|
Prof. Dr. Sinsi
|
Su Ve Suyun Önemi ( Eksiksiz Tam Bir Konu | 20 Ödev)
Su ve Suyun Önemi ( eksiksiz tam bir konu | 20 ödev)
GÜNLÜK SU İHTİYACI
Bebeklerin ve Çocukların Su İhtiyacı
Yetişkinlerde vücut ağırlığının yüzde 50-60'ını su oluşturur Bu oran normal zamanda doğmuş bebeklerde %70'e, erken doğmuş bebeklerde %80'e kadar ulaşır Yetişkinlere oranla çocuğun vücundaki fazla su, hücreler arasında ve dolaşım sisteminde bulunur Çocuklar yetişkinlere oranla vücutlardaki suyu daha çabuk kaybederler Kaybedilen suyun yerine konulmaması çocuğun yaşamını tehdit edebilir
Yaşlılar ve Su
İnsan yaşam evreleri arasında en az suyu, yaşlılık döneminde içer Çünkü, insan beyninin yaşlandıkça, susuzluk sinyallerini gönderme oranı azalır hatta tümüyle körelir Oysa yaşlılık döneminde suyun yaşamsal önemi büyüktür
Sporcuların Su İhtiyacı
Kasların %70'i sudur Hareket için gerekli olan enerjinin oluşumu, suyun bu denli yoğun olduğu bir ortamda gerçekleşir Su eksikliğinde kaslar tam verimle çalışmazlar
Yolculuk ve Su
Uçak yolculuğu ve dağ tırmanışları gibi yüksek rakımlarla çıkıldıkça su kaybı oranı artar Yolculuklarda vücudun kaybettiği suyu hızla geri kazanması gerekir
İÇME SUYU STANDARTLARI
İçme sularının renksiz, berrak olması, hastalık yapıcı organizmaları, zararlı kimyasal maddeleri ihtiva etmemesi ve agresif olmaması gerekir Sularda bu şartları sağlamak ve suda bulunması arzu edilmeyen maddelerin belirli bir seviyenin altında tutmak için çeşitli standartlar geliştirilmiştir Bunlar arasında dikkate değer olanı Dünya Sağlık Teşkilatı (WHO) tarafından verilen standartlardır
İÇME SUYUNUN NİTELİKLERİ
Su; kokusuz, renksiz, berrak ve içimi hoş olmalıdır
Sularda fenoller, yağlar gibi suya kötü koku ve tat veren maddeler bulunmamalıdır Su tortusuz ve renksiz olmalidir
Su; hastalik yapan mikroorganizma ihtiva etmemelidir
Suda bulunan vibrio cholera, salmonella typhi, hepatit virüsü gibi mikroorganizmalar sudan geçerek hastalığa sebep olurlar İçme sularinin kesinlikle bakteriyolojik kirlilik tasımamasi gerekir
Suda sağlığa zararlı kimyasal maddeler bulunmamalıdır
Bazı kimyasal maddeler zehirli etki yapabilir Arsenik, kadmiyum, krom, kurşun, civa gibi Bunun yaninda baryum, nitrat, florür, radyo aktif maddeler, amonyum, klorür gibi maddeler sınır degerlerinin üzerinde sağlığa olumsuz etkileri olan maddelerdir Aynı zamanda bazıları suya kirli suların karıştığının göstergesidir
Sular kullanma maksatlarına uygun olmalıdır
İçme suyu ve sanayide, kullanma sularında demir, manganez ve sertlik değerleri önemlilik arzeder
Sular agresif olmamalıdır
Sularin agresifliği, serbest karbondioksit (CO2) ile bikarbonat (HC03-) iyonunun dengede olmasından ileri gelir Suların agresifliği boruların korozyonuna sebebiyet verir Ayrıca boruların aşınması halinde borudan ayrılan elementler su kalitesinin bozulmasına sebep olur
BULANIKLIK
Bulanıklık askıda katı madde içeren suların ışık geçirgenliğinin bir ölçüsüdür
Bulanıklığın nedeni; suyun içindeki askıda maddelerden, gözle görünecek büyük tortulara kadar her şey olabilir Kum, kil, silis, kalsiyum karbonat, demir, mangan, sülfür vb gibi maddeler bulanıklığa neden olurlar
Özellikle nehir sularında yüksek olan bulanıklık, yağmurlarla taşınan topraktan veya nehire karışan evsel - endüstriyel atık sulardan kaynaklanır Ayrıca bu kirlenme sırasında organik maddeler kadar inorganik maddeler de suya karışır Bu maddelerin bulunması suda bakteri oluşumunu destekler Bakteri oluşumu da suda bulanıklığı arttırır Örnegin N,P gibi maddeleri kullanan algler büyüyerek suda bulanıklığa sebep olurlar Aynı zamanda suda sıcaklık artışı da mikroorganizma faaliyetlerini hızlandırır
Sonuç olarak bulanıklığın nedeni tamamen inorganik maddeler olabilecegi gibi doğadaki pekçok organik te olabilir
BULANIKLIĞIN ÖNEMİ
Bulanıklık içme ve kullanma suyu temini için 3 ana nedenle önemlidir;
ESTETİK: İçilen suyun mutlaka berrak olması istenir Çünkü sudaki bulanıklık, canlı faaliyetlerinin olması ile veya muhtemel bir kirli su karışması ile ilişkilendirilir ve sağlık tehlikesi mevcut olabilir Bu nedenle içme sularında bulanıklık istenmez
FİLTRASYON: Bulanıklığın artması suyun filtrasyon maliyetini de arttırır Yüksek bulanıklık açık kum filtrelerini kullanılamaz hale getirebilir (yikama süreleri kısalır maliyet artar) Yüksek bulanıklık olan sularda kimyasal koagülasyonla bulanıklığa neden olan askıda maddeleri yumaklaştırarak kum filtrelerinde yakalayabiliriz
DEZENFEKSİYON: Dezenfeksiyonun etkili olabilmesi için dezenfektanın sudaki mikroplarla tam temasının sağlanması gerekir Ancak özellikle kanalizasyon atıklarındaki patojenler sudaki katı maddelerin içine girerek dezenfektandan kurtulabilmektedirler Bu nedenle içme suyu olarak kullanılacak sularda bulanıklığın düşük değerlerde olması istenir
RENK
Sularda renk; yapraklar, kozalaklı ağaç meyveleri, ağaç ve sebze artıkları gibi organik maddelerin suyla temasında çözünmeleriyle meydana gelir Bu sular pek çok askıda madde ihtiva ederler
Suya renk veren hücreler; tannin, hümik asit ve hümattır (ligninin parçalanmasi ile) Bazan demir suda ferrik humat formunda bulunarak yüksek renk potansiyeli olusturur
Dogal olarak renk içeren sular negatif degerliklidir Bu yüzden trivalent metalik iyonların (demir, alüminyum gibi) koagülasyonu ile renk arıtımı yapılabilir
Suların organiklerden kaynaklı rengine "gerçek renk" (true color) denir Bunun dışında özellikle yüzey sularında askıda maddelerden oluşan renk gözlenebilir Bu da "görünen renk" tir (apparent color)
KOKU VE TAT Organik madde
Canlı organizmal faaliyetleri
Demir, mangan ve korozyonun metalik ürünleri
Fenol gibi endüstriyel atık kirliliği
Klorlama
Yüksek mineral konsantrasyonu
Çözünmüş gazlardır
Zararli mikroorganizmaların giderilmesinde, yani dezenfeksiyonunda çeşitli yöntemler kullanılır Bunlar kısaca;
Klorla arıtım (tek adımlı yöntem) : Klor konsantrasyonu 1 mg/lt olacak şekilde ayarlanır Burada su tüketime sunulmadan önce yaklaşık 35 dakika temas süresi sağlanmalıdır
Klorla arıtım (iki adımlı yöntem) : 5-10 mg/lt olacak şekilde dozlama yapılır ve fazla klor aktif karbon filtre ile alınır
Ozonla arıtım : Ozon suya enjeksiyonu yapilir
Ultraviole ile arıtım : Su ultraviole cihazından geçirilir ve ultraviole ışığı bakterileri zararsız hale getirir
Distilasyon : Su kaynatılır
Genel olarak yukarıdaki faktörlere bağlı tat ve koku problemi içme ve kullanma suları için rahatsızlık vericidir Bazı organik ve inorganik maddeler (aldehitler, ketonlar, sülfür içeren organik bileşikler, H2S,CH4 gibi gazlar) özellikle yeraltı, göl, su hazneleri, kanalizasyonlar gibi kapalı sistemlerde kötü kokuya sebep olurlar
Koku konsantrasyonunu ifade etmek için asağıdaki terimler kullanılır
ATC : Kesin Eşik Konsantrasyonu: İnsanların %100'ü tarafindan algılanabilen minimum konsantrasyon
TDN : Eşik Koku Numarası : Konsantrasyonu ATC'ye indirebilmek için yapılan seyreltme sayısı
TLV : Eşik Limit Değeri : 40 yıllık çalışma hayatı içerisinde insanların günde 8 saat, haftada 5 gün, yılda 50 hafta maruz kalabildiği maksimum konsantrasyon
MAC :Maksimum Müsaade Edilebilir Konsantrasyon:Asla aşılmaması gereken maksimum konsantrasyon
Ağızda hissedilen tat duygusu ise aslında koku, tat ve sıcaklığın bir bileşimidir Eger su numunesi belirgin bir koku ve sıcaklık içermiyorsa, hissedilen duygu gerçek tat olarak ifade edilir Demir, mangan, potasyum, sodyum, çinko ve klorür gibi inorganik tuzlar tadılarak belirlenebilir
Organik maddelerden kaynaklanan tat ve koku aktif karbon filtrelerle alınabilir Diğer koku ve tat problemleri
SUDA AZOTLU MADDELER
AZOT
Azot doğal dolanımı olan, bakteriler tarafından besi kaynagı olarak kullanılan ve kimyasal yollardan değişik oksidasyon kademelerinde bulunan ve sularda sık sık görülen bir parametredir
Azot Türleri:
NH3-N : Amonyak Azotu
Org-N : Organik Azot
NO2--N : Nitrit Azotu
NO3--N : Nitrat Azotu
Amonyak (NH3): Amonyak dogal sularda genellikle amonyum azotu (NH4) halinde bulunur ki buna serbest veya tuz halindeki amonyak denir Sularda amonyak, kimyasal ve fiziksel olaylar veya mikroorganizma faaliyetleri sonucunda oluşur Kimyasal ve fiziksel olaylar sonucunda oluşan amonyağın sağlığa zararı yoktur Ancak mikroorganizma faaliyetleri sonucunda oluşan amonyak organik madde kaynaklı olma ihtimali bakımından tehlikelidir 05 ppm'den büyük değerde amonyak kirliliğin belirtisidir
Nitrit (NO2-1) : İçme suyunda kesinlikle istenmez Güneş ışığı ve bazı bakteriler nitratları nitrite dönüştürür
Nitrat (N03-) : Azotlu organik bileşiklerin son yükseltgenme ürünleridir Kuyu sularında nitrat genelde daha fazla bulunur Özellikle bebeklerde blue-baby denilen hastalığa neden olur Vücudu morarmaya baslayan bebeklerde bu hastalık ölüme dahi neden olabilir
Nitratlar suya topraktan geçmiş olabilir Fakat amonyak ve nitritten kaynaklıysa tedbir alınmalıdır Çünkü nitritlerin mevcudiyeti suda kirlenmeyi ifade eder Nitritler yüksek miktarda organik madde ile bulunursa daha büyük bir kirlenme söz konusudur Amonyak ta bazı bakteri türlerinin çoğalmalarına sebep olur ki bunlar suya kötü koku verirler
Bu azot türleri alıcı ortama aşırı miktarlarda verildiklerinde organizmalar tarafından kullanılırlar Bu alıcı ortam içerisinde ötrofikasyona (alg patlaması sonucu oksijen azlığı) sebep olur Biriktirme haznelerinde alg patlamasını önlemek için hazneye giren N,P,C konsantrasyonlarını azaltmak ve ışığı kontrol etmek gerekir Ayrıca haznedeki algleri çeşitli kimyasal maddelerle öldürmek te çözüm yollarından biridir Ancak haznedeki canlı hayatı da göz önünde bulundurulmalıdır
NİTRİFİKASYON
Nitrifikasyon ve denitrifikasyon nitrojenin su ekosistemindeki döngüsüne dayanan proseslerdir;
Nitrifikasyonun gerçekleşmesinden sorumlu doğal nitrifikasyon bakterileri; Nitrosomanas ve nitrobakter dediğimiz iki tip organizmadan oluşur
AZOT GİDERME METODLARI
Nitrifikasyon ve denitrifikasyon ile biyolojik tasfiye
* Damlatmalı filtrelerle tasfiye
* Yeraltı suyunun suni olarak beslenmesi veya kuyularla çekilmesi
* Kırılma noktası klorlanması
* Yüksek pH'ta havalandırma
* İyon değiştirme
* Reverse-Osmosis
SU KİRLİLİĞİ
KİRLİ SUİçerisinde insan sağlığına zararlı, patojen mikroorganizmalar bulundurmaktadır Kirli suyun çeşitli yollarla içme ve kullanma sularına karışması ve sulamada kullanılması sonucunda tifo, dizanteri, sarılık, kolera vb bulaşıcı hastalıklara yol açmaktadır Bu sebeple içme ve kullanma sularının ilgili kurum ve kuruluşlarca sürekli kontrol edilmesi, kirlenme sebeplerinin ortadan kaldırılması ve dezenfekte edilmesi sağlanmalıdır
SU KİRLİLİĞİNİN NEDENLERİ
Canlılarla su arasındaki ilişki su ekolojisinin konusudur Su yağış olarak yeryüzüne dönerken havada eriyik halinde bulunan bir takım gazlar, inorganik maddeler ve radyoaktif elementleri içerisine alır Ayrıca toprak altına süzüldüğü sırada bir takım inorganik maddelerle karışır Başı endüstriyel atıklar yer üstü süzüntüler, tarım ilaçlarıve böcek ilaçları suya karışabilir Toprak çatlaklarından lağım suları karışabilir Suyun bu kadar kirlenme olasılığına karşı bazı temizlenme mekanizmaları da vardır Doğa suyun içerisindeki organik ve inorganik maddeleri fiziksel, kimyasal, biyolojik ve mekanik bir takım etkilerle yok etmeye çalışır Bazı kaynaklarda buna suyun otoepürasyonu da denir
ENDÜSTRİYEL KİRLENME
Bir takım endüstri kuruluşlarının atıkları arıtılmadan akarsulara verilecek olursa bu akarsularda canlıların üremesini olanaksız hale getirebilir Kimi zaman bu atıkların toprağa gömülmeleri, yağmur suları ve sızıntılarla yer altı sularının kirlenmesine yol açabilir Çünkü bu atıkların bir kısmı toksik bileşikler, çözücüler ve tuzları içerebilir
Enerji santralları, çelik fabrikaları, kağıt fabrikaları, rafineri ve otomobil fabrikaları çevreye toksik madde katılımına yol açabilecek endüstriyel kuruluşların başlıcalarını oluşturmaktadır
EVSEL KİRLENME
Evsel kirlenme etkenlerinin başında lağım ve çöpler gelir Lağımlar genellikle insan dışkı ve idrarını içermektedir Günümüzde geliştirilen bazı araçlar çöplerin öğütülerek lağım sularına verilmesini sağlamaktadır Büyük oranda organik atığın su kaynaklarımıza girmesi bakteri miktarının artımına neden olur Organik maddelerin bakteriler tarafından parçalanması ise oksijen kullanımını artırır Sonuçta ortamda bulunan oksijen miktarının azalmasına bağlı olarak sularda yaşayan canlılar ölür
Deterjanlar bir diğer evsel kirlenme nedenidir Deterjanların içerisinde bol miktarda fosfat ve nitratlar bulunabilir Fosfat ve nitratların artması sularda alglerin artmasına neden olur Alglerin aşırı derecede artması ise suların içerisindeki biyolojik dengenin bozulmasına yol açar Sonuçta ortamdaki besin miktarı azalır Bu azalım sonunda üreyen alglerin bile ölmesine neden olabilir
TARIMSAL KİRLENMELER
Tarımda üretimi artırmak amacıyla kullanılan kimyasal gübreler, böceklerle savaşmakla kullanılan bir takım kimyasal zehirler yağmur suları ile toprak atına geçerek yer altı sularının kirlenmesine neden olabilir Akıntılarla akarsulara ulaşan bu kimyasal maddeler akarsulardaki canlı hayatının sona ermesine neden olabilir
Civa, kurşun ve diğer ağır metalleri bulunduran bir çok insektisit bulunmaktadır Bunların içerisinde söz konusu maddeleri en aza indirmek için çaba harcanmasına rağmen hayvan ve bitki zinciri içerisinde bu kimyasal maddelerin yoğunluğunun ve miktarının artması söz konusu olabilmektedir Buna biyolojik birikim ya da biyolojik yoğunlaşma (biyological magnification) denmektedir Başlangıçta düşük miktarda alınan kimyasal maddeler canlıların vücudunda ve belirli dokularda birikerek çok yüksek miktarlara ulaşabilmektedir DDT ve bazı civalı bileşikler, radyoaktif bazı maddeler buna örnek verilebilir
AZOT VE FOSFORUN YOL AÇTIĞI KİRLİLİK
AZOT
Yüzeysel sulara karışan azot yükleri temel olarak aşağıdaki kaynaklardan ileri gelmektedir
a Doğal kaynaklardan
b Evsel kaynaklardan
c Endüstriyel kaynaklardan
d Tarımsal kaynaklardan
AZOT’UN YOL ACTIGI KİRLİLİK
Azot, canlıların yapısını oluşturan temel elementlerden biridir Gerek canlı bünyesinde, gerek besin maddelerinde ve gerekse ölü organizmalarda bulunan azot, doğada azot döngüsü içerisinde sürekli dinamik bir haldedir Evsel atıksular ülkemizde su ortamına çoğunlukla doğrudan karışmaktadır Evsel atıksuya kişi başına 8-15 g/gün azot katkısı bulunmaktadır Endüstriyel tesislerden de endüstri türüne bağlı olarak önemli miktarda azot, su ortamına verilebilmektedir Azot yükü veren başlıca endüstri kuruluşları; gübre, nitroselüloz, gıda, deri,bira ve su endüstrileri ve mezbahalardır Nitrat iyonları topraktan kolaylıkla yıkanarak suya geçmekte, böylece tarımsal drenaj suyu içerisinde önemli miktarda nitrat iyonu bulunmaktadır Tarım yapılan arazilerden her yıl önemli düzeylerde azot, doğal su kaynaklarına karışmaktadır
Yüzeysel sulardan temin edilen içme sularında amonyum konsantrasyonunun yüksek olması halinde birçok güçlükle karşılaşılmaktadır İçme suyunun temini amacıyla kullanılacak olan yüzeysel sularda amonyum konsantrasyonun 02-15 mg/1 arasında olması istenmektedir
İçme sularında nitrat konsantrasyonları 45 mg/1 düzeyini aştığında sağlık problemleri çıkmaktadır Yüksek NO3 konsantrasyonlarında, yetişkinlerde barsak, sindirim ve idrar sistemlerinde iltihaplanmalar görülmektedir İçme sularındaki yüksek nitrat konsantrasyonları bebeklerde methaemoglobin hastalığına neden olmaktadır Altı aydan küçük bebeklerde mide asitleri oluşturmaktadır
Ayrıca balıklar ve diğer su hayvanları için nitratın toksite sınırı 3-13 g/1, nitritin 20-30 mg/1’dir Daha yüksek değerler balık ve diğer canlılarda olumsuz etkilere yol açmaktadır
Amonyak, keskin kokulu, renksiz bir gaz olup, suda yaşayan canlılar üzerinde zehir etkisi yapmaktadır Amonyak çoğu sularda biyolojik aktif bir bileşiktir ve azot içeren organik maddenin biyolojik olarak ayrışması sonucu meydana gelmektedir Suda çözündüğünde amonyağın bir kısmı su ile reaksiyona girer ve amonyum iyonları oluşur Amonyum iyonu ise amonyak kadar toksik bir etkiye sahip değildir (Train 1973)
Sudaki serbest NH3, balıklarda merkezi sinir sistemi ile kan dolaşımını olumsuz yönde etkilemektedir 02-2 mg/1 arasındaki NH3 konsantrasyonlarının balıklar için zararlı olduğu bildirilmiştir
FOSFOR’UN YOL ACTIGI KİRLİLİK
Sulu sistemlerde fosfor, bu sistemlerde mevcut olan çok yönlü ve karmaşık kimyasal dengelerin anahtar elemanlarından biridir Sularda fosfor çeşitli fosfat türleri şeklinde bulunur ve gerek doğal su ortamlarında gerekse su ve atıksu arıtımında gerçekleşen çok sayıdaki reaksiyona girer Fosfor nedeniyle ortaya çıkan su kirlenmesinin temel kaynağının %83’lük bir payla endüstri ve kanalizasyon atık suları olduğu bildirilmektedir Kentsel kökenli kanalizasyon sularındaki fosfatların ise % 32-70’i deterjanlardan kaynaklanmaktadır Bu verilere göre, tarım alanlarındaki yoğun yağışlardan sonra oluşan yüzey akışlarla fosfor taşınmasının, oransal olarak diğer kirletici kaynaklara göre çok daha az olduğu söylenebilir Yüksek düzeydeki fosforun akarsu, göl ve denizlere ötrofikasyona yol açtığı bilinmektedir Çeşitli kaynaklardan yüzey sularına ulaşan fosfatlar suyun oksijen bakımından zengin üst kısımlarında bulunan alg ve diğer yeşil bitkilerin aşırı miktarda ve suyun anaerobik karakterli üst kısmına çökelen alg ve diğer yeşil bitki artıklarında bir artış meydana gelmektedir Ötrofikasyonun yanı sıra toprak erozyonu sonucunda baraj ve göletlere ulaşan aşırı düzeydeki fosfat, kompleksler halinde çökerek bu yapıların kullanma ömürlerinden daha önce dolmasına ve kullanılamaz hale gelmesine neden olmaktadır
BİYOKİMYASAL OKSİJEN İHTİYACI
Biyokimyasal Oksijen ihtiyacı (BOİ) aerobik koşullarda mikroorganizmaların sudaki organik maddeleri ayrıştırmaları için gerekli oksijen miktarı olarak tanımlanmaktadırBiyokimyasal parçalanma veya organik maddelerin dönüşümü birbirinden kesin olarak ayrılmayan 2 aşamada oluşur
İlk aşamada organik bileşikler inorganik bileşiklere dönüşürNitrifikasyon olarak adlandırılan 2 aşamada,azotlu organik bileşiklerden oluşan amonyum,nitrit ve nitrata yükseltgenir
BOİ ÖLÇÜM ESASLARI
Bir su örneğinin biyokimyasal oksijen ihtiyacı, sadece organik maddenin kısıtlı olduğu ve atmosferden oksijen alamayacağı koşullarda, karanlıkta ve 20°C sabit sıcaklıkta, 5 gün süreyle bekletilen bir miktar örnek içindeki karbonlu organik maddelerin yükseltgenmesiyle oluşan, çözünmüş oksijen konsantrasyonundaki düşüşe eşdeğerdir Su örneğindeki organik maddelerin mikroorganizmalarca kararlı hale getirilmesi sırasında uyulan koşulların deneyden deneye tekrarlanabilecek biçimde düzenlenmesi ve yakından denetlenmesi gerekmektedir
|