SUYUN KİMYASAL ÖZELLİKLERİ SU ISLAH PROSESLERİ
Su yumuşatma cihazları, iyon değişimi prensibine göre çalışarak sudaki sertliğe neden olan Ca (Kalsiyum) ve Mg (Magnezyum) iyonlarını gideren komple ünitelerdir.
Su yumuşatma işlemi iyon değiştirme yöntemiyle gerçekleşmektedir. İyon değişimi sertliğe sebep olan kalsiyum ve magnezyum iyonlarını içeren suyun sodyum formunca katyonik bir reçineden geçirilmesi suretiyle gerçekleşmektedir. Sert su sodyum bazlı katyonik reçineden geçerken içerisindeki sertlik iyonları (Ca2+ ve Mg2+); reçineye bağlı bulunan Na+ iyonları ile yer değiştirir. Tandem yumuşatma sistemleri iki yumuşatma ünitesinden oluşmaktadır. Sistem geçen su miktarına göre volumetrik olarak kontrol edilmektedir. Tandem sistemleri ve dubleks sisteminden her bir yumuşatma cihazı sırası ile rejenerasyon devresine girer ve hazır hale gelince prosesteki ünitenin doymasına ve projesi kendine devretmesini bekler. Bu sayede cihaz hiçbir insan müdahalesine ihtiyaç duymaksızın ve rejenerasyon işlemleri için proses durmadan günün 24 saati daimi şekilde yumuşak su üretmiş olur. Belli miktarda sert su reçine içinden geçtikten sonra, reçine tanecikleri tamamıyla, sertlik, mineralleriyle kaplanır. Bu durumda sertlik minerallerinin tutulması son bulur. Sertlik iyonlarının tekrar su dan tutulabilmesi için reçine taneciklerinin sertlik minerallerinden kurtarılarak tekrar sodyum taneciklerinin bağlanması gerekir. Bu işleme ‘ rejenerasyon’ adı verilir. Rejenerasyon işlemi, geri yıkama, tuzlu su emiş, durulama, hızlı durulama ve tuzlu su dolum olmak üzere 5 aşamanın tamamlanması sonucu reçine, kalsiyum (Ca2+) ve Magnezyum (Mg2+) iyonlarını bırakırken, sodyum (Na+) iyonlarını tekrar kendine bağlar ve servis pozisyonuna hazır hale gelir.
Su kimyası,
suyun arıtılması ve deiyonize su elde edilmesiyle ilgili karşılaşabileceğimiz
temel kavramlar ve tanıtıcı bilgiler aşağıda özetlenmiştir:Su, bileşiminde
hidrojen ve oksijen bulunan kararlı bir moleküldür. H2+1/2 O2→H2O su
moleküllerinin dipol özelliğinden dolayı kuvvetli bir çözücü olması sebebiyle
de doğada saf olarak bulunması çok zordur. Örneğin; yağmur suyunda; yağmurun
yeryüzüne düşerken atmosferden çözerek aldığı oksijen, azot, karbondioksit,
hidrojen sülfür vs. gibi gazlar bulunmaktadır. Dünyadaki su kaynaklarını
yeraltı ve yüzey suları olarak iki başlık altında toplayabiliriz. Yeraltı
sularında yerküre katmanında bulunan kalsiyum, magnezyum, demir, silis vs. gibi
çeşitli maddeler bulunmaktadır. Yeraltı suları bulundukları bölgenin jeolojik
yapısına, yeraltı katmanının durumuna ve kaynağın derinliğine bağlı olarak farklı
nitelikler gösterirler. Nehir, göl gibi yüzey suları da aynı şekilde
bulundukları bölgenin jeolojik yapısına bağlı olarak değişik nitelikler
gösterirler. Tatlı sular, yüzeysel su kaynakları ve yeraltı aküferlerinden
temin edilir. Yüzeysel su kaynakları, genel olarak, bulanık ve tortuludur ve
sulama amaçlı kullanımlar dışında mutlaka filtrasyon gereklidir. Yeraltı suları
ise, çözünmüş madde konsantrasyonu açısından oldukça zengindir. Yeraltı
katmanları arasındaki süzülme esnasında yüksek miktarda katı madde, çözünmüş
formda yeraltı suyuna karışır. Yeraltı sularının TDS açısından zengin olma
sebebi de budur. Yeraltı sularında genelde rastlanan TDS değeri 600 – 900 mg/lt
TDS’dir.
SULARIN
ÖZELLİĞİNİ BELİRLEYEN TANIMLAR
Yeraltı ve
yüzey sularının özelliklerini, içeriklerinde bulunan çözünmüş katı maddeler
yani katyonlar (kalsiyum, magnezyum, demir gibi + değerlikli elementler) ve
anyonlar (klorür, bikarbonat, karbonat, silis gibi - değerlikli element ve
moleküller), askıda katı maddeler (kil, çamur vs.), organik maddeler, renk ve
koku veren maddeler ile çözünmüş gazlar (oksijen, karbondioksit, hidrojen
sülfür vs.) belirlemektedir. Suların özelliklerini belirleyen tanımlar aşağıda
belirtilmiştir.
a)Suyun
pH Değeri:
pH suyun
asitlik veya bazlık durumunu gösteren logaritmik bir ölçüdür. Çözeltide bulunan
H+ iyonu konsantrasyonunu ifade eder. Saf su H+ ve OH- iyonları açısından
dengededir ve pH değeri 7’dir. pH, H+ iyonlarının elektrik potansiyellerine
bağlı olarak veya renk indikatörleri (örneğin; fenolfitalein) ile ölçülebilir. pH<7
ise ortam asidik, pH>7 ise ortam baziktir. Çevre Mühendisliği
uygulamalarında sık kullanılan pH değeri, su temininde, kimyasal koagülasyon,
dezenfeksiyon, sertlik giderme ve korozyon kontrolü gibi işlemlerde önem taşır.
TS-266’ya göre, içme sularında pH 6,5 – 8,5 tavsiye edilen değerdir. Bu
parametre içme suyunun güvenliği hakkında doğrudan bilgi vermez. Düşük pH’lı ve
düşük TDS’li sular, korozif oldukları için borulardaki birtakım zehirli
metalleri çözebilirler. Yüksek pH’a sahip sularda ise pH’ı yükselten
kimyasalların zararlı olup olmadığı belirlenmelidir. pH, suyun içeriğindeki H+
(Hidrojen) iyonlarının konsantrasyonunun eksi logaritmasıdır. pH = Log [1/
(H+)] diğer bir deyişle, suyun pH değeri suyun asitlik - bazlık özelliğini
belirleyen bir kavramdır. Hamsuyun pH değerini, suyun içeriğindeki bikarbonat,
karbonat, hidroksit ve karbondioksit belirler. Su, asidik, nötr veya bazik
olarak tanımlanır. pH 0-7 arası asidik (pH azaldıkça asidik özellik artar.), 7
nötr (asit yada baz özelliği yok) 7 - 14 arası bazik (pH artıkça bazik özelliği
artar.) olarak nitelendirilir. Hidroklorik Asit (HCI), Sülfürik Asit (H2SO4),
ve Karbonik Asit (H2CO3) asitlere, Sodyum Hidroksit (NaOH), Potasyum Hidroksit
(KOH) bazlara örnek olarak verilebilir.
b)İletkenlik
(Kondüktivite):
İletkenlik
bir sıvıdaki iyonların elektrik akımı iletim miktarını ölçerek, sıvı
içerisindeki iyon konsantrasyonunu belirtir. Yani, sıvının iletkenliği, sıvı
içindeki toplam çözünmüş katı madde miktarıyla doğru orantılıdır. İletkenlik
birimi, direnç biriminin tersi olup s/cm’dir.
c)Sertlik:
Suyun
sertliği, evsel, ticari ve endüstriyel kullanımlarda en çok rastlanan
problemdir. Suya sertlik veren mineraller daha çok suda çözünmüş olarak bulunan
kalsiyum ve magnezyum mineralleridir.
Sertlik, su
içinde çözünmüş (+2) değerlikli iyonların (Ca+2, Mg+2, Sr+2, Fe+2, Mn+2 vb.)
varlığının sonucudur. Ca+2 ve Mg+2 iyonları doğal sularda diğer iyonlardan daha
fazla bulunduklarından, çoğunlukla sertlik, Ca+2 ve Mg+2 iyonlarının
konsantrasyonlarının toplamı olarak ifade edilir. Diğer iyonlar genellikle
kompleks formda oldukları için sertliğe fazla bir katkıları olmaz.
Sularda sertlik ikiye
ayrılır:
1-Geçici
Sertlik: Sudaki kalsiyum
ve magnezyum bikarbonat tuzlarının miktarını belirler. Su ısıtıldığında geçici
sertlik veren maddeler karbondioksit vererek, ayrışırlar ve kalsiyum karbonat
ve magnezyumhidroksit çökerek sudan ayrılırlar. Bu şekilde ısıtılarak giderilen
sertliğe "Geçici Sertlik” denir.
2-Kalıcı
Sertlik: Magnezyum ve
kalsiyum sülfat, nitrat ve klorür tuzlarından oluşan sertliğe ise "Kalıcı
Sertlik” denir. Kalıcı sertliği oluşturan tuzlar ısı ile ayrışmazlar.
Toplam
sertlik değeri çeşitli birimler ile ifade edilebilir.
Alman
sertliği (dH), Fransız sertliği (FrH), Amerikan
sertliği ppm (CaCO3) gibi.
Fransız
sertliği (Fr) veya mg/lt CaCO3 ülkemizde yaygın olarak sertlik
sınıflandırmasında kullanılan birimlerdir. Suyun içindeki sertlik iyonlarının
konsantrasyonunu tanımlamada kullanılır.
Suyun sertlik
sınıflaması şu şekilde verilebilir.
Çok yumuşak 0
– 5 Fr - Yumuşak 5 – 10 Fr - Orta sert 10 – 20 Fr - Sert 20 – 30 Fr - Çok sert
>30 Fr
İçindeki
CaCO3 dikkate alınarak sular sertlik derecelerine göre, aşağıdaki gibi de
sınıflandırabilirler.
Toplam
sertlik (mg CaCO3/lt)
Sınıflandırma
0-75 yumuşak
su
75-100 orta
sertlikte su
100-300 sert
su
>300 çok
sert su
Sertlik
artışı, suyun iletkenliğinin de artmasına sebep olur. Sertlik giderilirse;
Sabun ve
deterjan sarfiyatı azalır, Korozyon kontrolüne yardımcı olur,Taşlaşmanın önüne
geçilir.
Sertlik
giderme yöntemleri;
Kireç-soda
yöntemi
Sodyum
hidroksit ile muamele
Sodyum
sülfatla yumuşatma
İyon
değiştirme gibi yöntemler kullanılır.
Toplam
Çözünmüş Katı Madde (TDS)
Toplam
Çözünmüş Madde (TDS) suların mineral ve iyon zenginliğini gösteren önemli
parametrelerden birisidir. Çünkü, tabiatta sular, kaynaklarına göre, TDS
konsantrasyonları açısından farklılıklar gösterirler. 1500 mg/lt TDS
konsantrasyonu "Tatlı Su" kaynakları için üst limittir. 5000 mg/lt
TDS'ye sahip sular genel olarak "Acı Su" olarak tabir edilirken daha
fazla TDS içeren sular "Tuzlu Su" olarak tanımlanır.
Sularda
yüksek oranda TDS bulunması (>2000 mg/Lt) hemen her kullanım amacı için suda
iyon giderme işlemini gerektiren bir durumdur. Bu tip bir su, endüstriyel veya
sosyal su temininde kısıtlı amaçlar haricinde kullanılamayacağı gibi, sulama
suyu amaçlı olarak da kullanılamaz.
Sudaki toplam
çözünmüş katılar, inorganik tuzları ve az miktarda organik maddeleri içerirler.
Gerek yüzey suları, gerekse yeraltı suları ilişkide oldukları toprak ve taş
malzemeden mineral çözerler. Çözünmüş inorganik maddeler, suda iyon olarak
bulunur. Suda bilinen en genel iyonlar aşağıdaki gibidir:
KATYONLAR/ANYONLAR/Ca+2/HCO3-/Mg+2/CI-1/Na+/SO4-2/Fe+2/NO3-/Mn+2/CO3-2
Bunların
yanında sular ağır metal iyonlarını (kurşun, civa, kadmiyum vb.) ve organik
maddeleri de içerebilirler. Çözülmüş organik kimyasallar, pestesitler,
herbisitler gibi küçük miktarlarda bile insan ve hayvanlar üzerinde toksik etki
gösterirler. Trihalometanlar (THM) ve dioksin gibi suda çözünmüş organik
maddelerin çoğu kanser yapıcıdır. Bu tip organikler suda çözünmüş iyon formunda
ve düşük konsantrasyondadırlar.
Yukarıda
bahsedilen iyonlar, suda elektrik iletimini sağlarlar. Yüksek değerde bu
özellik, metal yüzeyler için koroziftir. Aşırı TDS borular içinde tabakalaşmaya
da sebep olabilir. İçme suyundaki yüksek konsantrasyonları ishal etkisi
gösterebilir.Toplam çözünmüş katılar, sadece reverse osmosis ve
demineralizasyon prosesleri ile uzaklaştırılabilir. Yumuşatıcılar TDS’i
gidermez.TDS’i çok düşük olan sular, agresif ve koroziftirler. Dolayısıyla,
özel kullanımlarda tedbir alınmalıdır. Örneğin; bu sular depolanacaksa deponun
metal yerine, plastik olması tercih edilmelidir.TDS Sudaki toplam çözünmüş katı
madde miktarını belirler.
Alkalinite: Suyun içeriğinde bulunan hidroksit (OH), karbonat (CO3) ve
bikarbonatlar (HCO3) suyun alkalitesini oluşturur. Alkalinite, P (Fenol
Alkalinite) ve M (Metil Alkalite) alkaliniteleri ile belirlenir.
P (Fenol
Alkalinite) değeri : Hidroksit (OH) + 1/2 Karbonat (CO3)
M (Metil
Alkalinite) değeri : Bikarbonat (HCO3) + Hidroksit (OH) + Karbonat (CO3) olarak
belirtilir.
Klorür
(Cl-):Suyun içerisindeki
klorür iyonlarının konsantrasyonu gösterir. Kazan ve soğutma suyu devrelerinde
konsantrasyon sayısının ve blöf miktarlarının belirlenmesinde önemli bir rol
oynar.Klorür, tüm doğal veya kullanılmış sularda çok yaygın bir şekilde bulunan
iyon türüdür. Sulara yeraltı formasyonlarından çözünme yolu ile ya da tuzlu su
– tatlı su girişimleri sonucu katılabilir. İnsan ürününden günde kişi başına
ortalama 6 gr kadar klorür atılmaktadır. Klorürün normal konsantrasyonlarında
bir sağlık sakıncası yaratmadığı bilinmektedir. Ancak, 250 mg/lt’den yüksek
konsantrasyonlarda tuz tadı oluşmaktadır. Klorür suyun iletkenliğini artırdığı
için korozyonu kolaylaştırır. Konsantrasyonların yüksek olduğu sularda klorür;
tat, korozif eğilim ya da yumuşatma prosesine ters etki ile varlığını gösterir.
Demir
(Fe):Özellikle yüksek
basınçlı derecede ısı olan sistemlerde (buhar kazanı gibi) demir depozitlerinin
oluşması açısından dikkat edilmesi gereken demir iyonlarının kaynağı hamsuyun
kendisi veya sistemlerdeki korozyondan kaynaklanan korozyon ürünleridir. Bu
açıdan hem hamsuyun ıslahında, hem de sistemlerin korozyona karşı korunmasında
demir miktarlarına dikkat edilmelidir.
Silis
(SiO2): Özellikle yüksek
basınçlı buhar kazanları ve buhar türbin sistemleri olmak üzere, tüm buhar
kazanları ve soğutma sistemlerinde kışır oluşumu yapabilecek olan ve suyun
doğal içeriğinde bulunan anyonlardan birisidir. Pek çok suda silis SiO2
bulunmaktadır. Bu çok doğaldır. Çünkü doğada en çok bulunan element silis olup,
kazan taşlarını oluşturur. Kazan taşları içinde en tehlikeli olanı budur. Bu
taşların kalsiyum sülfat ve kalsiyum karbonattan oluşan taşlara nazaran ısı
transfer kabiliyeti on kat daha azdır. Silisyumdioksit SiO2 formülü ile ifade
edilir. Sert ve camsı bir mineraldir. Kum, kuartz, kumtaşı ve granit gibi
çeşitli formlarda bulunur. Aynı zamanda, pek çok bitki ve hayvanın iskelet
yapısında da bulunmaktadır.
Silikatlar
ise; silisyum ve oksijen
ile kombine olmuş, alüminyum, kalsiyum, magnezyum, demir, potasyum, sodyum vb.
metal bileşikleridir. Silikatlar tuzlarda olduğu gibi sınıflandırılır.
Silikatlar; asbest, mika, talk pudrası gibi çeşitli gruplara ayrılır. Kolloidal
ve kristal halde bulunabilirler. Kolloidal halde iken koagülasyon + filtre
prosesleri ile arıtılabilirler, kristal halde bulunduğunda ise kimyasal ve
fiziksel arıtımı zordur.
Sülfat:Sülfat, çevre sularına
doğal yollardan karışan en önemli iyonlardan biridir. Bütün doğal sularda değişen
miktarlarda sülfat bulunur. Bazı endüstriyel atık suların sülfat miktarı fazla
olup, doğal sulara karıştıklarında onların da sülfat miktarını artırırlar.
Sülfür bileşikleri, çeşitli reaksiyonlar sonunda oluşturdukları tat, koku,
toksidite ve korozyon gibi problemleriyle önemli kirletici durumundadırlar.
Suda yüksek sülfatın anlamı; yüksek sertlik, yüksek sodyum tuzu ve yüksek
asiditedir. Sodyum sülfat ve magnezyum sülfat, insanlarda müshil etkisi
gösterdiklerinden 250 mg/lt üst sınırla sınırlandırılmıştır. Hayvanlar için ise
bu sınır 1000 mg/l olarak belirlenmiştir. Bunun yanında sülfatlar suya acımsı
tat verirler. Sülfatlar, kazan sularında CaSO4 ve MgSO4 çökeltileri
oluşturduğundan, bu tip sularda çok düşük miktarlarda tutulmalıdırlar. Evsel
atık suların uzaklaştırdığı beton kanallarda, anareobik koşulların oluşması ve
bakteri faaliyetleri ile SO4-2 H2S’e dönüşür. H2S kanalın üst bölümünde
toplanır ve rutubetle birleşerek, H2SO4 oluşturur. Bu olay, borularda
korozyonun ve parçalanmanın en büyük sebebidir. Sülfatlar çimento ile
birleştiklerinde de büyük kristallerin meydana gelmesine ve bu nedenle borunun
şişmesine ve parçalanmasına sebep olurlar. Korozif etkisinin izlediği
konsantrasyon 100-250 mg/lt olarak belirlenmiştir. Sülfat arıtım yöntemleri reverse
osmosis, distilasyon, oksidasyon veya anyon değiştirici olarak sayılabilir.
Demir
ve Mangan: Demir ve
manganez yeraltı sularında hemen her zaman, yüzeysel sularda ise yılın bazı
aylarında yüksek konsantrasyonlarda bulunmaları nedeniyle içme ve kullanma
suları bakımından sorun yaratmaktadırlar. Demir ve mangan (manganez) suda
çözünmeyen (Fe+3 ve Mn+4) ile çözünen (Fe+2 ve Mn+2) hallerinin her iki
şeklinde de bulunmaktadır. İki değerlikli demir ve mangan, genellikle yeraltı
sularında bulunur.
Diğer
Katyon ve Anyonlar: Suyun
içeriğinde yukarıda belirtilen maddeler haricinde, su kaynağının bulunduğu
yerin jeolojik yapısına bağlı olarak suyun içeriğinde katyonlar (mangan, bakır
vs.) ve anyonlar (sülfat, nitrat vs.) gibi çeşitli maddeler suyun içerisinde
çözünmüş halde bulunur. Bunlar, yukarıda belirtildiği gibi Toplam Çözünmüş Katı
Maddeler kapsamında incelenir.
Çözünmüş
Gazlar:Suyun atmosferle
teması esnasında atmosferde bulunan gazları çözerek, bünyesine aldığı oksijen,
karbondioksit, azot vs. gazlardır. Özellikle oksijen ve karbondioksit bizim
açımızdan en önemli gazlar olarak öne çıkmaktadır.
Çözünmüş
Oksijen: Çözünmüş oksijen
su içinde çözünmüş halde bulunan oksijen konsantrasyonu olup, katot reaksiyonu
verir. Tatlı sularda 1 atm basınçta, havanın oksijeninin çözünürlüğü 0 0C’de
14,6 mg/l ve 35 0C’de 7mg/l’dir. Oksijen suda çok az çözünen bir gaz olduğundan
çözünürlüğü, verilen sıcaklıkta atmosfer basıncı ile doğrudan değişmektedir.
Bir
suyun içerdiği çözünmüş oksijen miktarı şu faktörlere bağlıdır;
Yüksek basınç
altında, oldukça yüksek miktarda oksijen çözünür. Basınç azaltıldığı zaman
azaltılma oranı kadar gaz çıkışı olur.
Oksijenin
çözünürlüğü doğrudan doğruya kısmi basınçla ilgilidir. (Henry Kanunu)
Henry Kanunu;
Sabit sıcaklıkta, sıvı içinde çözünen gaz miktarı doğrudan basınç miktarına
bağlıdır.
Örnek olarak;
sıcaklık sabit kalmak şartıyla, oksijenin 1 gr’ı suyun 100 cm3’ünde çözünürse
(atmosferik basınç altında), oksijenin 2 gr’ı da, atmosferik basıncın iki
katında çözünür.
Sudaki
mineralin miktarı, oksijeni çözme yeteneğini etkiler. Distile su, yüksek
mineral içerikli suya göre daha çok oksijen absorblayabilir. Deniz suyu ve kuyu
suları, taze yüzey sularına göre daha az çözünmüş oksijen içerirler.
Azot:Azot doğal dolanımı olan,
bakteriler tarafından besi kaynağı olarak kullanılan ve kimyasal yollardan
değişik oksidasyon kademelerinde bulunan ve sularda sık sık görülen bir
parametredir.Amonyak doğal sularda genellikle amonyum (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. 0.5 ppm’den büyük değerde amonyak kirliliğin
belirtisidir.
Nitrit
(NO2); İçme suyunda
kesinlikle istenmez. Güneş ışığı ve bazı bakteriler nitratları nitrite
dönüştürülür.
Nitrat
(NO3); Azotlu organik
bileşiklerin son yükseltgenme ürünleridir. Kuyu sularında nitrat genelde daha
fazla bulunur. Özellikle bebeklerde blue-baby denilen hastalığa neden olur.
Vücudu morarmaya başlayan 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
sözkonusudur. Amonyak da 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 içerisini de ötrofikasyona (alg patlaması sonucu
oksijen azlığı) sebep olur. Biriktirme haznelerinde alg patlamasını önlemek
için hazneye giren azot, fosfor ve karbon konsantrasyonlarını azaltmak ve ışığı
kontrol etmek gerekir. Ayrıca, haznedeki algleri çeşitli kimyasal maddelerle
öldürmekte çözüm yollarından biridir. Ancak haznedeki canlı hayatı da göz
önünde bulundurulmalıdır.
Azot Giderme
Metodları olarak aşağıdaki yöntemler sayılabilir:
Nitrifikasyon
ve denitrifikasyon ile biyolojik tasfiye, Yüksek pH’ta havalandırma, İyon
değiştirme, Reverse-Osmosis.
Florür:Sularda bulunan florür,
miktarına bağlı olarak faydalı veya zararlı olabilir. İçme suyu için tavsiye
edilen değer 1 mg/lt’dir. Bu değerin dişler için faydalı olduğu ve diş
çürümelerini azalttığı bilinmektedir. Bunu yanında 9 yaşın altındaki çocuklarda
yapılan bir araştırma, 2 mg/lt florür içeren suyun dişlerde kahverengi lekeler
bıraktığını, 4 mg/lt florür içeren suyun ise kemik bozukluklarına sebep
olduğunu göstermiştir. Bu durumda araştırma sonuçlarına göre 1 mg/lt’den fazla
florür bulunan sular arıtılmalıdır.
Florür Arıtma
Yöntemleri olarak aşağıdaki işlemler sayılabilir:
Reverse
Osmos,
Alüminyum
sülfat, magnezyum veya kalsiyum fosfat gibi kimyasallarla arıtım.
Aktif karbon,
aktif alüminyum oksidi, granüler trikalsiyum fosfat yatakları veya iyon
değiştirici reçinelerle süzme.
Birinci
arıtım metodu pek çok avantaja sahiptir. İkinci arıtım yöntemi ayrıntılı
arıtma, dikkatli kimyasal dozlama ve pH kontrolüne gereksinim duyar. Üçüncü
arıtım ayrıntılı kontrol istemez. Burada florür absorbe edilir.
Bulanıklık: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 artırır. Örneğin; azot, fosfor 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 olabileceği gibi doğadaki pek
çok organik de olabilir.
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; tanin, hümik asit ve hümattır (ligninin
parçalanması ile). Bazan demir, suda ferrik humat formunda bulunarak, yüksek
renk potansiyeli oluşturur. Doğal olarak renk içeren sular, negatif
değerliklidir. 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 (apparent
color)”tir.
Koku
ve Tad: Sudaki koku ve
tat problemi pek çok faktöre bağlıdır. Bunlar;
Organik
madde, Canlı organizma faaliyetleri, Demir, mangan ve korozyonun metalik
ürünleri,
Koku
konsantrasyonunu ifade etmek için aşağıdaki terimler kullanılır;
ATC
: Kesin Eşik Konsantrasyonu:
İnsanların %100’ü tarafından 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.
Eğer su numunesi belirgin bir koku ve sıcaklık içermiyorsa, hissedilen duygu
gerçek tat olarak ifade edilir. Demir, mangan, potasyum, klor, potasyum
permanganat gibi oksidantlarla etkisiz hale getirilebilir.
İçilebilir
Suyun Özellikleri:
Su; kokusuz,
renksiz, berrak ve içimi hoş olmalıdır. Sularda fenoller, yağlar gibi suya kötü
koku ve tat veren maddeler bulunmamalıdır. Su tortusuz ve renksiz olmalıdır.
Su; hastalık
yapan mikroorganizma ihtiva etmemelidir. Suda bulunan vibrio cholera,
salmonella typhi, hepatit virüsü gibi mikroorganizmalar sudan geçerek hastalığa
sebep olurlar. İçme sularının kesinlikle bakteriyolojik kirlilik taşımaması
gerekir. Suda sağlığa zararlı kimyasal maddeler bulunmamalıdır. Bazı kimyasal
maddeler zehirli etki yapabilir.
Arsenik,
kadmiyum, krom, kurşun, civa gibi.. Bunun yanında baryum, nitrat, florür, radyoaktif
maddeler, amonyum, klorür gibi maddeler sınır değerlerinin üzerinde sağlığa
olumsuz etkileri olan maddelerdir. Aynı zamanda bazıları suya kirli suların
karıştığının göstergesidir.
Sular
kullanma amaçlarına uygun olmalıdır. İçme suyu ve sanayide, kullanma sularında
demir, manganez ve sertlik değerleri önemlilik arz eder.
Sular agresif
olmalıdır. Suların agresifliği, serbest karbondioksit (CO2) ile bikarbonat
(HCO3-) iyonunun dengede olmasından ileri gelir.
Suların
agresifliği boruların korozyonuna sebebiyet verir. Ayrıca, boruların aşınması
halinde borudan ayrılan elementler su kalitesinin bozulmasına sebep olur.
Mikroorganizmalar:Mikroorganizmalar
(bakteriler, virüsler, protozoalar vb..) son derece küçük organizmalardır.
Bazıları konvansiyonel misroskoplarda dahi gözükmezler. Yeryüzündeki bütün
bakteriler 0.5 mikrondan büyüktür. Suda bulunan bazı mikroorganizmalar hastalık
yapıcıdır. Aşağıda bazı mikroorganizmaların isimleri ve sebep oldukları
zararlar kısaca açıklanmıştır.
İçme
suyunda bulunan bazı bakteriler;
Salmonella
: Yiyecek
zehirlenmelerine sebep olur.
Shigella
: Bakteriyel dizanterinin
sebep olur.
Vibrio
organizmalar : Koleraya
sebep olur.
Campylobacter
bacteria : Mide ve
bağırsaklarda yaşar. Ülsere sebep olabilir.
Sülfür
bakterisi : Suya çürük
yumurta kokusu verir. Son derece hızlı bir biçimde korozyona sebep olur.
Actinomyectes
: Suya kötü koku ve tat
verir.
Cryptosporidiosis:Bu bir tür tek hücreli
parazitin neden olduğu hastalığın adıdır. Günümüze kadar bunun bilinen bir
tedavisi yoktu. Sözkonusu organizma, boyut olarak 3 mikron çapındadır. Bu
parazit çoğu kimyasal dezenfektana ve ultraviyole ışınına karşı dayanıklıdır.
Ancak 1 mikron filtre veya ters ozmoz membran teknolojisi ile tutulması
mümkündür.
Giardiasis:Tek hücreli bir
bakterinin neden olduğu hastalığın adıdır. Bir çok zararlı bakteri ancak vücuda
birkaç yüz tane beraber girdiğinde hastalık yaparken, bu bakterinin bir tanesi
hastalığın başlangıcı için yeterlidir. Serin ve rutubetli ortamlar bu
bakterinin sevdiği ortamlardır. Giardiasis daha çok çocuklarda görülür. Çünkü
yetişkinler zamanla bağışıklık kazanabilmektedir. Çoğunlukla gastrointestinal hastalıkların
nedenidir. Suda hastalık yapıcı bakteriler olup olmadığı sadece testle
anlaşılabilir. Bu testlerin yılda en az bir kez tekrarlanması gerekir. Testin
yapılacağı en iyi zaman sonbaharın sonu ve yazın başlarıdır. Hastalık etkenleri
olan yukarıda belirtilen mikroorganizmaların bakteriyolojik analizleri zordur.
Bu yüzden gösterge indikatör mikroorganizmalar kullanılır. Bunlar;
Koliform
bakterisi ( özellikle E-koli olarak bilinen E scherichia )
Streptoroccus
Faecalis
Clostridium
Perfringens sporları.
E-kolinin
sularda bulunması, zararlı organizmaların varlığının bir işaretidir. Dışkının 1
gr’ında 108 – 109 adet E-koli bulunur. Bu sebeple bir içme suyu kaynağı tahlil
edildiğinde E-koli bulunmuşsa, bu suyun insan, memeli hayvan veya kuşların
dışkılarıyla kirleniği anlaşılır. Zararlı mikroorganizmaların giderilmesinde,
yani dezenfeksiyonunda çeşitli yöntemler kullanılır.
Bunlar
kısaca;
Klorla arıtım
(tek adımlı yöntem): Klor konsantrasyonu 1 mg/lt olacak şekilde dozlama yapılır
ve fazla klor aktif karbon filtre ile alınır.
Ozonla
arıtım: Ozon suya enjeksiyonu yapılır.
Ultraviyole
ile arıtım: Su ultraviole
cihazından geçirilir ve ultraviole ışığı bakterileri zararsız hale getirir.
Distilasyon:Su kaynatılır.
Yukarıda
anlatılan sistemlerin hiçbiri mükemmel değildir. Her birinin avantaj ve
dezavantajları bulunur. Ozon, dezenfektan olması ve hızlı etki etmesine karşın
son derece kararsız bir bileşiktir. Bunun yanında üretiminin pahalı olması gibi
de bir mahsuru vardır. Ultraviole de etkisi hızlı dezenfeksiyon
araçlarındandır.
Klor kuvvetli
ve ozona kıyasla daha kararlı bir dezenfektandır. Ancak suya koku ve tat verir.
Bu koku ve tat aktif karbonla alınabilir. Klor etkisini, su gerçek anlamda
kullanılıncaya kadar sürdürür. Ozon ve ultraviyolede bu tür bir etki söz konusu
değildir. Bu yüzden ultraviole üniteleri kısa hatlarda ve genelde depo
çıkışlarında kullanılır. Distilasyon ise enerji maliyeti çok yüksek olduğundan
ekonomik değildir.
Dezenfeksiyonun
etkili olabilmesi için dezenfektanın sudaki mikroplarla tam temasının
sağlanması gerekir. Ancak özellikle kanalizasyon atıklarındaki patojenler
sudaki katı maddelerin içine girerek dezenfektandan kurtulabilmektedir. Bu
nedenle, içme suyu olarak kullanılacak sularda bulanıklığın düşük değerlerde
olması istenir.
Ayrıca, son
yıllarda iyice gelişmiş ve yaygınlaşmaya başlamış olan çağdaş filtrasyon
teknolojilerinden mikrofiltrasyon, ultrafiltrasyon, membran, nanofiltrasyon ve
reverse-osmos yöntemleriyle her çeşit virüs ve bakterinin tutulması, sudaki
istenilen komponentlerin ve iyonların ayrılması imkanı vardır.
Sudaki Hangi
Kimyasal Maddeler Ne Tür Rahatsizliğa Neden Olabilir:
Bu konuda
aşağıdaki liste verilebilir;
Arsenik
: Karaciğer ve ciltte kötü
huylu tümör oluşumu, kramplar, spazmlar, sinir sistemini etkiler.
Baryum
: Uzun süreli uyarıcı kas
reaksiyonları, sinir blokajı