SU KİRLİLİĞİ VE KİRLİLİĞE KARŞI ALINACAK ÖNLEMLER

Su kirliliği, doğada temiz olarak bulunan suyun insan eliyle doğrudan ya da insan yaşamı için üretim yapan kuruluşlar tarafından kirletilmesidir.20. yüzyılda sanayileşmenin hızlanması ve insan sayısının artması su kirliliğini de sonuçları tehlikeli olacak kadar arttırmıştır.

Suların hijyenik açıdan kirlenmesine neden olan organizmalar, genellikle hastalıkla veya hastalık taşıyıcı olan hayvan ve insanların dışkı ve idrarlarından kaynaklanır. Bulaşıcı etki ya bu atıklarla doğrudan temasla ya da atıklarının karıştığı sulardan dolaylı olarak gerçekleşir. İçme suyu temini açısından hijyenik kirlenme önemli bir sorun oluşturmaktadır. Su yakınlarına hayvan barınağı yapılmamalı, mezarlıklar sulardan uzağa yerleştirilmelidir. Ölmüş hayvan ve bitki artıkları ile tarımsal artıkların yüzeysel sulara karışması sonucunda da kirlenme ortaya çıkmaktadır. Bu yolla su kirlenmesini önlemek için bitki ve hayvan artıklarının sulara verilmemesi ya da suların yakınlarında yok edilmemesi gerekir. Ayrıca, sentetik deterjanlar içerdikleri fosfatlar ile yüzeysel sularda kirlenmeye neden olmaktadır. Evsel atıkların mutlaka özel tesislerde arıtılması gerekmektedir.

Çeşitli endüstri faaliyetleri sonucu oluşurlar ve fenol, arsenik, siyanür, krom, kadmiyum gibi toksik maddeler içerirler. Önlem olarak fabrikalar sulardan uzağa kurulmalı, sanayi atıklarını sulara vermeleri önlenmeli. Her fabrikanın artıklarını arıtması için tesisler yapması sağlanmalıdır.

Tarımda kullanılan böcek ilaçlarının suya karışması, içtiğimiz su için tehlike yaratır. Bu sularla sulanan besinleri yediğimizde tarımsal ilaçların maddeleri bizim vücudumuza girer. Bu sularla sulanmış otları yiyen hayvanlar da hastalanırlar. Tarlaların yeterli miktarda ve çevreye zarar vermeyen kimyasalları içeren ilaçlarla ilaçlanması sağlanmalıdır.

Denizlerimizde dolaşan yerli ve yabancı gemilerin gezileri sırasında toplanan çöplerini denize boşalttıklarını görmekteyiz. Ayrıca bu gemilerin atık sularını da arıtmadan denizlerimize döktükleri gözlenmiştir. Bu konuda büyük cezalar getirilerek denizlerimizin kirlenmesi önlenmelidir.

Denizlerde batan gemilerden denize dökülen metal parçaları, eşyalar, kimyasal maddeler ve sızan petrol doğayı kirletmektedir. Deniz kıyılarında gemi tamir ve söküm yapılması da kirlilik yaratmaktadır. Tankerler veya boru hatlarıyla taşınan petrolün kazalar sonucunda yüzeysel sulara karışmasının yarattığı olumsuz etkiler açısından önem taşımaktadır. Bugün suların en ciddi ve düşündürücü kirlenme şekli, petrol ve petrol ürünlerinin su üzerinde ince bir tabaka teşkil etmeleriyle meydana gelir. Denilebilir ki çevre bakımından en önemli sorun da budur. Petrol ve benzeri maddeler suda erimediklerinden dağılıp büyük su kitlelerinde kaybolmazlar. Aksine suyun yüzeyine yayılırlar. Kaza sonunda suya dökülen büyük miktarlardaki petrol vs ürünlerini büyük oranda toplayabilen pek çok usuller bulunmuştur. Akaryakıt sızıntısını önleyecek önlemler alınmalıdır. Zararların önlenmesi için ağır para ve işten uzaklaştırma cezaları verilmelidir. Deniz kenarlarında fabrikalar yapılması engellenmelidir. Gemi tamir ve sökme işletmelerinin deniz kenarlarında yapılmaması için önlemler alınmalıdır.

Nükleer atık taşıyan gemilerin batması sonucu sızan nükleer maddeler suya karışmakta büyük bir doğa kirliliği oluşturmaktadır. Ayrıca radyoaktif kirlenme hastanelerden, araştırma kuruluşlarında ve bazı endüstri dallarından da kaynaklanabilmektedir. Nükleer silah denemeleri sonucunda artan radyoaktivite, yağmur sularım da kirletmekte ve bunun sonucu olarak yüzeysel sular, radyoaktif kirlenmeye maruz kalmaktadır. Su kaynaklarından çok uzaklarda nükleer denemeler yapılmalı, fabrikaların bu tür atıklarını suya bırakmalarına büyük cezalar verilmelidir.

Deniz yüzeyinden her türlü kirletici madde sürekli olarak sahillere de dağılmaktadır. Özellikle yağlar, katranlar ve benzer maddeler kıymetli sahilleri, plajları ve her türlü bina ve tesisi fiziksel olarak kirletmekte ve maddi hasarlara sebep olmaktadır. Deniz içinde yapılan petrol aramaları ve petrol çıkarma kuyuları ile buralarda meydana gelen yangın ve kazalar sonucu petrol su yüzeyine dağılmaktadır. Doğada, suların yüzeyine yayılan akaryakıtın sebep olabileceği sorunları kısaca şöyledir:

1)Suların atmosferden oksijen emmesi zorlaşır, suların kalitesi düşer, yani canlı varlıklar için gerekli koşullar bozulur.

2)Su yüzeyindeki ince zar, su ile atmosfer arasındaki ısı alışverişini de etkiler.

3)Su üzerindeki ince sıvı tabakası deniz kuşlarının yüzme olanaklarını etkileyebilir, hatta tamamen yok edebilir. Son yıllarda martı vs. kuş ölülerine sık bir şekilde rastlanmasının nedeni budur.

4) Denizde yaşayan her türlü bitki ve hayvanın yaşamalarını sürdürmeleri ve üremeleri, sulardaki kirlenmelerle orantılı olarak zorlaşıyor.

Dünyamızda canlılardan önce su vardı, yaşam suda başladı ve yakın zamanımıza kadar toplumlar suyu doğadaki hali ile tükettiler. İnsanlar su kaynaklarına yakın yerlere yerleştiler. Binlerce yıl önce insanlar suyu depolamayı, suyu taşımayı ve suyu filtrelemeyi başardılar. Daha sonra suyun fiziksel özellikleri, kimyasal yapısı bulundu. Bu buluşlardan sonra günümüzde ki suyun arıtma aşamaları sağlıklı bir su için uygulanmaya başladı. Suyun atık maddelerden kurtarılması ve içilebilir hale gelebilmesi için arıtma aşamalarından geçmesi gerekir. Suyun arıtılmasının dört aşaması vardır.

İçme suyu arıtımının genel amaçları şunlardır:

• 
  Su sıcaklığının düşürülmesi/yükseltilmesi
  
• 
  Renk bulanıklık, koku giderilmesi
  
• 
  Mikroorganizma giderilmesi
  
• 
  Demir ve Mangan giderilmesi
  
• 
  Amonyum giderilmesi
  
• 
  Oksijen konsantrasyonunun yükseltilmesi
  
• 
  Suya CO₂ verilmesi/giderilmesi
  
• 
  Hidrojen sülfür/metan giderilmesi
  
• 
  Asitlerden temizleme
  
• 
  Su yumuşatma
  
• 
  Suyun korozif özelliğinin kaldırılması
  
• 
  Tuzluluğun giderilmesi
  
• 
  Zararlı kimyasalların giderilmesi
  
• 
  Nitrat giderilmesi
  
• 
  Klorlu halojenlerin giderilmesi
  

• 
  Çöktürme havuzunun boyutları ve şekli,
  
• 
  Çökelecek partiküllerin ağırlıkları,
  
• 
  Viskozite ve su sıcaklığı,
  
• 
  Yüzey yükü,
  
• 
  Yüzey alanı,
  
• 
  Akış hızı,
  
• 
  Giriş ve çıkış yapısı tasarımı,
  
• 
  Bekletme süresi,
  
• 
  Havuzun efektif derinliği
  

Havalandırıcı Türleri

 Cazibe ile çalışanlar

o Kademeli kaskat havalandırıcılar

o Eğik düzlem şeklindeki havalandırıcılar

o Düşümlü havalandırıcılar

• 
  Püskürtücüler
  
• 
  Basınçlı hava ile (kabarcıklı) havalandırma
  
• 
  Mekanik Havalandırıcılar
  

• 
  Su toplama ve dağıtma sistemleri 5’ten az pH değerlerinde korozyona uğramaktadır.
  
• 
  Biyolojik arıtma tesislerinde ise optimum mikroorganizma çoğalması 6,5-8 arasında pH değerleri istemektedir.
  
• 
  Fiziksel (aktif karbon adsorpsiyonu) ve kimyasal (koagülasyon, oksidasyon, redüksiyon, amonyak uçurma vb.) arıtma sistemleri de pH değerinden etkilenirler.
  

• 
  Aşındırıcı etkilerini kaldıracak şekilde asidik ve alkali atıkları nötral pH’ya gelecek şekilde karıştırma
  
• 
  Asit atıklarını kireç yataklarından geçirme
  
• 
  Asit atıklarını kireç solüsyonları ile karıştırma
  
• 
  Asit atıklarına NaOH ve Na₂CO₃ bazik solüsyonlarını ilave etme
  
• 
  Alkali atıklardan yanma gazlarını geçirme
  
• 
  Alkali atıklardan CO₂ geçirme
  
• 
  Alkali atıklara sülfürik ve hidroklorik asit vb. asitler ilave etme
  
• 
  Metal çöktürme gayesiyle nötralizasyon
  
• 
  Metal korozyonunu veya diğer malzemelere zarar verilmesini önlemek
  
• 
  Biyolojik arıtma öncesinde ön arıtma olarak
  
• 
  Alıcı sulara deşarjdan sonra tekrar su temin edebilmek ve alıcı ortam canlı hayatına zararı önlemek için nötral pH değerinde arıtılmış su sağlama
  
• 
  Yağ-emülsiyon kırma
  
• 
  Klorlama, oksidasyon vb. gibi reaksiyon hızı pH’a bağlı olan işlemlerin icrasından önce pH ayarlama
  

Filtre çeşitleri

• 
  Yavaş Süzen Kum Filtreleri
  
• 
  Hızlı Süzen Kum Filtreleri olmak üzere ikiye ayrılır.
  

•Doğal sular içinde çeşitli cins ve miktarda safsızlık bulunabilir.

•Kullanım amacı düşünülerek suların kimyasal olarak arıtılması ve içinde bulunan safsızlıkların giderilmesi veya belli sınırların altına düşürülmesi gerekir.

•Fazla miktarda çözünmüş tuz içermeyen berrak haldeki sular hiçbir arıtmaya gerek duyulmadan içme suyu veya endüstriyel amaçlı kullanılabilir.

•Ancak fazla miktarda çözünmüş tuz içeren suların sertliğinin giderilmesi gerekmektedir.
Suları kimyasal olarak arıtılması iki ana grupta toplanabilir:

Kimyasal Çöktürme Yoluyla Yapılan Arıtma İşlemleri

•Soğuk kireç-soda yöntemi

•Sıcak kireç-soda yöntemi

İyon Değiştirici İle Yapılan Artıma İşlemleri

•Katyon değiştiriciler ile sertliğin giderilmesi

•İyon değiştiriciler ile demineralizasyon
Kimyasal Arıtma-Kimyasal Çöktürme ile Arıtma

Suda sertliği meydana getiren kalsiyum ve magnezyum iyonlarının suda çözünmeyen bileşikler haline getirilerek çökeltilmesi veya bu iyonların sodyum iyonu ile yer değiştirmek suretiyle uzaklaştırılması işlemine suların yumuşatılması denir.

Suların sertliği aşağıdaki amaçlarla giderilir:

•Su içindeki kalsiyum ve magnezyum iyonları sabun ile birleşerek suda çözünmeyen iyonlar oluşturur. Bu da sabunun köpük oluşumuna ve temizleme özelliğini göstermesine engel olur.

•Sertliği yüksek olan sular çamaşırların lekelenmesine neden olur.

•Sert sular kaynatıldıkları kapların diplerinde bir taşlaşmış tortu tabakası meydana getirir.

•Gıda endüstrisinde kullanılan sular ürün kalitesi üzerinde olumsuz etki yapar.

Soğuk Kireç-Soda Yöntemi

•Bu yöntem kalsiyum karbonatın ve magnezyum hidroksitin sudaki çözünürlüklerinin küçük olması temeline dayanır.

•Uygun miktarlarda suya atılan kireç ve soda suya sertlik veren magnezyum ve kalsiyum iyonları ile reaksiyona girerek sodyum hidroksit ve kalsiyum karbonat bileşiklerini oluşturur.

•Oluşan bu bileşikler çamur halinde çökerek sudan ayrılır.

•Sıcaklık arttıkça kalsiyum karbonat ve magnezyum hidroksitin çökelme hızları artar.

•Böylece çökeltmek için gerekli olan kireç miktarı azaltılmış olur.
İÇME SUYU ARITIM METODUNUN SEÇİMİ

Su Kaynaklarının Özellikleri ve Kaynak Seçimi

Bir kaynaktan alınan suyun kullanma maksatlarına uygun hale getirilmesi için tatbik edilecek tasfiye işlemleri su kaynağının özelliklerine bağlıdır. Su kaynakları, yeraltı su kaynakları ve yüzey suları olmak üzere iki sınıfta incelenebilir. Yeraltı sularının kalitesi zamanla büyük değişimler göstermez, renk dereceleri, bulanıklıkları düşüktür. Ancak fazla miktarda çözünmüş madde içerirler. Yüzey suları, nehir, göl, baraj ve seddelerden alınan sular olup, su kalitesi zamanla büyük değişmeler gösterir, renk ve bulanıklığı fazladır. Ayrıca yüzey suları, ev ve sanayii kullanılmış suları ile kirletilmiş olabilir. Bu yüzden organik maddeler, tat ve koku veren maddeler, fenoller, deterjanlar, metaller gibi maddeler de yüzey sularında bulunabilir. Tasfiye tesisinin projelendirilmesinde bu durumlar göz önünde bulundurulmalıdır.

Mevcut su kaynaklarının seçiminde suyun miktarı, kalitesi, suyun temin edileceği yere uzaklığı, tasfiye edilebilme imkanları, suyun miktarında ve kalitesinde mevsimlik değişmeler olup olmadığı dikkate alınmalıdır. Bunun yanında suyun birim hacminin maliyeti göz önünde bulundurularak en ucuz çözümü veren kaynak tercih edilmelidir.

Su Arıtımında Amaçlar ve Temel İşlemler

İçme suyu tasfiyesi aşağıdaki amaçlardan biri veya birkaçı için yapılır:

 Su sıcaklığının düşürülmesi veya yükseltilmesi

 Renk, bulanıklık, tat ve koku giderimi

 Mikroorganizma giderimi

 Demir ve mangan giderimi

 Amonyum (NH₄ ) giderimi

 Oksijen konsantrasyonunun yükseltilmesi, suya bazen CO₂ verilmesi, bazen giderimi, hidrojen sülfür (H₂S), metan (CH₄) gibi gazların sudan uzaklaştırılması yani gaz transferi

 Asitlerden temizleme

 Su sertliğinin düşürülmesi

 Korozif özelliğin giderilmesi

 Tuzluluğun giderimi

 Zararlı kimyasal maddelerin giderimi: İçme suyu tasfiyesinde yukarıdaki amaçlara ulaşmak için çeşitli temel işlemler yapılır

 Gaz transferi veya havalandırma: Suya oksijen veya CO₂ kazandırmak veya CO₂, H₂S, CH₄ gazları sudan uzaklaştırmak için kullanılır.

 Izgaradan geçirme: Yüzücü ve iri maddeleri tutmak için uygulanır.

 Mikro eleklerden geçirme: Süspansiyon halindeki maddeleri veya algleri tutmak için kullanılır.

 Biriktirme Su kalitesini iyileştirmek, konsantrasyondaki salınımları dengelemek için kullanılır.

 Çöktürme: Çökebilen katıları gidermek için yapılır.

 Yüzdürme: Yağları ve sudan hafif yüzücü maddeleri sudan ayırmak için uygulanır.

 Suyun pH’sını ayarlama: Suya asit veya baz ilave edilerek suyun pH’ının istenilen değere getirilmesi için yapılır.

 Hızlı karıştırma ve yumaklaştırma: Alüminyum ve demir tuzları gibi yumaklaştırıcı maddeleri ham suya ilave etmek suretiyle çökemeyen kolloidal maddeleri, çökebilen yumaklar haline getirerek sudan ayırmak amacıyla yapılır.

 Filtrasyon: Suyu, daneli malzeme ile teşkil edilmiş filtrelerden geçirmek suretiyle sudaki kolloid ve süspansiyon maddelerin tutulması sağlanır.

 Kimyasal stabilizasyon: İstenmeyen maddelerin zararsız hale getirilmesi işlemidir.

 Adsorpsiyon: Aktif karbon gibi maddelerle sudaki koku ve tat veren maddelerin tutulması için yapılır.

 İyon değiştirme: Suyun iyon değiştiricilerden geçirilmesi suretiyle istenmeyen iyonların bir başka iyonla yer değiştirilmesi işlemidir.

 Kimyasal çöktürme: Suda çözünmüş maddeler, oksidasyonla suda çözünmeyen bileşikler haline getirilerek çöktürme suretiyle sudan giderilmesi işlemidir.

Yukarıda belirtilen işlemler, fiziksel ve kimyasal işlemler olup sayıları çoğaltılabilir. Kaynatma, koku ve tat kontrolü, sertlik giderimi, demir ve mangan giderimi için uygulanan işlemler, reverse osmoz, elektrodializ gibi yöntemler de içme suyu tasfiye işlemleri arasında sayılabilir.
İçme suyu Arıtımı Akım Şemaları

Çökebilen madde miktarı yüksek ve mevsimlere göre kil içeriği ve rengi değişen nehir suları

Biriktirme müddeti 10-20 gün alınır. Bundan maksat iri tanelerin çökelmesi ve su kalitesinin düzeltilmesi ve debinin dengelenmesidir. Biriktirme haznesi veya suni göl yapılmadığı takdirde iri tanelerin çökelmesi için bir çökeltme havuzu (kum tutucu) yapılması mümkündür.

Dezenfeksiyon patojen organizmaların yok edilmesi veya etkisiz hâle getirilmesidir.

Dezenfeksiyonda kullanılan maddelere dezenfektan denir.

İçme sularında hastalık yapıcı (patojenik) mikroorganizmaların bulunması istenmemektedir. Bu mikroorganizmalar filtrasyon ve membran gibi ayırma prosesleri ile sudan uzaklaştırılabilir veya dezenfektanlar kullanılarak etkisiz hale getirilebilir.

Suda bulunan patojen mikroorganizmaların etkisiz hale getirilerek, suyun güvenle içilebilmesini sağlayan proses dezenfeksiyon olarak tanımlanmaktadır.

Sterilizasyon, dezenfeksiyondan daha ileri bir kademe olup, sporlar dahil tüm canlıların öldürülmesi işlemidir.

İçme suyu arıtımında ilk dezenfeksiyon işlemi 1897 yılında gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada dezenfektan olarak klor kullanılmıştır.


Dezenfeksiyon mekanizması

Patojen mikroorganizmaların etkisiz hale getirilmesi dezenfektanın yapısına ve mikroorganizmaların türüne bağlıdır. Mikroorganizmaların yok edilmesi veya etkisiz hale getirilmesi dört mekanizmayla açıklanmaktadır. Bunlar;

• 
  Hücre duvarının zarar görmesi
  
• 
  Hücre geçirgenliğinin değiştirilmesi
  
• 
  Hücre protoplazmasının koloidal yapısının değiştirilmesi
  
• 
  Metabolik aktivitede etkili kritik enzimin etkisiz hale getirilmesidir.
  

Hücre geçirgenliğinin değiştirilmesi stoplazmik membranın seçici geçirgenliğini imha etmekte ve hayati önem arz eden azot ve fosfor gibi nütrientlerin hücre dışına çıkmasına sebep olmaktadır.

Asitler ve bazlar tarafından hücre proteinlerinin denatürasyonu hücrenin imhasına sebebiyet vermektedir.

Kritik enzimin etkisiz hale getirilmesi genellikle oksitleyici kimyasallarla gerçekleşmektedir.

Kimyasal dezenfeksiyon verimi aşağıdaki faktörlerden etkilenmektedir:

• Etkisiz hale getirilecek organizmanın türü, durumu, konsantrasyonu ve dağılımı

• Dezenfektanın türü ve konsantrasyonu

• Arıtılacak suyun kimyasal ve fiziksel özellikleri

• Dezenfeksiyon için gerekli temas süresi

• Suyun sıcaklığı

Chick’s kanuna göre aşağıdaki denklem ile bekleme süresi hesaplanmaktadır;

������ ��₀/��_�� = ��.��


N_o : Başlangıçtaki organizma sayısı

N_t : t süre sonunda organizma sayısı

k: katsayı, 1/zaman

t: Temas süresi