formları arasında bir çevrim vardır.



Bakteri ve bitkiler proteinlerin (azot içeren organik madde) üretiminde görev alırlar.



İnsanlar ve hayvanlar protein yapabilmeleri için havadaki ve inorganik bileşiklerde
bulunan az
ottan faydalanamazlar. Azot ihtiyaçlarını ancak organik formda bulunan
azot bileşiklerinden karşılarlar.



Bu proteinler bakteriyel faaliyet ile üre ve amonyağa dönüşür. Üre ayrıca enzim
yardımıyla da amonyağa dönüştürülebilir.



Bu iki kaynaktan gelen amonya
k bakteriler yardımıyla önce nitrite sonra da nitrata
dönüştürülür.



Nitrit ve nitratta yine bakteriler yardımıyla azot gazına dönüştürülür.



Bu çevrime
azot çevrimi

denir.






Fosforun algler ve diğer sucul organizmalar için hayati bir element olması
nedeni ile
gerekli miktardan fazla fosforun arıtma tesislerinden yüzeysel su ortamına girmesi ile
ciddi sorunlarla karşı karşıya gelinmektedir.



Alg patlamaları gibi sorunlardan dolayı ekolojik olarak hassas sulara

yapılan fosfor
deşarjının kontrol edilmesi

gerekmektedir.



Ortofosfatlar:


Trisodyumfosfat (Na
3
PO
4
),


Disodyumfosfat (Na
2
HPO
4
),


Monosodyumfosfat (NaH
2
PO
4
),


Diamonyumfosfat [(NH
4
)
2
HPO
4
]



Polifosfatlar:


3
(PO
3
)
6
]


Sodyumtripolifosfat (Na
5
P
3
O
10
)


Organik fosfor
lar



Ortofosfatlar analitik olarak gravimetrik, volumetrik ve fizikokimyasal yöntemlerle
belirlenirler.



Polifosfatlar ve organik fosfatlar analizi yapılmadan önce ortofosfatlar
dönüştürülmelidir.

Sularda Radyoaktivite



Bir çok doğal suda ve özellikle çok der
inden elde edilen sularda düşük seviyede
radyoaktiviteye rastlanır.



İnsan faaliyetleri kaynaklı radyoaktivite ise bazı yüzeysel sularda bulunabilir.



Bunlar; nükleer enerji endüstrisinin gelişimi, ilaçlarda ve endüstride kullanılan
izotoplar ve nükleer si
lah denemelerinden kaynaklanabilir.



Çevremizde bulunan radyoaktif maddelerin artışı ile özellikle içme ve besin
hazırlamada kullanılan suyun kalitesi üzerinde radyoaktif maddelerin önemi de
artmıştır.



Radyoaktivitenin birimi
curie

(
Ci
)

dir ve bir saniyede 3,7*10
10
atomun serbest kalması
anlamına gelir. (1 g radyumun aktivitesi)



Ölçümü
Geiger
-
Müller hesaplayıcısı

isimli bir monitör ile yapılır.





Suyun kimyasal özellikleri;

Organik maddeler:

Doğal sulardaki organik madde miktarı genellikle azdır. Genel olarak organik maddelerin
kaynağı; yabani otların, yaprakların ve ağaçların ayrışmasıdır. Hümik asitler, bitkisel
maddelerin ayrışması ile meydana gelen yüksek moleküler kütleli maddelerdir ve y
üzeysel
suların birçoğunda bulunurlar. Yine birçok yeraltı ve yüzeysel su kaynağında insan
faaliyetleri kaynaklı organik madde bulunur. Bu anlamda organik maddeleri doğal ve insan
faaliyeti kaynaklı olarak iki ayrı sınıf altında toplamakta yarar vardır.

S
ularda bulunan organik maddelerin neden olduğu ters etkiler;

1
-

Renk oluşumu

2
-

Tat ve koku oluşumu

3
-

Akarsularda oksijen azalması

4
-

Su arıtma proseslerinde girişim

5
-

Dezenfeksiyon amaçlı klor verildiğinde halojenli organik bileşiklerin oluşması




Doğal O
rganik Bileş
ikler:

Organik bileşiklerin birçoğu yapılarında karbon, hidrojen, oksijen, azot, fosfor ve kükürt
elementlerini çeşitli kombinasyonlar şeklinde bulundurur. Atıksularda bulunan doğal organik
maddelerin %40
-
60’ı protein, %25
-
50’si karbonhidrat ve %10’u yağla
rdır.

Proteinler:

Proteinler hayvansal dokuların temel yapı taşıdır. Bitkilerin yapısında da az da olsa bulunur.
Karbon, hidrojen ve oksijenin yanı sıra yapısında azot ve kükürt de bulunur. Azot miktarı
kütlesel miktarın %15’i kadardır. Proteinlerin binle
rce türü olmasına karşın aminoasit olarak
bilinen 26 adet temel yapı bloğundan oluşmaktadır.

Karbonhidratlar:

Yapısında karbon, hidrojen ve oksijen bulunur ve doğaya dağılmış haldedir. Karbonhidratlar
yapılarında şeker, nişasta, selüloz ve odun fiberi
bulundurur. Bitki ve bazı hayvan dokularının
temel yapıtaşıdır. Karbonhidratlar; mono
-
, di
-
, tri
-
-

ve polisakkaritler şeklinde
sınıflandırılırlar. En çok bilinen monosakkarit glikozdur (C
6
H
12
O
6
). Mono ve polisakkaritler
gibi düşük molekül yapısına s
ahip karbonhidratlar suda çözünürken polisakkaritler suda
çözünmezler. Selüloz ve odun fiberi dışında kalan çoğu karbonhidratlar biyolojik olarak
ayrışabilir. Bu özelliklerinden dolayı su ortamlarındaki oksijen azalmasının en önemli
nedenidirler.

Yağlar:

Yağlar bitki ve hayvan dokusunda bulunur ve suda çözünmezler fakat organik solventler
içerisinde çözünürler. Atıksularda bulunan önemli yağlar; fats, oils, gres ve balmumudur.
Atıksularda bulunan yağların (fat ve oil) kaynağı tereyağı, katı yağlar, domuz y
ağı, margarin
ve bitkisel yağlardır. Yağlar ayrıca et, tohum, fındık ve bazı meyvelerde de bulunur. Yağlar
yapısal özellik ve düşük çözünürlük değerlerinden dolayı biyolojik olarak parçalanamazlar.

Sentetik

O
rganik Bileşikler:

Teknolojik gelişimle beraber
1940’tan bu yana 100,000 den fazla organik bileşik
sentezlenmiştir. Bunların çoğu geniş çaplı kullanıma sahip değildir fakat bazıları da dünya
çapında kullanılmaktadırlar. Bunlar içinde en çok ilgilenilenleri kanserojen olanlardır.



Deterjanlar:

1965’ten önce sentetik deterjanlarda bulunan yüzey aktif maddeler genellikle alkil
-
benzen
-
sülfonatlar (ABS) dı. Bu bileşiklerin biyolojik olarak arıtılması zordu. Bu tarihten sonra
yapılan bir düzenleme ile ABS tipi deterjanlar yerine biyolojik olarak ayrı
şabilen lineer alkil
sülfonat (LAS) tipi deterjanlar kullanılmaya başlamıştır.

Pestisitler ve Zirai Kimyasallar.

Zirai faaliyetlerde hastalık önleme ve kontrolünde kullanılan kimyasallar insan faaliyeti
kaynaklıdır. Bu kimyasalların yüzeysel sularda bulun
masının nedeni zirai alanlardaki yüzey
akışıdır. Bu maddelerin birçoğu sucul organizmalar için zehirlidir ve kanserojen olarak da
bilinir. Zirai kimyasallar sahip oldukları moleküler yapıya göre başlıca 4 ana grupta incelenir.
Bunlar; 1
-

klorlu hidrokarbon
lar, 2
-

organofosfatlar, 3
-

karbamatlar ve 4
-

üre türevleridir.

Temizlik Solventleri:

Bu tür maddeler ya kanserojendir ya da potansiyel kanserojen olarak bilinir. Yakın zamanda,
endüstriyel faaliyet yapılan yerlerin yakın çevresindeki yeraltı sularında bu
lunan bazı
maddeler dikkat çekmiştir. Çoğu solventler yeraltı depolama tanklarından sızarak yeraltı
sularına karışmaktadır. Yüzlerce solvent türü arasında en çok bilinenleri aseton, benzen,
heptan, metil alkol ve trikloretan 1,1,1 ‘dir.

Trihalometanlar:

(
THMs)

Arıtılmış su ve atık suyun klorlanması sırasında suda bulunan organik maddelerin klor ile
reaksiyona girerek oluşturduğu kloroform ve klorlu hidrokarbon olarak bilinen maddelerdir.
Bu maddeler potansiyel kanserojen maddeler olarak da bilinmektedir. T
rihalometan bileşikleri
genellikle klor, brom ya da iyot gibi bir halojenin organik maddelerle reaksiyona girmesi ile
meydana gelir.

Su ve atıksu arıtımında karşımıza çıkan başlıca trihalometanlar; 1
-

CHCl
3

(kloroform), 2
-

CHCl
2
-

CHClBr
2

(klorodibromometan) ve 4
-

CHBr
3

(bromoform)’dur.

Kloroformun oluşumu aşağıdaki şekilde gösterilebilir;

CH
3
COCH
3

+ 3NaOCl → CH
3
COCCl
3

+ 3NaOH

Aseton Sodyum hipoklorit Trikloroaseton sodyum hidroksit

CH
3
COCCl
3

+ NaOH → CH
3
CO
2
Na + CHCl
3





Sodyum asetat kloroform


Приложенные файлы

  • pdf 16376981
    Размер файла: 1 MB Загрузок: 0

Добавить комментарий