SU KITLI I DÜZENS Z YA KURAKLIK

Transkript

1

2 SU KITLI I DÜZENS Z YA KURAKLIK RL K SEL,

3 ??????????? o MEVCUT KANUNLAR SUYU KORUMAKTA YETERS Z o TANIMLAMA VE ÖLÇÜMLERDE LER TEKN KLER GEREKL, o REKABETE AÇIK, GÜÇLÜ, ÇEVREC ANLAYI, o NÇLENM TOPLUM, HALK DESTE o

4 ÇUVALDIZ- NE Risk alt nda olmayan ne kadar suyumuz var? Avrupa da % 25 Yeralt suyuna ba ml z nedir? Avrupa da % 60 YAS do al kirlilik yükü nedir? Tar msal, endüstriyel, evsel, kirlili i azaltma: bilgi ve etkinli imiz nedir?

5 Su Çerçeve Direktifi (SÇD) Evsel ve endüstriyel at k kontrolü 1991 Nitrat 1991 WFD (SÇD) 2000/60/EC birle ik su yönetim sistemi 2006/118/EC YAS direktifi Do al (baseline) yeralt suyu karakterizasyonlar Köprü Projesi 2006 Standartlar direktifi 2008 Yeralt suyu e ik de erleri 2009 (AnnexII)

6 SU Çerçeve Direktifi YAS kimlik, miktar ve s rlar, yi kimyasal ve miktarsal durum ilim analizi ve tersine çevirme Kirletici girdisinin s rlanmas zleme Desteklenecek ara rmalar Yeni ad mlar?

7 SU Çerçeve Direktifi Risk alt nda m? Nas l belirleyebiliriz? çme, sulama, de arj standartlar ve YAS ili kisi? Nas l düzenlenmeli? Neyi nas l denetlemeliyiz? Metodoloji nas l olmal? Do al ve antropojenik etkiler nas l ayr mlan r? Baz izleme alanlar nda e ik de erler belirlenebilir mi? ik de erler hangi kriterleri sa lamal ve geçilmesi durumunda ne yap lmal? Etki de erlendirmesi (ÇED) ve sorumluluk payla?

8 SU YÖNET LG GEREKS DE ERLEND RME STRATEJ LG DEN YARARLANMA DE ERLEND RME VE RAPOR ZLEME PROGRAMI ÖRNEK TOPLAMA VER ANAL VER LEME LABORATUVAR ANAL ZLER

9

10 K MYASAL DURUM YAS e ik de erleri (kalite satandartlar ) 2008 sonuna kadar. Kirlilik e ilimi; var olan ve izleme verileri ile baseline seviyeleri Kirlenme e ilimini tersine çevirme Al ortam kriterleri, kirletici s rlama ve engelleme hesaplar Gözden geçirme ve yenileme, teknik artlar n her 6 y lda bir yap land lmas. yi kimyasal durum kriterleri (yay nlanan standartlar, nitrat, pestisitler ve e ik de erler temelinde) ile uyum, 2015 sonuna kadar.

11

12 K MYASAL DURUM YAS e ik de erleri (kalite satandartlar ) 2008 sonuna kadar. Kirlilik e ilimi; var olan ve izleme verileri ile baseline seviyeleri Kirlenme e ilimini tersine çevirme Al ortam kriterleri, kirletici s rlama ve engelleme hesaplar Gözden geçirme ve yenileme, teknik artlar n her 6 y lda bir yap land lmas. yi kimyasal durum kriterleri (yay mlanan standartlar, nitrat, pestisitler ve e ik de erler temelinde) ile uyum, 2015 sonuna kadar.

13

14 BEKLENT LER Havza seviyesinde yeni teknoloji ve yönetim ölçümleri, Bask ve etki analizi (direkt ve endirekt girdiler, e ik de er ve e ilim) zleme program Kimyasal ve miktarsal durumla ilgili sorunlar lk Nehir Havzas Yönetim Planlar 80 den fazla uzman grubunu 2 y lda bir toplamak ve en iyi uygulamalar ve teknik zorluklar gibi konular tart arak YAS yönetimini geli tirmek 6 YILDA B R GÖZDEN GEÇ RME EN YAKLA IMI GEL RME

15 ARA TIRMA ÇATISI PROGRAMI Bilimsel ve teknolojik temelde çevreci ve rekabetçi endüstri yaratmak, Ara rma aktivitelerini artt rmak, Sosyo-ekonomik de ime ba problemleri çözmek

16 Background CRiteria for the IDentification of Groundwater thresholds BRIDGE

17

18 KÖPRÜ PROJES Backround criteria for the IDentification of Groundwater thresholds EU YAS çevresel e ik de erlerini içeren referans veritaban, YAS kalitesi veritaban Do al ve antropojenik YAS kirlilik etkileri ve davran Hidrojeolojik ve hidrojeokimyasal karakteristik Akifer baz nda e ik de er tan mlama metodolojisi Örnekleme, ölçüm ve kalite güvenli i, Bütünle ik Veri Toplama Metodolojisi Metodoloji testleri ve uygulamalar Ekonomik e ik de er üretme çat n kurulumu ve denenmesi

19 BASEL NE PROJES WP1: gözden geçirme WP2: inorganik kalite WP3: organik kalite WP4: jeokimyasal modelleme (PHREEQC) WP5:su kalite de imi WP6:Baseline e ilimleri WP7: politika ve son kullan WP8:Halk deste i/veri yay nlama WP9: zleme uygulama önerileri Baseline zaman ve mekanda bir de er aral r, Jeokimyasal yakla m gereklidir, sukaya etkile imi ve do al döngü, Reaksiyonlar zamana ba r ve konaklama zaman önemlidir, Geçmi ve gelecek çevresel artlar n bilgisi gereklidir, statistiksel çal malar jeokimyasal temelde gerekli olabilir, Jeokimyasal süreçlerin ak m dinamikleri ile birlikte tan mlanmas bir ihtiyaçt r, zleyici, referans akifer, 100 y ldan büyük sular kirletici içermeyebilir, Yatay ve dü eyde izleme kuyusu seçimi

20 BASEL NE PROJES WP1: gözden geçirme WP2: inorganik kalite WP3: organik kalite WP4: jeokimyasal modelleme (PHREEQC) WP5:su kalite de imi WP6:Baseline e ilimleri WP7: politika ve son kullan WP8:Halk deste i/veri yay nlama WP9: zleme uygulama önerileri Baseline zaman ve mekanda bir de er aral r, Jeokimyasal yakla m gereklidir, sukaya etkile imi ve do al döngü, Reaksiyonlar zamana ba r ve konaklama zaman önemlidir, Geçmi ve gelecek çevresel artlar n bilgisi gereklidir, statistiksel çal malar jeokimyasal temelde gerekli olabilir, Jeokimyasal süreçlerin ak m dinamikleri ile birlikte tan mlanmas bir ihtiyaçt r, zleyici, referans akifer, 100 y ldan büyük sular kirletici içermeyebilir, Yatay ve dü eyde izleme kuyusu seçimi

21

22 5 y lda 36 adet nehir havzas akifer

23

24

25

26

27

28 KÖPRÜ PROJES STATE OF THE ART Hidrojeokimyasal süreçler Çözünme/çökelme reaksiyonlar, Redoks reaksiyonlar (örn. Organikinorganik ar m), Sucul kompleksle me, Sorbsiyon reaksiyonlar, Gaz transferi ve sal m Major YAS kompozisyonunu kontrol eden süreçler Petrografi, mineroloji, Bölgesel hidrolojik ve hidrodinamik artlar, Antropojenik etkiler, Asidite, redoks artlar, tuzluluk, norganik bile enler Genel jeokimya ve bolluklar, Sucul jeokimya ve türler, Do al ilksel konsantrasyonlar ve do al yükseklikler, Antropojenik kaynaklar ve kirlilik, EU akiferlerinin olu umu, kalitesi, Özet jeokimyasal ve çevresel durum Organik degredasyon Çevre kimyas (Eko) toksikolojik etkiler, olas tehlikeli bile enler Analitik etkiler

29

30

31

32 Genel Metodoloji Farkl seviyede bilgi ve veri i leme AK FER T POLOJ Tipolojiden elde edilen bilgi seviyesine ba olarak: Yüksek seviyede bilgi, izleme verilerinde bir çok veri eldesi durumunda; Ulusal veya bilimsel yakla mlar ve deneyimlerle türetmek, Önseçim yakla türetmek statistiksel referans sonuçlar temelinde tahmin, Orta seviyede bilgi, izleme verileri varsa, Basit bir ön seçim yakla veya istatistiksel yakla m, Dü ük seviyede bilgi, izleme verileri varsa, statistiksel sonuçlar, DO AL SEV YE VE E K DE ERLER EFOR MAL YET KOMPLEKSL K

33 AK FER T POLOJ Havza ölçe inde akiferin yeri ve boyutu Litoloji, stratigrafi, Hidrojeolojik, hidrojeokimyasal özellikler Örtü Ak m artlar Fiziksel-biyolojik-kimyasal artlar Kirletici-fiziko-bio-kimyasal süreç tan mlamas

34 RLET - AK FER MATR KS - SÜREÇ Karbonatlar Oksidler, killer Organik madde Sülfür mineralleri Ph Tuzluluk >> çökelme ve sorbsiyon >> çökelme, sorbsiyon, katyon de imi >> sorbsiyon, hafifleme, bozulma >> çökelme, hafifleme, bozulma >> çökelme, sorbsiyon, katyon de imi, buharla ma, bozulma >> çökelme, katyon de imi

35 ARSEN N JEOK MYASAL KONTROLÜ Kaynak/proses Yüzeyalt artlar Do al çevre Antropojenik/ kirli çevre Anyon rekabeti ve alterasyon As (V) As(III) indirgenmesi ve Desorbsiyon Eskimeye ba oksid mineral yüzey alanlar n indirgenmesi ve desorbsiyon Oksijenli artlar alt nda Yüksek-nötrale yak n ph, ndirgen artlara de im Oksijenli artlar alt nda nötrale yak n ph, Kurak ve yüksek buharla ma oran Nehir vadisi, delta, organik karbon? Oksidlerin indirgen çözünümüne ba zay flayan ba larla desorbsiyon Kar ma/seyrelme Prit oksidasyonu çözülme Güçlü indirgen artlar Alkaline, yüksek cakl k Oksijenli artlara de im Nehir vadisi, delta, organik karbon Jeotermal etkisi AMD, YAS tablas n dü mesi - Kirletici kaynak pestisidler

36 Hareketsizle me Kaynak/proses adsorbsiyon Metal sülfidler ile birlikte çökelme Yüzeyalt artlar Do al çevre Antropojenik/ kirli çevre Oksijenli artlar alt nda alt nda asidikten nötrale yak n ph, Pirit olu umu Akarsu akiferleri Akarsu vadileri ve deltalarda yüksek gömülme oran ve organik karbon Hidrotermal sistem TANIMLAMA YÖNTEM Alg lama/ Hassasiyet Eh Hg/HgCl elektrod Ag/AgCl elektrod Dü ük/yüksek Yüksek/Dü ük ph Portatif cihazl. Cam elekt. ayarlama Ec (elektriksel iletkenlik) DO (Çözünmü Oksijen) ARSEN N JEOK MYASAL KONTROLÜ Örnek alma-analiz Filtrasyon, koruma Örne i alan n hass. Maden alanlar

37 REDOKS PROSES er redoks artlar de iyorsa (ak m döngüsü, akifer ak m yolu boyunca) baz konsantrasyonlar de ecektir: Azot içeren türlerin de imi (NO 3-, N 2, NH 4+ ); Demir içeren türlerin de imi (Fe +2, Fe 2 O 3 ); Mangan içeren türlerin de imi (Mn +2 ) Sülfür içeren türlerin de imi (SO 4-2,S -2 ) Karbon içeren türler (CH 3, CO 2 )

38

39

40 Kirletici karakterizasyonu YAS, YS, batakl k, Mesafe-etkile im YAS kütlesi Reseptör (alg lay ) karakterizasyonu karakterizasyonu Kavramsal Model M li kili kirleticiler Kaynak tan mlamas li kili alg lay Kontrol Mekanizmas Veri kalitesi Bulma/miktar limiti lksel kalitesi

41

42 Akifer matriksi ile etkile im, Eklenen etkiler Sentetik kirleticiler =0

43

44 Chapter 4: Hydrogeological units and gw composition: German case study

45

46

47

48 LG ZE TE EKKÜR EDER M

49

50

51 Seyrelme faktörü, De arj ve al ortam standartlar, Kavramsal model Dere, nehir, göl, deniz k, YAS

52 YAS ak nas l belirlenecek Ya analizi, hidrojeokimyasal kar n belirlenmesi zleyici analizi, do al veya antropojenik olaylarla ili kili izleyici bile enlerinin zamansal ve mekansal de imi cakl k veya su kalitesi incelemesi Dü ük ak m ve durgun zon de erlendirmesi Hidrograf da Ak m modellemesi, deterministik veya istatistiksel modelleme

53 (YAS x Seyrelme Faktörü) + (YS üst nehir x (1-SF) = YS alt nehir

54 Do al Ar m Seyrelme var m?, izlenen konsantrasyonlarda dü me var m? evet hay r Do al ar m gerçekle miyor ik de er Alandaki kavramsal ak m modeli üzerinden kirletici konst. tahmini hay r Kirletici uzun mesafe gidebilir mi? Referans de erleri geçiyor mu? Kirletici tahmin edilen konsantrasyondan daha dü ük seviyede mi? T3, E ik de er evet Kirletici davran temel alan kavramsal ta m modeli geli tir ve gelecekte olabilecek konsantrasyona göre yükleme tahmini yap. Do al Ar m faktörü hesapla

55

56 YAS üzerinde kuyu kurulumunun etkisi Kuyu materyali Çok seviyeli akifer-kar m

57 Dü ey Kar m

58

59 Standard belirli malzemeyle aç lm kuyu

60

61 REDOKS PROSES er redoks artlar de iyorsa (ak m döngüsü, akifer ak m yolu boyunca) baz konsantrasyonlar de ecektir: Azot içeren türlerin de imi (NO 3-, N 2, NH 4+ ); Demir içeren türlerin de imi (Fe +2, Fe 2 O 3 ); Mangan içeren türlerin de imi (Mn +2 ) Sülfür içeren türlerin de imi (SO 4-2,S -2 ) Karbon içeren türler (CH 3, CO 2 )

62

63 Deniz suyu giri imi TUZLANMA TAZELENME

64

65

66

67 Su Çerçeve Direktifi ve Türkiye Yeralt suyu Yönetimi Avrupa birli i rehber dokümanlar (WFD) Yeralt Sular n Kirlenmeye ve Bozulmaya Kar Korunmas Hakk nda Yönetmelik Yüzeysel su kalitesi yönetimi s fland rma ve izleme taslak yönetmeli i.

68 Politikac, su yöneticileri ve bir çok insan n ortak sorular iyi durum ne demektir? Nas l sa lan r? Ne kadar ve hangi kalitede suyumuz var? Kim kullan yor? Yeralt suyunu anlamak? Sular nas l kimliklenir? Akiferleri ayr mlayan özellikler nelerdir? Kar mlar belirlenebilir mi? Do al veya antropojenik bask belirlenebilir mi? Kirletme sorumlulu u payla labilir mi? At klar n sal m ve bo al m haklar nda hangi kriterler olacak? Kaç y lda temizlenir? Koruma için ne yap lmal? Havza baz nda önlemler program, hedefler, tahminler ve senaryolar nas l ve kim haz rlayacak? Uygulanacak metotlar n etkinli i, geçerlili i nas l belirlenecek?

69 Yeralt suyunu anlamak? alüvyon, kumta, karstik, tektonik, indirgen-yükseltgen, asidik-bazik, genç-eskimi -paleo, tuzlu, jeotermal, kirli, bas nçl, serbest, Fiziksel ve kimyasal süreçler Adveksiyon, dispersiyon, difüzyon Çözünme-çökelme, sorbsiyon-desorbsiyon, iyon de imi, ph-eh,

70 Yeralt suyunu anlamak ve yönetmek Arsenik, Bor, A r metaller Yeralt suyunda neden varlar? Hangi yeralt suyunda yoklar? Basit olarak nas l anlar z? tlayan-artt ran süreçler-mineraller-kar mlar? Ya sular nas l etki ediyor? li kileri anlarsam yönetebilir miyim? Hangi alanda kullan artt p veya azalt rsam temiz su elde etme e ilimim olu ur?

71 JEOK MYA ÖLÇEK>>> ATOM>>>>>>>>SAMANYOLU>>>>>>>>>>EVREN 1 mol Na 23 gram = adet s da ppb 10 9 <<=>> Element (KATI-SIVI-GAZ) + Enerji (magma, su, hava, uzay) = S STEM = Karma k Mineral + Enerji + nsan = Karma k (ölçmek, anlamak, tahmin ) Mineraller => ikincil mineraller, çözünme=>çözelti içeri i => çökelme, iyon de imi, dispersiyon, difüzyon, adveksiyon Hücre modeli => enerji ve kütle dengesi, iz element davran, Bor ve Arsenik sorunu çözülebilir mi?, Alttaki denklem çözümü kaç gün sürer?

72 Jeokimyasal Model Gerçek bir sistemi ilgilendi imiz yönleri ile anlamam zda gerekli olan özellik ve ili kilerin bütünüdür (Derry, 1999) Modeller var olan portrenin, sezgisel gücün kavramsal limitlerle olu turulan portre ile uyumunda, soru ve sorunlar n en iyi cevaplar, kullan sonuçlar, ba lang çta kavranamayan yeni kavramlar bar nd ran esasl ve test edilebilir özelliklere sahiptir (Nordstrom, 2004) Jeoloji haritas bir modeldir.

73 Jeokimyasal Model ÇÖZÜNME-ÇÖKELME, DENGE TERS R-TERS NMEZ REAKS YONLAR, SORBS YON (ADSORBS YON-DESORBS YON), YÜZEYSEL KOMPLEKSLE ME, YON DE (KATYON VE ANYON DE ), FARKLI ÇER KTEK SULARIN KARI IMI, TRASYON (ALKAL TE, AS TE), ÇÖZÜNEN TÜRLER N BEL RLENMES, PH TAMPONLAMA, EVAPORASYON, SEYRELME TERS KÜTLE DENGES TEPK SEL YOLLU MODELLEME TEPK SEL TA INIM MODELLEMES

74 Jeokimya ve PHREEQC ph-redox-equilibrium-c code PHREEQC, birkaç günde ö renilebilinir. Jeokimya, birkaç y lda ö renilebilinir. Cevaplamaya çal z sorununuz nedir? Jeokimyasal modellemeye ihtiyac z var? Hangi modelleme tipi uygun? Gerekli verilere sahip miyim?

75

76 Major element kimyas kontrol eden süreçler Karbonat reaksiyonlar yon de imi Organik karbon oksidasyonu O2/Nitrat indirgenmesi Demir oksihidroksit indirgenmesi Sülfat indirgenmesi Metan olu umu Jips çözünümü Pirit oksidasyonu Denizsuyu buharla mas Silikat ayr mas (silicate weathering)

77 Minör element kimyas kontrol eden süreçler Redoks Oksianyonlar z metaller Nitrat Yüzeysel kompleksle me Fosfat Oksianyonlar z metaller Katyon de imi Kat çözelti (solid solitions) Mineraller

78 Yeralt suyu Sisteminin Jeokimyas Su kimyas ve su-kaya etkile imi tahmini Mineral çözünürlü ü Katyon de imi Yüzeysel kompleksle me Redoks tepkimeleri Kinetik tepkimeler Su kaya etkile imini anlamak Kar m Mineraller Gazlar yon de imi Tepkisel ta m

79 REFERANSLAR Kitaplar Appelo CAJ, Postma D (2005) Geochemistry, groundwater and pollution, 2 nd edition-balkema; Rotterdam Bethke, C.M., Geochemical and Biogeochemical Reaction Modeling 2nd edition, Cambridge University Press, NewYork, 543 pp. Broder J. Merkel Britta Planer-Friedrich (2008) Groundwater Geochemistry: A Practical Guide to Modeling of Natural and Contaminated Aquatic Systems Edited by Darrell Kirk Nordstrom 2nd Edition, Springer-Verlag Berlin Heidelberg Edmunds, Shands, Natural Groundwater Quality, Blackwell Publishing. Ball JW, Nordstrom DK (1991) User s Manual for WATEQ4F -US Geological Survey Langmuir D (1997) Aqueous environmental geochemistry.-prentice Hall; New Jersey Parkhurst DL, Appelo CAJ (1999) User's guide to PHREEQC (Version 2) -- a computer program for speciation, batch-reaction, onedimensional transport, and inverse geochemical calculations.- U S Geological Survey Water-Resources Investigations Report Zhu, C., Anderson, G. M., ( 2002). Environmental Applications of Geochemical Modeling, Cambridge University Press, New York, 299 pp. Yay nlarla lgili Ki iler Appelo CAJ - Postma D. - Nordstrom DK. - Langmuir D. - Parkhurst DL Merkel B.J - Allison JD - Plummer LN, Simünek J, Bethke, C.M, Glynn, P., Pekde er A nternet Siteleri (Environmental Modeling: Software, Databases, Projects, Books)

80

81

82

83

84

85