Transkript

1

2

3

4

5

6

7 ÖNSÖZ Son iki yüzyıl içinde hızlı nüfus artışı, endüstrileşme ve yoğun zirai etkinlikler tabii çevreyi menfi etkileyen ve kirleten sebepleri oluşturmuştur. Endüstri devrimi ve hızlı şehirleşmenin ilk dönemlerinde, tabiatın bütün kirleticileri sonsuza dek saklayabilme veya sonsuz bir arıtma gücüne sahip olduğu sanılıyordu. Ancak, zaman içinde bütün ekosistemler çevre kirliliğinden olumsuz etkilenmeye başladığında, ortaya çıkan meseleleri anlama, tanımlama, tedbir alma ve çözüm bulma çalışmaları büyük önem kazanmıştır. Su ve toprak kaynaklarının tüketilmesi kadar tüketim sürecinde kirletilmesi ve taşıma kapasitelerinin zorlanması sürdürülebilirlik kavramına aykırı olgulardır ve eko-sistem üzerinde olumsuz neticelere sebep olmaktadır. Bir misal vermek gerekirse, havzalar üzerinde sürdürülmekte olan üretim-tüketim faaliyetleri ile yerleşmelerden kaynaklanan faaliyetler havza ekolojilerinin taşıma kapasitelerini önemli ölçüde zorlamaktadırlar. Su ve toprak kaynaklarını ve dolayısı ile ekosistemleri kendi denge sınırları içinde kullanır ve koruyabilirsek sürdürülebilirliği de güvence altına alabiliriz. O halde, planlama ve havza kirliliğini önleme çalışmalarında, sınırları sosyo-ekonomik ve teknolojik gelişmelere bağlı olarak değişen bölgeler ve kriterler yerine, tabii sınırları değişmeyen havza ölçeğinde yapmak, havza ölçeğindeki kriterleri dikkate almak tabii dengeleri sürdürülebilmek açısından daha anlamlı bir yaklaşım olarak görülmektedir. Çünkü, havza ölçekli planlamada, su ve toprak kaynakları üzerinde olabilecek üretim / tüketim faaliyetlerinin taşıma kapasitesi sınırlarının üzerinde kullanımlarını bütüncül bir yaklaşım içinde gözleme, yönlendirme, denetleme imkanı olacaktır. Taşıma Kapasitesi kavramı, ülkemizde planlama çalışmalarında 30 yılı aşkın bir süreden beri kullanılmasına rağmen, ülke ölçeğinde yapılan çalışmalarda yeteri kadar değerlendirilememiştir. Taşıma kapasitesi kavramı, havza yönetimi ve planlama çalışmalarında dikkate alınması gereken temel kavramlardan biri niteliğindedir. İnsan etkinliklerinin yoğun bir biçimde yapıldığı akarsu havzaları, kirliliğin büyük boyutlarda yaşandığı alanlardır. Bu sebeple, Farklılıkların Suda Yakınlaşması maksadını gerçekleştirmek üzere yola çıkan 5. Dünya Su Forumu nun altı ana temasından birisi İnsani ve çevresel İhtiyaçlar Dikkate Alınarak Su Kaynaklarının Korunması ve Yönetimi olarak belirlenmiştir. Ana temanın konuları arasına Havza Yönetimi ve Sınıraşan Sularda İşbirliği ve Doğal Ekosistemlerin Korunması gibi başlıklar bulunmaktadır. Ana tema hedeflerinin gerçekleşmesi için, havzalarda, Bütüncül Su Kaynakları Yönetimi süreçlerinin uygulanması gerekmektedir. Bütüncül yönetim; su, toprak ve diğer kaynakların, hayati ekosistemlerin sürdürülebilirliğini bozmadan, ekonomik ve sosyal refahı azamiye

8 çıkarabilmek maksadıyla geliştirilip yönetilmesi doğrultusundaki gayretleri ihtiva eder. 5. Dünya Su Forumu nun altı ana temasından hareketle gerçekleştirilen yurtiçi bölgesel toplantılar çerçevesinde DSİ I. Bölge Müdürlüğümüz, bölge üniversiteleri ve meslek kuruluşları işbirliği ile, Eylül 2008 tarihlerinde düzenlenen Su Tüketimi, Arıtma, Yeniden Kullanım Sempozyumu nda toplam 41 bildiri sunulmuştur. Bildiriler, suyun tüketimi, arıtma ve yeniden kullanımı ile ilgili konularda hazırlanmış olup, Susurluk, Güney Marmara ve Sakarya havzalarında kirlilik ve arıtma problemleri, arıtılmış suların kullanımında yeni yaklaşımlar konularında yoğunlaşmıştır. Sempozyumun geniş katılımlı çalıştay konuları Su Tüketimi, Arıtma ve Yeniden Kullanım olarak belirlenmiştir. 5.Dünya Su Forumu nedeniyle havza kirliliğinden çok etkilenen Bursa da Su Tüketimi, Arıtma, Yeniden Kullanım Sempozyumu nun düzenlenmiş olması çok faydalı olmuştur. Bu sempozyumun düzenlenmesinde emeği geçen Çevre ve Orman Bakanlığı DSİ Genel Müdürlüğü ne, Uludağ Üniversitesi ne, Kocaeli Üniversitesi ne, TÜBİTAK a, DSİ I. Bölge Müdürlüğü mensuplarına teşekkürlerimi sunuyorum. Ayrıca bu sempozyuma fikir ve düşünceleriyle katkıda bulunan değerli katılımcılara da teşekkür ederim. Bu sempozyumda elde edilen neticelerin, bu konuda araştırma yapan bilim insanlarımıza, konu ile ilgili çalışmalar yapan kurum ve kuruluşlarımıza ve Ülkemize faydalı olmasını dilerim. Prof. Dr. Veysel EROĞLU Çevre ve Orman Bakanı

9 ÖNSÖZ Kurulduğu 1954 yılından bu yana yarım asrı aşan sürede Ülkemiz su kaynaklarını geliştirme çalışmalarını sürdüren Devlet Su İşleri Genel Müdürlüğü (DSİ), öncelikli hedefini su kaynaklarının en etkin şekilde kullanılması olarak tespit etmiştir. DSİ, belirlenen bu hedefe ulaşmak için; teknik, ekonomik ve aynı zamanda çevreyle uyumlu projeler geliştirmekte ve uygulamaktadır. Ülke nüfusunun yaklaşık %35 ini istihdam eden tarım sektöründe sulu tarımı yaygınlaştırmak, sanayinin ihtiyaç duyduğu enerjiyi yerli hidrolik kaynaklardan karşılamak, insanımıza AB standartlarında içme-kullanma suyu temin etmek ve ülkemizde her yıl maddi ve manevi büyük zararlar meydana getiren taşkınlarla mücadele etmek görevlerimiz arasındadır. Ülkemizin teknik ve ekonomik olarak sulanabilir arazi miktarı 8,5 milyon ha olarak hesaplanmıştır. Günümüz itibarıyla sulamaya açılan 5,13 milyon hektarlık alanın 2,93 milyon hektarı DSİ tarafından yapılan tesislerle sulanmaktadır. DSİ, faaliyetlerini günün gelişen teknolojilerine ayak uydurarak geliştirmektedir. Bu sebeple, 2003 yılından itibaren sulama projelerinde, basınçlı borulu şebeke uygulamalarına geçilmiştir. Böylece hem su tasarrufu sağlanmış hem de modern sulama sistemleri (yağmurlama ve damla sulama) teşvik edilmiş olacaktır. Ülkemizin, teknik ve ekonomik olarak değerlendirilebilir hidroelektrik potansiyeli, yaklaşık olarak yıllık 130 milyar kwh hesaplanmıştır. Günümüz itibariyle Türkiye de hidroelektrik santraller; MW kurulu güce ve toplam potansiyelin %36 sına karşılık gelen GWh yıllık ortalama üretim kapasitesine sahiptir.hidroelektrik potansiyelin enerjiye dönüştürülmesi sürecinde DSİ, oluşturulan MW kurulu gücün MW ını (% 77) gerçekleştirerek bu alanda lider olduğunu göstermiştir. Ülkemizde kapasite bakımından en büyük 25 adet HES in 20 adedi DSİ tarafından inşa edilmiştir yılı sonu itibariyle hizmete alınan 21 adet içme-kullanma suyu temini tesisiyle 26 milyon vatandaşımıza 2,7 milyar m3 içme-kullanma suyu temin edilmiştir. İnşaatı devam eden 20 adet proje tamamlandığında ise buna ilaveten, 10 milyon vatandaşımıza 1 milyar m3 içmekullanma suyu temin edilecektir. Bilindiği gibi, akarsularımızın akış rejimi düzensiz bir seyir izlemektedir. Bu sebeple meydana gelen taşkınlar, depremden sonra en fazla can ve mal kaybına sebep olan tabii afet olarak bilinmektedir. Son 20 yılda meydana gelen taşkınlarda 396 vatandaşımız hayatını kaybetmiş ve yaklaşık 2,5 milyar YTL lik ekonomik kayıp meydana gelmiştir. DSİ, kuruluşundan günümüze kadar 37 si baraj ü taşkın tesisi olmak üzere, toplam adet taşkın koruma tesisini hizmete alarak, 977 bin hektar alan ve bu alan içindeki bütün yerleşim yerlerini taşkından korumuştur. Ülkemizde su denildiğinde akla gelen yegâne kuruluş olan Genel Müdürlüğümüz, Dünyada su konusunda söz sahibi seçkin kuruluşların arasında yer almak ve karar mekanizmalarında söz sahibi olmak maksadıyla 2000 yılında Dünya Su Konseyi ne üye olmuştur. O tarihten bu yana ve özellikle de son yıllarda gösterdiği uluslararası performansı ile Beşinci Dünya Su Formunun,

10 2009 yılında İstanbul da gerçekleştirilmesi sağlanmıştır. Önceki Dünya Su Forumlarının, ev sahibi ülkelere sağladığı imkânları göz önünde bulundurduğumuzda, Forumun ülkemiz su sektörünün daha da gelişmesine katkı sağlaması kaçınılmazdır. Bu organizasyonun bir faydası da, ülkemizin uluslararası su kuruluşlarıyla olan ilişkilerinin daha da gelişmesi; anılan kuruluşların yönetim kurullarında aktif görev alan Türk yetkililerin sayısının giderek artması şeklinde ortaya çıkacaktır. Forum, DSİ nin dışa açılmasının çok açık bir göstergesidir. DSİ, Forum ile küresel manada yeni bir misyon kazanmıştır. Diğer bir ifade ile DSİ, sadece ülke içinde su konularının koordinasyonunu sağlayan bir kuruluş olmakla yetinmemiş, küresel su politikalarının karar mekanizmasında yer almıştır. Böylesine Dünya çapındaki bir su faaliyetinin düzenlenmesinde DSİ nin merkezi rol üstlenmesi tesadüfî değildir. Çünkü DSİ, 54 yıllık bir su kültürü olan; adında su geçen Ülkemizdeki tek merkezi kuruluştur. Beşinci Dünya Su Forumu bölgesel hazırlıkları sürecinde DSİ, ulusal ve uluslararası bölgesel toplantılar yapmaktadır. DSİ öncülüğünde yapılan bu toplantılar, Beşinci Dünya Su Forumu nun bölgesel sürecinde ülkemizin önceki forumların ev sahibi ülkelerden farklı ve orijinal bir yaklaşım sergilediğinin göstergesidir. Bu yaklaşımın özü, hazırlık sürecini daha yerel düzeye yaymak şeklinde özetlenebilir. Ölçeği küçülten bu yaklaşım, yerel konuların Forumda daha iyi temsil edilmesini sağlamaya yöneliktir. Beşinci Dünya Su Forumu organizasyonunun en önemli başarılarından biri de bu olacaktır. Çevre ve Orman Bakanımız Sayın Prof. Dr. Veysel EROGLU nun talimatıyla DSİ Genel Müdürlüğü tarafından başlatılan ve DSİ nin ilgili Bölge Müdürlüklerince düzenlenmekte olan DSİ Bölge Müdürlükleri Su Konferansları nın gayesi; her Bölge Müdürlüğü için özel olarak belirlenen konu başlığıyla ilgili yerel ve bölgesel paydaşları bir araya getirmek suretiyle, Forumun tematik programının geliştirilmesine azami katkıyı sağlamak; ilgili konu başlığına uygun bir tartışma ortamını hazırlamak ve forum haftası sırasında Dünya su kamuoyuna aktarılabilecek sonuçlar elde etmektir. Bu anlamda, DSİ Genel Müdürlüğü uhdesinde Bölge Müdürlüklerince düzenlenen söz konusu konferanslara DSİ mensupları ve akademik çevrelerin katılımı yanında konuyla ilgili diğer paydaşların da (suyla ilgili kamu kurumları ve yerel yönetimler, sivil toplum kuruluşları, su yöneticileri ve su kullanıcıları gibi) en yüksek düzeyde katılımlarının sağlanması hedeflenmektedir. Su konferanslarını gerçekleştiren Bölge Müdürlüklerimizi bu başarılarından dolayı kutlarım. Su konferanslarının eşgüdümünü yapan Genel Müdürlüğümüz ilgili birimlerine, Forum sekretaryası çalışanlarına bilim, düzenleme ve danışma heyetine teşekkür eder, DSİ Bölgesel Su Konferanslarının neticelerinin Kuruluşumuza ve Ülkemize hayırlı ve uğurlu olmasını dilerim. Haydar KOÇAKER DSİ Genel Müdürü

11 ÖNSÖZ 5. Dünya Su Forumu 2009 yılında İstanbul da yapılacaktır. 5. Dünya Su Forumunun ana teması Farklılıkların Suda Yakınlaşması olarak belirlenmiştir. Bu kapsamda; paydaşları, sektörleri ve bölgeleri bir araya getirerek bir program yapısı içinde bölgesel toplantılar yapılması kararlaştırılmıştır. Belirli bir bölgesel hazırlık süreci Forumun başarısı için çok önemlidir çünkü su sorunları bölgeden bölgeye değişiklikler göstermektedir. Aynı zamanda Forumun tematik çerçevesiyle ilgili sorunlar her bölge için aynı derecede önem taşımayabilir. Birçok bölgede zorluklar karşılaştırılabilir nitelikte olsa da bu zorluklara yönelik çözümler yerel anlamda tanımlanmalıdır. Su hala yerel bir meseledir ve öyle olmaya da devam edecektir. Bölgesel süreçlerde Dünya genelinde su için harekete geçilmesini sağlayacak ve bu harekete katkıda bulunacaklardır. Bölgesel sürecin amacı bölgedeki paydaşları seferber ederek foruma bölgelerden gelecek belli katkıların gerçekleşmesini sağlamak, tematik sürece konuyla ilgili bölgelerin görüşlerini dahil ederek uygun bakış açıları kazandırmak ve bölgede ki politik unsurları harekete geçirerek forumun politik süreçlerine katkıda bulunmaktır.5. Dünya Su Forumu hazırlık çalışmaları kapsamında DSİ 1. Bölge Müdürlüğü olarak bölge üniversiteleri, kamu kurumları ve meslek kuruluşları işbirliği ile Su tüketimi, Arıtma,Yeniden Kullanım konulu toplantılar düzenlenmiştir. Düzenlediğimiz bu toplantıların sonuçları Dünya Su Forumu na taşınarak forumun ülkemizde tanıtıma katkıda bulunması ve Bölge müdürlüklerimizin yanı sıra üniversitelerin, kamu kurumları ve meslek kuruluşlarının sürece katkılarının sağlanması hedeflenmiştir. Bu toplantıların bir seminer veya sempozyumun ötesinde olabildiğince tartışmaya ve etkileşime daha fazla yer veren bir çalıştay düzeninde olmasının faydalı olacağı düşünülerek, sunuculu bildiriler yanında çalıştaylarla da konular detaylı olarak ele alınmıştır. Dünyada ki ve ülkemizde ki nüfusun hızlı bir şekilde artışına paralel olarak içme-kullanma suyu talebi sanayide ve tarımda ki gelişmeler suya olan ihtiyacın devamlı olarak artmasına neden olmaktadır. Diğer tabi kaynaklarda olduğu gibi tatlı su potansiyelinin sabit olması, ekonomik bir değer olan su kaynaklarının geliştirilmesini ve yönetimi ile ilgili çalışmalarda yani teknoloji ve yöntemlerin geliştirilmesini zorunlu kılmaktadır. Su kaynaklarının sürdürülebilir yönetiminde söz konusu gelişmelerin bir neticesi olarak ortaya çıkan ekonomik, sosyo-kültürel kalkınma ve çevresel etkilerin göz önünde bulundurulması hususu giderek önem kazanmaktadır. Su kaynaklarının yönetiminde sürdürülebilir kalkınma hedeflerine ulaşılması için entegre havza yönetimi sistemlerinin uygulanması alınacak kararların bir bütüncül yaklaşım içermesi önem arz etmektedir. Yönetim planları yapılırken, su kaynaklarının miktarı ve kalitesinin önemi havza bazında su kaynaklarının miktarı ve kalitesinin düzenli olarak izlenmesi ihtiyacını doğurmuştur. Su hayatın ve bireyin en temel ve vazgeçilmez ihtiyacıdır. Günümüzde yaklaşık 2,5 milyar insan sağlıksız ve yetersiz su kaynaklarıyla hayatını sürdürmeye çalışmaktadır. Hızlı nüfus artışı, kentleşme ve sanayileşmenin beraberinde getirdiği çevre kirliliği, su kaynaklarının da niteliğini bozmuş ve atıkların boşaltıldığı alıcı ortamlar haline getirmiştir. İçme ve kullanma

12 suyunun sağlanması, arıtılması ve dağıtılması oldukça pahalı ve zor hale geldiğinden su kaynaklarının korunması, planlanması ve yönetimi de kaçınılmaz olduğundan hareketle Su Tüketimi, Arıtma, Yeniden Kullanım sempozyumu düzenlenmiştir. Sempozyum kapsamında 1 adet çağrılı, 38 adet sunumlu, 3 adet da poster olmak üzere toplam 42 bildiri yer almıştır. Bu bildirilerin/çalışmaların geleceğe aktarılması için de kitap haline getirilmiştir. 5. Dünya Su Forumu kapsamında bölgesel toplantıların düzenlenmesi düşüncesinin ortaya atılmasında, bu sempozyumun düzenlenmesinde emeği geçen bilim ve yürütme kurullarımıza, bildirileri ile katılımı sağlayan bilim adamlarımıza, görüşleri ve destekleriyle katkı koyan tüm katılımcılarımıza teşekkür eder sevgi ve saygılarımı sunarım. Vahit BAYGÜNEŞ DSİ I. Bölge Müdürü

13

14 İÇİNDEKİLER ÇAĞRILI BİLDİRİLER Su ve önemi... 1 Ş. GÜÇER SU TÜKETİMİ Su tüketiminde altyapı kuruluşları ve bireylere ait sorumluluklar... 9 İ.H. ÇETİNAVCI İçmesuyu kaynaklarının rantabl olarak kullanılmasi yoluyla gelecekteki su ihtiyacını çözecek yatırımların ötelenmesi, içmesuyu probleminin acil, orta ve uzun vadeli çözümü hususlarında kocaeli deneyimi...17 A.YÜCESOY Kullanılmış suların su havzaları üzerindeki etkilerinin planlanan su geliştirme projeleri yönünden irdelenmesi: boğazköy barajı örneği...23 Ş.KARA Orman endüstrilerinde su ve çevre kirliliği...43 A.TOZLUOĞLU Su kaynaklarının yönetiminde arazi toplulaştırmanın önemi...55 B.GÖÇMEN Elazığ ilinin su potansiyeli ve su tüketimi...65 B.ŞEN Entansif süt sığırcılığı işletmelerinde ortaya çıkan atık suların miktarı, özellikleri ile kullanılan arıtma sistemleri...77 D.DİNÇ Su tüketiminde bireysel ve toplumsal sorumluluk ve konya örneği...87 E.PEHLİVAN Nilüfer çayının sulama suyu olarak kullanılabilirliğinin değerlendirilmesi...97 G.E.ÜSTÜN Bursa bölgesi sulama şebekelerinin sulama oranı ve su temin oranı göstergeleri ile değerlendirilmesi H.DEĞİRMENCİ Doğal ve yapay ıslak alanlar, ekolojik ve su arıtım yönünden ülkemiz koşullarında kullanımları M.A.GÜNEY Su kaynaklarının korunmasında yönetim planları ve Eğirdir gölü örneği M.BEYHAN Susurluk havzası entegre su yönetimine doğru model arayışları M.KARTAL

15 Kirlenmiş yeraltısularının iyileştirilmesinde kullanılan teknikler N.A.TURAN İzmit havzasının hidrojeolojisi Ö.CORUK Kocaeli bölgesinin yeraltısuyu potansiyeli Ö.CORUK Su kaynakları yönetiminde hidro-ekonomik modelleme yaklaşımı: nilüfer çayı örneği S.GÜRLÜK Büyük menderes havzası su kirliliği problemleri, çözüm önerileri ve havza yönetimi. 179 F.CİNER M.Kemal paşa çayı havzasında potansiyel toprak erozyonu ve uluabat gölü G.ÖZSOY Yüzey sulama sistemi kullanan sulama birliklerinin uygulamada karşılaştıkları sorunlar ve çözüm önerileri M.TEKİNER ARITMA Kağıt fabrikasında kullanılan taze ve atık suların incelenmesi ve arıtılması A.TUTUŞ Traverten mermer fabrikası atıksularının arıtılabilirliği B.YILMAZ Ters osmoz membran sisteminin içme suyu arıtımında kullanımının araştırılması B.NAHARCI Atıksuyun değerlendirilmesinde yapay sulak alan oluşturma F.ÖZKAY Türkiye de yenilenebilir enerji kullanan desalinasyon tesislerinin kurulması F.UYSAL Tio2/sepiyolit nanokompozit materyalleri ile zeytin kara suyunda fotokatalitik olarak lignin giderimi M.H.KARAOĞLU Kentsel ve endüstriyel atıksuların membran prosesleriyle arıtımı ve geri kazanımı - ülkemizdeki mevcut durum M.KİTİŞ Sürekli akış elektrokoagülasyon prosesi ile tekstil atıksularının arıtımı M.T.ŞENSOY Tio2/sepiyolit nanokompozit materyalleri ile zeytin kara suyunda fotokatalitik olarak renk ve fenol giderimi M.UĞURLU

16 Sulu çözeltilerden elektrokoagülasyon ile boyar madde gideriminde güç kaynağı tipinin sistem verimi üzerine etkisi M.KIRLAROĞLU Kalsiyum aljinat bilyeleri ile sulu çözeltilerden çinko adsorpsiyonu üzerine bilyelerin fizikokimyasal özelliklerinin etkisi N.DEMİRCİOĞLU Bursa arıtma tesisleri N.AYDOĞAN Yüzeysel suların direkt filtrasyonunda kesikli polielektrolit ilavesinin filtre verimi ve su kalitesine etkisi T.S.AKTAŞ YENİDEN KULLANIM Kocaeli kentsel atıksu arıtma tesisleri performans değerlendirmesi ve yeniden kullanım açısından incelenmesi A.ARSLAN Atıksuların geri kazanımı ve tarımsal sulama için tekrar kullanımının değerlendirilmesi G.E.ÜSTÜN Arıtılmış atıksu ile sulama yapılmasına çiftçi yaklaşımı: Gaziantep ili örneği M.U.YILDIRIM Atıksuların sulama suyu olarak kullanım olanaklarının değerlendirilmesi M.YALILIKILIÇ Tekstil endüstrisi atıksularının alıcı ortamlara deşarjında renk kriteri olmalı mıdır? Geri kazanım gerçekleri N.Ö.YİĞİT Türkiye de atıksu arıtımı ve tarımsal sulamada kullanım potansiyeli Y.S.KUKUL

17

18 ÇAĞRILI BİLDİRİLER SU VE ÖNEMİ Şeref GÜÇER Uludağ Üniversitesi Fen-Edebiyat Fakültesi Kimya Bölümü,16059 Bursa *İletisim kurulacak yazar Tel: , Fax: ÖZET Çalışmamızda suyun fiziko-kimyasal özellikleri ve bunların anlamları üzerinde bilgiler verilerek yaşam açısından önemi vurgulanmaktadır. Su kaynakları açısından artan dünya nüfusu ve kişi başına düşen su miktarları değerlendirilmekte olup, su kaynaklarının korunması ve içme ve yüzey suyu arıtım teknolojiler ve bunların işletilmelerinde kullanılan analitik parametreler üzerinde durulmaktadır. Özel olarak bazı toksik elementler ve analiz metotları Atomik spektroskopi ve kromatografi metotları açısından vurgulanmaktadır. Anahtar Kelimeler: Su, Fizikokimyasal özellikler, toksik elementler, Atomik Spektroskopisi, Kromatografi WATER AND ITS IMPORTANCE IN LIFE ENVIRONMENTAL SCIENCES ABSTRACT In our study, physico -chemical properties of water and their significance in life and environmental sciences were outlined. Increasing rate of population in world, which may cause severe health problem were discussed. Water economy, reuse technologies and their monitoring methods will be given. Atomic Absorption Spectroscopic and Chromatographic method applications were be mentioned specially. Keywords: Water, Physico -chemical properties, Toxic elements, Atomic Spectroscopy, Chromatography 1

19 ÇAĞRILI BİLDİRİLER 1.GİRİŞ Havadan sonra su dünyamızda en çok bilinen madde olup, beklenilmeyen birçok fizikokimyasal özelliğe sahiptir. Dünya üzerinde sıvı halde yaygın olarak bulunurken kutuplarda daha çok buz halindedir.göllerin yüzeyinde oluşan buzlar alt tabakalardaki sıvı suyun izolasyonunu sağlamaktadır.bu sayede birçok akuatik organizmaların kış boyunca hayatta kalması sağlanmış olmaktadır.sıvıdan buz haline geçiş genleşmesi nedeniyle canlı hücrelerin ölümüyle sonlanmaktadır.bu ve benzeri olayları anlayabilmek açısından suyun fizikokimyasal özelliklerini daha sonra özetleyelim.dünya yüzeyinin dörtte üçü suyla kaplıdır.yaklaşık yeryüzüne her yıl yağmurlarla litre kadar su düşmektedir.yaklaşık yeryüzündeki suyun %97 deniz suyu olup içme ve birçok endüstriyel amaçla kullanıma uygunluk göstermez. Yaklaşık %2 kadar su buz olarak kutup bölgelerinde yoğunlaşmıştır.bu bilancoya göre %1 kadar içme suyu kalmaktadır ( litre) Bu miktarın kabaca 40 milyar nüfusa yeteceği hesaplanmaktadır.ancak insanın bulunduğu her yerde su tüketimi hızla artmakta olduğu, bazı yerleşim bölgelerinde su bulunmadığı ve bazı bölgelerde suyun kirletildiği düşünülürse hayati önemde bir sorunla karşılaşacağımız beklenmelidir. 2. SUYUN FİZİKO-KİMYASAL ÖZELLİKLERİ 2.1. Suyun Kimyasal yapısı Su molekülü iki hidrojen ve bir oksijen atomundan oluşmuş olup, iki bağ yapmayan elektron çifti molekülün geometrisini etkileyerek O-H bağlarının arasında 104,5 bir açı oluşturduğu bilinmektedir. Bu durumda suya ilginç özellikler kazandırmaktadır. Bunlardan birisi ve en önemlisi sudaki oksijenin zayıf bağlarla su molekülünün hidrojenine bağlanmasıdır.buna hidrojen bağı denilmektedir.sıvı halde hidrojen bağının varlığı, yüksek buharlaşma sıcaklığı yüksek kaynama noktası ve büyük viskozite değerine karşı gelmektedir. 2.2 Suyun Fiziksel yapısı Su maddenin üç hali bulunmasında olduğu gibi çevre şartlarına bağımlı olarak sıvı, buhar (gaz) ve buz (katı) şeklinde bulunacaktır. Sıvı halde hidrojen bağları ile birbirine bağlanmış (topak) gruplar halinde çok sıkı bir yapıda iken buzda ise kristal yapı nedeniyle daha seyrek yapıda bulunacaktır. Bunun sonucunda sıvı halde yoğunluğu daha yüksek olacaktır. Suyun erimesi sırasında hacim küçülmesi olurken, donması sırasında da hacim genişlemesi görülecektir. Ancak sıcaklık artışı ile hacım küçülmesi +4 C minimum noktasından sonra da artmaktadır. Sıvı suda buzun düzeninin bir kısmı kalmış olduğundan erime ısınsın bir kısmı suya yayılmış olur. Bunun sonucunda buzun molar erime entalpisi 6,01 kj/mol iken H 2 S için de 23,78 kj/mol dür. Diğer önemli bir özellik yüksek buharlaşma ısısına sahip olmasıdır (32 kj/mol). Bu durum bizim açımızdan hayati öneme sahip olup, vücudumuzun yüksek miktardaki ısısı deriden çok küçük miktarda suyun buharlaştırılması ile alınabilinmektedir. Bu etki aynı zamanda göllerin veya okyanusun iklim değiştirme özelliklerinin açıklanmasında da önemlidir. Toprağı ısıtmak için kullanılacak olan büyük miktardaki ısı göl veya okyanus yüzeyindeki suyun buharlaştırmada kullanılmasına yol açtığından yaz aylarında kıyılardaki ısı iç bölgelere oranla daha serin olmaktadır. Suyun izotop dağılımı da %99,73 1 H 2 16 O ; %0,2 1 H 2 18 O ;%0,04 1 H 2 17 O ve %0,03 1 HD 16 O olarak verilebilir. Döteryum izotopu içeren su ağır su olarak bilinmekte olup, reaktörlerde soğutma amacıyla kullanılmaktadır. 2.3 Çözgen olarak su Su bir çok kimyasal maddeyi çözme özelliğine sahiptir.bunun sonucu olarak biyokimyasal reaksiyonların tamamı sulu çözeltilerde oluşur ve canlı hücrelerin madde taşınışları için reaksiyon ortamını oluşturur.okyanuslarda suyun çözme gücü tuzluluğun artmasına neden olur.yağmur suları mineralleri çözerek nehirlere ve daha sonrada okyanuslara taşırlar.bazı 2

20 ÇAĞRILI BİLDİRİLER göllerde su güneş ışınları ile buharlaştığında arkasında tuzları bırakacaktır.okyanusların tuzluluğu seneleri takiben yavaş bir çözünme işlemleri sonucunda artma göstermektedir.üç buçuk milyar yılda okyanuslardaki tuz konsantrasyonu %36 ulaşmıştır. Sulu çözeltiler özellikleri açısından da Viskozite, dielektrik sabiti, yüzey gerilim, kaynama noktası artışı ve donma noktası düşüşü önemli fiziksel özellikler olarak sıralanabilir. Bu özelliklerden yüzey gerilim ; sivrisineklerin su yüzeyinde batmadan kalmasını, toprakta kılcal borularda suyun tutulmasını, yapraklarda su tanelerinin asılı kalmasını sağlıya bilmektedir. 3. SU BİLEŞENLERİ VE ÖNEMİ Doğal su döngüsü içersinde suyun bulunduğu ortama göre temas ettiği sistemlere bağlı olarak çözünme ve biyolojik ve kimyasal reaksiyonlar sonucunda içeriğindeki bileşenler ve konsantrasyonları değişim göstermektedir. Örneğin yağmur sularında havadaki gaz bileşenlerinin oksijen, azot ve karbondioksit çözünmesi söz konusudur. Yüzey sularında geçtiği yerdeki faaliyetler nedeniyle kimyasal yapı değişecektir. Yer altı sularında ise suyun kimyasal yapısı kalkerli ve killi yapıya göre değişecektir. Şimdi bu bileşenleri kısaca gözden geçirelim. 3.1.Askıdaki katı maddeler Tanecik büyüklüğü 100 nm ve üstü olanlar bu grup içine alınır. Mikroskop veya göz ile rahatlıkla fark edilebilir yapıdadırlar. Çözeltinin yüzeyi fazla miktarda askıdaki katı ve organik madde içerir. Dağılan bu maddelerin yapısı değişken olup kil yapılarından, bitki artıklarında ve mikro organizmalara kadar değişim gösterir. En önemli zorluk alg, bakteri gibi mikro organizmaların uzaklaştırılmalarında görülmektedir.içerikteki bileşenlerin bazı özellikleri ayırma işlemlerinin seçiminde önemli olmaktadır. Anorganik bileşenler sedimantasyonla giderilirken,organik olanlarda filtrasyon ve floklaştırma işlemleri uygulanmaktadır. Askıdaki katı maddenin düşürülmesi ile suyun bulanıklığı düşürülmektedir. Bu açıdan bakıldığında suyun 3.2 kalitesinin Kolloid arttırılması bile enleri için suyun içeriğinde bulunan çözünmeyen bu maddelerin örneğin mineral yağları, hidrokarbonlar, polisiklik aromatik bileşikler veya ağır metallerin neden Tanecik olduğu katıların büyüklü ü uzaklaştırılması 100 ile 1 nm çok aras nda önemlidir. olan grup bu tan m içine girmektedir. Bu 3.2 Kolloid bile enleri 3.2 Kolloid taneciklerin bileşenleri üst grubunda olanlar k mikroskopu ile görülebilirler.bu çözeltilerin Tanecik tipik büyüklüğü büyüklü ü özellikleri ile Tyndall ile 1 1 nm nm aras nda etkisi arasında olan göstermeleridir.bu olan grup grup bu tan m bu tanım içine içine girmektedir. tip çözeltiler girmektedir. Bu santrifüjleme ve Bu taneciklerin taneciklerin filtrasyon üst grubunda ile ayr lamamaktad r.bu olanlar k mikroskopu ile durumda görülebilirler.bu flokla t rma çözeltilerin ile ay rma i lemleri üst grubunda olanlar ışık mikroskopu ile görülebilirler.bu çözeltilerin tipik özellikleri Tyndall tipik özellikleri Tyndall etkisi göstermeleridir.bu tip çözeltiler santrifüjleme ve etkisi gereklidir.kolloidal filtrasyon göstermeleridir.bu ile ayr lamamaktad r.bu tip yap n n çözeltiler bozulmas nda durumda santrifüjleme flokla t rma ile ve su ay rma filtrasyon yap s ndaki i lemleri ile ayrılamamaktadır. kolloidlere göre Bu gereklidir.kolloidal durumda genellikle floklaştırma ph yap n n ayarlamalar ile bozulmas nda ayırma etkindir. işlemleri su yap s ndaki gereklidir.kolloidal kolloidlere yapının göre bozulmasında su yapısındaki genellikle Silikat ph kolloidlere ayarlamalar yap lar n n göre etkindir. genellikle yüzeyindeki ph ayarlamaları gruplar n etkindir. iyonla mas na örnek a a daki Silikat denklemde yap lar n n verilmi tir. yüzeyindeki gruplar n iyonla mas na örnek a a daki Silikat denklemde yapılarının verilmi tir. yüzeyindeki grupların iyonlaşmasına örnek aşağıdaki denklemde verilmiştir. SiOH 2 + SiOH 2 + SiOH + H + SiO - +2 H + SiOH + H + SiO - +2 H + Bakterilerin yüzeylerindeki amino asitlerin protolizlerine de örnek Bakterilerin yüzeylerindeki amino asitlerin protolizlerine de örnek COOH COO - COO - R COOH R COO R - COO NH R 3 NH 3 R NH 2 R + + NH verilebilir.bu türlerden 3 NH birisi ph ayarlamas 3 NH ile hakim k l nabilir. 2 Bakterilerin yüzeylerindeki amino asitlerin protolizlerine de örnek verilebilir.bu Yukar da verilebilir.bu örnekleri türlerden verilen türlerden birisi gruplar ph hidrojen ayarlaması birisi ph köprüsü ayarlamas ile hakim veya kimyasal kılınabilir. ile hakim ba lanmalar k l nabilir. ile yüklü hale geçer, bu ekilde taneciklerin yüzeyi kat lan ters yüklü maddeler ile adsorbe edilerek koloidal yap bozulur. 3 Yukar da örnekleri verilen gruplar hidrojen köprüsü veya kimyasal ba lanmalar ile 3.3.Çözünmü yüklü hale anorganik geçer, bile enler bu ekilde taneciklerin yüzeyi kat lan ters yüklü maddeler ile

21 ÇAĞRILI BİLDİRİLER Yukarıda örnekleri verilen gruplar hidrojen köprüsü veya kimyasal bağlanmalar ile yüklü hale geçer, bu şekilde taneciklerin yüzeyi katılan ters yüklü maddeler ile adsorbe edilerek koloidal yapı bozulur. 3.3.Çözünmüş anorganik bileşenler Su içersindeki çözünen bileşenler genellikle iyonik yapıda olduklarından Katyon ve anyonlar olarak verilirler. Katyonik yapıda olan ve konsantrasyonları yüksek (mg/l) olanlar; Kalsiyum (Ca 2+ ),Magnezyum (Mg 2+ ),Sodyum (Na + ) ve Potasyum (K + ) verilebilir. Bunun yanında daha küçük konsantrasyonda (μg/l) toksik özellik gösteren ağır metal iyonlarından Kadmiyum (Cd 2+ ), Kurşun (Pb 2+ ),Civa ((Hg 2+ ) veya krom (Cr 6+ ). Suyun yapısında çözünmüş bulunan sertlik oluşturan toprak alkali elementlere biraz yakından bakalım Bu grup içinde Stronsyum (Sr 2+ ) ve Baryum (Ba 2+ ) doğal sularda çok az miktarda bulunduklarından sertliği Kalsiyum (Ca 2+ ),Magnezyum (Mg 2+ ) konsantrasyonu belirlemektedir. Toplam sertlik=[ca 2+ ] +[Mg 2+ ] Bu sertlik değişik birimlerle ifade edilmektedir. Ülkemizde yaygın olarak Fransız sertliği kullanılır ki 1fS=10mg CaCO 3 /L ile bilinir. Doğal sularda mg/l düzeyinde demir (Fe 2+ ) ve mangan (Mn 2+ ) suyun tadını oluştururken bunların yükseltgenmesi ile çözünmeyen bileşiklere dönüştürülerek çökeltilebilir. Bunun dışında yüzey sularında amonyum (NH 4+ ) rastlanır ki bu iyonda evsel atık sulardan Anyonlar aras nda da klorür (Cl - ), sülfat (SO 2-4 ), nitrat (NO - 3 ) ve hidrojen gelmektedir. karbonat (HCO Doğal - dönüşüm işlemleri sonucunda amonyum demir içern sularda nitrat 3 ) yayg n olarak bulunurken daha dü ük konsantrasyonlarda nitrit iyonuna (NO - dönüşecektir. 2 ), florür (F - ),karbonat (CO 2-3 ) ve baz fosfat bile ikleri (H 2 PO - 4, H PO 2-4 ) Anyonlar say labilir. arasında Bu iyonlar ndan klorür (Cl klorür ), sülfat yüksek (SO 4 ) konsantrasyonlarda, nitrat (NO 3- ) ve hidrojen tat üzerinde karbonat (HCO 3 ) yaygın etkilidir. olarak Suyun bulunurken klorür,sülfat daha ve nitrat düşük içeri i konsantrasyonlarda korozyon özelli i nitrit üzerinde (NO 2- ), etkilidir. florür (F - ),karbonat 2- - (CO Sodyum 3 ) ve konsantrasyonun bazı fosfat bileşikleri art (H korozyon 2 PO 4, h z n H PO artt rmaktad r. 2-4 ) sayılabilir. Bu iyonlarından klorür yüksek konsantrasyonlarda tat üzerinde etkilidir. Suyun klorür,sülfat ve nitrat içeriği korozyon özelliği üzerinde imdi su etkilidir. içeri indeki Sodyum anyonlardan konsantrasyonun florür ve artışı nitrat korozyon iyonlar n n hızını sa l k arttırmaktadır. sorunlar ile ili kisi üzerinde dural m. Florür tuzlar konsantrasyonu orta ve yüksek Şimdi konsantrasyonlarda su içeriğindeki anyonlardan akut toksik florür özellik ve nitrat göstermektedir. iyonlarının sağlık sorunları Ancak ile dü ük ilişkisi üzerinde duralım. konsantrasyonlar Florür tuzları ise sa l k konsantrasyonu için lüzumludur.bu orta ve aç dan yüksek bak ld nda konsantrasyonlarda di lerimizin akut toksik özellik sertli i göstermektedir. sulardaki Ancak florür düşük iyonlar konsantrasyonları taraf ndan ise kontrol sağlık için edilmektedir lüzumludur.bu açıdan bakıldığında diyebiliriz.hidroksi dişlerimizin apatitteki sertliği hidroksil sulardaki iyonlar florür iyonları florür tarafından ile yer de i tirerek kontrol edilmektedir diyebiliriz.hidroksi floroapatite dönü ümü apatitteki setle menin hidroksil nedenidir.( iyonları florür baz ile yerlerde değiştirerek sudaki florür floroapatite 0,7-1.0 dönüşümü setleşmenin ppm aras nda nedenidir.( tutulmaktad r) bazı yerlerde sudaki florür 0,7-1.0 ppm arasında tutulmaktadır) Ca 5 (PO 4 ) 3OH + F - Ca 5 (PO 4 ) 3F + OH Tarımsal Tar msal alanlarda kuyu sularının sular n n kullanımı kullan m halinde nitrat düzeyi 10 ppm üzerine çıkabilir.bu durum ç kabilir.bu çocuklarda durum mavi çocuklarda hastalık denilen mavi sağlık hastal k sorununa denilen yol sa l k açmaktadır. sorununa yol açmaktad r. 3.4 Çözünmüş organik bileşenler Suda 3.4 Çözünmü çok fazla sayıda organik ve kimyasal bile enler yapıları farklı organik bileşikler bulunur. Kaynaklarına göre bu bileşikler doğal ve sentetik olanlar diye ayrılırlarken, biyolojik davranışlarına göre de Suda biyolojik çok fazla parçalanabilir say da ve ve kimyasal parçalanmaz yap lar bileşikler farkl organik olarakta bile ikler gruplandırılabilmektedir.bu bulunur. bileşikler Kaynaklar na dezenfeksiyon göre bu amaçla bile ikler kullanılan do al klor ve sentetik ve ozonla olanlar değişik diye yapılı ayr l rlarken, bileşiklerde oluşturabilir ki biyolojik bu durumda davran lar na karşılaşılabilecek göre de biyolojik önemli parçalanabilir sorunlar arasında ve parçalanmaz sayılabilir. bile ikler Suda doğal alarak bulunan olarakta hümik grupland r labilmektedir.bu maddelerde farlılı davranışlar bile ikler göstermekte dezenfeksiyon olup amaçla izle edilerek kullan lan karakterizasyon çalışmaları klor ve ozonla günümüze de i ik kadar yap l artan önemde bile iklerde sürdürülmektedir.bu olu turabilir ki bileşiklerin bu durumda izlenmesinde kullanılan kar la labilecek parametreleri önemli daha sorunlar sonra aras nda biraz daha say labilir. açacağız. Suda do al alarak bulunan hümik maddelerde farl l davran lar göstermekte olup izle edilerek karakterizasyon çal malar günümüze kadar artan önemde sürdürülmektedir.bu bile iklerin izlenmesinde kullan lan parametreleri 4 daha sonra biraz daha açaca z. 4. ARITMA TEKNOLOJ LER