Alanlar nda At ksu Yönetimi: Bafa Gölü Örne inde. Wastewater Management in Coastal Zones: A Bank Filtration Case Study for Lake Bafa

Transkript

1 Alanlar nda At ksu Yönetimi: Bafa Gölü Örne inde Filtrasyonu Wastewater Management in Coastal Zones: A Bank Filtration Case Study for Lake Bafa Görkem Ak nc, Sevgi Tokgöz Güne, Cihan Güne Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Çevre Mühendisli i Bölümü, T naztepe Kampüsü, zmir ÖZET Tatl veya tuzlu su içerikli göl ve deniz k lar nda bulunan yüzeysel veya yeralt sular n endüstriyel amaçl kullan mlar, deniz suyu giri imi, su seviyesinde azalma ve su kalitesinde önemli tuzluluk ve kirlilik sorunlar na neden olabilmektedir. Avrupa ve Amerika da uzun llard r kullan lan k filtrasyonu, suyun kirletici yükünün adsorpsiyon, fizikokimyasal filtrasyon ve biyodegredasyon gibi prosesler yard yla azalt lmas, sürekli olarak ayn kalitede ve kalitesi daha kolay artt labilir bir su üretmeyi sa lamaktad r. Bu ar tma secene i Bafa Gölü özelinde yüksek miktarda endüstriyel su kullanan i letmeler için çok uygun bertaraf ve ar tma yöntemi olarak uygulanabilir. Kullan ndan sonra yeralt suyunun yeralt na tekrar bas lmas, bir kullanma-ar tma döngüsü olu turarak sürdürülebilirlili i de mümkün k lacakt r. Ülkemizde hâlihaz rda bu tür bir sistemin uygulanabilirli i yasal aç dan mümkün olmamakla birlikte bildiri kapsam nda, k alanlar n yönetiminde k filtrasyonunun önemi ve gereklili i Bafa Gölü özelinde verilmektedir. Anahtar Kelimeler: filtrasyonu, at ksuyun tekrar kullan, k alanlar yönetimi, Bafa Gölü. ABSTRACT Seawater intrusion, water level drop, water salinity and pollution problems may appear due to the consumption of surface and underground water sources near the lakes and seas -containing salty or freshwater- for industrial purposes. Bank filtration, which has been used in Europe and USA from past to present, allows to obtain water, with a steady quality that also can easily be developed, by the removal of water pollutant loads through the processes such as adsorption, physicochemical filtration, filtration and biodegradation. This option can be applied for the industries located around Lake Bafa - which are consuming high amounts of water- as a disposal and a treatment method. The reinjection of used underground water constitutes a use-treat loop that will make the sustainability possible. In the content of the study, the importance and the necessity of bank filtration in coastal zone management is specifically presented for the Lake Bafa, even though the applicability of such a system is not currently available in our country due to the regulatory purposes.

2 1 Giri Yüzeysel ve yeralt sular nda su seviyesini ve kalitesini korumak, su kaynaklar n sürdürülebilir yönetiminde ve biyolojik çe itlili in korunmas nda hayati öneme sahiptir. Herhangi bir ortamdan (yüzey-yeralt suyu) al nan suyun yeri, genellikle artan oranlarda kullanmaya ba kirlenmi su, ortamdaki kalan su, ya sular, yüzeysel sular (deniz-gölakarsu) veya bunlar n tümünün kombinasyonunda tekrar depolanmas ile tamamlan r. Al nan suya göre gölde tamamlanan suyun kalitesinin tahmin edilerek istenilen oranlarda depolaman n yap lmas ve temsili izleme ile iyi durum e ilimini yaratabilme ise bilinçli sürdürülebilir bir su yönetimidir. Burada öncelikle göle ait özellikler, antropojenik etkiler ve ileriye yönelik havza ile ilgili planlamalar alan ve havza özelinde önem kazanmaktad r. Ortamdaki do al ve antropojenik dengeleri dikkate alan uyumlu bir stratejinin uygulanmas do al hayat n gölden yararlanabilme kapasitesini artt raca gibi gölün sürdürülebilir k nmas da sa layacak ak lc bir yakla m olacakt r. Özellikle son yüz y ld r insanlar yerel ve küresel ölçekte ya ad do al çevre artlar üzerinde etkili olabilecek boyutta de imler yaratmaya ba lam r. Buna paralel olarak do al dengelerin zl de imine ayak uyduramayan birçok canl türü yok olmu ve olmaktad r. Bir süredir uygulanan ve önümüzdeki günlerde yeniden yap land racak olan havza baz ndaki planlar, havzada ya ayan canl türlerinin popülasyonunu önemli ölçüde de tirecektir. Havza ölçe inde suyun kullan, kullan mdan sonra ar, de arj veya yeniden kullan konular nda dikkat edilecek k staslar ÇED içeriklerinin havzalara ve sahalara özel yönetim planlar ile uyumlu olmas gerektirecektir. Havza yönetim planlar kapsam nda ele al nmas uygun olacak belli ba konular unlard r: Havza ölçe inde k alan gerisinde al nan suyun yaratt hidrolik dü ün, k bölgesinde deniz suyu giri imine neden olmayacak bir strateji ile yap lmas belki de en önemli konu ba klar ndan birisidir. Yüzey ve yeralt suyu kütlelerinin kullan nda her bir havzaya özel de arj ve kullan m sistemi olu turulmas gerekecektir. Havzalarda yüzey ve yeralt suyu kütlelerinin etkile imi ve kar mlar üzerinde etkili olabilecek yerel i letmeler ve tar msal su kullan mlar gibi ÇED içeri inde olsun ya da olmas n yüksek kütleli kullan mlar n hassas stratejilerle planlanmas gerekecektir. Farkl özelliklerde at k üreten faaliyetlerin ÇED ve çevre yönetim sistemlerinde özel stratejiler planlanarak havza sorunlar azaltmaya yönelik uygulamalara geçilecektir. Konvansiyonel önlemlerin yetersiz kald, ortam önemli oranda kirletece i anla lan endüstriler için özel ar tma yöntemleri önerilecektir. Mevcut durumda var olan kirlilik ve deniz suyu giri imlerinin engellenmesi gerekecektir. Havza baz nda rehber dokümanlar ile sorunlar n çözüm yollar içeren dokümanlar n haz rlanmas, bölgesel ve yerel havza sorunlar n anla p çözümüne katk sa lanmas nda sektörlerden katk sa lanmas da yönetim planlar n önemli bile enlerinden olacakt r

3 2 Bölgesel ve Yersel Su Dengesi (Kütle ve Kalite) Ülkemiz geni bir k alan ve bu alan kullanan farkl iklim, canl ve cans z çevre özelliklerine göre yap lanm geni içerikli bir ekosisteme sahiptir. Ekosistemi ekillendiren en önemli özellik do al olarak yüzlerce ya da binlerce y lda olu an denge artlar r. Ancak son on y llarda bu denge artlar baz alanlarda do al habitat n uyum sa lama yetene ini a an bir h zda de ime ramaktad r. De imin ana nedenleri aras nda evsel, tar msal ve endüstriyel amaçl su kullan ndaki art ve farkl oranlarda kirlilik içeren kullan lm kirli suyun ortama veya ortam na verilmesi döngüsüdür. Döngünün sonuçlar yüzeysel sularda ani olarak gözlemlenirken yeralt sular nda daha uzun vadede gözlenmesi muhtemeldir. Ayr ca, suyun kullan m döngüsünde su ortam d na veriliyor (deniz de arj ) ve/veya buharla ma, ortam de imleri (yüzey-yeralt katmanlar ) gibi kullan ma ba kaçaklar olu uyor ise ortamdaki eksikli in nas l tamamland çok önemli bir durumdur. K bölgelerinde al nan suyun yeri genellikle deniz suyu bask nl nda doldurulmaktad r. Bir havzada barajlar vas tas ile ya suyunu (yeralt suyunu besleyen) ve/veya yeralt suyunu al p kullan ld ktan sonra direkt denize veya yüzey suyu yoluyla denize de arj edilmesi önemli su aç klar olu turabilecek bir durumdur. Normalde hidrolik yükle suyun alüvyon akiferden denize do ru akmas deniz suyu giri imini engellerken hidrolik yükün azalmas durumunda ters ak m olu arak deniz suyu giri imini artt ran bir döngü yarat labilir. Ayr ca, bu durum yeralt suyu akiferinde derinlik art na ba tabakalar halinde bulunan çok y llanm kirletici bar nd rabilen indirgen sular n yüzeydeki sularla kar mas na ve kirliliklerin artmas na da neden olabilir. Küçük Menderes ve Gediz Havzas ndaki gözlemlerimizde alüvyon akifer üzerinde yer alan akarsular n organik-inorganik ve ask da kat madde yükünün, alüvyon akiferdeki yeralt suyundan çok daha yüksek oldu u bilinmekle beraber nehir kenar nda yüksek su çekimi yap lan kuyularda kalite bozulmas n çok fazla olmad ilk ölçümlerimizden tespit edilmi tir. Bu durum, ortamda k filtrasyonunun çok iyi bir ekilde oldu unu ya da akarsu yata ndaki ask da kat maddelerin geçirimsiz bir zon yaratmas nedeni ile yüzey suyunun yeralt suyuna kar mad dü ündürmektedir. Bu durumlar destekleyecek veya çürütecek daha geni çal malarla veri elde edilmesi gerekmektedir. Ayr ca, Bafa Gölü ile ilgili literatürden elde edilen bilgilere göre gölün y ll k tuzlu-tatl su döngüsü % oranlar nda de im gösterebilmektedir. Herhangi bir ar tma i lemi yap lmam at k sular n de arj edildi i ve ask da kat maddelerce zengin Menderes Nehri k aylar nda gölü besleme amaçl kullan rken hidrolik yükte olu turulan pozitif bask ile ak n denize do ru, yaz aylar nda ise negatif hidrolik yük ile ak n göle do ru yönlenmesi eklinde bir sal m görülmektedir. Ayr ca, literatürde endüstriyel amaçl (bal k çiftlikleri) yeralt suyu kullan n ortam ak m dinamiklerine etkileri ve ortamda olu an yeralt suyu aç n nas l dolduruldu u (denizden veya tatl sudan) hakk nda bir bilgi de bulunmamaktad r. kesimlerde deniz suyu giri imi döngüsünü yava latabilecek ve/veya durdurabilecek en büyük su kayna z ya ve at k sular zd r. Özellikle organik-inorganik ve ask da kat madde yükü azalt larak ar lm sular n akarsular, suni veya do al göller arac ile yeralt suyunun beslenmesine yönlendirilmesinin büyük avantajlar olabilir. Yap lacak ar tmada de arj limiti olarak, göl ve akarsu do al ar tma verimlerinden yararlan labilir. Buna ek olarak olu acak filtrasyonunun çal ma ko ullar, sisteme giri konsantrasyonu ve süzülmeye ba olu an

4 ar tma mesafelerine dayanarak hesaplanabilecek girdi-ç kt dengesine göre belirlenebilir. Bu durumda, ortamda artan hidrolik yükler nedeni ile daha dura an ve sal azaltan tuzluluk içerikleri olu acakt r ve ayn zamanda bu ekilde deniz suyu giri imlerinin önüne geçilebilir. 3 K Filtrasyonu filtrasyonunda amaç, kirlenmi olan yüzey ve yeralt suyunun kirletici yükünün sorbsiyon, fizikokimyasal filtrasyon ve biyodegredasyon gibi prosesler yard ile ar larak sürekli olarak ayn kalitede veya kalitesi daha kolay artt labilir bir su üretmeyi sa lamakt r. Su kalitesi, ortamda var olan kat, s ve gaz dengeleri, havza arazi kullan, bütünü olu turan su kütlelerinin bütündeki pay gibi birçok faktörden etkilenebilir. Dünyan n birçok ülkesinde; yüksek hidrolik geçirgenli e sahip alüvyon akiferler, s yeralt suyu ç kar lmas na kolayl k sa lamas, yüksek üretim kapasitesi ve talep alanlar na yak nl aç ndan su üretimi için tercih edilmektedir. Nehirlerden s zan sudan elde edilen yeralt suyu, içme suyunun; Slovakya da %50, Almanya da %16, Hollanda da ise %5 ini olu turmaktad r. Almanya n n Berlin ehrinde su ihtiyac n %75 i k filtrasyonu ile sa lan rken, yo un nüfuslu ve endüstriyelle mi bir bölge olan Duesseldorf ta 1870 den beri uygulanmaktad r (Grünheid vd. 2005). Ancak, herhangi bir ortamda k filtrasyonu gibi bir ar tma veya ortam artlar n kalitesini artt rma seçene inin uygulanabilmesi için ortam n yeterli veri ile kavramsalla labilmesi gereklidir. Kavramsalla rma olabildi ince ortamdaki dengelerin anla lmas ve bu dengelerin istedi imiz yönde e ilimler sa layabilecek ekilde geli tirilebilmesidir. filtrasyonu, hem Bafa Gölü özelinde hem de Türkiye genelinde ortamda tuzlu ve tatl su ihtiyac olan i letmeler aç ndan kullan ma ba yeralt suyu seviye dü ümünü engellemek ve olu an at k suyun çekim yapan kuyular n belirli bir mesafe uza ndaki kuyulardan enjeksiyon yap larak ar lmas sa layacakt r. Enjeksiyon yap lamamas durumunda özellikle tatl sular için göl veya nehir de arj yap yor ise temiz çekim yapan kuyunun yak nlar ndan de arj yap lmas art sa lanmal r. Bu durumda, kullan lan temiz suyun belirli bir k sm n kendi at k suyundan olu mas sa lamak i letmenin ar tma verimini de kendisini etkilemeyecek bir ekilde yapabilmesini garantileyecektir. K bölgelerindeki at k sulardan yeralt ya da yüzey sular na de arj standard sa lamayan fiziksel, kimyasal ve biyolojik içerikte ise (örn. tuzlu, ac su), benzer içerikli tuzlu yeralt suyuna enjekte edilmesi uygun sürdürülebilir bir seçenek olabilir. Ayr ca, bu durum k bölgelerinde deniz suyu giri iminin engellenmesi, göl suyu seviyesi ve yeralt suyu seviyesinin dü ümünü azaltabilecek bir f rsat yaratabilir. Baz at k sular belirlenecek yeralt artlar na göre gerekli derinlik ve üretim kuyular na belirli mesafelerde ve yeralt suyu ak m yönlerinin rehberli inde enjeksiyon yap larak akiferin sorbsiyon, filtrasyon ve kar m özellikleri gibi artlar ndan yararlan larak at k suyun ar lmas (fiziksel, kimyasal ve biyolojik olarak k filtrasyonu ile) sa lanabilir. Ancak, bu yöntem, at k su içeri inin yeralt nda di er akiferler üzerinde kirlilik ya da kalite bozulmas yaratmayaca, fiziksel, kimyasal ve biyolojik güvenli i tehdit etmeyece i artlarda uygulanabilir. Yüzeysel suya belirli uzakl klarda belirli zaman ve debilerde çal an kuyular n su içerikleri analiz edilerek akifer malzemesinin sular üzerinde yaratt fiziksel ve kimyasal etkilerden en

5 uygun k filtrasyonu mesafesi ve derinli i belirlenebilir. Sonras nda, bu mesafelerde aç lan veya var olan kuyulara belirlenmi h zlarda çekim izni verilerek sular kullan labilir ve kullan m sonras yasal gereklilikleri tamamlanm olarak yüzeysel suya de arj veya tekrar yeralt suyuna enjeksiyon yap labilir. Ayr ca, i letmelerin at k sular tekrar kullanmas sa layabilecek uygulamalar, üretim miktarlar nda olu acak dü meler ve ortamdaki do al dengeleri gözeterek yap lacak uygulamalar havzaya özel do al sistemin kavramsal olarak anla lmas na ve yönetimine önemli katk lar sa lar. Ortamda sadece olas kirletici yüklerinin belirlenerek azalt lmas na yönelik yap lacak çal malar ile de sonuçlar al nabilir. Ancak bu çal malar ortamdaki do al dengelerin anla lmas na, do al kirlilik yüklerinin ve antropojenik etkilerin-yüklerin ortamdaki etkinli inin tan mlanmas na yeterli olmayabilir. Ayr ca, ortamda kirlenme ya da kirlili i tolere edebilme gibi e ilimlerin ve hangi kirletici yükleri ile e ilimlerin tersine çevrilebilece i gibi sonuçlar n kirletici odakl çal malar ile belirlenebilmesi oldukça s rl ya da zordur. Kirleticilerin redoks artlardan yüksek oranlarda etkilenmeleri nedeniyle, bunlar n de imine odakl çal malar sonuçsuz rakmas kuvvetle muhtemeldir. Örne in, sadece temsili örnekleme yapabilmek için bile ortamda gerçekle en tepkimelere ba olu an konsantrasyonlar ve kar mlar anlayabilmeyi, bunlardan su kütlelerine hakim olanlar n yatayda ve dü eyde kaç örnekleme noktas ile belirlenebilece ini tan mlamay gerektirir. H zl hareket eden sularda metreler boyutunda tepkime zonlar olu urken, yava hareket eden sularda cm boyutunda tepkime alanlar, dispersiyon ve difüzyonun oldukça etkin oldu u artlar ile kar la labilir. Bu durumda, toplam tepkime alan nda temsili örnek noktas n yerinin tespitinin çok büyük önemi vard r. Al nan örne in ne kadarl k bir kütleyi ve kaliteyi temsil etti i ve bundan ne tür belirleyici hareket tarz geli tirilerek sonuç al nabilece i tamamen tesadüflere kalabilir. Ayr ca, bu tür çal malar yapan proje personelinin deneyim ve altyap bilgisi al nacak sonuçlar do rudan etkiler. Sürdürülebilir bir çevre yönetimi, konuya bak aç ndan mevcut teknolojik bilgi ve imkanlar kullanmaya kadar bir çok bile eni ak lc ve bütünle ik uygulamalar ile kullanmay gerektirmektedir. Ortamdaki do al dengeleri anlamadan yap land lan her türlü uygulama e er dengelerin tersine yap land yor ise yüksek emek, zaman, ekonomi ve do al denge artlar nda ya ayan canl hayat n kay plar na neden olur. Uluslararas ölçekte bilimsel çal malarda özellikle son 50 y ld r giderek artan boyutlarda önemli sonuçlar al nmas nda, çözülmek istenen sorunun boyutunun girdi bile enlerinin ve sonuçta ne ile kar la ld n tan mlanmas nda kavramsal model çal malar ndan yararlan lmaktad r. Kavramsal modeller, bir ba ka teknikle ba lang çta kavranamayan birçok bile enin daha ba lang ç a amas nda kavranmas na ve üç boyutlu dü ünebilme tekni inin geli tirilebilmesine de yard mc olan özelliklere sahiptir. Daha ba lang ç a amas nda tan mlad z her bile en daha sa lam bir yap ve sonuç alman zda anahtar role sahip olacakt r. 4 Bafa Gölü Su Yönetimi Örnek Kavramsal Modeli Bafa Gölü ülkemizde kirlilik sorunu içeren önemli yüzey sular zdan birisi olmas na ra men yap lm kapsaml çal ma say da oldukça azd r. Yap lan çal malara göre (Erdo an, 2011) Bafa Gölü nde gözlemlenen çevresel sorunlar n nedenleri su kalitesi de imleri, organik ve inorganik kirlilik parametreleri, gölü beslemek için kirli Büyük Menderes Nehri (BMN)

6 sular n kullan lmas, at ksu de arjlar gibi nedenlere ba olarak olu maktad r (Bal k ve Ustao lu, 1989; Cirik vd., 1989; Dügel ve Kazanc, 2004; Do du, 2007, Erdo an, 2011). En dikkat çekici konular, sularda gözlemlenen yüksek tuzluluk sal mlar (1,8-25,2 µs/cm, deniz suyu yakla k µs/cm), yüksek organik madde miktar (örn. 57 mg/l), yüksek fosfat (4 mg/l), dü ük çözünmü oksijen ve çözünmü inorganik kirleticilerdir. Bu tür sorunlar n oldukça artt günümüzde çözüm için toplumun her kesimine görev dü mekle birlikte, yönetim etkinli i olan otoritelerin, endüstriyel, tar msal, kentsel yönetimlerin ve ara rma kurumlar n öncelikli görev ve sorumluluklar olmal r. Örne in, bu tür alanlarda çal acak bir i letmenin ÇED içeri inin havzaya özel tan mlan p uygulanabilmesi alanla ilgili çevre duyarl k noktalar n ve düzeylerinin tan ml olmas na ba r. Tan mlamada, yan tlanmas gereken sorular; havza ve hassas su kaynaklar baz nda su kullan m miktarlar ve de arj kriterleri neleri dikkate almal r? ÇED içeri i nas l olmal ve denetlenmelidir? letmenin ÇED içeri ine uygulamada kat, hassasiyeti ve ortamdan ald veriler yard ile edindi i de en artlara göre kendini güncelleme kabiliyeti nedir? ÇED içeri i geçerli veriler üretmek için gereken metodolojiyi sahaya özel tan mlam m r ve ortam hassasiyetlerini gerçekçi olarak görebilmekte midir? Havza ve alana özel ÇED içeriklerinin olu turulmas nda i letmeler hangi özellikleri dikkate alarak çal ma yapmal r? Asl nda, konu ile ili kili çal ma derinli i artt kça sorular da artmaktad r. Örne in, Bafa Gölü özelinde bir bal k üretme çiftli i için haz rlanacak ÇED dosyas nda; üretim süreçlerinde kullan lacak (yeralt veya göl suyu) sudan olu acak at k su ve at k su de arj n (ar tma yap larak veya kirletici etkisi de arj ortam nda ortadan kald larak) göl, BMN veya yeralt na yap lmas durumunda kar la lacak olas sorunlar ve çözüm yollar n belirlenebilmesi için uygulanacak bir metodoloji a da verilmekte olan ba klar içerebilir: Veri olu turma a amas : Çal ma alan ndaki su kütlelerinin miktar ve kalite aç ndan kimli inin belirlenmesi: Her bir su örne i için ölçülecek parametreler, arazi ölçüm ve laboratuvar analizleri, izleme ve temsili örnek noktalar n belirlenmesi, gerekli temsili ölçüm ve analizler. letme at k suyu, Yeralt suyu, Yüzeysel sular (BMN ve gölü besleyen dereler), Bafa gölü, Deniz suyu, Di er at k su kaynaklar, Kar sular. Kalite kriterlerine göre bölgedeki içme, sulama, tuzlu, ac, kirli, a r kirli gibi var olan sular, tahmini kütleleri ve kaç örnekle temsil edildikleri, kurak, ya, y ll k, mevsimsel, ayl k ve günlük döngülerde analiz ve ölçümleri, yap lm model çal malar ve verileri gibi bilgiler yöntemleri ile birlikte gereklidir. Veri de erlendirme a amas :

7 Sular üzerinde toplam ve tekil bazdaki do al [deniz suyu ba lant lar, do al ak m etkileri ve yönleri, göl ekli ve beslenme (deniz, ya, yeralt suyu, yüzeysel sular, ) etkileri, göl fiziko-kimyasal seviye de imleri] ve antropojenik (göl, nehir ve yeralt suyu üzerindeki do al artlar etkileyen) bile enlerin miktar ve kalite etkilerinin ayr mlanmas, At k sular n ya -kurak-y ll k, gibi dönemsel miktar ve kalite sal mlar n etkilerinin belirlenmesi, BMN, Bafa Gölü ve yeralt suyu al ortamlar n miktar ve kalitesinin bertaraf edilecek at k sular özelinde de erlendirilmesi, Al ortam do al (baseline) kimlikleri (do al kirlilik, tuzluluk, ) Al ortama giren bask n antropojenik etkilerin kimliklenmesi, Al ortamlar n kurak ve ya dönem sal mlar n de erlendirilmesi, Do al ve antropojenik kar m, etkile im ve temsili ak m yoluna ba de im etkileri, At k su ile al ortamlar n etkile imi ve temsili ak m yolunda de imler, toplam kütlede oransal etkiler, At k sular n üretim sular ile temsili kar m oranlar, kirletici de imleri ve at k su tasarruf alternatifleri, At k sular n muhtemel k filtrasyon verimlili i, Model ve laboratuvar çal malar (kolon deneyleri) ile at k ve nehir sular n göl sular ile kar m deneyleri, Alandan al nan örneklerin kar m oranlar ve de imleri. At k su yeralt suyu etkile imi, At k su Bafa gölü etkile imi, At k su BMN etkile imi, Kar m ve etki reaksiyonlar n belirlenmesi, Do al ve antropojenik karakteristikler, Göl, akarsu ve yeralt suyu kirlilik-tuzluluk kaynaklar ve bal k çiftliklerinin bu etkilerdeki oran, BMN sular n göle verilmesinin yaratt biyolojik, kimyasal ve fiziksel etkiler, ya kurak dönem yükleri, Gölü besleyen deniz suyu oranlar ve yaratt tuzluluk etkileri, Sonuç Raporu: Etki-tepki senaryolar, En iyi uygulamalar için öneriler, filtrasyonu, Ar tma verimlili i, Üretim ve at ksudan tasarruf tedbirleri, Derin enjeksiyon gibi at ksu bertaraf/geri kazan m imkanlar, Reaktif bariyer olu turma, Deniz suyu giri imi önleme senaryolar, leriye dönük geli tirilmesi dü ünülen yat m-etki azaltma planlar,

8 Periyodik izleme sonuçlar, e ilimler, güncellemeler. Görüldü ü gibi herhangi bir alanda ÇED kapsam nda yap lacak çal ma ve de erlendirmeler sadece i letmeyi ya da konuyla ilgili kurumlar de il ortamdaki çok geni bir kitlenin ortak sorunudur. Belki de bu tür bir ortamda temel baz çal malar yaparak, yol gösterici rehber dokümanlar haz rlamak ve uygulanabilecek stratejileri ana ba klar ile tan mlamak di er uygulamalar aç ndan çok büyük kolayl klar sa layabilir. Birçok ÇED içeri inde ortam n sadece su içeri ini bile tan mlayan veri eksikliklerinin olmas almam z gereken yolu ve konunun neresinde oldu umuzu aç kça göstermektedir. Ortam hakk nda hedef veriler üretmeden, sorunlar alg lay p çözüm alternatifleri üretebilme ans z yoktur. Bafa Gölü ne yak n noktalardan yap lan yüksek yeralt veya yüzey suyu kullan mlar gölün su seviyesinde ve ak m dinamiklerinde etkiler yaratacakt r. Örne in, y ll k 50 milyon m 3 lük bir su kullan belki bir y ll k periyotta gölün tamam ya da yeralt suyu için önemsiz bir de er olabilir ancak yerinin deniz suyu ile doldurulmas o ortamdan bir ba ka yararlanma alternatifini de yok edebilecek bir durumdur. Dahas, yeralt suyu normal artlarda çok yava hareket eden bir sudur ve deniz suyu giri imini kolayca durdurabilmek yüksek enerji maliyeti gerektirir. Ancak, uzun süreli kullan mda ya, BMN ve yeralt suyu beslenimleri ile birlikte ortam n de imine neden olabilecek sorunlar ve deniz suyu giri imi önlenebilir. Bu tür etkiler belki de kullan lan suyun tekrar hedef olarak belirlenen bir yeralt akiferine veya göle verilmesi ile azalt labilir. Hatta enjeksiyon yap lan at k sular n, bal k çiftliklerinin üretim kuyular na belirli mesafelerde ve ortamdaki ak m dinamikleri tan mlanarak ak m yönünde enjeksiyon kuyular na verilmesi ve sonras nda bu suyun bank filtrasyonu ile ar larak üretim kuyusundan tekrar çekilmesi, göl sular n kütlesel azalmas ve kalite de imi etkilerini azalt labilir. Ayr ca, bal k çiftliklerinde kullan lan sular n kirlilik dereceleri azalt larak (ar tma mümkün ise) veya üretimde kullan lan sular ile belirli oranlarda kar larak hem kirlilik etkisi azalt labilir hem de yeralt suyu çekim oranlar azalt lm olur. Bu durum, yeralt suyu kullan nda önemli oranlarda tasarruf sa layabilir. Bu ve benzeri çal malar, hem Bafa Gölü ve BMN ne de arj yapan i letmeler özelinde hem de Bafa Gölü üzerinde ayr nt veriler üretilmesi sa lanarak daha kapsaml hale getirilebilir. Sular n kalite de imleri, bank filtrasyon etkinli i, kar m oranlar n hesaplanmas ve buna ba sulardaki tepkimeler, porozite de imi yaratma etkisi (kar m korozyonun), hidrolik etkilere ba olu an kar m etkileri gibi özellikler hidrokimyasal model çal malar ile belirlenebilir. 5 Sonuç ve Öneriler Bat Anadolu da, hem do al hem de insan etkisi ile olu an kirliliklere ve deniz suyu giri imlerine birçok alandan örnekler verilebilir. Ancak, ortamdaki kirliliklere odaklanman n yerine bu çal mada Bafa Gölü özelinde su yönetimi aç ndan olu turulabilecek bir metodoloji için, gerekli verilerin niteli ine ve tüm k kesiminde nas l yayg nla labilece ine odaklan lmaya çal lm r. Bafa Gölü nün seçilmesinde ortamda tuzlu, tatl ve at k sular n oldukça yüksek miktar ve karma kl kta bulunuyor olmas en önemli nedendir. Ülkemizde çevreyi ön planda tutan ve kirleten öder prensibinde yap land lan yeni yasal altyap sorunlar alg lay p çözmede yeni teknoloji ve ak lc teknikleri kullanmay gerektirmektedir.

9 Burada bahsi geçen olas hesaplamalar araziden elde edilecek verilerin hesaplamalar olas lmas halinde belirlenebilir. Arazi verilerinin temsili özel örnekleme noktalar seçiminden analizlerine kadar gerekli hassasiyetleri kar lamas gerekir. Ayr ca, model sonuçlar n arazi ortam nda gerçeklenmesi uzun vadeli temsili izleme noktalar ve bile enlerinin belirlenmesi ortam n do al etkinli i ve dengelerinin anla labilmesine ba r. Olu turulan modellerin yeni verilerle döngüsel yenilenmeleri, ortamda sürdürülebilir do al artlar ve kaliteyi artt racak önemli çal malardand r. Ortamda sadece olas kirletici yüklerinin belirlenerek azalt lmas na yönelik yap lacak çal malar ile de sonuçlar al nabilir. Ancak bu çal malar ortamdaki do al dengelerin anla lmas na, do al kirlilik yüklerinin ve antropojenik etkilerin-yüklerin ortamdaki etkinli inin tan mlanmas na yeterli olmayabilir. Ayr ca ortamda kirlenme ya da kirlili i tolere edebilme gibi e ilimlerin ve hangi kirletici yükleri ile kirlilik e ilimlerinin tersine çevrilebilece i gibi sonuçlar n kirletici odakl çal malar ile belirlenebilmesi oldukça s rl ya da zordur. Bu tür çal malar yapan proje personelinin, deneyim ve altyap bilgisi sadece kirletici kimli inin tan mlanmas aç ndan bile olas k temelli tasar mdan yarg lay temelli tasar ma de imde tahmin etkinli ini artt rarak al nacak sonuçlar do rudan etkiler. Do al ve antropojenik kirlilik ve tuzluluk kaynaklar n anla labilmesi ve ayr mlanmas alternatif çözüm yöntemlerinin de uygulanabilirli ini artt r. Örne in ortama sadece organik madde yüklenmesi ve bunun parçalanmas hem biyolojik istenmeyen etkilerin ortaya ç kmas sa layabildi i gibi hem de ortamda ph ve Eh artlar nda yaratt etkilerle kar la labilecek ilk tepki olarak kat yüzeyde adsorblanm a r metallerin serbest kalmas na neden olur. Bu durumda, alana de arj yapan herhangi bir kirlilik kayna n organik madde içeri ine katk yokken dü ük miktarlarda da olsa a r metal içeri i ilk sorgulanan suçlu olur. Ayr ca, organik maddeler baz kil minerallerinden çok daha yüksek adsorbsiyon kapasitelerine sahiptir. Ortamdaki kar m oranlar n, çözünme-çökelme, iyon de imi, sorbsiyon, ph-eh tepkimeleri gibi artlar n tan mlanmam veya yeterli hassasiyette belirlenmemi olmas e ilim etkilerinin anla lmas engelleyerek çözüme giden yollar kapatabilir. Bu durum, ekosistemin kalite/kantite e ilimini pozitife çevirmekte geciktirdi i gibi, halk n güven duygular n zedelenmesinden önemli zaman ve ekonomik kay plara kadar birçok etkilere neden olabilir. alanlar nda havza baz nda deniz, yüzey-yeralt suyu ve at k sular miktar ve kalite de imlerine göre belirleyip olas etkilerin ortamda yarataca tepkileri belirli ölçeklerde tan mlayarak, ortama özel ÇED raporlar içeri inde de erlendirmelerin çok daha hedef odakl olarak yap land lmas uygulanmada al nacak sonuçlar aç ndan büyük katk lar sa layabilir. Dahas birçok alanda at k sular n tekrar kullan labilirli inin de erlendirilmesi için, havzalara özel kavramsal modeller ile ana bir plan üzerinden i letmelere özel at k sular ar p tekrar kullanmalar sa layacak bir model olu turman n çok önemli faydalar olabilir. Ayr ca, letmenin kendi at k suyunu tekrar kullanacak olmas, de arj kriterlerinin üretim prosesini olumsuz etkilemesini azaltmas aç ndan ve varsa ar tma sistemlerinin yüksek verimler ile çal lmas te vik edecek bir durumdur. Belki de bu tür ortamlarda, ortam payla an letmelerin suyu payla malar ortak ç karlar do rultusunda birbirlerini de denetlemelerini sa layacak olumlu bir durum yaratabilir.

10 KAYNAKLAR Erdo an S., Fiziksel Etkiye Kimyasal Tepki: Bafa Gölü Sulak Alan Ekosistemi (Türkiye) Örne i Ankara Üniversitesi Çevrebilimleri Dergisi Cilt: 3, Say : 1, Haziran 2011, 1-8 Bal k, S. and Ustao lu, M.R Bioecological and economical investigation of Ulubat fish (Acanthobrama mirabilis Ladiges, 1960) in Lake Bafa, Do a TU Zooloji D, 13 (3): Cirik, S. Cirik,. and Metin, C Bafa Gölü Planktonik Algleri ve Mevsimsel De imleri, Çevre Sempozyumu, 8-9 Haziran 1989, Adana, Turkey: Dügel, M. and Kazanc, N Assessment of Water Quality of the Büyük Menderes River (Turkey) by Using Ordination and Classification of Macrovertabrates and Environmental Variables. Journal of Freshwater Ecology, 19(4): Do du, M II.4. Hidrojeolojik Yap ve Limnolojik Özellikler, in: Bafa Gölü Tabiat Park Uzun Devreli Geli me Plan, Analitik Etüd ve Sentez Raporu, AKS Planlama Ltd. ti, Do a Koruma ve Milli Parklar Genel Müdürlü ü: Grunheid, S., Amy, G., ve Grünheid, M. J Removal of bulk dissolved organic carbon (DOC) and trace organic compounds by bank filtration and artificial recharge. Department of Water Quality Control, Institute for Environmental Engineering, Technical University Berlin, Sekr. KF 4, Strasse des 17. Juni 135, Berlin, Germany. UNESCO-IHE Institute for Water Education, Westvest 7, 2601 DA Delft, The Netherlands.

11 Alanlar nda At ksu Yönetimi: Bafa Gölü Örne inde K Filtrasyonu Görkem Ak nc, Sevgi Tokgöz Güne, Cihan Güne DEÜ Çevre Mühendisli i Bölümü

12 ÇED Herhangi bir faaliyetle ili kili olumsuz etkilerden makro ve mikro çevreyi (kat, s, gaz) korumak, Do ay Anlamak Teknoloji geli tirmek,

13 ll k ya sular (iklimsel de im-ya dalgalanmalar ) Baraj-Göl sular (suni besleme; nehir ve sulama yolu ile) Akiferdeki kalan su Kirli indirgen sular (dip konisi ve derinlik art ), Farkl derinlikteki sular n kompleks kar mlar, Ar tmas z at k su de arj, Do al ve kullan lm jeotermal sular, Sulama sular (nitrat, sülfat, fosfat, kompleks kar m, yüzeyden kirlenerek s zma, ) Deniz suyu (hidrolik dü üm yönünde denizden akifere giri im) Al nan suyun yeri nas l tamamlan yor

14 Kesimdeki Kentler kulland suyu denize de arj ediyor Ya sular, barajlar, göller (hedefli suni besleme? Kar mlarda temiz su oran artt rma nas l yap labilir? Hali haz rda YAS üst zonu içindeki suni besleme ve ya oranlar nedir? Suni besleme sonras de imler?) At k sular n ar lmas (baz bölgelerde ba land ), Jeotermal sular n etkisinin azalt lmas (herhangi bir geli me yok, ancak acil çözüm aray gerekli),

15 ÖNLEM ve EYLEM Ya sular, barajlar, göller (hedefli suni besleme? Kar mlarda temiz su oran artt rma nas l yap labilir? Hali haz rda YAS içindeki suni besleme ve ya oranlar nedir? Suni besleme sonras de imler?) At k sular n ar lmas (baz bölgelerde ba land ), Jeotermal sular n etkisinin azalt lmas (herhangi bir geli me yok, ancak acil çözüm aray gerekli), YAS: Yeralt suyu

16 ÖNLEM ve EYLEM Deniz suyu giri imi (herhangi bir geli me yok, ll k YAS kullan na ba hidrolik dü üm ile koordineli çal ma gerekli), Yüksek YAS çekimi etkisi (denetime alma kanuni olarak yap land yor, ancak genele yayma bilinçli de il, havza ve su kütlesi baz nda kar m oranlar na ba güvenli çekim oranlar belirlenerek su kalitesi aç ndan iyi durum e ilimi yarat lmal )

17 ÖNLEM ve EYLEM r kirlilik içeren su kütleleri (indirgen, tuzlu, jeotermal, organik yüklü, gibi kirletici reaktif sularda sahadaki artlara özel önlemler; herhangi bir geli me yok) Veri Kalitesi ve Tasar (model çal malar ile kar m, e ilim, do al seviye, e ik de er gibi hesaplamalar sa layabilecek do ru, hassas, geçerli, temsili, tam ve yeterlilikte veri üretilebilmelidir, eksiklikler var) Bir Konuda Ne Kadar Do ru, Hassas, Geçerli, Eksiksiz ve/veya Yeterli Temsili Veriniz Varsa Konuyu O kadar Anlayabilmi siniz Demektir En yi Prosedürleri Uygulasan z Bile, Mükemmel Temsil Etkinli inde Bir Örnek Üretemezsiniz,

18 Al nan Suyun Yeri Nas l Tamamlan r

19 Filtrasyonu Gediz Havzas B. Menderes Havzas K. Menderes Havzas Yüzey ve yeralt suyu seviyesi ve kalitesini korumak

20 PHREEQC At k Su Kalitesi De iminin Modellenmesi At k Su (ar tmaön ar tmaar lmam ) + Ya + Akifer Sular + Akifer Matriksi = Do al ve Ekonomik Ar tma + Tekrar Kullan labilir Su Kalitesi + Kendini ve Kom unu Denetleme

21 PHREEQC At k Su Kalitesi De iminin Modellenmesi At k Su (ar tmaön ar tmaar lmam ) + Ya + Akifer Sular + Akifer Matriksi = Do al ve Ekonomik %75 i Ar tma + Tekrar Kullan labilir Su Kalitesi + Kendini beri, ve Kom unu Denetleme Slovakya da %50, Almanya da %16, Hollanda da %5, Berlin de su ihtiyac n Duesseldorf ta 1870 den

22 Kavramsal Model "Uygulamaya elvermeyen teori anlams z, teoriye dayanmayan uygulama ise k rd r." Leonardo da Vinci taklit, ideal yada te hir KAR ILA TIRILAB R, REV ZE ED LEB R, ONARILAB R, TEST ED LEB R, GEL LEB R, GÜNCELLENEB R, er bir konuda do ru cevab biliyor iseniz o konuda modele ihtiyac z yoktur Sorun-çözüm odakl test-deney yapabilme, dü ünebilme, farkl bak aç lar ve hesaplama teknikleri geli tirme ve belki de en önemlisi anlad dü ündü ün konuyu test ederek dikkate alman gereken yeni bile enleri kavrayabilmene yard mc olur.

23 Kavramsal Model "Uygulamaya elvermeyen teori anlams z, teoriye dayanmayan uygulama ise k rd r." Leonardo da Vinci Elde etti iniz her veri => dü üncelerinizdeki kavramsal modelin olu umuna ve test edilmesine yard mc olur. Herhangi bir dü ünsel (teorik) tasar olmayan bir deneyin yap lmas n üretece i sonuçlar n e yarama olas n az olmas gibi eksik kavramsal bilgi ile tasarlanan deneylerde de ba ar ans gözden kaç lan artlar n sistemde oynad rol ile ili kilidir. Sorunu alg lay p çözüm için gerekli planlamay yapabilmek için öncelikle soruna odakl basit bir kavramsal model olu turmak gerekir.

24 Kavramsal Model "Uygulamaya elvermeyen teori anlams z, teoriye dayanmayan uygulama ise k rd r." Leonardo da Vinci

25 Kavramsal Model

26 Kavramsal Model

27 Kavramsalla rma için gerekli veriler Veri Organizasyonu Topo rafya, uzaktan alg lama, Jeomorfoloji, Jeoloji, Jeofizik, klim, Bitki, toprak, Hidroloji, Hidrokimya/jeokimya, Antropojenik etkiler, Gerekli kimlik Bilgileri/girdileri Geli tirilen kararlarla ili kili kurallar Problem Olas kimlik Karar & aktivite Tan mlanan rlar Hatal karar üzerindeki özel s rlar Veri, kalite, amaç, süreçler, Veri kalitesi ve tasar m optimizasyonu ASTM D5979 ASTM D5792

28 Bafa Gölü Yap lan çal malara göre Gölü beslemek için kirli Büyük Menderes Nehri sular n kullan lmas, At ksu de arjlar Yüksek tuzluluk sal mlar (1,8-25,2 ms/cm, deniz suyu yakla k 50 ms/cm), Yüksek organik madde miktar (örn. 57 mg/l), Yüksek fosfat (4 mg/l), Dü ük çözünmü oksijen, Çözünmü inorganik kirleticiler

29 Bafa Gölü Havza ve hassas su kaynaklar baz nda su kullan m miktarlar ve de arj kriterleri neleri dikkate almal r? ÇED içeri i nas l olmal ve denetlenmelidir? letmenin ÇED içeri ine uygulamada kat, hassasiyeti ve ortamdan ald veriler yard ile edindi i de en artlara göre kendini güncelleme kabiliyeti nedir? ÇED içeri i geçerli veriler üretmek için gereken metodolojiyi sahaya özel tan mlam m r ve ortam hassasiyetlerini gerçekçi olarak görebilmekte midir? Havza ve alana özel ÇED içeriklerinin olu turulmas nda letmeler hangi özellikleri dikkate alarak çal ma yapmal r? Sanayi, Toplum, konuya odakl çal abilir mi?

30 Bafa Gölü Veri olu turma a amas : Çal ma alan ndaki su kütlelerinin miktar ve kalite aç ndan kimli inin belirlenmesi: Her bir su örne i için ölçülecek parametreler, arazi ölçüm ve laboratuvar analizleri, izleme ve temsili örnek noktalar n belirlenmesi, gerekli temsili ölçüm ve analizler. letme at k suyu, Yeralt suyu, Yüzeysel sular (BMN ve gölü besleyen dereler), Bafa gölü, Deniz suyu, Di er at k su kaynaklar, Kar sular.

31 Bafa Gölü Kalite kriterlerine göre bölgedeki içme, sulama, tuzlu, ac, kirli, a r kirli gibi var olan sular, tahmini kütleleri ve kaç örnekle temsil edildikleri, kurak, ya, y ll k, mevsimsel, ayl k ve günlük döngülerde analiz ve ölçümleri, yap lm model çal malar ve verileri gibi bilgiler,

32 Bafa Gölü Veri de erlendirme a amas : Sular üzerinde toplam ve tekil bazdaki do al [deniz suyu ba lant lar, do al ak m etkileri ve yönleri, göl ekli ve beslenme (deniz, ya, yeralt suyu, yüzeysel sular, ) etkileri, göl fiziko-kimyasal seviye de imleri] ve antropojenik (göl, nehir ve yeralt suyu üzerindeki do al artlar etkileyen) bile enlerin miktar ve kalite etkilerinin ayr mlanmas, At k sular n ya -kurak-y ll k, gibi dönemsel miktar ve kalite sal mlar n etkilerinin belirlenmesi, BMN, Bafa Gölü ve yeralt suyu al ortamlar n miktar ve kalitesinin bertaraf edilecek at k sular özelinde de erlendirilmesi,

33 Bafa Gölü BMN, Bafa Gölü ve yeralt suyu al ortamlar n miktar ve kalitesinin bertaraf edilecek at k sular özelinde de erlendirilmesi, Al ortam do al (baseline) kimlikleri (do al kirlilik, tuzluluk, ) Al ortama giren bask n antropojenik etkilerin kimliklenmesi, Al ortamlar n kurak ve ya dönem sal mlar n de erlendirilmesi, Do al ve antropojenik kar m, etkile im ve temsili ak m yoluna ba de im etkileri, At k su ile al ortamlar n etkile imi ve temsili ak m yolunda de imler, toplam kütlede oransal etkiler, At k sular n üretim sular ile temsili kar m oranlar, kirletici de imleri ve at k su tasarruf alternatifleri, At k sular n muhtemel k filtrasyon verimlili i, Model ve laboratuvar çal malar (kolon deneyleri) ile at k ve nehir sular n göl sular ile kar m deneyleri, Alandan al nan örneklerin kar m oranlar ve de imleri.

34 Bafa Gölü At k su yeralt suyu etkile imi, At k su Bafa gölü etkile imi, At k su BMN etkile imi, Kar m ve etki reaksiyonlar n belirlenmesi, Do al ve antropojenik karakteristikler, Göl, akarsu ve yeralt suyu kirlilik-tuzluluk kaynaklar ve bal k çiftliklerinin bu etkilerdeki oran, BMN sular n göle verilmesinin yaratt biyolojik, kimyasal ve fiziksel etkiler, ya kurak dönem yükleri, Gölü besleyen deniz suyu oranlar ve yaratt tuzluluk etkileri,

35 Bafa Gölü Sonuç Raporu: Etki-tepki senaryolar, En iyi uygulamalar için öneriler, filtrasyonu, Ar tma verimlili i, Üretim ve at ksudan tasarruf tedbirleri, Derin enjeksiyon gibi at ksu bertaraf/geri kazan m imkanlar, Reaktif bariyer olu turma, Deniz suyu giri imi önleme senaryolar, leriye dönük geli tirilmesi dü ünülen yat m-etki azaltma planlar, Periyodik izleme sonuçlar, e ilimler, güncellemeler.

36 Bafa Gölü Tan lan metodoloji oldukça geni ve kapsaml tutulmu tur, Bafa Gölünden yararlanan tüm payda lar n sürdürülebilir yönetim organizasyonu, Buradaki metodoloji içeri inden ili kili bölümler özelinde birçok i letme, kurum ve toplumsal yönetim yararlanabilir, Ancak K Filtrasyonu havza ve alan özelinde ek tan mlamalar gerektirebilir,

37 Su Kalitesini Anlamak Süreçler Fiziksel süreçler: cakl k, bas nç, adveksiyon, dispersiyon ve difüzyon... Kimyasal süreçler: çözünme-çökelme, sorpsiyondesorpsiyon, iyon de imi, ph ve redoks reaksiyonlar gibi Katyon De imi (Appelo ve Postma, 2005) Ca +2 -HCO 3 - tip tatl su akiferine deniz suyu (Na + Cl - )giri imi Na + + 1/2Ca-X 2 Na-X + 1/2Ca +2 = Ca +2 - Cl - tip su deniz suyunun gerileyip akiferin tatl su ile dolmas 1/2Ca +2 + Na-X 1/2Ca-X 2 + Na + = Na + - HCO 3- tip su Bafa Gölü ve Yeralt Suyu Y ll k Döngüsü Nas l? Kirlilik sorunlar n çözümü = do ay anlamak

38 Su Kalitesini Anlamak

39 Bat Anadolu Modeli Su Çerçeve Direktifi ve rehber dökümanlar nda öngörülen NBL metodolojilerinin geçersiz oldu u artlar Jeotermal kar mlar, ndirgen akiferler olmas, Su kalitesinin akiferi yans tmamas (kinetik faktörler), Ac ya da tuzlu su kar mlar, Uygun örnekleme ve analiz yöntemleri (iyon dengesi<%10)

40 Bat Anadolu Modeli Do al YAS kimli i ve kalitesi Do al kirlilik seviyesi, etkin do al süreçler Antropojenik etki sonras kimlik ve e ilimleri Jeotermal, endüstriyel-evsel, tar msal, at k su kimlikleri Sular n kar na ba olu an yeni kompozisyonlar ve süreçler Etkin antropojenik süreçlerin kirlilik olu turmaönleme potansiyeli Havza baz nda yi YAS durumu ve indikatörler: koruma, izleme ve önlemler program

41 LG ZE TE EKKÜRLER!... Ayr nt bilgi: