Üniversite Öğrencileri 2. Çevre Sorunları Kongresi Mayıs 2007 Fatih Üniversitesi ĐSTANBUL

Transkript

1 ÜNĐVERSĐTE ÖĞRENCĐLERĐ 2. ÇEVRE SORUNLARI KONGRE KĐTABI MAYIS

2 Fatih University Library Cataloguing in Publication Data: Üniversite Öğrencileri II. Çevre Sorunları Kongresi (2007 : Đstanbul) Üniversite Öğrencileri II. Çevre Sorunları Kongre Kitabı : Mayıs 2007 University Students II Environmental Problems Congress Đstanbul : Fatih University, 2007 / Haz. Sami Gören, Mustafa Petek, Sevil Aktan Çev. Omar Alagha Emğ. Geç. Đsmail Anıl, Nihan Uygur, Ayşe Büşra Şengül, Esra Genç Đlhan, Hatice Nur Aras, Mustafa Esen Grafik. Semra Yılmaz 205 s.; 28 cm. (Fatih Üniversitesi Yayınları;No:29) ISBN: University Students II Environmental Problems Congress I. Üniversite Öğrencileri II. Çevre Sorunları Kongre Kitabı II. Gören, Sami Baskıya Hazırlık: Fatih Üniversitesi, Çevre Mühendisliği Bölümü Baskı: FSF Printing House Baskı Tarihi: 15 Mayıs

3 Yayın Kurulu: Sami Gören Mustafa Petek Semra Yılmaz Ayşe Büşra Şengül Esra Genç Đlhan Hatice Nur Aras Sevil Aktan Nihan Uygur Đsmail Anıl Mustafa Esen Editör Sami Gören ISBN: Mayıs 2007, Đstanbul Baskı-Cilt Acar Grup Đsteme Adresi Fatih Üniversitesi Çevre Mühendisliği Bölümü Hadımköy Kampusu, Büyükçekmece / Đstanbul Tel: , Fax: cesko@fatih.edu.tr URL: 3

4 ORGANĐZASYON KOMĐTESĐ BAŞKANINDAN Fatih Üniversitesi Çevre Mühendisliği Bölümü olarak, öğrencileri başrole koyduğumuz Çevre Sorunları Kongresi nin ikincisini düzenlemenin mutluluğunu yaşıyoruz. Çevre Kulübü öğrencilerimizin yoğun gayreti ve aktif çalışmaları sonucu oluşan ÇESKO 2007, birincisinde olduğu gibi tamamen öğrenci merkezli bir kongre olmuştur ve bu bir gelenek halinde sürecektir. Elbette ki dileğimiz çevre sorunlarının olmadığı bir dünyada yaşayabilmek, ancak eğer sorun varsa bunun uzmanlar tarafından ve yarının mimarları olan ve bu sorunlara gönül vermiş gençler tarafından ele alınması en doğru yaklaşım olacaktır. Bu sayede durum daha da kötüye gitmeden gerekli önlemler alınabilir, bilinçli yetişen yeni nesillerle çevre sorunları azaltılabilir. Gençlerin bu sorunları görüyorum, biliyorum ve çözümlenmesinde ben de varım! diyebilecek özgüveninin kazandırılması yolunda bu tür faaliyetlerin son derece önemli olduğunu düşünüyorum. Kısa bir süre sonra ülkemizde, hatta dünyada, karar mekanizmalarının içinde olacak bu gençleri güzel bir şekilde yetiştirmek de bizlerin en önemli görevlerinden biridir. Çevre sorunlarının global ölçekte bu derece arttığı günümüzde, sorunları kimse göz ardı edemez ve benim ilgim yok, bu sorunlarla çevreciler uğraşsın diyemez. Bu kongrede yurdumuzun çeşitli üniversitelerinden değişik bölümlerden birçok güzel çalışma bulunmaktadır. Bu çalışmalarda, çevre sorunları klasik veya yeni değişik bakış açılarından değerlendirilerek çözüm bulma yolunda öneriler ortaya koyulmuştur. Bu araştırmaları yaparken öğrencilerin; sorunu görme, durumdan görev çıkarma, durumu analiz ederek çözüm bulma ve tüm yapılanları akademik çerçevede derleme sistematikliğini kazanma yolunda hayli yol kat etmiş olduklarını düşünüyorum. Zaten bizim gençlere vermeye çalıştığımız en önemli meziyetler bunlardır, bu sayede yarınlarımızı gönül rahatlığıyla emanet edebiliriz. Ve umarız, dünyamız ileride daha az çevre sorunları ile karşılaşır ve çocuklarımız daha sağlıklı, mutlu ve güzel bir çevrede yaşarlar. Çevre sorunlarının, üniversite öğrencilerinin gözüyle ele alınıp tartışılması yolundaki faaliyetlerimiz önümüzdeki senelerde de devam edecektir, bunlara da katılımınızı ve katkılarınızı bekleriz. Bu kongrenin üçüncüsünde de görüşmek dileğiyle saygılar sunarım. Yrd. Doç. Dr. Sami Gören 4

5 ĐÇĐNDEKĐLER Organizasyon Komitesi Başkanından 4 Üniversite Öğrencileri 2. Çevre Sorunları Kongresi Kitap Editörleri 6 Üniversite Öğrencileri 2. Çevre Sorunları Kongresi Organizasyon 6 Komitesi Üniversite Öğrencileri 2. Çevre Sorunları Kongresi Bilim Kurulu 7 Üniversite Öğrencileri 2. Çevre Sorunları Kongresi Kongre Konuları 7 Üniversite Öğrencileri 2. Çevre Sorunları Kongresi Programı 8 Üniversite Öğrencileri 2. Çevre Sorunları Kongresi Tam Bildiri Metinleri 12 TARĐHSEL SÜREÇTE ĐKLĐM DEĞĐŞĐKLĐĞĐNĐN SEBEBLERĐ 14 KÜRESEL ISINMA PROBLEMĐ: SEBEPLERĐ, SONUÇLARI, ÇÖZÜM YOLLARI 15 KÜRESEL ISINMANIN TEHLĐKELĐ BOYUTLARINI ĐNSANLARA NASIL ALGILATABĐLĐRĐZ 21 ĐKLĐM DEĞĐŞĐKLĐĞĐNĐN SU KAYNAKLARI ÜZERĐNE ETKĐLERĐ 28 KÜRESEL ISINMANIN TOPRAK VE BĐTKĐLER ÜZERĐNE ETKĐLER 33 GEDĐZ DELTASI NDA YAŞANAN KORUMA-KULLANMA ÇATIŞMASI 39 ARCHĐVAL DNA RECORDĐNG FOR MONĐTORĐNG WATER SAMPLES 48 ADAPAZARI KENTSEL ATIKSU ARITMA TESĐSĐ ATIKSUYUNUN KARAKTERĐZASYONUNUN ĐNCELENMESĐ VE DEĞERLENDĐRĐLMESĐ 51 ĐÇME VE KULLANMA SULARININ YUMUŞATILMASI, OZONLAMA ĐLE DEZENFEKSĐYONU VE MĐKROBĐYOLOJĐK ANALĐZLER MEŞRUBAT SANAYĐNĐN ATIKSU PROBLEMLERĐNĐN ĐNCELENMESĐ VE ÖNERĐLER 68 AÇIK KANALLARDA ve AKARSULARDA ULTRASONĐK YÖNTEMLE DEBĐ ÖLÇÜLMESĐ ATIK SULARDA FENOL TAYĐNĐ AKARSU SĐSTEMLERĐNDE LĐNEER OLMAYAN PARAMETRE BELĐRLEME TEKNĐKLERĐ VE DĐNAMĐK SĐMÜLASYON ESTIMATION OF EFFLUENT PARAMETERS AND EFFICIENCY FOR ADAPAZARI URBAN WASTEWATER TREATMENT PLANT BY ARTIFICIAL NEURAL NETWORK 100 ĐÇME SUYU ŞEBEKELERĐNĐN HĐDROLĐK MODELLEMESĐNDE KULLANILAN METOTLARIN KIYASLANMASI TEKSTĐL ENDÜSTRĐSĐ ATIKSUYUNUN ARDIŞIK KESĐKLĐ BĐYOREAKTÖR (AKR) ĐLE ARITILMASINDA OPTĐMUM ŞARTLARININ BELĐRLENMESĐ 114 COĞRAFĐ BĐLGĐ SĐTEMLERĐNĐN ÇEVRESEL UYGULAMALARDA KULLANIMI: ArcGIS UYGULAMASI ÇEVRE SORUNLARIYLA MÜCADELEDE ÇOCUKLARIN BĐLĐNÇLENDĐRĐLMESĐ YEŞĐLYAPI DOĞA EVLERĐ ĐLK VE ORTAÖĞRETĐMDE ÇEVRE EĞĐTĐMĐ KATI ATIK DEPOLAMA SAHASI GENÇ SIZINTI SULARININ ÖN ARITIMI ÇERNOBĐL NÜKLEER PATLAMASININ TÜRKĐYE ÜZERĐNDEKĐ ETKĐLERĐ BĐODĐZEL MESELESĐ TARIMDA BĐTKĐ GELĐŞĐM DÜZENLEYĐCĐLERĐN (BGD) KULLANIMI VE HORMON RĐSKĐ KAĞIT ENDÜSTRĐSĐNDE OLUŞABĐLECEK ÇEVRE SORUNLARI VE ÇÖZÜM ÖNERĐLERĐ1 176 TIBBĐ ATIKLARIN BUHAR ĐLE STERĐLĐZASYONU SONUCUNDA OLUŞAN BĐOEMĐSYONLARIN ÖLÇÜMÜ ve KULLANILACAK BĐOĐNDĐKATÖRLERĐN SEÇĐMĐ 185 EVSEL VE ENDÜSTRĐYEL ATIKSU ARITMA TESĐSLERĐNDE OLUŞAN ÇAMURLARIN ÇÖKELME ÖZELLĐKLERĐ VE SUSUZLAŞTIRILMASI 197 ATIK YAĞ TOPLAMA PROJESĐ RAPD-PCR BASED BĐOASSAYS WĐTH THE FĐSH OF THE SEA OF MARMARA FOR TARGET ORGAN GENOTOXĐCĐTY BĐOMONĐTORĐNG 220 TOPRAK SOLUCANLARININ FARKLI BAKIŞ AÇILARINDAN BĐR MODEL ORGANĐZMA OLARAK DEĞERLENDĐRĐLMESĐ YERYÜZÜNDE YAŞAYAN CANLILARIN DAĞILIMININ YAPAY SĐNĐR AĞLARI ĐLE TESPĐT EDĐLMESĐ 226 KATĐL YOSUNLAR SIĞ GÖLLERDE ÖTROFĐKASYON VE BĐYOMANĐPÜLASYONLA RESTORASYONU EKOSĐFON OLARAK GELĐŞTĐRĐLEN ÖZEL SĐSTEM ĐLE SU ĐSRAFINI ENGELLEME VE YAĞMUR SULARINI ARITARAK ŞEBEKE SUYU OLARAK KULLANMA LALENĐN ÖYKÜSÜ POSTERLER

6 ÜNĐVERSĐTE ÖĞRENCĐLERĐ 2. ÇEVRE SORUNLARI KONGRESĐ KĐTAP EDĐTÖRLERĐ Yrd. Doç. Dr. Sami Gören Prof. Dr. Mehmet Borat Yrd. Doç Dr. Omar Alagha Yrd. Doç Dr. Gökçe Tezcanlı Güyer Yrd. Doç Dr. Didem Akça Güven Öğr. Gör. Dr. Mustafa Petek Öğr. Gör. Bertan Başak Ar. Gör. Sevil Aktan ÜNĐVERSĐTE ÖĞRENCĐLERĐ 2. ÇEVRE SORUNLARI KONGRESĐ ORGANĐZASYON KOMĐTESĐ ONURSAL BASKAN Prof. Dr. Mehmet BORAT KONGRE BASKANI Yrd. Doç. Dr. Sami GÖREN KONGRE SORUMLUSU Dr.Mustafa Petek ÜYELER Ars. Gör. Ayse Büsra ŞENGÜL Ars. Gör. Hatice Nur ARAS Ars. Gör. Đsmail ANIL Ars. Gör. Nihan UYGUR Ars.Gör.Esra Genç ĐLHAN Ars. Gör. Semra YILMAZ Ars. Gör. Sevil AKTAN Mustafa ESEN Müyesser Çelik Zeynep Deniz Oktay ( Kulüp BaşkanI) Deniz Tüylüoğlu (Kulüp Başkan YardImcIsI) Burak Ekinci, Hasan Hüseyin CĐRĐT, Đnci ÖZATA Gülcan Zindan, Feryal Elif TÜRKMEN, Bahar EŞMEN Vesile Bali, Cengiz ÖZEN, Gözde BAKIR Seda Kuy, Emrah ZENGĐN, Jülide AKON Cansu Soysal, Safa TURAN, Zeynep KILIÇ Serap Nas, Fatma TÜRK, Sabahattin TURAN Murat Küçükvar, Serkan ALTUNTAŞ Đ. H. Metin KARASU, Çağlar ALSU H. Mustafa ÖZTÜRK, Eyüp UĞUZ Merve EROL, Olcay TEKĐN Ayşe Demet KOCA, Feyza ÖZDEMĐR 6

7 ÜNĐVERSĐTE ÖĞRENCĐLERĐ 2. ÇEVRE SORUNLARI KONGRESĐ BĐLĐM KURULU Prof. Dr. Mehmet Karpuzcu Gebze Yük. Tek. Ens. Prof. Dr. Bülent Keskinler Gebze Yük. Tek. Ens. Prof. Dr. Ahmet Mete Saatci Marmara Ünv. Prof. Dr. Ömer Akgiray Marmara Ünv. Prof. Dr. Cuma Bayat Beykent Ünv. Prof. Dr. Hulusi Barlas Đstanbul Ünv. Prof. Dr. Cumali Kınacı ĐTÜ Prof. Dr. Đzzet Öztürk ĐTÜ Prof. Dr. Lütfi Akça ĐTÜ Prof. Dr. Rüya Taşlı Toraman ĐTÜ Prof. Dr. Ahmet Demir YTÜ Prof. Dr. Ferruh Ertürk YTÜ Prof. Dr. Talha Gönüllü YTÜ Prof. Dr. Mazhar ÜNSAL (Fatih Ünv) Prof. Dr. Bekir KARLIK (Fatih Ünv) Prof. Dr. Muhammet KÖKSAL (Fatih Ünv) Prof. Dr. Mustafa KUMRU (Fatih Ünv) Prof. Dr. Hakkı Đsmail ERDOĞAN (Fatih Ünv) Prof. Dr. Mehmet BORAT (Fatih Ünv) Yrd. Doç. Dr. Sami GÖREN (Fatih Ünv) Yrd. Doç. Dr. Omar ALAGHA (Fatih Ünv) Yrd. Doç. Dr. Gökçe TEZCANLI GÜYER (Fatih Ünv) Yrd. Doç. Dr. Didem AKÇA GÜVEN (Fatih Ünv) Yrd. Doç. Dr. Ali DEMĐRCĐ (Fatih Ünv) Yrd. Doç. Dr. M. Fatih ABASIYANIK (Fatih Ünv) Yrd. Doç. Dr. Metin TÜLÜ (Fatih Ünv) Öğr. Gör. Dr. Mustafa PETEK (Fatih Ünv) Öğr. Gör. Bertan BAŞAK (Fatih Ünv) Öğr. Gör. Can TÜLÜMEN (Fatih Ünv) Emekli Bölüm Başkanı Dr. A. Đnci ĐŞLĐ (Fatih Ünv) ÜNĐVERSĐTE ÖĞRENCĐLERĐ 2. ÇEVRE SORUNLARI KONGRESĐ KONGRE KONULARI KURAKLIK SANAYĐ VE ÇEVRE KÜRESEL ISINMA ÇEVRE VE SAĞLIK ÇÖLLEŞME KATI ATIKLAR ÇEVRE BĐYOTEKNOLOJĐSĐ ÇEVRE HUKUKU HAVA KĐRLĐLĐĞĐ TEMĐZ ENERJĐ SU KĐRLĐLĐĞĐ ÇEVRE MÜHENDĐSLĐĞĐ EĞĐTĐMĐ 7

8 ÜNĐVERSĐTE ÖĞRENCĐLERĐ 2. ÇEVRE SORUNLARI KONGRESĐ PROGRAMI 8

9 16 Mayıs Çarşamba 11:00 Açılış Konuşmaları 12:00 Çevre Fotoğraf Sergisi Açılışı ve Poster Sergisi Açılışı (Fotoğraf sergisi Koordinatörleri: Asena Akay, Semra Özdemir, Tuğçe Kaya, Kübra Arar, Cemil Şişman, Muhammet Yazıcı) 12:15 Kokteyl I. GÜN I. Oturum: 12:30 Atık Sularda Fenol Tayini, Dr. Halit Arslan (Gazi Üniversitesi, Kimya Bölümü) 12:45 Kağıt Endüstrisinde Oluşabilecek Çevre Sorunları ve Çözüm Önerileri, Yıldıray Oktay (Atatürk Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Çevre Mühendisliği Bölümü) 13:00 Gediz Deltası nda Yaşanan Koruma-Kullanma Çatışması, Alper Uzun (Balıkesir Üniversitesi, Fen-Edebiyat Fakültesi, Coğrafya Bölümü) 13:15-14:30 Öğle Yemeği I. GÜN II. Oturum: 14:30 Biodizel Production: A Review, Mehmet Mutlu Özdemir (Fatih Üniversitesi, Kimya Bölümü) 14:45 Orman Yangını Otomatik Söndürme Sistemi, Burcu Ersoy (Maltepe Coşkun Fen Lisesi) 15:00 Çevre Sorunlarıyla Mücadelede Çocukların Bilinçlendirilmesi, Can Tekin Gezmiş (Atatürk Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Çevre Mühendisliği Bölümü) 15:15 Tarımda Bitki Gelişim Düzenleyicilerin (Bgd) Kullanımı ve Hormon Kirliliği, Cebrail Karakuş (Fatih Üniversitesi, Biyoloji Bölümü) 15:30 Çay-Kahve Molası I.GÜN III. Oturum: 15:45 Ekosifon Olarak Geliştirilen Özel Sistem Đle Su Đsrafını Engelleme ve Yağmur Sularını Arıtarak Şebeke Suyu Olarak Kullanma, Elif Merve Barış ( Boğaziçi Üniversitesi) 16:00 Atık Yağ Toplama Projesi, Zeynep Deniz Oktay (Fatih Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, Çevre Mühendisliği) 16:15 Küresel Isınmanın Tehlikeli Boyutlarını Đnsanlara Nasıl Algılatabiliriz? Gülay Polat (Fatih Üniversitesi, Fen-Edebiyat Fakültesi, Biyoloji Bölümü) 16:30 Çernobil Nükleer Patlamasının Türkiye Üzerindeki Etkileri, Aslı Oral (Yıldız Teknik Üniversitesi, Çevre Mühendisliği Bölümü) 16:45 Kapanış 9

10 17 Mayıs Perşembe II. GÜN I. Oturum: 10:30 Yer Yeryüzünde Yaşayan Canlıların Dağılımının Yapay Sinir Ağları ile Tespit Edilmesi, Elif Erdoğan (Fatih Üniversitesi, Đstanbul M.Y.O, Bilgisayar Teknolojileri ve Programlama Bölümü) 10:45 Katil Yosunlar, Senihagül Kılınç (Maltepe Coşkun Fen Lisesi) 11:00 Sığ Göllerde Ötrofikasyon Ve Biyomanipülasyonla Restorasyonu, Tural Cavadzade (ODTÜ Biyoloji Bölümü) 11:15 Coğrafi Bilgi Sitemlerinin Çevresel Uygulamalarda Kullanımı: Arcgıs Uygulaması, Özge Kaya (Hitit Üniversitesi Kimya Mühendisliği Bölümü) 11:30-11:45 Çay-Kahve Molası II. GÜN II. Oturum: 11:45 Đçme Suyu Şebekelerinin Hidrolik Modellemesinde Kullanılan Metotların Kıyaslanması, Zeynep Orhun (Yıldız Teknik Üniversitesi Çevre Mühendisliği Bölümü) 12:00 Đçme ve Kullanma Sularının Yumuşatılması, Ozonlama ile Dezenfeksiyonu ve Mikrobiyolojik Analizler, Đrem Gülmez (Hitit Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Kimya Mühendisliği Bölümü) 12:15 Meşrubat Sanayinin Atıksu Problemlerinin Đncelenmesi ve Öneriler, Furkan Geçer (Atatürk Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Çevre Mühendisliği Bölümü) 12:30 Açık Kanallarda Ve Akarsularda Ultrasonik Yöntemle Debi Ölçülmesi, Habib Akyazı (Hitit Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Kimya Mühendisliği Bölümü) 12:45-14:00 Öğle Yemeği II.GÜN III. Oturum: 14:00 Küresel Isınma Problemi: Sebepleri, Sonuçları, Çözüm Yolları, Fehmiye Zoray (Yıldız Teknik Üniversitesi, Çevre Mühendisliği Bölümü öğrencileri) 14:15 Tarihsel Süreçte Đklim Değişikliğinin Sebebler, Burhan Ertürk (Atatürk Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Çevre Mühendisliği) 14:30 Yeşilyapı Doğa Evleri, Serkan Altuntaş (Fatih Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Çevre Mühendisliği) 14:45 Akarsu Sistemlerinde Lineer Olmayan Parametre Belirleme Teknikleri ve Dinamik Simülasyon, Đsrafil Güzel (Hitit Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Kimya Mühendisliği Bölümü) 15:00-15:30 Çay-Kahve Molası II.GÜN IV. Oturum: 15:30 Adapazarı Kentsel Atıksu Arıtma Tesisi Çıkış Suyu Parametreleri ve Verim Değerlerinin Yapay Sinir Ağları ile Tahmin Edilmesi, Sebile Açıkalın (Sakarya Üniversitesi, Müh. Fak., Çevre Müh Bölümü) 15:45 Tekstil Endüstrisi Atık Suyunun Ardışık Kesikli Biyoreaktör (Akr) Đle Arıtılmasında Optimum Şartlarının Belirlenmesi, Yasemin Damar (Sakarya Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Çevre Mühendisliği Bölümü) 10

11 16:00 Adapazarı Kentsel Atıksu Arıtma Tesisi Atık Suyunun Karakterizasyonunun Đncelenmesi ve Değerlendirilmesi, Beytullah Eren (Sakarya Üniversitesi, Müh. Fak., Çevre Müh Bölümü) 16:15 Tıbbi Atıkların Buhar Đle Sterilizasyonu Sonucunda Oluşan Bioemisyonların Ölçümü Ve Kullanılacak Bioindikatörlerin Seçimi, Semin Bayrak (Hitit Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, Kimya Mühendisliği Bölümü) 18 Mayıs Cuma III. GÜN I. Oturum: 10:00 Đklim Değişikliğinin Su Kaynakları Üzerine Etkileri, Ali Fındık (Atatürk Üniversitesi) 10:15 Evsel Ve Endüstriyel Atıksu Arıtma Tesislerinde Oluşan Çamurların Çökelme Özellikleri Ve Susuzlaştırılması, Hatice Siyasal ( Selçuk Üniversitesi) 10:30 Katı Atık Depolama Sahası Genç Sızıntı Sularının Ön Arıtımı, Selami Apaydın (Selçuk Üniversitesi, Çevre Müh. Bölümü) 10:45 Lalenin Öyküsü, Deniz TÜYLÜOĞLU ( Fatih Üniversitesi, Çevre Mühendisliği Bölümü) 11:00 Rapd-Pcr Based Bioassays Wıth The Fish Of The Sea Of Marmarafor Target Organ Genotoxicity Biomonitorin, Ayrat Gizzatov, Farrukh Vohidov (Fatih University, Faculty of Arts and Sciences, Chemistry Department) 11:15 Evaluation Of Earthworms As A Model Organısm From Dıfferent Perspectıves, Ahu Karademir (Fatih University, Faculty of Arts and Sciences, Biology Department) 11:30-11:45 Çay-Kahve Molası III. GÜN II. Oturum: 11:45 Archival Dna Recording for Monitoring Water Samples, Aqa Muhammed Arsari, Mehmet Dinçer Đnan (Fatih Üniversitesi, Biyoloji Bölümü) 12:00 Türkiyenin Đlk Güneş Arabası Ayçiçeği Güneş Arabası, Merve Akdeniz ( Maltepe Coşkun Fen lisesi) 12:15 Đlk ve Ortaöğretimde Çevre Eğitim, Sabahattin Turan (Fatih Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Çevre Mühendisliği) 12:30 Engellilerin Güncel Problemleri Ekolojik Kaynaklı Çözüm, Đsmail Talha Özdoğan (Maltepe Coskun Fen Lisesi) 12:45 Küresel Isınmanın Toprak Ve Bitkiler Üzerine Etkileri, Orhan Haslak ( Atatürk Üniversitesi) 13:00-14:00 Öğle Yemeği 14:00-16:00 Çevre Konulu Panel 11

12 ÜNĐVERSĐTE ÖĞRENCĐLERĐ 2. ÇEVRE SORUNLARI KONGRESĐ TAM BĐLDĐRĐ METĐNLERĐ 12

13 KÜRESEL ISINMA 13

14 TARĐHSEL SÜREÇTE ĐKLĐM DEĞĐŞĐKLĐĞĐNĐN SEBEBLERĐ Burhan ERTÜRK ÖZET Son 100 yıldır yeryüzü ortalama sıcaklığında ciddi bir şekilde artış olduğu bilimsel veriler ile ortaya konmaktadır. Yapılan bu çalışmalar ışığında önemli çevresel problemlerin günümüzde ve gelecek yıllarda yaşanacağı açıktır. Bölgesel veya küresel anlamda iklimi etkileyen en önemli etmenlerden biri hiç şüphesiz atmosferin belirli katmanları ile karalar ve deniz yüzeyindeki sıcaklık değerleridir. Sıcaklık artışına nelerin yol açtığı ve bu artışın küresel iklimi nasıl değiştirebileceği gözden geçirilecek ve küresel iklim değişikliğini çok yakından ilgilendiren ortalama sıcaklık değişiminin diğer bir ifadeyle küresel ısınmanın oluşum sebeplerini daha iyi anlamak için dünyanın eski dönemlerine dönüp iklim değişikliğini oluşturan etkenler detaylı incelenecektir. Diğer yandan bu çalışmada, iklim değişikliğine neden olan deniz kolları, kara uzantıları vb. oluşumlar olan kıtaların yer değiştirmesi, sıcaklıkların değişmesinde büyük farklılıklara yol açan dağların yükselmesi; patlamaları sonucunda atmosfere toz, karbondioksit gibi çeşitli gazlar yayan yanardağ faaliyetleri ve dünyanın tek enerji kaynağı olan güneşin etkileri anlatılacaktır. Ayrıca son olarak iklim değişikliklerinde son yüzyılda çok önemli rol oynayan sera gazlarının oluşturduğu sera etkisi de çalışma kapsamında tartışılacaktır. Anahtar Kelimeler: Đklim değişikliği, sera etkisi, sera gazları, sıcaklık değişimi Atatürk Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Çevre Mühendisliği Bölümü 2. sınıf öğrencisi Erzurum, 14

15 KÜRESEL ISINMA PROBLEMĐ: SEBEPLERĐ, SONUÇLARI, ÇÖZÜM YOLLARI ÖZET Fehmiye Zoray*, Anıl Pır** Nüfus yoğunluğunun giderek artmasına bağlı olarak hızla artış gösteren ihtiyaçların tam anlamıyla karşılanabilmesi, sanayileşmenin giderek artmasına neden olmuştur. Bu artışın etkisiyle sera gazlarının atmosfere salımlarının giderek artışı sonucu küresel ısınma belirtileri yavaş yavaş ortaya çıkmıştır ve günümüzde de bu etkiler artarak devam etmektedir. Dünyayı saran dört ana sistemden biri olan atmosfer, güneşten gelen zararlı ışınları süzer, meteorların dünyamıza düşmesini engeller, canlı yaşamı için gerekli gazları bulundurur, dünyamızın aşırı ısınmasını ve soğumasını önler, güneş ışınlarını dağıtır ve iklim olayları burada meydana gelir. Genel anlamda küresel ısınma; insanların faaliyetleri sonucunda oluşan sera gazlarının atmosferde birikmesiyle dünyadan yansıyan güneş ışınlarının, uzay boşluğuna verilmesi yerine tekrar dünyaya dönmesi sonucu yeryüzü sıcaklığının giderek artmasıdır. En önemli sera gazları karbon dioksit (CO 2 ), kloroflorokarbonlar (CFC ler), metan (CH 4 ), azot oksitler (NO X ), ve ozon (O 3 ) olup bu gazlar toplam sera etkisinin %97 sini teşkil ederler. Kalan %3 ise su buharı (H 2 O) ve diğer gazlardan ibarettir. Küresel ısınmanın sonuçları arasında buzulların erimesi ve denizlerin yükselmesi, hava sıcaklıklarının artması ve ekolojik dengenin sarsılması en önemli olanlarıdır. Bu çalışmada, küresel ısınmanın sebepleri ve sonuçları araştırılmış; çağımızın bu büyük problemine bazı çözüm önerileri sunulmuştur. Anahtar kelimeler: küresel ısınma, sera gazları, çözümler ABSTRACT With the rise of the population, to find rising needs of people; industrialization has improved fastly. With the effect of this growth, as a result of increase of the emissions of greenhouse gases gradually signs of global warming started to come on the scene and these effects rise today. One of the four main systems that covers the earth, athmosphere, filters the harmful sun beams, blocks meteors not to reach surface, carries the necessary gases for living beings, prevents our earth not to warm up or get cold extremely, disperses sunbeams and the climate events occur here. In general, the global warming is defined as the phenomennon by which the incoming solar radiation absorbed by the Earth s surface is not released to the space when it emits infrared radiation durig nigths. The most important greenhouse gases are carbon dioxide (CO 2 ), chloroflourocarbon CFC s, methane (CH 4 ), nitrogen oxides (NO X ) and ozone (O 3 ). These cause 97% of greenhouse effect. Remaining 3% are water vapor (H 2 O) and other gases. The most important results of global warming are melting of glaciers and rise of sea level, increase of the average temperature of the world, and deformation of ecological stability. In this study, reasons and results of the global warming have been analyzed, and some solutions have been offered for this big problem of our age. Key words: global warming, greenhouse gases, solutions * Yıldız Teknik Üniversitesi, Çevre Mühendisliği Bölümü öğrencileri 15

16 1. GĐRĐŞ Nüfus yoğunluğunun giderek artmasına bağlı olarak hızla artış gösteren ihtiyaçların tam anlamıyla karşılanabilmesi, sanayileşmenin giderek artmasına neden olmuştur. Sanayileşmeyle birlikte; sera gazlarının atmosfere salınımlarının giderek artması ile küresel ısınma belirtileri yavaş yavaş ortaya çıkmıştır ve günümüzde de bu etkiler artarak devam etmektedir. Dünyamızda atmosfer, hidrosfer (su), biyosfer (canlı yaşam) ve litosfer (taş-toprak), olmak üzere dört ana sistem bulunmaktadır. Dünyayı saran atmosfer güneşten gelen zararlı ışınları süzer, meteorların dünyamıza düşmesini engeller, canlı yaşamı için gerekli gazları bulundurur, dünyamızın aşırı ısınmasını ve soğumasını önler, güneş ışınlarını dağıtır, dünya ile birlikte dönerek sürtünmeden doğacak yanmayı engeller ve iklim olayları burada meydana gelir. Güneşten atmosfere gelen güneş enerjisinin yaklaşık % 26 lık bir kısmı bulutlar ve diğer atmosferik partiküller tarafından uzaya geri yansıtılmaktadır. Yaklaşık % 19 luk bir kısmı bulutlar, ozon gibi gazlar ve atmosferdeki partiküller tarafından tutulmaktadır. Geri kalan % 55 lik güneş enerjisi dünya atmosferinden geçerek yeryüzüne gelmekte ve bunun da % 4 ü geri yansıtılmaktadır. Güneş radyasyonunun % 51 lik kısmı yeryüzüne ulaşmakta ve bu enerji yeryüzünün ısınması, buzulların ve karların erimesi ile suyun buharlaşmasında ve bitkilerin fotosentez faaliyetlerinde kullanılmaktadır. Genel anlamda küresel ısınma; insanların faaliyetleri sonucunda oluşan sera gazlarının atmosferde birikmesiyle dünyadan yansıyan güneş ışınlarının, uzay boşluğuna verilmesi yerine tekrar dünyaya dönmesiyle yeryüzü sıcaklığının giderek artmasıdır. 2. SERA GAZLARI VE EMĐSYONLARI Şekil 1. Sera gazları ile küresel ısınmanın meydana gelişini açıklayan şematik görürüm(tema Arşivi) Tablo 1. Sera gazları ve bu gazların küresel ısınmadaki etki yüzdeleri KÜRESEL SERA GAZLARI ISINMAYA ETKĐLERĐ (%) Karbondioksit (CO 2 ) 50 Kloroflourkarbon (CHF) 22 Metan (CH 4 ) 13 Azot oksitleri(no x ) 5 16

17 Ozon (O 3 ) 7 Su buharı (H 2 O) Karbondioksit (CO 2 ) Sanayi devriminden önce toplam 600 milyar ton olan karbondioksit miktarı sanayileşme devrimi ile 750 milyar tona çıkmıştır. (Houghton et al ). Çünkü atmosfere karışan karbondioksitin önemli bir miktarı sanayide fosil yakıtların kullanılmasından kaynaklanmaktadır. Atmosfere karışan karbondioksitin yaklaşık % i fosil yakıtlardan kaynaklanmaktadır. (Mitscherlich 1995) Fosil yakıtların fazla kullanılması(co2 emisyonunun fazla olması) ve CO 2 in atmosferde kalış süresinin uzun olmasından dolayı sera gazları içinde karbondioksit %50 lik bir paya sahiptir.(çepel ve Ergün)Türkiye de 2004 yılında, CO 2 emisyonları büyük oranda, Tg ile fosil yakıtların yakılmasıyla oluşmakta ve toplam CO 2 emisyonları içerisinde %92 lik bir paya sahiptir. CO 2 emisyonlarına en büyük katkı elektrik üretimidir.(ç.o.b 2007) CO Şekil.2. Türkiye de yıllara göre karbondioksit salınımları (ÇOB, 2007) 17

18 Şekil yılında Yakıt kullanımına bağlı CO 2 Emisyonlarının illere göre dağılımı (Can, A., 2006) 2.2 Kloroflorokarbon (CHF) Spreylerdeki püskürtücü gazlar, soğutucu aletlerde kullanılan gazlar Kloroflorokarbon gazının başlıca kaynaklarıdır. Kloroflorokarbon gazı için doğal bir kaynak yoktur. Türkiye de Toplam Kloroflorokarbon gazların emisyon oranı döneminde 0,374 Tg den 2,933 Tg CO2 eq ye yükselmiştir. SF6 ve HFC6 nın sanayide kullanımına bağlı emisyonu, bu gazların ülke içerisinde üretimi olmadığından, sadece ithal edilen miktara bağlıdır. HFC emisyonları sadece HFC-134a nın buzdolabı ve klima üreten bazı sektörlerce kullanımıyla sınırlıdır. HFC lerin emisyonu, yılları arasında 0.82 Tg den 2.23 Tg ye çıkmıştır. (Ç.O.B 2007) CHF Şekil 4. Türkiye de yıllara göre Kloroflorokarbon salınımları (ÇOB, 2007) 2.3 Metan (CH 4 ) Metan organik maddelerin oksijensiz ortamda ayrışması sonucunda ortaya çıkan bir gazdır. Metan molleküllerinin ömrünün kısa olması ve metan oluşumunun az olması nedeniyle küresel ısınmaya etki payı %13 kadardır..(çepel ve Ergün) Türkiye de 1990 ve 2004 yılları arasında katı atıklardan kaynaklanan CH 4 emisyonu 29.2 Tg den 46.3 Tg CO 2 eq ye yükselmiş ve toplam CH 4 emisyonları açısından tek başına en büyük paya sahip olmuştur. Ancak, nüfusu yoğun şehirlerdeki düzenli depolama alanlarının artması sonucunda bu emisyon eğilimi daha kararlı bir hale gelmektedir. Tarım sektöründen kaynaklanan CH 4 emisyonlarının yılları arasında büyükbaş hayvan sayısındaki düşüşe bağlı olarak azaldığı gözlenmiştir yılında tarım sektörü içerisinde enterik fermentasyondan kaynaklanan CH 4 emisyonları oranı %89 olmuştur. Bu rakamı hayvan gübresi yönetimi (%6), tarımsal atıkların yakılması8 (%3) ve pirinç ekimi (%2) takip etmektedir. (ÇOB, 2007) 18

19 CH Azot Oksitleri Şekil 5. Türkiye de yıllara göre metan gazı salınımları (ÇOB, 2007) Azot oksitleri egzoz gazlarından, fosil yakıtların sanayide kullanımı ve organik maddelerden kaynaklanmaktadır. Azot oksitlerinin küresel ısınmaya etkisi %5 civarındadır. (Çepel ve Ergün) Türkiye de Sanayi kaynaklı NO X emisyonları 1990 dan itibaren artış göstermiş, yakıt kullanımından doğan emisyonlarda küçük bir artış gözlenmiştir ve 2004 yılları arasında NOX emisyonlarında nitrik asit talebine bağlı olarak, önemli dalgalanmalar gözlenmiştir NOx Şekil 6. Türkiye de yıllara göre azot oksitleri salınımları (ÇOB, 2007) 3. SONUÇLAR VE TARTIŞMA 3.1. Küresel Isınmanın Etkileri Küresel ısınmanın varlığı yada yokluğunun tartışıldığı bu dönemde bazı ekolojik, iklimsel değişimler küresel ısınmanın olduğu düşüncesini destekler nitelikte olmuştur.. Küresel ısınmanın dünyamız üzerinde birçok etkisi vardır. Kutup bölgelerinde sıcaklık artışına bağlı olarak buzulların erimesi, deniz suyu seviyesinin yükselmesi; taşkınlar, kıyı kesimlerde toprak kaybı, temiz su kaynaklarının denize karışması, aşırı buharlaşma ve 19

20 kuraklığa bağlı olarak yangınlar, göl ve ırmak sularının azalması, bitki ve hayvan türlerinin yok olması ya da azalması gibi birçok olumsuz gelişme meydana gelmektedir Önerilen Çözüm Yolları Küresel ısınmaya çözümler çevre ve enerji konuları üzerinde üç ana başlık halinde toplanabilir: Bunlardan ilki endüstriyel enerji yöntemidir. Bu yöntemde geri dönüşümün geliştirilmesi ve daha az enerji ile daha çok verim elde edilmesi amaçlanmaktadır. Đkinci önlem ise alternatif yakıt kullanımıdır. Biyokütleden üretilen alkol ile fosil olmayan yakıtlardan üretilen hidrojen kullanımı seçenekler arasındadır. Ayrıca yenilenebilir enerji kaynakları, hidroelektrik enerji, jeotermal enerji, güneş ve rüzgar enerjisi gibi çevre dostu alternatifleri kullanmak ve geliştirmek zorunludur. Diğer bir önlem ise karbondioksit salınımının azaltılması veya tamamen önlenmesi yönünde tüm dünyada uygulanacak politikaların geliştirilmesine dayanır. Karbondioksitin depolanması gereklidir. Bu ise karbondioksitin yeraltına verilmesi, okyanuslarda depo edilmesi, biyokütlede ve toprakta saklanmasıyla ve en önemlisi ormanların yok edilmesinin önüne geçilip, hızlı şekilde ormanlaştırma çalışmalarının yürütülmesi ile sağlanabilir. KAYNAKLAR Çepel, N., Ergün, C., Küresel Isınma ve Küresel Đklim Değişimi, Tema arşivi, Ekoloji Magazin Dergisi Web Sitesi, (2007), adres: Đklim Değişikliği Birinci Ulusal Bildirimi, T.C. Çevre ve Orman Bakanlığı, 20

21 KÜRESEL ISINMANIN TEHLĐKELĐ BOYUTLARINI ĐNSANLARA NASIL ALGILATABĐLĐRĐZ? *Gülay POLAT, **Ayşe SÖNMEZ, ***Mihriban MUTLU Özet Küresel ısınma gibi bir gerçeğin etkisiyle 4.5 milyar yıllık bir yaşam kaynağının yok olma süreci hızlanmışken, biz de diğer insanlar gibi aydan dönüm dönüm arsa satın almak yerine yuvamıza sahip çıkıyor ve yapabileceğimiz en yararlı işi yapmaya çalışıyor ve bu sürecin nasıl yavaşlatılacağı sorusuna cevap arıyoruz. Başta kendimiz olmak üzere tüm insanlığı bilinçlendirmeyi kendimize hedef seçtik. Hedefimiz doğrultusunda şu sorulara cevap arıyoruz: 1. Đnsanları bir çatı altında nasıl toplarız?(genel düşünürsek daha beş dakika önce aldığı USB nin paketini yere atan insanlarımız varken Biz bu insana arkadaş gel sende bir el at da dünyanın şu sorununa çözüm üretelim nasıl diyebiliriz!) 2. Atmosferde geri dönüşümü olamayacak hasarlar oluşturabilecek gazların, kimyasalların kullanımında insanları nasıl bilinçlendirebiliriz? 3. Dünya savaşı sonrasında dünya nüfusu iki kat artarken neden enerji kullanımı dört kat artmıştır? Đnsanların bu çerçevedeki küresel ısınmaya etkileri nelerdir? 4. Sanayileşmenin küresel ısınmaya etkileri nelerdir? 5. Çevre düzenlenmesi nasıl yapılmalı? 6. Küresel ısınmaya çözüm aşamasında bireyden başlayarak toplumlara vazifelerini nasıl kabul ettirebiliriz? ANAHTAR KELĐMELER:küresel ısınma,nedenleri,tahmini sonuçları,çözüm önerileri. HOW CAN WE MAKE THE PEOPLE BE AWARE OF DANGEROUS RESULTS OF GLOBAL WARNING Abstract: With the effect of the severe global warming, 4;5 billion years of life conditions is in the destruction time period recently. We are looking for answer in order to decelerate destruction period and doing our best to keep our house instead of buying the field from moon as the others would do we firstly focused on the providing people s sense by starting from ourselves. We firstly focused on the providing people s sense by starting from ourselves. In the mean, we are looking for answer for those questions: * Fatih Üniversitesi, Fen-Edebiyat Fakültesi, Biyoloji Bölümü ** Fatih Üniversitesi, Fen-Edebiyat Fakültesi, Fizik Bölümü *** Fatih Üniversitesi, Fen-Edebiyat Fakültesi, Kimya Bölümü 21

22 1) How can we get people together?(there Are many people who wastes the environment with out blushing. How can we communicate with these people in the concept of come and solve the environmental problems all together?) 2) How can we make sense on people about the usage of chemicals and gases which destroy the atmosphere? 3) After world 2 why the energy consumption is increased four time while the population of world become twice. 4) What is effect of industrialization on global warming? 5) How the environmental management plan must be organized? 6) How can we distribute the responsibilities starting from the individuals to whole population? KEY WORDS: Global worming, reasons, conjectire results,solution of suggestions DÜNYAMIZDA NELER OLUYOR? Avrupa nın bir kısmı aşırı ısınırken diğer kısmı da kara gömülüyor. Romanya da 1 haftada 22 kişi aşırı sıcaklıklarda dolaya yaşamını yitiriyor. Almanya da bazı bölgelerde hava sıcaklığı -6 0 ye düşerken kar kalınlığı da 10cm yi bulabiliyor. Güneyde ise Makedonya da 15 kişi, Fransa daysa geçen yıl 15 bin kişi yaşamını aşırı sıcaktan dolayı yitiriyor. Çin maruz kaldığı sağanak yağmurlarla felç oluyor. Dünyanın en kalabalık şehri olan Pekin kuraklıkla mücadele ederken 2 saat içinde sular altında kalabiliyor. Peru son 10 yılın en soğuk kışını yaşıyor ve And dağlarında 46 çocuk donarak ölüyor Güney Asya da son 15 yılın en şiddetli selini yaşıyor. Bangladeş i etkisi altına alan muson yağmurları 550 den fazla kişinin ölümüne yol açarken de açlık ve salgın hastalıkları da beraberinde getiriyor. Kaliforniya kıyılanda yüzlerce deniz kuşu besin kıtlığından dolayı ölüyor. Okyanuslardaki ısının artmasıyla da mercan kayalıkları büyük zarar görüyor. Yükselen deniz seviyesi Pasifik adalarını tehdit ediyor. NE NEYE NEDEN OLUYOR? 22

23 Bilim çevrelerinde küresel ısınmada başat rolün atmosferde karbondioksit oranının artmasına bağlanmaktadır. Her ne kadar atmosferdeki karbondioksit, yeşil bitkilerin fotosentez olayında, karbondioksitin litosfer yüzeyinde suda çözünmesiyle, atmosferden çekilmekte ise de, bu mekanizmaların kapasitesinin üzerinde karbondioksit salınımı, gezegen üzerinde sera etkisi yaratmaktadır. Atmosferdeki karbondioksit (CO 2 ) ve metan (CH 4 ) oranlarındaki artış dünya yüzeyinin sıcaklığını yükseltmektedir. CO 2 oranındaki artış dünyanın yüzeyini ısıtmakta ve kutuplara yakın buzların erimesine yol açmaktadır. Buzlar eridikçe yerlerini kara veya sular almaktadır. Kara ve suların buza oranla daha az yansıtıcı olması güneş ışınımı emilimini arttırmakta ve dolayısıyla buzullarda daha fazla erimeye yol açmaktadır. CO 2 seviyesindeki artış, yılda yüzde 1 oranında artığı takdirde 70 yılda 2 katına çıkacak. Bu seviye, okyanus akıntılarını değiştirecek ve atmosferik rüzgârların, dünyanın dönüşünü yavaşlatmasına yetecek düzeyde olacak. Küresel ısınmaya, atmosferde artan sera gazlarının neden olduğu düşünülmektedir. Karbondioksit, su buharı, metan gibi bazı gazların, güneşten gelen radyasyonun bir yandan dış uzaya yansımasını önleyerek ve diğer yandan da bu radyasyondaki ısıyı soğurarak yerkürenin fazlaca ısınmasına yol açtığı ileri sürülmektedir. Su buharı, diğer sera gazlarından farklı olarak güneşten gelen radyasyonun şiddetine ve gezegenin ortalama ısısına göre sabit olan bağlı bir değişkendir. Dolayısıyla küresel ısınma konusunda pasif etkiye sahiptir Su buharı dışındaki sera gazları dolayısıyla gezegen yüzeyindeki ortalama ısının artması, buharlaşmanın artmasına yol açacaktır. Bu ise atmosferde daha fazla su buharı, yani bulut oluşmasına yol açar. Bulutlar, güneşten gelen radyasyonun bir bölümünü dış uzaya yansıtırken bir bölümünü soğurarak ısınırlar, bir bölümünü de yeryüzüne geçirirler. Litosfer ve hidrosfere ulaşan bu radyasyonun da bir bölümü soğurularak ısınmaya yol açarken bir bölümü dış uzaya yansır. Dış uzaya yansıyan radyasyon yeniden bulut kütlesi ile karşılaştığında, aynı olaylar yaşanır, yansıtılır, soğurulur, dış uzaya kaçar. Bu mekanizma, su buharı dışındaki sera gazlarının atmosferde artması sonucu bulutların sera etkisini artırmakta, küresel ısınmaya yeni bir katkıya yol açmaktadır Sanayiyse, son yıllardaki kasırga, fırtına, tayfun ve hortum gibi felaketlere başta Amerika kıtası olmak üzere çeşitli yerlere hatırı sayılır şekilde zarar vermiştir. Latif Kurt, ''Türlerin ve genetik çeşitliliklerin yok edilmesi, doğanın kısır ve kırılgan bir yapıya bürünmesi, insan dâhil diğer canlı türlerinin yaşamlarının tehlikeye girmesi anlamına geliyor'' dedi. Kurt, ''Dünya nüfusunun katlanacağını hepimiz biliyoruz. Bunu durdurmanın ilk ve en etkin yolu, nüfus artışını kontrol altına almak olmalı önerisini sunuyor. Yine Kurt a göre''zira canlılar için elli, yüz yıllık periyotlar çok kısadır. Canlılar ancak yüz binlerle, milyonlarla ifade edilen süreçlerdeki değişikliklere uyum sağlayabilirler. Asırlarla ifade edilen ani değişimler, bitki ve hayvan türlerini tehdit etmekte ve canlılık, küresel bir yok oluşla karşı karşıya kalmaktadır. Nitekim birçok canlı türü yok olmuş ve birçoğu da yok olma tehdidiyle karşı karşıyadır. Özellikle biz insanlarla benzer ekolojik isteklere sahip olan memeli türlerindeki yok oluş, insan nesli için de tehlike çanlarını gündeme getirmektedir.''.''13 bitki türünün nesilleri tükenmiştir ve bin 500'e yakın tür, 10 yıl içinde yok olma tehdidi altındadır. 843 tür çok yüksek risk, 181 tür ise doğada çok kısa bir sürede yok olma tehlikesi ile karşı karşıya. Aynı yok oluş hayvanlarda da görülüyor. Herkesin bildiği gibi Anadolu Parsımız vardı. En 23

24 son 1970'lerde gözlendi. Maalesef, parsı bugün Anadolu'da gören yok. Tamamen yok olduğu düşünülüyor. Bunun gibi, çizgili sırtlan, Akdeniz foku, Karakulak gibi bazı hayvan türleri üzerinde de yakın gelecekte bir yok oluş bekleniyor.'' KÜRESEL ISINMANIN SONUÇLARI ve GELECEKTEKĐ TAHMĐNĐ BOYUTU Küresel ısınmanın etkileri en yüksek zirvelerden, okyanusun derinliklerine, Ekvatordan kutuplara kadar hissediliyor. II. Dünya Savaşı sonrasında dünya nüfusu 2 kat, buna karşılık enerji kullanımı 4 kat artmıştır yılında atmosferdeki 315 ppm/m 3 karbondioksit oranı 2004'te 379 ppm/m 3 olmuştur. ABD dünya nüfusunun %4'üne sahipken karbondioksit üretiminin %25'ini gerçekleştirmektedir. Sadece can kaybına yol açmayacak ayrıca ekonomimize de el atacak. Sıcaklık stresi, cilt kanseri, gıda zehirlenmesi, sıtma gibi hastalıklar ve kıtlık ta baş gösterecek. Çevre felaketlerinde etkilenen insanlar doğal olarak göçe başlayacak ve sonucunda da çatışmalar çıkacaktır. Kuzey kutbu, küresel ısınmanın 2 katı hızla ısınıyor. Buz kütleleri, beyaz renkleri nedeniyle güneş ışığını yansıtıyor. Yansıyan ışınlar daha koyu renkte olan okyanus tarafından emiliyor ve okyanus sularının ısısını arttırıyor. Isınan okyanus suları buzları eritiyor. Buz kütlelerinin erimesiyle de dünya daha hızlı ısınıyor. Bristol Üniversitesi nden Marko Scholze, küresel ısınmanın 200 yıl içinde 3 santigrat derece yi aşması halinde, orman yangınları, kuraklık ve sel baskınları olağan hale gelecek. Scholze nin öngörüsü korkutucu; Yüzyılda bir meydana gelen olağanüstü hava koşulları, bu yüzyılın sonunda artık 10 yılda bir gerçekleşecek. Bu durumda insanlar da felaketlerden çok daha ciddi etkilenecek ve afet kurtarma maliyetleri yükselecek. Marko Scholze, sera etkisi yaratan gazların salınımı durdurulsa dahi küresel Isınmanın doğadaki bazı süreçler nedeniyle süreceğini savunuyor. Bilim çevrelerinde kabul gören tahminlere göre, sadece 2 santigrat derecelik bir artış dahi, Avrasya, Doğu Çin, Kanada, Orta Amerika ve Amazonlardaki ormanların yüzde 30 su yok olacak. Đşte Scholze nin 3 santigrat derece artış için yaptığı öngörüye göre ise, Dünya daki ormanların yüzde 60 a 24

25 yakını yok olacak. Yükselen sıcaklıklar, tatlı suların buharlaşmasına ve dolayısıyla da Afrika, Güney Avrupa, Orta Amerika da kuraklığa neden olacak. NASA nın önde gelen uzmanlarından James E. Hansen, meteorologları bir araya getiren Operation Sierra Storm toplantısında yaptığı bir konuşmada, Dünya nın son 30 yılda 1 santigrat derece ye yakın ısındığını belirterek bugünkü sıcaklığı son yılın en üst seviyesi olduğuna vurgu yapıyor. Hansen, yeryüzünün bu yüzyılda 3 santigrat derece daha ısınmasının felaket olacağını düşünüyor. Avustralyalı bilim adamlarının araştırmalarına göre; Himalayalar ve Gröland daki buzulların erimesinden ötürü deniz seviyesi, bu yüzyılın sonunda 28 ile 34cm arasında yükselecek. Türk Meteoroloji yetkililerince önümüzdeki yıldan itibaren insanların aşırı sıcak bir günün ardından gelen aşırı yağışlara, sellere alışılması gerektiğini önümüzdeki 5 yılda böyle olayların sıklıkla gerçekleşeceğini vurgulanıyor. Bilim adamlarına göre, çoğu yerde 400m kalınlığa sahip devasal buzların eriye eriye yok olması iklim dengelerini mahvedecek. Deniz seviyesindeki yükselme, buzullardaki erime devam ederken yakın zamanda şiddetli fırtınalar, hortum, sıcak hava dalgaları, sel gibi doğal afetlerde sıklıkla gözlenecek. Günleri uzatacak. Araştırmacılar, 70 yıl sonra dünyanın yavaşlama hızının ölçülebileceğini belirterek, bu yavaşlamanın 10 yılda 11 mikro saniye (1 mikro saniye = saniyenin milyonda biri) olarak kaydedileceğini bildirdiler. Araştırmacılar, bu tahminlere göre 100 yıl sonra günlerin 0.11 saniye uzayacağını belirttiler. Ormanları yok edecek. Şubat 2004'te yayımlanan Pentagon'a ait Küresel Isınma Raporu'na göre önümüzdeki 20 yıl içerisinde Avrupa da birçok kıyı kenti sular altında kalacaktır. Guardian gazetesinde 2004 yılında yer alan küresel ısınma haritasına göre bundan en az etkilenen bölgeler Türkiye ve Ortadoğu ile kıyı kesimleri hariç Kuzey Afrika'dır. Şubat 2007Birleşmiş Milletler raporu, Fransa'nın başkenti Paris'te yapılan Hükümetler arası Đklim Değişiklikleri Paneli'nde açıklanmıştır.[2] Raporda küresel sıcaklık artışının olası etkileri aşağıdaki biçimde özetlenmektedir.+2,4 derece: Su sıkıntısı başlayacak Kuzey Amerika'da kum fırtınaları tarımı yok edecek. Deniz seviyeleri yükselecek. Peru'da 10 milyon kişi su sıkıntısı çekecek. Mercan kayalıkları yok olacak. Gezegendeki canlı türlerinin yüzde 30'u yok olma tehlikesiyle karşı karşıya kalacak.+ 5,4 derece: Denizler 5 m. yükselecek. Deniz seviyesi ortalaması 70 metre olacak. Dünyanın yiyecek stokları tükenecek.+ 6,4 derece: Göçler başlayacak. Yüz milyonlarca insan uygun iklim koşullarında yaşamak umuduyla göç yollarına düşecek. Kadınlar su bulamadıkları için saçlarını kestirecekler. Okyanuslarımız çölleşecek Kuraklık yaşanacak Okyanuslardan aktarımla içme suyu elde edilecek Suda yaşayan bazı hayvanlarımız(kutup ayısı, fok balığı vs.)tırmanacak buz bulamayacaklar yüzmekten yorulup ölecekler Đnsanlar 50 yaşındayken susuzluktan 85 yaşında gibi gözükecekler Hava kirliliğine neden oluyor oda kısırlığa Hatta cinsiyeti dahi etkileyebiliyor. Yapılan deneylerde çok kirli ortamdaki kız bebek oranı az kirli ortamdakinden fazla. Sperm kalitesinde de aynı şekilde düşüş gözleniyor. Bebeklerin sakat doğma olasılığı artacak 25

26 Sera etkisi nedir?rakamlarla ifadesi... ÇÖZÜM ÖNERĐLERĐMĐZ! Trafiğin yoğun olduğu ortamlara O 2 üretim hızı, kalitesi yüksek, maliyeti düşük bitkiler ekmek. 26

27 Teknolojik aletler dünyaya zarar vermeyecek şekilde yenilenmeli. Yeni teknolojik aletler dünyaya zarar vermeyecek şekilde yapılmalı. Dünyaya zarar verenler en ağır şekilde cezalandırılmalı. Kentleşme durdurulmalı. Köy benzeri şehirler kurulmalı. Sanayi dünyaya zarar vermeyecek şekilde yapılmalıdır. Küresel ısınmayla ilgili senaryolar hazırlanır ve televizyonda gösterilebilir, afiş hazırlanıp metroya vs halkın sık uğradığı mekânlara yapıştırılabilir, broşür dağıtılabilir. Su kullanımında halkı tasarrufa davet edebiliriz. Evde kendimizce önlemler alabiliriz. Geri dönüşüme biraz dikkat çekebilsek halk beklide destek verecek. Dikkat çekmek için görsel bir şölen hazırlanmalı. Fosil yakıt kullanımını en aza indirgeyebilmek. Günümüzde henüz yaygın olmayan algleri kullanarak şeker ve biyodizel üretebildiğimiz sistemi yaygın hale getirebilmek. KAYNAKLAR: ısınma

28 ĐKLĐM DEĞĐŞĐKLĐĞĐNĐN SU KAYNAKLARI ÜZERĐNE ETKĐLERĐ Ali Fındık ÖZET Canlı bir varlık olan dünya var oluşundan itibaren ömür periyodunda artık son dönemlerini yaşamaktadır. Bu nedenle yaşlı dünyada birçok çevresel problemlerin oluşması ve yaşanan ekstrem olayların sıklığının artması kaçınılmazdır. Bu çevre problemlerinden son yıllarda en çok tartışılan biride iklim değişikliğidir. Dünya üzerindeki iklim değişmeleri sanayi devrimine kadar doğal sebeplerle gerçekleşmiştir. Daha sonra, insanoğlunun enerji ihtiyacını karşılamak için kullanmış olduğu fosil yakıtların yanması sonucu oluşan gazların sera etkisi göstermesi nedeniyle dünya ve insan hayatı tarihinin en büyük problemi ile karşı karşıya kalmıştır. Su; canlı varlık için olmazsa olmaz temel ihtiyaçtır. 20. yüzyılda dünya nüfusu ve su kullanımında çok büyük artış olmuştur. Sera gazları etkisiyle yağışlarda artış olacak fakat buharlaşma daha hızlı olacağı için tatlı su miktarında azalış olacaktır. Bununla paralel olarak deniz seviyesinde artış söz konusu olacak ve birçok kıyı kenti sular altında kalacaktır. Halen dünya nüfusunun %40 ının su sıkıntısı çektiğini göz önünde tutarsak, 30 yıl sonra insanoğlunun ¾ ünün içilebilir su bulamayacağı kaçınılmaz bir son olacaktır. Bu çalışmada iklim değişikliğinin su kaynakları üzerindeki etkileri ve insanlığı bekleyen tehlikeler detaylı anlatılacak ve olası Türkiye su kaynakları üzerindeki etkileri de irdelenecektir. Anahtar kelimeler: Đklim deşikliği, sera gazları, su, içilebilir su ABSTRACT The world, as the living creature, has been living its last periods of its life time since it has been created. So increasing environment problems and the frequency of the negative incidents are inevitable in this older world. The most important one that has been discussed on the environment problem is climate change. Up to the industrial revolution climate change in the world occured because of some naturalcauses. Later, The globe and the human life has been face to face with the biggest problem because of hothouse effect by using fosil fuel and as an effect of it gases because of burning to get the energy need. Water is the first main need of being a living thing. There has been a great increase on amount of water use and world population in 20 th century. Because of hothouse gases rains will increase but evaporation will be quicker so fresh water will decrease. Paralelly sea level will increase and normally many cities by the sea will be flooded. Remembering %40 of the world population as the ones still having water problem; it will be inevitable end for ¾ of the world having the problem of finding drinkable water. Đn this study the effects of climate changes on water resources and the dangers for humanity at the door will be told in details and the probable effects of it on Turkey water resources will be questioned. Key words : climate change, hothouse gases, water, drinkable water. Atatürk Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Kimya Mühendisliği Bölümü 28

29 1. GĐRĐŞ Atmosferde bulunan sera gazları; yerküreden yansıyan uzun dalga boylu güneş ışınlarının bir bölümünün uzaya geçmesine engel olur ve dünya gerektiğinden daha fazla ısınır. Bu olay neticesinde ekosistemde gözlenecek ilk durum iklimlerde meydana gelem değişikliklerdir. Küresel iklim değişikliğine paralel olarak denizlerde su seviyesi artar ve buharlaşma daha hızlı olur. Bu buharlaşmanın aşırı yağışlara sebep olması nedeni ile sel ve toprak kayması gibi felaketlere yol açar. Atmosferde bulunan sera gazlarının etkisiyle asit yağmurları ve içilebilir su oranlarında büyük miktarda azalış olacaktır. Đçilebilir su oranlarında meydana gelen azalma canlılar üzerinde telafisi olmayan hasarlara sebep olacaktır. Bunlar arasında akciğer ve böbrek rahatsızlıkları ilk sırayı almaktadır. Đçme sularındaki bu azalma ülkeler arasında su krizlerine neden olacaktır. 21. yüzyılın en büyük sorunu haline gelebilecek su, savaşlarında nedeni olabilecektir. Đklim değişikliğinin beklenen etkileri tahmin edildiğinden daha büyük felaketlere yol açacaktır. Çünkü dünya nüfusu giderek artmakta ve suya olan ihtiyaç her geçen gün buna paralel olarak artmaktadır. Đklim değişikliği ile meydana gelen kullanılabilir su miktarındaki azalma canlı hayatının sonunu hazırlamaktadır. Yeryüzündeki kullanılabilir su oranın düşmesi ekonomik anlamda sanayinin çok ağır yaralar alacağının göstergesidir. Çünkü yeterli miktarda kullanılabilir su bulamayacak olan sanayi kolları buna çare olarak deniz suyundan kullanılabilir su elde etmeye çalışacaktır. Bundan dolayı sanayi tek kolda işlevine devan edecek ve farklı kollarda üretimlerin durmasına veya büyük oranda azalmasına neden olacaktır. Bu etkenlerin hepsi birden göz önünde tutulduğu zaman 21. yüzyıl sonlarına doğru dünyayı ciddi anlamda su sıkıntıları beklemektedir. Çünkü günümüzde bile insanların %40 ı gibi büyük bir oranının su sıkıntısı çektiğini düşünürsek yüzyıl sonuna doğru tehlikenin boyutlarının ne kadar ciddi olduğu teorisini ispatlamaktadır. 2. YERYÜZÜNDE BULUNAN SU KAYNAKLARI Yeryüzünü saran ve okyanuslarda, denizlerde, akarsularda, yeraltında ve atmosferdeki su buharının tamamına hidrosfer (su küre) denir. Bilinen tüm sıvılar içerisinde su en yüksek yüzey gerilimine sahiptir. Bu özelliği yağmur damlalarının oluşmasında önem taşır. Buharlaşma ısısı en yüksek olan sıvı yine sudur. Yüksek özgül ısısıyla birlikte bu özellikler, suyun yeryüzünde iklim farklılıklarının oluşmasında belirleyici unsur olmuştur. Aşağıda Tablo 1 de yeryüzündeki su dağılımı gösterilmektedir. Suyun bulunduğu ortam Tablo 1. Yeryüzündeki su dağılımı Hacim( 3 km ) Yüzde oran Atmosferde bulunan su Denizlerde bulunan su ,6 Karalarda bulunan su; Akarsularda 3 1,7 10 Tatlı su gölleri Tuzlu iç denizlerde ve göllerde

30 Toprak nemliliği Canlıların su içeriği Yeraltı suyu Üniversite Öğrencileri 2. Çevre Sorunları Kongresi Mayıs 2007 Kutuplarda ve buzullarda donmuş halde bulunan su Karalardaki suyun toplamı ,7 10 2,4 3 Yerküresindeki suyun toplamı , Yukarıdaki tabloda verilen değerlere göre dünyada bulunan suyun tüm insanlığın ihtiyaçlarını karşılayacak kadar çok olduğu düşünülebilir. Ancak bu suların %97,6 sı denizlerdeki tuzlu sulardır ve bu sular insanların ihtiyaçlarını karşılayabilecek niteliklere sahip değildir. Karalardaki su toplam suyun %2,4 ünü oluşturmaktadır. Fakat karalardaki suyun yalnız %10 u kadarı kullanılabilir tatlı su sınıfına girmektedir. Bu da yeryüzündeki toplam su potansiyelinin %0,3 ü kadar yani 5500 km 3 dür. Bu değer tüm akarsuların yıllık km 3 lük debisi ile kıyaslandığında %15 gibi önemli bir değer çıkmaktadır. Bu sonuç gelecekte artacak olan su ihtiyacının karşılanmasında giderek daha büyük sorunlar yaratacağını ortaya koymaktadır. 3. KÜRESEL ĐKLĐM DEĞĐŞĐKLĐĞĐ VE SU KAYNAKLARI Diğer taraftan iklim değişikliğinde su kaynakları önemli problem olarak gözlenmektedir. Canlı bir varlık olan dünya var oluşundan itibaren ömür periyodunda artık son dönemlerini yaşamaktadır. Bu nedenle yaşlı dünyada birçok çevresel problemlerin oluşması ve yaşanan ekstrem olayların sıklığının artması kaçınılmazdır. Bu çevre problemlerinden son yıllarda en çok tartışılanlarından biride küresel ısınmadır. Sanayi devrimine kadar doğal yollarla gerçekleşen küresel ısınma; sanayi devriminden sonra insanların enerji amacı için yakmış oldukları fosil yakıtların çevreye verdiği gazların sera etkisi göstermesi ile insanlığın tekeline girmiştir. Küresel ısınma ile dünya dengesinde değişmeler meydana gelmiştir ve bunların en önemli belirtisi de iklimlerde meydana gelen değişmelerdir. Güneş dünyayı ısıtırken kısa dalga boylu radyasyon, ışıktan ısıya dönüşerek dünyayı ısıtır. Yeryüzü de bu radyasyonu uzun dalga boylu radyasyon olarak uzaya geri gönderir. Bu olay gerçekleşirken ışınların bir kısmı da atmosferdeki sera gazlarının etkisiyle absorplanır. Sera gazlarının artması dünyanın normalden daha fazla ısıyı tutmasına ve buna paralel olarak da iklimlerde değişikliklerin olmasına neden olur.. Çin bilimler akademisi, son 100 yılda sıcaklık ortalamalarının 0.5 derece arttığını, 2030 a kadar1,7, 2050 ye kadar 2.2 derece artacağını bildirmiştir. Ayrıca 20 yüzyılda insan nüfusun da çok hızlı bir artışı söz konusudur. Bununla birlikte şehirleşme ve bu şehirlerin siyah cisim görevi yapmasıyla bu ışınlar atmosfer ve yerküre arasında sürekli yer değiştirir ve bunun etkisiyle ısınma hızlanır. Artık küresel ısınma insan etkisiyle gerçekleşmeye başladı ve biz bunu ilk olarak 1896 yılında Đsviçreli bilim adamlarının raporlarında gördük. Fakat dikkate alınmadı. Taki 1961 yılında ABD nin küresel ısınma için fon ayırana kadar. Ülkemizde ise 21.yy başlarına kadar çok fazla dikkate alınmadı yılı sonbaharının yaşanmaması sonucu ağaçların, 30

31 çalıların yapraklarını dökemeden don etkisinde kalmaları artık ülkemizde de iklim değişikliği tehdidi ile karşı karşıya kaldığını açık bir şekilde göstermiştir. Sera gazlarının etkisiyle okyanuslarda ısınama olacaktır. Bununla beraber atmosferdeki su buharı miktarı artacaktır. Yağışların çok olması hava sıcaklıklarında bir düşüşe neden olmayacaktır. Çünkü buharlaşmada hızlı olacaktır. Ekolojik dengede meydana gelen değişiklikler neticesinde yağışların azalacağı veya rejiminde sapmalar olacağı bilinmektedir Çok yağış alan bölgelerde; hızlı yağışlar yüzünden akarsuların debileri hızlanacaktır, az yağış alan bölgelerde ise; kuraklık yüzünden buharlaşma çok hızlı olacaktır ve kullanılabilir su miktarında azalma olacaktır. Ekosistemde meydana gelen bu aksaklık toprakların kuraklaşmasında en etkili faktör olacaktır. Yapılan araştırmalarda, küresel ısınmadan dolayı oluşacak iklim değişiklikleriyle, özellikle su kaynaklarının azalması veya kirlenmesi, orman yangınları, kuraklık ve çölleşme ile bunlara bağlı ekolojik bozulmalardan ülkemizin olumsuz etkileneceği belirtilmektedir. Türkiye miz, küresel ısınmanın potansiyel etkileri açısından, riskli ülkeler arasında yer almaktadır. Đklim değişikliklerine karşı gerekli önlemler alınmaz ise ülkemizin, kurak ve yarı kurak alanlarındaki su kaynakları özellikle kentlerdeki su kaynaklarının durumu, sorunlara yenilerini ekleyecek ve içme amaçlı su ihtiyacı daha da artacaktır. Đklim değişiklikleri madde ve besin döngüsünü, atık kalitesini, akarsu rejimini ve akışını, toprak erozyonunu, hava kalitesini ve iklimi kontrol ederek mal ve hizmet üretimine katkı sağlayan ekosistemleri etkileyecektir. Ayrıca ısınan havanın etkisiyle eriyen buzullarda oluşan sular deniz seviyesinde yükselmeye neden olacaktır. Bu da ekonomisi turizm kaynaklı olan birçok sahil şehrinin sular altında kalacağı sinyalini vermektedir. Diğer yandan yağışlarla oluşan bir problemde asit yağmurlarıdır. Atmosferde bulunan sera gazları artışı yağışlarında azalmasına neden olmaktadır. Son günlerde sıkça duymaya başladığımız asit yağmurları artacaktır. SO + NO + H 2O ASĐT YAĞMURU( H 2SO4 ) Asit yağmuru dere göllerdeki suların ph ının düşmesine neden olmaktadır. Her canlının yaşayabileceği ph sınırı olduğu için meydana gelebilecek ufak bir değişme bile sudaki canlı hayatını nasıl bir tehlike beklediğini göstermektedir. Ayrıca asit yağmuru olan bölgelerde, ilkbahar karlarının ani olarak erimesi sonucu toprakta bulunan Al suya geçecektir. Bunun sonucunda suda yaşayan canlılarla birlikte insanlarında etkilenmesi durumu ortaya çıkmaktadır. Bir ülkenin su zengini sayılabilmesi için yılda ortalama kişi başına m 3 su potansiyeline sahip olması gerekir. Su potansiyeli m 3 den az olan ülkeler Su Fakiri kabul edilmektedir. Kişi başına düşen kullanılabilir su potansiyeli m 3 olan ülkemiz, dünya ortalaması olan m 3 ün oldukça altında olmasından dolayı su fakiri olmamakla birlikte su kısıdı bulunan ülkeler arasındadır. Kişi başına düşen kullanılabilir su miktarımız ise m 3 dür. Devlet Đstatistik Enstitüsü, 2025 yılına kadar ülkemiz nüfusunun 80 milyona varacağı tahmin edilmektedir. Bu durumda kişi başına düşecek kullanılabilir su miktarımız m 3 e düşecektir. Fakat bu süre içerisinde su potansiyelinde azalma meydan gelmemesi gerekmektedir. 31

32 Dünya nüfusunun %40 ının su sıkıntısı çekmektedir ve önümüzdeki 30 yıl içerisinde bu rakam %70 civarında olacağını kaçınılmaz bir sondur. 4. SONUÇ VE ÖNERĐLER Đklim değişikliği sebebi ile dünya ve insan hayatı tarihinin en büyük problemi ile karşı karşıyadır. Bu ciddi bir problem olup en kısa sürede gerekli önlemlerin alınmasını gerektirmektedir. Günümüzde dünya nüfusunun %40 ının su sıkıntısı çektiğini düşünürsek iklim değişikliğine karşı elimizdeki tek silah su kalmıştır. Çünkü ekosistemin büyük bir bölümünü su kaplamaktadır. Türkiye nin de özellikle çölleşme tehlikesi bulunan yarı kurak ve yarı nemli bölgelerinde ( Đç Anadolu, Güneydoğu Anadolu, Akdeniz ve Ege ) su kaynaklarının azalacağı ve çölleşmenin olacağı tehlikesi mevcuttur. Su canlı hayatı için olmazsa olmaz bir öğedir. Bundan dolayı küresel iklim değişikliğine karşı yapılması gereken ilk husus su kaynaklarının planlı ve verimli bir şekilde kullanılmasıdır. Böylece dünyadaki su dengesini korunur ve de ekolojik dengenin korunmasıyla iklim değişikliğini ya büyük oranda engelleriz ya da etkilerini geciktirebiliriz. Bunu yapmak için ilk önce insanların bilinçlendirilmesi gerekir. Bu çerçevede eğitimin temelinin ilkokulda atıldığı için yetiştirilecek yani neslin çevreye duyarlı olması için politikalar izlenmelidir. Sera gazı emisyonunda ise; atmosferde belli miktarda sera gazı mevcut olduğu için ilk etapta kontrol altına alınmalıdır. Yani sabit tutulmalıdır. Daha sonra ise; yavaş yavaş düşürülerek istenen seviyeye düşürülmesi için düzenlenmeler yapılmalıdır. 5.KAYNAKLAR 1-) Akyurt Đ., Ayık Ö., 1993, Su Kirliliği ve Kontrolü, Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Ofset Tesisi, Erzurum ) Duygu E., Đklim Değişikliği ve Etkileri Buğday Dergisi ( ) 3-) Konukçu F., Đstanbulluoğlu A., Kocaman Đ., Küresel Su Krizi, Geleceği ve Alınacak Önlemler: Yenilenemeyen Su kaynaklarının Opsiyonu, TĐKDEK 2007 ĐSTANBUL 4-) Öztürk K., Küresel Đklim Değişikliği ve Türkiye ye Olası Etkileri, G.Ü. Gazi Eğitim Fakültesi Dergisi Cilt 22, Sayı 1, Sayfa 47-65, ) Türkeş M., Küresel Đklim Değişikliği Nedir? Temel Kavramlar, Nedenleri, Gözlenen ve Öngörülen Değişiklikler, TĐKDEK 2007 ĐSTANBUL 6-) Karpuzcu M., Su temini ve Çevre Sağlığı, ĐTÜ. ĐNŞ. FAK. ÇEVRE MÜH. BL. 7-) Atalık A., Küresel Isınma Su Kaynakları ve Tarım Üzerine etkileri 8-) Nişancı A. Đklim Değişikliği, Küresel Isınma ve Sonuçları, TĐKDEK (2007), ĐSTANBUL 9-) Kayhan M., Küresel Đklim Değişikliği ve Türkiye, TĐKDEK 2007 ĐSTANBUL 10-) Sandalcı M., Yüksel Đ., Su Kaynakları Kullanımının Đklim Değişikliği Üzerindeki Etkisi, TĐKDEK 2007 ĐSTANBUL 32

33 KÜRESEL ISINMANIN TOPRAK VE BĐTKĐLER ÜZERĐNE ETKĐLER Orhan HAŞLAK ÖZET Küresel ısınmanın toprak ve bitkiler üzerine önemli oranda olumsuz etkileri vardır. Sanayinin gelişmesi ile 19. yüzyıldan sonra doğal iklim değişikliklerine insan etkileri de eklenince iklim değişikliği süreci hızlanmıştır. Küresel ısınmanın hem kuraklığa yönünde hem de aşırı yağışlara neden olması ayrı bir sorundur. Küresel ısınmanın sonucu olarak deniz ve okyanuslardan buharlaşan su miktarlarında önemli derece artmalar görülecektir bunun sonucu olarak yeryüzüne daha nemli bir hava hakim olacaktır ve bu nemli hava sonucu yağışlarda da artma gözlenecektir. Suyun buharlaşması sonucu ise sert rüzgârların artması ve bu artışlar suyun topraktan daha hızlı buharlaşmasına neden olacaktır. Buda bazı bölgelerin kuraklaşmasına neden olacaktır. Küresel ısınma ve nemin artmasının sonucu olarak gelecekte tarım ürünlerine ve ormanlara daha fazla böcek ve hastalık musallat olacaktır. Ayrıca sıcaklıkların artması fotosentezi işlemini yavaşlatacağı için bitkilerin büyümeleri yavaşlayacak ve bitkiler döllenme sorunu ile karşı karşıya gelecektir. Birçok bitki türü yok olma tehlikesi geçirecektir. Diğer bir tehlikeli durum ise aşırı yağışların verimli arazilere olumsuz etki yapması ve erozyonlara neden olmasıdır buna bilinçsiz su tüketimi de eklenince verimli araziler azalacak bunun sonucu olarak geçim kaynağı tarıma dayalı insanlarımız büyük sorunla karşı karşıya kalacaktır. Temel gıdalarımız olan buğday mısır vb. ürünler güneşin kavurucu sıcağı altında kalacak ve verimlerin düşmesi sonucu açlık ve sefalete yol açacaktır. Özet olarak küresel ısınmayı küresel bir felaket olarak nitelendirebiliriz hatta küresel felaketler zinciri demek daha doğru olur çünkü; küresel ısınma iklim değişikliklerine, iklim değişikleri aşırı yağışlar ve kuraklıklara, kuraklık ve aşırı yağışlar tarım arazilerinin yok olmasına ve tarım arazilerinin yok olması, temel gıdaların yok olmasına ve temel gıdaların ise insanların yok olmasına kadar olumsuz etkileri olacaktır. Anahtar kelimeler: Đklim deşikliği, yağış, toprak, bitki ABSTRACT Global warming affects land and plants to a great extent. With the advent of industrialization coupled with the natural climate changes in the 19th century, process of climate change accelerated. Atatürk Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Kimya Mühendisliği Bölümü 3. sınıf öğrencisi Erzurum, orhanhaslak@yahoo.com 33

34 One of the issues that is related to global warming is that changes in climate cause both drought and rains. The amount of evaporation from sea and oceans will increase as a result of global warming and this phenomenon, in turn, will lead to tremendous amount of humid in atmosphere and rains. As a result of evaporation of water, strong winds will increase and this will culminate with a rapid evaporation of water from soil. This will cause drought in some regions. Global warming and humidity will, in future, increase insects and illnesses which are a threat for agriculture and forests. Slow down of photosynthesis created by warm weather will lead to a decrease in plant growth and plants will face with the problem of fertilization. A lot of species of plant will face with extinction. Another negative effect is the threat fertile soil will face as a result of extreme rain. Careless water use will also cause a decrease in fertile soil and as a result people whose means of leaving heavily depend on agriculture will face with great problems. Basic foods, mainly wheat and maize, will be exposed to scorching heat of the sun and agricultural productivity will dramatically fall.. The result will be hunger and poverty. In sum, global warming can be regarded as a global disaster, perhaps chains of disasters. That is because, global warming, by creating drought and extreme rains, will lead to the elimination of fertile soil and this practically means the extinction of basic foods. In fact, future of humanity seems to be in jeopardy as a result of global warming. Key words. Global warming, climate change, rains, soil, plant 1. GĐRĐŞ Sera gazı salınımı sonucunda Güneş ten gelen ışınların dünyadan yansıdıktan sonra tekrar atmosfer dışına çıkışının engellenmesi sonucunda dünyanın ısısın düzenli olarak artması küresel ısınma olarak adlandırılır.dünyanın içerisinde bulunduğumuz yüzyıl sonuna kadar 1.5 ve 5.8 santigrat derece artış beklenmektedir.bu artışlar iklimlerde önemli değişikliklere neden olmaktadır bu bize küresel iklim değişikliği sorununu ortaya çıkarmaktadır.bu sıcaklık artışının en önemli etkilerinden bazıları buzulların erimesi,hayvan,bitki,canlı türlerinin hayat şartlarının ağırlaşma ve canlı türlerinde azalmaların görülmesidir.küresel iklim değişikliği neticesinde kıyı bölgelerde aşırı yağışlar, iç bölgelerde ise aşırı sıcakların etkisi ile kuraklık görülecektir. Küresel iklim değişikliğinde iki önemli etken vardır ;bunlardan birincisi doğal etkenler ikincisi ve bizim için önemli olanı ise insan kaynaklı etkenlerdir.özellikle 19.yy dan sonra küresel iklim değişikliğinde sürecin hızlanması insan kaynaklı etkenlerden kaynaklanmaktadır bunlarda en önemlisi sanayinin gelişmesi neticesinde ortama salınan sera gazlarıdır.son zamanlarda sera gazlarından özellikle karbondioksit (CO 2 ), metan (CH 4 ) ve diazot monoksit (N 2 O) gibi sera gazlarının atmosferdeki yoğunluğu önemli ölçüde artmıştır.bunlardan karbondioksit (CO 2 ) artış oranıyla dikkat çekmektedir. 20. yüzyılın ortalarına kadar mevcut olmayan kloroflorokarbonlar (CFC) son 50 yıl içinde aşırı derecede artması dikkat çekmiştir. 30 yıllık iklim konferanslarından sonra 1997 yılında Kyoto da yapılan konferansta, nihayet karbondioksitin (fosil yakıtlarının kullanımı sonucunda meydana gelen), metanın (çöplüklerden ve çiftlik hayvanı yetiştiriciliğinden kaynaklanan), diazot monoksitin 34

35 (tarımsal ve kimyasal üretimden kaynaklanan) ve endüstride kullanılan üç florlu bileşiklerin emisyonunun azaltılması önerildi. Kyoto Protokolü, sanayileşmiş ülkeleri 2012 yılına kadar global emisyonları 1990 seviyelerine kıyasla %5,2 oranında azaltmaya mecbur kılıyordu. Bu belge imzalanmasına rağmen, birkaç istisna dışında birçok ülke emisyonlarını artırdı.bunun neticesinde de iklim değişikliği sürecinde olumlu somut adımlar pek işe yaramadı ve iklim değişim süreci hızlandı. 2. KÜRESEL ĐKLĐM DEĞĐŞĐKLĐĞĐNĐN TOPRAK ÜZERĐNE ETKĐLERĐ Küresel ısınmanın toprak ve bitkiler üzerine önemli oranda olumsuz etkileri vardır. Sanayinin gelişmesi ile 19. yüzyıldan sonra doğal iklim değişikliklerine insan etkileri de eklenince iklim değişikliği süreci hızlanmıştır. Küresel ısınma yeryüzünde birçok alanda olduğu gibi bitkiler ve topraklar üzerinde de kaçınılmaz düzeyde olumsuz etkileri vardır. Toprak; içerisinde bulundurduğu mineral ve organik maddelerin karışımından oluşan bitkiler canlılar ve mikroorganizmalar için besin kaynağı olan bir yapıdır. Topraktaki anormal değişmeler direkt olarak topraktaki canlılara ve dolaylı olarak ta insanlara kadar uzanan etkileri vardır. Ekonomik anlamda düşünüldüğünde ise verimli toprakların azalması neticesinde büyük bir kayıp söz konusu olacaktır ve buda ülke ekonomilerine ek bir yük getirecektir. Bilinçsiz su tüketimine birde iklim değişikliği eklenince kullanılabilir toprak alanlarında verim hızla azalmakta ve buna paralel olarak ürün kalitesinde düşme gözlenecektir. Đnsan kaynaklı zararları minimum seviyeye indirmek için gerekli bilgilendirmeler ve önlemler; geçim kaynağı tarıma dayalı olan insanlarımıza kadar ulaştırılmadır. Küresel ısınmanın sonucu olumsuz etkilenen en önemli yapılardan biride topraktır. Küresel ısınmanın toprak üzerine başlıca olumsuz etkileri; Su seviyelerinin yükselmesi ve deniz seviyesindeki yerleşim alanlarında Bulunan kullanılabilir arazilerin yok olması; Aşırı yağışların verimli arazilere olumsuz etki yapması ve erozyonlara neden olması; Mikroorganizma faaliyetleri atış gösterecek (genellikle bakteriler) buna bağlı olarak organik maddenin mineralizasyonu artması, Güneşin kavurucu sıcağı altında topraktaki verimliliğin düşmesi; Topraktaki azot miktarında azalma meydana gelmesi; Toprakta tuz oranında artış meydana gelmesi; Topraktaki ph miktarındaki değişme; Tarımsal ürün potansiyelindeki değişme; Tarımsal ürünlerdeki zararlıların ve hastalıkların artışı; Topraktaki kil minerallerinde artış gözlenmesi; Yaz kuraklığının şiddetli artışı ve buna bağlı olarak çölleşme süreci; Yağışların azalması ile sulamanın azalması ve buna bağlı olarak evaporayon ve transpirasyon olaylarının artması ve topraktaki tuzlulaşma sürecindeki artış; Sıcaklık artışıyla toprakta meydana gelen kimyasal olayların hızının artması; 35

36 Verimli arazilerin azalması ekonomik olarak ülkelerin ekonomilerinde sarsılmalara, yaşam kalitelerinde düşmeye, organik besinlerin azalmasıyla birlikte beslenme kalitelerinde düşüşe yol açacaktır. Bu olumsuzlukları uzun vadeye yaydığımız zaman yakın bir gelecekte insanoğlu açlık, sıkıntı ve sefalete doğru kaçınılmaz bir gerçeği karşısında bulacaktır. Toprak insan hayvan bitkiler için çok önemli role sahiptir toprağın iklim değişikliğinden göreceği zararlar bununla bağlantılı tüm canlılarda etkisini ciddi anlamda gösterecektir. Đklim değişikliğinin yeryüzünde olumsuz etkenleri oldukça fazladır bu olumsuz etkenler zincirleme olarak birbirini takip ederler örneğin su, toprak, bitki,hayvan, insan,v.s. bunlar gözönüne alındığı zaman sorunun ciddiyeti oldukça düşündürücüdür ve yeterli önlemler alınmadığı takdirde diğer tabirde doğanın korkunç intikamı ile baş başa kalınacaktır. 3. KÜRESEL ĐKLĐM DEĞĐŞĐKLĐĞĐNĐN BĐTKĐLER ÜZERĐNE ETKĐLERĐ Đklim değişikliğinin olumsuz etkilerinin sınırları yoktur ve bu olumsuz etkiler yeterince önemsenmediği sürece her alana hızla yayılmaktadır, tüm canlılar için önemli olan bitkiler ise iklim değişikliğinden oldukça fazla etkilenmişlerdir; özellikle küresel ısınmaya bağlı olarak bitki türlerinde yüzde 10 azalma riski göz önüne alınırsa bu canlılar için ciddi boyutta bir tehdittir. Avrupa nın tamamından daha fazla bitki türüne sahip bir ülke olarak bu tehdidin boyutlarını daha iyi düşünerek buna karşı gerekli maximum önlemleri almamızın önemi daha da artmıştır. Küresel ısınmanın bitkiler üzerine başlıca etkileri ise şöyledir : Aşırı yağışlar sonucu topraktaki su oranının artması toprağın uzun süre suya doygun kalması ile birlikte topraktaki oksijen miktarının azalması ve bitkilere oksijen miktarındaki azalmanın olumsuz etkileri; Aşırı sıcaklıkların fotosentezi yavaşlatması bunun sonucu olarak bitki büyümesinin yavaşlaması ve döllenme yeteneğinin düşmesi; Ormanlarda toplu ağaç kurumaları ve hastalık salgını; Aşırı sıcaklıkların orman yangınlarına neden olması ; Yükselen sıcaklıkların tropiklerde ürün kaybına neden olması ; Aşırı yağışlar nedeniyle ürün hasadının zarar görmesi ; Tarımsal ürün potansiyelindeki değişme görülmesi ; Temel gıdaların aşırı sıcak altında kalması,bunun sonucu olarak ta insanlığın açlıkla savaşması ; Aşırı yağışlar sonucu nem artışı ve bunun neticesinde bitkiler üzerine böcek ve hastalığın musallat olması ; Bazı bölgelerde yaygın olarak yaşanacak daha sıcak, nemli ve yağışlı iklim koşullarının, zararlı mikroorganizmaların üremesine ve çoğalmasına neden olması; Bitki göçlerinin görülmesi ; 36

37 Büyük üretim kayıplarına yol açması ; Üniversite Öğrencileri 2. Çevre Sorunları Kongresi Mayıs 2007 Gibi küresel ısınmanın bitkiler üzerinede önemli derecede olumsuz etkileri vardır.özellikle son zamanlarda aşırı orman kaybı neticesinde (çeşitli etkenlerden dolayı) küresel ısınmaya olumlu bir etken olmuştur; oysa ormanların korunması küresel ısınmaya karşı savaşta önemli bir etkendir, ormanların tahribi her geçen gün artmakta ve buna bağlı olarak orman arazilerindeki ciddi anlamlarda kayıp olmaktadırlar. Koruların ve ormanların yok edilmesi özellikle tropikal alanlarda inanılmaz bir hıza ulaşmıştır. Korular ve ormanlar, fotosentez işlemiyle atmosferden karbondioksiti emerler, dönüştürürler ve atmosferdeki korbondioksitin emilmesi ve yeniden çevrilmesinde en temel aracı oluştururlar.son yıllarda,her yıl Đsviçre büyüklüğünde bir alanın çölleştiği hesap edilmektedir. Ormanların diğer faydaları su düzenini korur, yaban türleri için habitat vazifesi görür, iklim sistemlerinde kilit rol oynar. Ayrıca bitki ve hayvan türleri için bir barınaktır.ormanların bilinçsiz olarak katledilmesi veya küresel ısınmanın etkisiyle yok olmaya başlamaları alınacak önlemlerin daha hızlı bir şekilde hayata geçirilmesini gerektirmektedir. Bir takım toprak koruma tebirleri alınmadığı, verim imkanı genişletilmediği takdirde entansif tarım, üst toprağı yorar, bozulmasına neden olur. Böylece tarımın görevi yanlızca biyolojik ürünü elde etmek değil, toprak bereketinin korunması ve sürekliliğin artırılmasına katkıda bulunmaktır. Bitkiler üzerine sera gazlarının yanı sıra diğer insan etkenlerini de eklediğimiz zaman sonucun daha da vahim olduğunu görürüz özellikle son zamanlarda bitki türlerine çeşitli böceklerin musallat olması ve bilinçsiz ilaç kullanımı neticesinde toprakta zararlı kimyasalların oluşumunun yanı sıra bilinçsiz gübre kullanımı, bilinçsiz sulama gibi, etkenleride dahil edersek yakın bir zamanda topraktaki verimin ve bitki türlerinin önemli oranda zarar göreceği ve bununda sosyal ve ekonomik yönden bizlere oldukça sıkıntılar yaşatacağı kaçınılmazdır. 4.SONUÇ Sera gazlarının salınımı sonucu küresel ısınmanın etkileri yaşamın her alanını etkilemeye başlamıştır, ve gelecekte daha da tehlikeli boyutlara ulaşacaktır. Sera etkisinin potansiyel sonuçları felaket niteliğindedir. Şu anda alınacak tedbirler kamu bilincini yükseltme, ulusal politakalar için destek sağlama, emisyon artışını yavaşlatmak için çok uluslu geliştirme gibi süreçlerin uygulanmasıdır. Hiçbir ülke önlemleri tek başına alacak kadar yeterli güce sahip değildir çünkü gaz salınımı tüm yeryüzünden yapılmaktadır ve tüm dünyayı ilgilendiren bir konudur. Şu anda sera gazının etkisini yok etmek mümkün değildir, ama bu etkiyi minumum seviyeye 37

38 düşürmek ve olabildiğince küçük zararlarla atlatmak olanağı vardır, bunun için gerekli olan anlaşmalara, protokollere tüm ülkelerin destek vermesi gerekmektedir. Bu hızla iklim değişikliği devam ettiğini düşünürsek yeni nesillerin açlıkla sıkıntıyla başbaşa kalmaları içten bile değildir, çünkü dünyamız tehdidin boyutlarını şimdiden hissetmeye başlamıştır. Özellikle kullanacağımız alternatif kaynaklar sera gazı salınımı önemli oranda düşürebilir bunlardan bazılarını sıralarsak alternatif yakıtlar olarak biodizel, biyogas rüzgar, güneş enerjileri bunlara örnek olarak verilebilir fakat hızla sanayileşen dünyamızda bu enerjilerin gerekli ihtiyacı karşılamasını bekleyemeyiz, fakat fosil yakıt kullanımını minumum seviyeye düşürmek için önemli alternatif kaynaklar olarak değerlendirebiliriz. sonuç olarak küresel ısınmayı küresel felaketler zinciri olarak değerlendirebiliriz ve gerekli önlemler alınmadığı takdirde bu felaketlerin son halkası ise insan neslinin yok olmasına kadar uzanan zincirleme ve tehlikeli bir süreçtir. 5.KAYNAKLAR 1. Dr. Wojtek GALINSKI - Joanneum Araştırma Enstitüsü Joanneum Research Arazi Kullanımı, Arazi Kullanım Değişikliği ve Ormancılık/Land Use Change and Forestry 2. Küresel ısınma su ve tarım kaynakları üzerine etkileri TMMOB ziraat mühendisleri odası Đst. şube başkanlığı 3. WCED açık tartışması, Oslo Haziran Türkiye iklim değişikliği kongresi Tikdek 2007 Đklim Değişikliğinin Toprak Özelliklerine Ve Sebze Tarımına Etkisi Alper Durak, Ali Ece Ortak geleceğimiz(dünya çevre ve kalkınma komisyonu) 7. Đklim değişlikleri: Tehlikede olan nedir? Michele Fabbri ekim

39 GEDĐZ DELTASI NDA YAŞANAN KORUMA-KULLANMA ÇATIŞMASI THE PROTECTION-USAGE CONFLICT EXISTING IN GEDIZ DELTA Alper UZUN ÖZET Çalışmanın amacı bir yandan korunmaya çalışılan, bir yandan da kullanıma açılmak istenen Gediz Deltası ndaki koruma problemlerini ortaya koymaktır. Deltada bulunan biyoçeşitlilik özellikle fauna açısından zenginlik- buranın korunması gerektiğinin bir kanıtıdır. Deltanın kullanıma açılmak istenmesinin nedeni ise deltanın güneydoğusunda bulunan Đzmir şehrinin hızlı bir şekilde gelişmesi ve genişleme sahası olarak da bu deltayı seçmesinin olduğu görülmüştür. Deltada yaşanan bu çatışmanın koruma adına bir zaferle kazanılmasının yolu ise insanların deltadan kısa süreli ekonomik çıkar sağlamak yerine, sürdürülebilir kullanma prensiplerine göre bu sahadan yararlanmalarıyla mümkün olacaktır. Anahtar Kelimeler: Gediz Deltası, koruma statüleri, yerel yönetimler, sanayileşme, kuşlar ABSTRACT The aim of this study is to display the protection problems in Gediz Delta which is tried to be protected and desired to be primed at the same time. Biodiversity in the deltaespecially richness in terms of fauna- is the proof that this delta should be protected. The rapid growth of the city of Đzmir- which is placed in the south-east of the delta- and its choosing this delta as the region for expansion have been seen as the reasons for the demand of priming the delta. The way to end this conflict existing in the delta with a victory on behalf of protection will be possible by benefiting from this region with sustainable usage principles rather than by people s gaining short time economical benefits from the delta. Key Words: Gediz Delta, protection status, local managements, industrialization, birds Balıkesir Üniversitesi, Fen-Edebiyat Fakültesi, Coğrafya Bölümü, Çağış Yerleşkesi, Balıkesir E-posta: auzun@balikesir.edu.tr, u_alper@hotmail.com 39

40 1.Giriş: Amaç, Araştırma Soruları ve Yöntem Bu çalışmanın amacı biyoçeşitlilik açısından önemli bir kıyı sulak alanı olan Gediz Deltası ndaki korunan alanlar ile arazi kullanımı arasındaki ilişkiyi ortaya koymaktır. Çalışma da deltanın ekolojik potansiyeli ile deltadaki antropojenik kullanımlar ele alınacak, deltanın koruma statüleri ile yerel yönetimlerin deltaya bakış açıları irdelenecektir. Đzmir Körfezi nin doğusunda bulunan Gediz Deltası, Đzmir kentinin kuzeybatı komşusudur. Gediz Deltası adını kendini oluşturan Gediz Nehri nden almaktadır. Gediz Nehri, Đç Batı Anadolu daki Murat ve Şaphane dağlarından inen suların birleşmesiyle oluşur. Nehir, Dumanlıdağ ile Yamanlar Dağı arasındaki dar boğazı geçtikten sonra alüvyonlarını biriktirmesiyle Gediz Deltası nı oluşturmuştur (Şekil 1). Aslında Gediz Nehri Çilazmak dalyanının hemen doğusundan Ege Denizine dökülmekte iken körfezin hızla dolması ve Đzmir Limanı nın denize ulaşımının kapanması tehlikesi nedeniyle XIX. yüzyıl sonlarında kanallar açılmak suretiyle nehrin yatağı değiştirilmiştir. Gediz Deltası, tatlı ve tuzlu su bataklıkları, alüvyon adacıkları, mevsimsel su basar çayırları, Akdeniz tipi çayırlıklar, tarım alanları, koylar, tuzlalar ve dört lagünden (Homa, Çilazmak, Kırdeniz ve Taş lagünleri) oluşan hektarlık geniş bir kıyı sulak alanıdır (Eken, 1997). Türkiye deki sulak alanların uluslararası düzeyde önem taşımasının asıl nedeni Türkiye nin coğrafi konumundan kaynaklanmaktadır. Batı Palearktik bölgedeki kuş göç yollarından en önemli iki tanesi Türkiye üzerinden geçmektedir. Gediz Deltası da kuzeygüney göç rotası üzerinde bulunması nedeniyle, göç mevsimlerinde çok sayıda su kuşu için konaklama ve beslenme alanı olur. Çünkü Gediz Deltası uygun iklim koşulları yanında, zengin ve değişik habitatlara (tatlı ve tuzlu bataklıklar, lagünler vs.) sahip olması nedeniyle, kuşların göç köprüsü olarak kullandığı önemli alanlardan biridir. Gediz Deltası nda, yine sahip olduğu uygun iklim ve toprak koşulları nedeniyle tarım faaliyetleri de yapılmaktadır. Ayrıca deltada hayvancılık, balıkçılık, avcılık, tuz üretimi ve sanayi faaliyetleri de yürütülmektedir. Sonuçta deltadaki insan baskısının yüksek olmasından dolayı deltanın bir kısmı Doğal ve Arkeolojik Sit, Yaban Hayatı Koruma Sahası ve Ramsar Alanı gibi ulusal ve uluslararası statülerle koruma altına alınmıştır (Şekil 1). Çalışmanın amaçları doğrultusunda şu sorulara cevap aranacaktır: Gediz Deltası ndaki ekosistemlerin önemi nedir? Gediz Deltası ndaki koruma statüleri nelerdir? Gediz Deltası nda yaşanan sorunlar nelerdir? Yerel yönetimlerin deltaya bakış açısı nedir? Bu araştırma sorularını cevaplamak için Gediz Deltası nda saha çalışması yapılmıştır. Saha çalışmaları sırasında yerel yönetimlerde konuyla ilgili olabilecek kişilerle ve Yaban Hayatı Koruma Sahası ndaki görevli memurlarla mülakatlar yapılmıştır. Mülakatlar sırasında yerel yönetimlerde konuyla ilgili olan kişilerden bazılarının görüşlerini ifade etmekten kaçındıkları gözlenmiştir. Saha çalışmasını desteklemek amacıyla konuyla ilgili olabilecek literatür de incelenmiştir. 2. Gediz Deltası nın Önemi ve Koruma Statüleri Gediz Deltası bitki coğrafyası yönünden Akdeniz floristik bölgesi içinde yer almaktadır. Burada kumul, tuzcul ve sazlık habitatları bulunmaktadır. Deltada 306 tür bitki vardır ve bunlardan 2 tanesi endemik türdür. Zengin bir faunaya sahip olan deltada çok sayıda böcek türü ile çakal ve yaban domuzu gibi memeli hayvanlarda bulunmaktadır. Alanın fauna açısından asıl önemini ise 40

41 kuşlar oluşturmaktadır. Deltada çok sayıda üreyen, kışlayan ve göç sırasında konaklayan su kuşlarının varlığı, deltanın ulusal ve uluslararası düzeyde önemli sulak alanlardan biri olmasını sağlamıştır (Fotoğraf 1). Ekolojik açıdan bol gıdalı bir sulak alan olması yani besin zenginliğinin yüksek olması ve değişik habitatları içermesi kuşların burada konaklama nedenlerindendir. Şekil1: Gediz Deltası, yakın çevresi ve deltadaki koruma statüleri Türkiye de bulunan 426 kuş türünden 240 tanesi deltada gözlenmiştir (Yurt, 2003). Bu 240 kuş türü içerisinde, nesli dünya ölçeğinde tehlike altında bulunan mahmuzlu 41

42 kızkuşu, tepeli pelikan, küçük kerkenez, kocagöz ve angıt gibi yaklaşık 25 kuş türü yer almaktadır. Deltada bulunan değişik özellikteki dört ekosistem buradaki biyoçeşitliliğin nedenini açıklamaktadır. Bu ekosistemler: Tuzlu su ekosistemi(tuzlalar), tatlı su ekosistemleri (sazlıklar), otlak sahaları ve tepelik alanlardır. Fotoğraf 1: Gediz Deltası ndaki kuşlar Ülkemizdeki koruma statülerinin bir kısmı ulusal mevzuatımıza göre ilan edilirken, bir kısmı da uluslararası sözleşmelere dayanarak oluşturulmuştur. Gediz Deltası ndaki ilk koruma çalışmalarına 1980 yılında Orman Bakanlığı tarafından başlanmıştır. Deltanın üç dalyan, tepelik alanlar ve civarı ile Çamaltı tuzlalarını kapsayan hektarlık alanı 1982 yılında Orman Bakanlığı Milli Parklar ve Av-Yaban Hayatı Genel Müdürlüğü nce Su Kuşları Koruma ve Üretme Sahası ilan edilmiş; bu statü 1984 yılında Yaban Hayatı Koruma Sahası olarak değiştirilmiştir. Aynı alana, sahip olduğu doğal ve kültürel zenginlikleri nedeniyle Kültür Bakanlığı tarafından 1985 yılında I. Derece Doğal Sit statüsü verilmiştir. I. Derece Doğal Sit Alanı içinde Leukai antik kentine ait kalıntılar bulununca, bu alana da I. Derece Arkeolojik Sit statüsü verilmiştir. Ayrıca deltanın batı ve güneybatısındaki hektarlık alan, çeşitli türden çok sayıdaki canlıya üreme, beslenme, konaklama ve kışlama olanağı sağlaması nedeniyle 1998 yılında Ramsar Sözleşmesi dahilinde koruma altına alınmıştır. Deltanın büyük bir kısmı ise 1999 yılında I. Derece Doğal Sit Alanı ilan edilmiştir (Eken, 1997). Özetle Gediz Deltası Çevre ve Orman Bakanlığı ile Kültür ve Turizm Bakanlığı tarafından korunmaktadır. Delta yaban hayatı koruma sahası olarak Kara Avcılığı Kanunu na göre, sit alanı olarak Kültür ve Tabiat Varlıklarını Koruma Kanunu na göre ve Ramsar Alanı olarak da Sulak Alanları Koruma Yönetmeliği ne göre korunmaktadır. Türkiye Cumhuriyeti Anayasası uluslararası sözleşmelerin onaylandıkları tarihten itibaren kanun hükmünde ve iç hukukun bir parçası olduklarını belirtir. Ramsar Sözleşmesi ne taraf olan ülkeler ise sulak alanlarını korumak, geliştirmek ve akılcı kullanmakla yükümlüdür. Kültür ve Tabiat Varlıklarını Koruma Yüksek Kurulu nun kararlarında doğal sit alanı içerisinde bitki örtüsü, topografya ve görüntü etkisini bozabilecek tahribata yönelik hiçbir eylemde bulunulamaz ibaresi yer almaktadır. Ancak Türkiye Cumhuriyeti nin taraf olduğu sözleşme hükümlerine ve kendi yasal düzenlemelerine ne kadar uyduğu Gediz Deltası nda yaşanan sorunlar bölümünde daha net anlaşılacaktır. 42

43 3. Gediz Deltası nda Yaşanan Sorunlar Üniversite Öğrencileri 2. Çevre Sorunları Kongresi Mayıs 2007 Đzmir kenti 1950 li ve 1960 lı yıllarda büyük şehirlere olan iç göçlerden dolayı hızla büyümeye başlamıştır. Kent bu yıllardan sonra çevresine doğru genişleme eğilimi göstermiştir. Bu olayın Gediz Deltası nı ilgilendirmesi ise 1973 yılında Đzmir Kenti Nazım Đmar Planı nın hazırlanması ile olmuştur. Đzmir kentini düzene koyma amacıyla hazırlanan bu imar planına göre kentin gelişme yönlerinden birisi olarak Çiğli-Ulucak-Menemen- Aliağa hattı belirlenmiştir (Kaplan, 2001). Bu plan yeni konutların yapımını deltaya doğru yönlendirmiş, ayrıca endüstri bölgesi, arıtma tesisi ve endüstri limanı yapımı için yine delta tercih edilmiştir. Đlk olarak deltadaki tuz düzlüklerinin doldurulmasıyla elde edilen alanlarda Đzmir Atatürk Organize Sanayi Bölgesi(ĐAOSB) kurulmuş (Onmuş, 2002) ve 1978 yılında ĐAOSB hizmete açılmıştır (Fotoğraf 2). Deltada yapılması düşünülen endüstri limanı projesi deltada bulunan Yaban Hayatı Koruma Sahası nın yetkililerince yapılan itirazlar sonucu ve ayrıca bu alanın Ramsar Sözleşmesi yle koruma altına alınmasından dolayı vazgeçilmiştir (Defne, 2002). Đzmir Büyükşehir Belediyesi ne bağlı olan Đzmir Atık Su Arıtma Tesisi 1997 yılında yapılmaya başlanmış ve 2000 yılında yapımı tamamlanarak faaliyete geçmiştir (Fotoğraf 3). Tesis deltanın en bakir alanlarından birisini oluşturan tuzcul bozkır habitatına sahip olan ve I. Derecede Doğal Sit Bölgesi içerisinde bulunan güneydoğu Gediz Deltası ndaki bölümde yapılmıştır. Tesisin kuruluş yeri seçimi için hazırlanan ÇED raporunda, arıtma tesisinin bölgedeki flora ve fauna açısından herhangi bir sakıncası yoktur sonucu çıkmıştır. Rapora göre bölgede nesli tehlike altında olan türde bulunmamaktadır Defne, 2003). Fotoğraf 2: Đzmir Atatürk Organize Sanayisi ndeki bir fabrika Fotoğraf 3: Đzmir Atık Su Arıtma Tesisi Arıtma tesisinin yapılış amacı Đzmir Körfezi ne verilecek olan atık suların arıtılması ve böylece Đzmir Körfezi nin suyunun temizlenmesidir. Tesis çalışmaya başladıktan sonra körfezdeki lağım kokusu azalmaya başlamış ve körfezin suyu giderek temizlenmiştir. Bu tesis körfez için güzel bir işletme olmasına rağmen Gediz Deltası için problemlere neden olmuştur. Çünkü arıtma işleminden sonra geriye kalan atık çamur deltanın tuz düzlüklerinde depolanmaktadır. Bu tesisten her gün ortalama 600 ton vasıfsız atık çamuru çıkmaktadır ve çıkan bu çamur kuşların üreme, konaklama ve kışlama sahası olan tuz düzlüklerine kanunsuz bir şekilde yayılmaktadır (Onmuş, 2002, Atakol, 2003). Kültür ve Tabiat Varlıklarını Koruma kanununa göre çamurların I. Derecede Doğal Sit Bölgeleri 43

44 üzerinde depolanması suçtur. Alenen işlenen bu suç Kültür ve Turizm Bakanlığı nın doğal alanları ancak kâğıt üzerinde koruduğunun bir göstergesidir. Konutlar boyutuyla Gediz Deltası ele alındığında ortaya çıkan sorunların daha vahim olduğu gözlenmiştir. Yapılaşma tehdidi deltanın her köşesinde bulunmaktadır. Her geçen gün deltaya hızla yaklaşan Đzmir kenti, deltadaki biyoçeşitlilik için büyük tehlike oluşturmaktadır li yıllar Karşıyaka ilçesinin, 1990 lı yıllar ise Karşıyaka dan ayrılarak belediye olan Çiğli nin deltadaki baskısının arttığı yıllardır (Fotoğraf 4). Yapılaşma tehdidi ilk olarak Karşıyaka ilçesinin kuzeybatısındaki Mavişehir blokları ile başlamıştır. Delta nın merkezinde bulunan Sasalı Beldesi nin çevresi 1999 yılında I. Derecede Doğal Sit alanı ilan edilmişken, 2001 yılındaki bir değişiklikle sit derecesi düşürülerek yapılaşmanın yolu açılmıştır. Ayrıca beldenin nüfusluk mevcut imar planı nüfusluk bir imar planı ile değiştirilmiş ve bu yeni imar planına göre bölgede villa tipi konut inşaatları ve yeni sanayi alanları oluşturulması imkânı verilmiştir. Sasalı da imar izni verilen arazi ile Ramsar Alanı ve Yaban Hayatı Koruma Sahası arasındaki mesafe 10 metreden bile azdır (Onmuş, 2002). Çiğli Belediyesi nin deltaya olan yaklaşımı ise son derece düşündürücüdür. Belediye, deltanın kendi sınırları içerisinde olan tüm alanlarının imar planını hazırlamıştır (Saraç, 2003). Belediyeye gelip tapusunu alan her kişi, deltada bina yapma hakkına sahiptir. Ayrıca imar planı hazırlanmış olan bu sahalarda kat sınırlaması da bulunmamaktadır (Saraç, 2003). Kısacası Çiğli Belediyesi ruhsatlı olarak yapılacak her yeni binayı gelir kaynağı olarak görmektedir. Gediz Deltası nda bilimsel raporlarla kanıtlanmış olan ve doğal sit ilan edilerek koruma altına alınan alanlar, sit derecelerinin düşürülmesi suretiyle imara açılmaktadır. Yani doğal sitin yaptırımları gevşetilerek yapılaşma imkânı yaratılmaktadır. Bunun son örneği Mavişehir yakınlarındaki 2. derece sit alanında yaşanmıştır. Burası, Ege Üniversitesi Fen Fakültesi Biyoloji Bölümü öğretim üyesi Prof. Dr. Mehmet Sıkı nın ve Doğal Hayatı Koruma Derneği nin yaptığı çalışmalar doğrultusunda 2002 yılında II. Derece Doğal Sit ilan edilmiştir (Tırıl, 2004). Çiğli Belediyesi tarafından önceden yapılaşmaya açılmış olan bu bölge artık II. Derece Doğal Sit olmuştur. Bu karara beklendiği gibi Çiğli Belediyesi nden hemen itirazlar gelmiştir. Çiğli Belediyesi Başkanı bu alana ait imar planları olduklarını ve burasının doğal sit olmasını uygun görmediklerini belirtmiştir. Başkan Bölgede ne kuş, ne kedi, ne köpek var şeklinde beyanlarda bulunmuştur. Bu bölge ile ilgili gelişen sonraki olaylar ise daha şaşırtıcıdır. Yine 2002 yılı içerisinde Ege Kuş Gözlem Topluluğu Gediz Deltası nda Üreyen Kuşlar isimli uluslararası destekli bir çalışma yapar ve bu çalışmayla deltanın hangi noktasında hangi kuşların ürediği belirlenir (Onmuş, 2002). Bu çalışma sonuçlarına dayanarak, Ege Kuş Gözlem Topluluğu, Doğal Hayatı Koruma Derneği ve Đzmir deki bazı sivil toplum kuruluşları hazırladıkları bilimsel bir raporla II. Derece Doğal Sit statüsüne sahip olan bu yerin I. Derece Doğal Sit olarak korunması isterler ve bu raporu Koruma Kurulu na sunarlar. Bu rapora karşılık olarak bir konut kooperatifi de Uludağ Üniversitesi Biyoloji Bölümü öğretim üyelerinden bazılarına aynı bölgede bir araştırma yaptırır ve onlarda bilimsel bir raporu Koruma Kurulu na sunarlar. Sonuçta Koruma Kurulu I. Derece Doğal Sit e çıkarılmasını fotoğraflarla da destekleyen raporu dikkate almayıp, Uludağ Üniversitesi Biyoloji Bölümü öğretim üyelerinin raporunda yer alan Alanda tehlike altında bulunan veya korunmayı gerektiren endemik ya da ender bitki ve hayvan türleri tespit edilememiştir ibaresine dayanarak bu bölgenin sit derecesini 3 e düşürür (Defne, 2002). Bu gelişmelerin en ilginç yanı ise, Kültür Bakanlığı henüz bu konuda açıklama 44

45 yapmamışken, Çiğli Belediye Başkanı nın, bunu bir müjde olarak kamuoyuna duyurmasıdır (Atakol, 2002). Deltadaki sorunlar sadece yapılaşmayla kalmamaktadır. Örneğin Đzmir Büyükşehir Belediyesi ne bağlı olan Đzmir Su ve Kanalizasyon Đdaresi (ĐZSU) Sasalı Beldesi nin güneyinde bulunan sahada izinsiz olarak ağaçlandırma faaliyetlerinde bulunmuştur (Onmuş, 2002). Bu faaliyet için seçilen ağacın türü ise düşündürücüdür. Çünkü bu alana okaliptüs ağaçları dikilmiştir. Yetişkin bir okaliptüs ağacının günde ortalama 500 litre tatlı su tükettiği düşünülürse bu ağaçlandırma faaliyetinin temel amacının kurutmak olduğu ortaya çıkmaktadır. Kültür ve Tabiat Varlıklarını Koruma Kanunu aracılığıyla ilan edilen doğal sit alanlarına çöp ve moloz dökümü yasaklanmış olmasına rağmen Gediz Deltası ndaki doğal sit alanları çöp yuvası olarak karşımıza çıkmaktadır. Çiğli ile Sasalı beldesi arasında bulunan yol boyunca bölgenin I. Derece Doğal Sit olduğunu ve çöp ve moloz dökümünün yasaklandığını belirten tabelalar olmasına rağmen bu alan moloz döküm sahası olarak kullanılmaktadır (Fotoğraf 5). Fotoğraf 4: Gediz Deltası nın güneydoğusunda yapılaşmaya açılmış alanlar Fotoğraf 5: Çiğli ile Sasalı yolu arasında sıkça rastlanan SĐT tabelalarından biri Yukarıda açıklandığı gibi deltadaki yapılaşma, arıtma tesisinin atık problemi, yerel yönetimlerin çıkar amaçlı yaklaşımları, korumadaki çok başlılık ve arazi kullanımındaki yanlışlık gibi sorunlar Gediz Deltası nın sonunu hazırlamaktadır. Sonuç ve Değerlendirme Gediz Deltası bugüne kadar çeşitli devlet kuruluşları, bilim adamları, duyarlı kişi ya da grupların çabalarıyla korunmaya çalışılmıştır. Bu noktadan sonra ise devlet üzerine düşen görevi yapmakla yükümlüdür. Deltada 3 farklı koruma statüsü olmasına rağmen bu statülerin etkinlikleri tartışma konusudur. Bu yüzden koruma bütüncül bir bakış açısıyla yapılmalı ve çok başlılıktan vazgeçilmelidir. Koruma planlanırken sadece deltaya ve çevresine bağlı kalınmamalı, deltaya hayat veren Gediz Nehri nin tüm havzası dikkate alınmalıdır. Deltada korunan alanların sınırları yeniden saptanmalıdır. Deltada bulunan habitatların özelliklerine göre mutlak koruma bölgeleri ve geçiş (tampon bölgeler) bölgeleri tespit edilmelidir. Tampon bölgelerde yürütülebilecek faaliyetler dikkatlice seçilmeli ve kontrol edilmelidir. Deltadan yararlanmanın sürdürülebilir nitelikte olması gerekmektedir. 45

46 Yerel yönetimler (Đzmir Büyükşehir Belediyesi, Çiğli Belediyesi, Sasalı Belediyesi) kısa süreli ekonomik çıkar sağlama politikalarından vazgeçmelidir. Eğer amaç gelir sağlamaksa, dünya genelinde kuş gözleminin oluşturduğu yıllık yaklaşık 78 milyar doları bulan ekonomik kazançtan en büyük payı almak hedeflenmelidir. Deltadaki yapılaşmanın ileride çok büyük sorunlar oluşturacağı göz ardı edilmemelidir. Yapılaşmayla birlikte artan çevre sorunları ileride çözülemeyecek boyutlara ulaşabilir. Örneğin günümüzde sağanak yağışlar sonucunda bile deltadaki organize sanayisi sular altında kalmaktadır. Ayrıca deltadaki yapılaşma zeminin dayanıksızlığı yüzünden olası bir depremde tehlike arz etmektedir. Türkiye Cumhuriyeti Devleti taraf olduğu uluslararası antlaşmaların yükümlülüklerini yerine getirirse ve koyduğu kanunları etkili bir şeklide hayata geçirebilirse, Gediz Deltası nda yaşanan koruma-kullanma çatışması çözülebilecektir. Kaynakça Atakol, A. (2002). Đzmir Kuşlara Mezar Olmasın, Atlas Dergisi, Sayı: 113, Đstanbul, 20. Atakol, A. (2003). Gediz de Oyunlar, Atlas Dergisi, Sayı: 128, Đstanbul, 24. Defne, A. (2002). Deltada Savaş, Atlas Dergisi, Sayı: 116, Đstanbul, Defne, A. (2003). Deltada Đkinci Cephe, Atlas Dergisi, Sayı: 120, Đstanbul, Eken, G. (1997). Gediz Deltası, Kentin Kuşattığı Kuş Cenneti, Atlas Dergisi, Sayı: 54, Đstanbul, Erşen, T. (2002). Gediz Kuş Cenneti, Atlas Dergisi, Sayı: 115, Đstanbul, Kaplan, A. Kılıçaslan, Ç. Kara, B. Tırıl, A. (1997). Đzmir Kuş Cenneti ve Çevresi- Kentsel Gelişme Đlişkileri, Türkiye nin Kıyı ve Deniz Alanları I. Ulusal Konferansı, Ankara: Türkiye Kıyıları 97 Bildiriler Kitabı. Kaplan, A. Tırıl, A. Kara, B. (2001) Đzmir Kuş Cenneti ve Çevresi- Kentsel Gelişme Đkilemi, Türkiye nin Kıyı ve Deniz Alanları III. Ulusal Konferansı, Đstanbul: Türkiye Kıyıları 01 Bildiriler Kitabı. Onmuş, O. Tırıl, A. Durusoy, R. Eken, G. Arsan, Z. Bilge, O. (2002). Gediz Deltası nda Katılımcı Yönetim Planı Đçin Öneriler, Türkiye nin Kıyı ve Deniz Alanları IV. Ulusal Konferansı, Đzmir: Türkiye Kıyıları 02 Konferansı Bildiriler Kitabı. Onmuş, O. (2003). Ateş Ortasında Umut,Atlas Dergisi, Sayı:66, Đstanbul, Onmuş, O. (2006) Coğrafi Bilgi Sistemlerinin Önemli Kuş Alanları nın Đzlenmesi ve Yönetilmesi Amaçlı Kullanımı, Gediz Deltası Önemli Kuş Alanı Olgu Çalışması, 4. Coğrafi Bilgi Sistemleri Bilişim Günleri, Đstanbul: Fatih Üniversitesi. Saraç, Ü. (2003), Mülakat, Çiğli Belediyesi Đmar Müdürlüğü Harita Bölümü Sorumlusu, , Çiğli, Đzmir. Sarıgül, G. (1994), Flamingoların Düğünü, Atlas Dergisi, Sayı: 11, Đstanbul, Tırıl, A. (2004) Gediz Deltası Adaletin Terazisinde, Kuşçu Postası, Sayı:2, Ankara: Sayfa: 3. Yarar, M. ve Magnin G. (1997). Türkiye nin Önemli Kuş Alanları, Đstanbul: Doğal Hayatı Koruma Derneği Yayınları. Yarar, M. (1998). Kuşlar ve Cennetleri, Đstanbul: Doğan Ofset Yayıncılık. Yurt, H. (2003), Mülakat, Gediz Deltası Yaban Hayatı Koruma Sahası ndaki Görevli Memur, , Gediz, Đzmir. Yücel, M. (1994). Doğa Koruma Alanları ve Planlanması, Adana: Çukurova Üniversitesi Yayınları, No: 147. Đnternet Kaynakları http//: (Ziyaret Tarihi: ) 46

47 http//: (Ziyaret Tarihi: (Ziyaret Tarihi: ) http//: (Ziyaret Tarihi: ) (Ziyaret Tarihi: ) (Ziyaret Tarihi: ) (Ziyaret Tarihi: ) (Ziyaret Tarihi: ) (Ziyaret Tarihi: ) (Ziyaret Tarihi: ) 47

48 ARCHĐVAL DNA RECORDĐNG FOR MONĐTORĐNG WATER SAMPLES 1 Alperen Çağatay Serdaroğlu, 1 Hatice Kübra Şengül, 1 Mehmet Dinçer Đnan, 1 Zeynep Ulupınar, 1 Mustafa Gönen, 1 Hatice Esra Akgül, 1 Aqa Muhammed Arsari, 1 Ahmet Çıngır, 1 Enes Karaboğa, 2 Ahmet Ayaz, 3 Mustafa Ulaşlı, 4 Irem Uzonur Introduction The rapid increase of the anthropogenical activity has caused a progressive deterioration of the water quality over the past decades. The biological constituents of the water system can be an early warning for potential hazards awaiting like the algal blooms, red tides and the pathogenic colonizers of the drinking water. Our project aims to make use of archival DNA recordings for the early warning system to monitor potential pollution of freshwater, municipal or industrial waste waters or aquatic ecosystems. Material and Methods One lt of water samples from Büyükçekmece and Küçükçekmece Lakes have been collected. All the conditions weather, water quality and any observations about the collection date and collection area has been recorded. The water samples have been filtered by using the Sartorius water filtration system with three different sized filter papers, 0.20µm for detecting bacteria, 0.45 µm phytoplanktons and 40 µm particle retention for protozoans and micro and macroinvertebrates even. DNA extraction from filter papers has been done by using MN Nucleospin tissue DNA extraction kit efficient for extracting DNA samples from various sources. DNA samples have been labeled and stored at -20 o C for further PCR based molecular analysis. Test Principle of Legionella species identification by Aquascreen Kit AquaScreen is an in vitro test system for the qualitative or quantitative detection of pathogenic Legionella in a variety of water samples. AquaScreen combines the water filtration, lysis of the collected microorganism, as well as the extraction, purification and elution of the DNA in minimal volumes for the subsequent PCR analysis. Preparation of the Sample Material Preservation with chemical or physical means is not possible as intact microorganisms are needed for the filtration procedure. The samples may not be centrifuged for purification. For the testing procedure, at least 100 ml is minimally required, however a sample volume of at least 500 ml is recommended for highest sensitivity. Free DNA of dead and already lysed Legionella in the sample pass through the membrane filter and are not detectable in the test system. The test detects both viable and culturable and viable but not culturable (VBNC) Legionella. 1 Fatih University, Faculty of Arts and Sciences, Biology Department, 1st year student. 2 Fatih University, Faculty of Arts and Sciences, Biology Department, M.Sc. Thesis Student, Research Assistant. 3 Fatih University, Faculty of Arts and Sciences, Biology Department, M.Sc. 4 Fatih University, Faculty of Arts and Sciences, Biology Department, Assist. Prof. Dr. 48

49 Legionella species The supplied primer set is specific for a segment of the 16S rrna region of the Legionella genome. When using the Legionella spp. Detection Kit the amplified PCR product is 245 bp long and can be rendered visible directly in the agarose gel. Results The water sample has been collected for a preliminary analysis. The filtration procedures and the DNA extraction protocols are effective, but can be further improved or reformed according to special needs. The water specimens before and after filtration with three different filter papers were analyzed under both a compound light microscope and a dissecting microscope and photographed by using a digital camera for further investigation of the specimens. The three different filter papers were used to extract DNA from by using two different DNA extraction kits, MN Nucleospin Tissue DNA extraction kit for bigger pore sized filters and Aquascreen DNA fast extract kit for 0.45 micron pore sized filter. The DNA extracts were assayed for a general view of the lakes for assessment of RAPD-PCR banding by using OPB18 primer (figure 1, 6th and 7th lanes, for the RAPD-PCR results for Küçükçekmece lake and Büyükçekmece Lake 0.45micron filter DNA samples respectively. The 0.45micron sized filter DNAs were secondly analyzed for the existance of some specific species to show the applicability of the method from different perspectives by using Legionella specific primers (figure 1, 1-4th lanes) Figure 1: 2% agarose gel electrophoresis results for Küçükçekmece and Büyükçekmece lake water 0.45micron pore sized filter DNA extractions. The first five lanes ar efor screening results of Legionella species in these DNA extracts. 1st lane positive marker, 2nd and 3rd are for K.Çekmece and B.Çekmece samples and 5th lane for the negative sample for legionella species. 6th and 7th lanes ar efor the RAPD_PCR profiles obtained for these two lakes 0.45micron pore sized filter DNA samples. Microbial diversity seems to be greater as expected for Küçükekmece lake water sample. Conclusion Our archival DNA monitoring approach can be applicable in many different research areas from monitoring species diversity to special diversity of some species of interest to marine biologists like biotoxin producing species causing blooms in aquasystems or for the evaluation of global warming or for the spreading of infectious diseases. 49

50 Keywords: Archival DNA, PCR, Biomonitoring, Biodiversity, Küçükçekmece Lake, Büyükçekmece Lake. References 1. Atienzar F, Evenden A, Jha A, Savva D & Depledge MH (2000) Optimised RAPD analysis generates high-quality genomic DNA profiles at high annealing temperature. Biotechniques 28: Williams JG, Kubelik AR, Livak KJ, Rafalski JA, Tingey SV 1990 DNA polymorphisms amplified by arbitrary primers are useful as genetic markers Nucleic Acids Res. Nov 25;18(22):

51 ADAPAZARI KENTSEL ATIKSU ARITMA TESĐSĐ ATIKSUYUNUN KARAKTERĐZASYONUNUN ĐNCELENMESĐ VE DEĞERLENDĐRĐLMESĐ 1 Beytullah EREN, 1 Büşra SUROĞLU, 1 Asude ATEŞ, 1 Recep ĐLERĐ, 2 Rüstem Keleş ÖZET: Bu çalışmada, Adapazarı Kentsel Atıksu Arıtma Tesisi atıksuyunun karakterizasyonunun belirlenmesi ve uzun havalandırmalı aktif çamur sisteminin performansının değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Adapazarı atıksu arıtma tesisine gelen ortalama debi ( ) m³/gün dür. Atıksuyun ortalama giriş sıcaklığı ve ph değerleri sırasıyla ve 7.66 dır. Atıksu Arıtma Tesisine gelen atıksuyun karakterizasyonunun belirlenmesi için, iki yıl boyunca ( ) belirli aralıklarla tesisin giriş ve çıkışından numuneler alınmış ve numunelerde KOI, BOI 5, AKM, NH 4 -N, PO 4 -P gibi parametreler ölçülmüştür. Ölçüm sonuçlarına göre tesis girişinde; KOI: mg/lt, BOI 5 : mg/lt, AKM: mg/lt, NH 4 -N: mg/lt, PO 4 -P: mg/lt ve tesis çıkışında ise; KOI: mg/lt, BOI 5 : 1 27 mg/lt, AKM: mg/lt, NH 4 -N: mg/lt, PO 4 -P: mg/lt aralığında değiştiği gözlemlenmiştir. Arıtma Tesisinin ortalama performansı KOI için %92, BOI 5 için %96 ve AKM için %95 olarak bulunmuştur. Anahtar Kelimeler: Adapazarı, Atıksu, Karakterizasyon, Arıtma, Performans ABSTRACT: In this study, characterization of wastewater and extended aeration activated sludge system performance of Adapazari Municipal Wastewater Treatment Plant were investigated. Average flow rate is ( ) m³/d. With this aim, grap samples, which were taken certain period of two years ( ), were used. Influent values were varying such as, COD: mg/lt, BOD 5 : mg/lt, SS: mg/lt, NH 4 -N: mg/lt, PO 4 -P: mg/lt. Influent temperature and ph were 16.15, 7.66, Effluent values were varying such as, COD: mg/lt, BOD 5 : 1-27 mg/lt, SS: mg/lt, NH 4 -N: mg/lt, PO 4 -P: mg/lt, respectively. Performance of wastewater treatment plant was COD: 92 %, BOD: 96 %, SS: 95 %. Key words: Adapazari, Wastewater, Characterization, Treatment, Performance 1 Sakarya Üniversitesi, Müh. Fak., Çevre Mühendisliği Bölümü, Esentepe Kampüsü, Sakarya 2 Adapazarı Su ve Kanalizasyon Đdaresi (ADASU) Genel Müdürlüğü, Sakarya beren@sakarya.edu.tr, bsuroglu@sakarya.edu.tr, aates@sakarya.edu.tr, ileri@sakarya.edu.tr, adasu@adasu.gov.tr 51

52 GĐRĐŞ Atıksu karakterizasyonu, uygun arıtma sistemlerinin tasarımı ve tesisin düzgün bir şekilde işletilmesi açısından çok önemlidir. Kentsel atıksular genellikle ham evsel atıksular ile ön arıtmadan geçmiş endüstriyel atıksulardan oluşmaktadır. Bu yüzden bu atıksular çok farklı özelliklere sahiptir ve ekonomik bir arıtma için karakterizasyonunun bilinmesi gerekmektedir. Atıksuların karakterizasyonunu belirlerken deşarj yönetmeliğinde belirtilen tüm parametreler dikkate alınmalıdır [1]. Bu çalışmanın amacı; Adapazarı Kentsel Atıksu Artıma Tesisi Atıksuyunun karakterizasyonunun detaylı bir şekilde incelenmesi ve uzun havalandırmalı aktif çamur sisteminin performansının değerlendirilmesidir.. Adapazarı Kentsel Atıksu Arıtma Tesisi Tesis, konutlardan ve endüstriden kaynaklanan atık sularının tümünü arıtmak üzere tasarlanmıştır. Sanayi kuruluşları, zehirli madde, ağır metal veya başka bir kirletici içeren atık sularını pis su toplama sistemine boşaltmadan önce ön arıtmadan geçirmek zorundadır. Tesis kuru havalarda günde m3/gün, yağışlı havalarda m3/gün atık suyu arıtacak kapasitededir. Atık suyun arıtılması sonucunda, tam kapasite çalışmada günde yaklaşık 932 m3/gün %30 kuru maddeli çamur keki elde edilecektir. Tesise gelen atık sudaki organik kirlilik (Biyokimyasal Oksijen Đhtiyacı) takriben 225 mg/lt olup, çıkış değerleri arıtmadan sonra deşarj sınır değeri olan 30 mg/lt den daha düşük seviyelerde gerçekleşmektedir. Arıtma tesisi aşağıdaki birimlerden oluşmaktadır (Şekil 1); Kaba Elekler Sarmal Pompa Đstasyonu Đnce Elekler Havalandırmalı Kum Tutucu Yağ Toplama Kuyuları Havalandırma Havuzu (Uzun Havalandırmalı Aktif Çamur) Son Çökeltim Havuzu Çamur Yoğunlaştırıcı Çamur Geri Devir Pompa Đstasyonu Çamur Bekletme Tankı Belt Pres Filtre Bu çalışmada, arıtma tesisinin giriş ve çıkışından numuneler alınarak, bu numunelerde KOI, BOI 5, AKM, NH 4 -N, PO 4 -P gibi parametreleri ölçmek suretiyle atıksuyun karakterizasyonunun belirlenmesi ve uzun havalandırmalı aktif çamur sisteminin performansının değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Bunun için iki yıl boyunca ( ) tesis giriş ve çıkışından belirli aralıklarla numune alınarak analiz edilmiştir. 52

53 Şekil 1: Adapazarı Kentsel Atıksu Arıtma Tesisi Akım Şeması MATERYAL VE METOD Atıksu Numunesi Atıksuyun karakterizasyonunu belirlemek üzere tesisin girişinden iki yıl boyunca belirli aralıklarla anlık numuneler alınmış ve analiz edilmiştir. Ayrıca tesisin mevcut performansını belirlemek için tesis çıkışından da anlık numuneler alınarak analiz edilmiş ve tesis performansı belirlenmiştir. Adapazarı kentsel atıksu arıtma sistemi kapsamında, uzun havalandırmalı aktif çamur sisteminin işletilmesi, 2 saat havalandırma (nitrifikasyon) ve 2 saat çökelme (denitrifikasyon) şeklinde yapılmaktadır. Deneysel Metot Atıksuyun karakterizasyonunun belirlenmesi tesis girişinden alınan anlık numunelerde KOI, BOI 5, AKM, NH 4 -N, PO 4 -P gibi parametreler analiz edilmiştir. Bütün analizler standart metotlar da belirtilen yöntemlere uygun olarak yapılmıştır [2]. BULGULAR VE TARTIŞMA Adapazarı kentsel Atıksu arıtma tesisi giriş ve çıkış suyunda 2004 ve 2005 yılına ait çalışmaların sonuçları Tablo 1 de verilmiştir. Bu çalışma sonuçları incelendiğinde kirletici parametreler ortalama değerler bazında giriş - çıkış suyunda sırasıyla KOI: mg/lt, BOI 5 : mg/lt, AKM: mg/lt, NH4-N: mg/lt, PO4-P: mg/lt olduğu görülmektedir. Tablo 1 de verilen giriş atıksuyu karakterizasyonu aylık ortalama verilerinin, aylara göre değişimi grafiğe aktarılarak; 53

54 Şekil 2, Şekil 3, Şekil 4, Şekil 5 ve Şekil 6 da verilmiştir. Şekil 4 den de görüleceği gibi Sonbahar ve Kış aylarında artan yağışlardan dolayı atıksuyun KOI değerinde seyrelmeden kaynaklanan düşüşler görülmektedir. Tesis giriş akımındaki BOI 5 /KOI oranları hesaplanarak Şekil 7 de verilmiştir. Ortalama BOI 5 /KOI oranı 0.46 olarak hesaplanmıştır. Atıksuyun giriş ve çıkışından elde edilen veriler göz önüne alınarak tesisin giderme verimi hesaplanmış ve Şekil 3 de gösterilmiştir. Tesisin ortalama olarak giderim verimleri AKM %95, BOI 5 % 96, KOI %92 olarak bulunmuştur. Tablo ve 2005 Yılı Adapazarı Kentsel Atıksu Arıtma Tesisi giriş ve çıkış atıksuyu karakterizasyonu AKM Kons. (mg/lt) AKM Konsantrasyonunun Aylara Göre Değişimi Oca.04 Şub.04 Mar.04 Nis.04 May.04 Haz.04 Tem.04 Ağu.04 Eyl.04 Eki.04 Kas.04 Ara.04 Oca.05 Şub.05 Mar.05 Nis.05 May.05 Haz.05 Tem.05 Ağu.05 Eyl.05 Eki.05 Kas.05 Ara.05 Aylar Şekil 2. Tesis giriş suyunda Ocak Aralık 2005 arasında AKM konsantrasyonunun aylara göre değişimi 54

55 BOI5 Kons. (mg/lt) Oca.04 Şub.04 BOI5 Konsantrasyonunun Aylara Göre Değişimi Mar.04 Nis.04 May.04 Haz.04 Tem.04 Ağu.04 Eyl.04 Eki.04 Kas.04 Ara.04 Oca.05 Şub.05 Aylar Mar.05 Nis.05 May.05 Haz.05 Tem.05 Ağu.05 Eyl.05 Eki.05 Kas.05 Ara.05 Şekil 3. Tesis giriş suyunda Ocak Aralık 2005 arasında BOI 5 konsantrasyonunun aylara göre değişimi KOI Konsantrasyonunun Aylara Göre Değişimi değişimi PO4-P Kons. (mg/lt) PO4-P Konsantrasyonunun Aylara Göre Değişimi Oca.04 Şub.04 Mar.04 Nis.04 May.04 Haz.04 Tem.04 Ağu.04 Eyl.04 Eki.04 Kas.04 Ara.04 Oca.05 Şub.05 Mar.05 Nis.05 May.05 Haz.05 Tem.05 Ağu.05 Eyl.05 Eki.05 Kas.05 Ara.05 Aylar Şekil 6. Tesis giriş suyunda Ocak Aralık 2005 arasında PO 4 -P konsantrasyonunun aylara göre değişimi KOI Kons. (mg/lt) Oca.04 Şub.04 Mar.04 Nis.04 May.04 Haz.04 Tem.04 Ağu.04 Eyl.04 Eki.04 Kas.04 Ara.04 Oca.05 Şub.05 Mar.05 Nis.05 May.05 Haz.05 Tem.05 Ağu.05 Eyl.05 Eki.05 Kas.05 Ara.05 Aylar Şekil 4. Tesis giriş suyunda Ocak Aralık 2005 arasında KOI konsantrasyonunun aylara göre değişimi NH4-N Konsantrasyonunun Aylara Göre Değişimi BOI5/KOI Tesis Girişinde BOI5/KOI Oranları Oca.04 Şub.04 Mar.04 Nis.04 May.04 Haz.04 Tem.04 Ağu.04 Eyl.04 Eki.04 Kas.04 Ara.04 Oca.05 Şub.05 Mar.05 Nis.05 May.05 Haz.05 Tem.05 Ağu.05 Eyl.05 Eki.05 Kas.05 Ara.05 Aylar Şekil 7. Tesis giriş suyunda BOI 5 /KOI Oranlarının aylara göre değişimi NH4-N Kons. (mg/lt) Oca.04 Şub.04 Mar.04 Nis.04 May.04 Haz.04 Tem.04 Ağu.04 Eyl.04 Eki.04 Kas.04 Ara.04 Oca.05 Aylar Şub.05 Mar.05 Nis.05 May.05 Haz.05 Tem.05 Ağu.05 Eyl.05 Eki.05 Kas.05 Şekil5. Tesis giriş suyunda Ocak Aralık 2005 arasında NH 4 -N konsantrasyonunun Ara.05 Verim (%) AKM-BOI5-KOI giderim verimlerinin aylara göre değişimi Oca.04 Şub.04 Mar.04 Nis.04 May.04 Haz.04 Tem.04 Ağu.04 Eyl.04 Eki.04 Kas.04 Ara.04 Oca.05 Şub.05 Mar.05 Nis.05 May.05 Haz.05 Tem.05 Ağu.05 Eyl.05 Eki.05 Kas.05 Ara.05 Aylar AKM BOI5 Şekil 8. Tesisin AKM-BOI 5 -KOI giderim verimlerinin aylara göre değişimi KOI 55

56 TARTIŞMA VE SONUÇLAR Bu çalışmada, Adapazarı Kentsel Atıksu Arıtma Tesisi atıksuyunun karakterizasyonunun belirlenmesi ve uzun havalandırmalı aktif çamur sisteminin performansının değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Adapazarı kentsel atıksu arıtma sistemi kapsamında, uzun havalandırmalı aktif çamur sisteminin işletilmesi, 2 saat havalandırma (nitrifikasyon) ve 2 saat çökelme (denitrifikasyon) şeklinde yapılmaktadır. Ölçüm sonuçlarına göre tesis girişinde; KOI: mg/lt, BOI 5 : mg/lt, AKM: mg/lt, NH 4 -N: mg/lt, PO 4 -P: mg/lt ve tesis çıkışında ise; KOI: mg/lt, BOI 5 : 1 27 mg/lt, AKM: mg/lt, NH 4 -N: mg/lt, PO 4 -P: mg/lt aralığında değiştiği gözlemlenmiştir. Adapazarı Kentsel Atıksu Arıtma Tesisi nde KOI giderim verimi ortalama olarak %92 olup, % aralığında değişmektedir. Arıtma Tesisinin ortalama performansı KOI için %92, BOI 5 için %96 ve AKM için %95 olarak bulunmuştur. Su Kirliği Kontrolü Yönetmeliğinde henüz TN ve TP değerleri mevcut olmadığından değerlendirmeler bunlara göre yapılmamıştır. Kentsel atıksu arıtma sistemlerinin işletilmesinde, aktif çamuru inhibe edici ve havalandırma havuzundaki oksijeni hızlı azaltma özelliğinden dolayı, amonyum azotu (NH 4 -N) değeri oldukça dikkat edilmesi gereken bir parametredir. Tesiste atıksuyun karakterizasyonunda çok fazla bir değişme olmadığından, buna paralel olarak verimde de çok büyük bir değişme meydana gelmemektedir. Tesisin iyi bir arıtım performansına sahip olmasının nedeninin atıksuyun karakterindeki mevsimsel değişimlerin fazla olmamasından dolayıdır. Kentsel atıksuların arıtılmasında uzun havalandırmalı aktif çamur siteminin uygun bir yöntem olduğu sonucuna varılmıştır. KAYNAKLAR 1. A.E. Erdoğan, G.E. Zengin, D. Orhon, Türkiye de evsel atıksu oluşum miktarları ve karakterizasyonu, itüdergisi/e, su kirlenmesi kontrolü, Cilt:15, Sayı:1-3, D. Eaton, L.S. Clesceri and A.E. Greenberg., Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 20 th Edition, APHA, AWWA & WEF ISBN: C, A. Arslan, S. Ayberk, Đzmit endüstriyel ve Evsel Atıksu Arıtma Tesisi Atıklarının Konvensiyonel Karakterizasyonu ve Değerlendirilmesi, Ekoloji, 14, 54, 7-12,

57 ĐÇME VE KULLANMA SULARININ YUMUŞATILMASI, OZONLAMA ĐLE DEZENFEKSĐYONU VE MĐKROBĐYOLOJĐK ANALĐZLER THE SOFTENING, DISENFECTION WITH OZONATION AND MICROBIOLOGICAL ANALISIS IN DRINKING AND USING WATER Đrem GÜLMEZ, Gözde Bahar TÜRKER, Meltem TAŞKIN, Aylin VATANSEVER, Serap MEMĐŞOĞLU, Serdar CUMBUL, Deniz TALAŞ, Müzeyyen TAHMAZ, Erdal KARADURMU޹ ÖZET Fakültemiz içme suyunun toplam sertliğinin yüksek olduğu ve zaman zaman mikrobiyolojik bozunmalar oluştuğu deneysel çalışmalarda gözlenmiştir. Bu sonuçlardan yola çıkılarak suların içilebilir nitelik kazanması amacıyla içme suyunun yumuşatılması, dezenfeksiyonu ve dezenfeksiyonun uygunluğunun tespit edilmesi çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Yüksek sertlik miktarının giderilmesi amacıyla ev ve laboratuar tipi olmak üzere 2 sistem üzerinde çalışmalar yapılmıştır. Bu çalışmalarda sudaki anyon ve katyonları gidermek amacıyla çeşitli anyonik, katyonik reçineler ve zeolitler kullanılmıştır. Bu sistemlerden sertliği azalmış olarak çıkan sular dezenfekte edilmek amacıyla masa tipi ozon jeneratörüyle ozonlanmıştır. Ozonlama miktarının ölçümü için ozon analizörü kullanılmıştır. Daha sonra ozonlanan sular, mikrobiyolojik faaliyetlerin olup olmadığının anlaşılması amacıyla çoklu tüp yöntemiyle TS 266 Đçme suyu standardına göre analizlenmiştir. Yapılan analizlerde fakülte şebeke suyu, yumuşatma sistemi giriş, çıkış, ozonlama sonrası su örnekleri alınarak fiziksel, kimyasal ve mikrobiyolojik analizleri yapılmıştır. Örneğin toplam sertlik FS 0 den 2.43 FS 0 ne, nitrat azotu 3.5 mg/l den 2.1 mg/l değerine düşürülebilmiş, toplam koliform 23 EMS/100 ml den 0 EMS/100 ml değerine indirilebilmiştir. Yapılan çalışma ile Mühendislik Fakültesi yemekhanesi, çay ocakları ve kantinde kullanılabilecek kalitede içme suyu sağlanmıştır. Ayrıca laboratuarlarda kullanılan safsu üretim cihazlarının sık sık arızalanması önlenerek daha kaliteli safsu elde edilmiştir. Anahtar kelimeler: Su Yumuşatma, Đyon Değiştirici Reçineler, Ozonlama, Dezenfeksiyon, EMS Yöntemi. ABSTRACT It was observed by experimental researches that the total hardness was high and sometimes there were microbiological decompositions in drinking water of our faculty. Leading from these results, softening of drinking water, disinfection and control of disinfection experiments were done for obtaining drinkable water quality. For removing high hardness quantity, home and laboratory system types were experimented. In these experiments; various anionic, cationic resins and zeolite were used. Taken water samples from softening system were ozonized for disinfection by using table type ozoniation generator. Ozone analyzer was used for measuring amount of ozone. Then ozonized water samples were controlled for microbiological activity with multiple tube system and evaluated with respect to TS 266 Drinking Water Standard. The water samples were taken from faculty water system, input and output of water softening system and after ozonization and then physical, chemical and microbiological analysis were done. ¹Hitit Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Kimya Mühendisliği Bölümü Çorum 19100, erdalk@gazi.edu.tr 57

58 For example, total hardness was decreased from FS 0 to 2.43 FS 0, nitrate nitrogen 3.5 mg/l to 2.1 mg/l and total coliform 23 MPN/100 ml to 0 MPN/100 ml. By performed study, drinking water which is usable quality has been provided for cafeteria, canteen and tea room in engineering faculty. Besides, the system which is used for producing pure water in laboratories is often broken down, also this is prevented and high quality pure water is produced. Keywords: Water Softening, Drinking Water, Ion Exchanging Resins, Ozonization, Disinfection, MPN Method. 1.GĐRĐŞ Çorum Đçme ve Kullanma Suyu Arıtma Tesisi nden gelen şebeke suyunda kireç oranı fazla olduğundan toplam sertlik değeri yüksektir. Sertliği düşürmek amacıyla kullanılabilecek bir çok yöntem vardır. Bunlardan en çok kullanılanları: sıcak kireç soda, sud-soda, fosfat yöntemi ve iyon değiştirme ile su yumuşatma yöntemleridir. Şebeke suyunu içme suyu olarak kullanılabilmek için iyon değiştirme ile su yumuşatma sistemi kullanılmıştır. Bunun için daha önce yapılan analizlerde ev tipi yumuşatma cihazı ile analizler yapılmış daha sonra yetersizliği görülerek laboratuar tipi yumuşatma cihazına geçilmiştir. Yumuşatma sisteminden çıkan sularda ve çeşme sularında masa tipi bir ozon jeneratörü kullanılarak ozonlama yapılmıştır. Ozon jeneratörü havadan aldığı O 2 molekülünü O 3 (ozon) atomuna dönüştürür. Kararsızlığı yüksek olan bu molekül yüksek oksitleme özelliği göstermektedir. Ozon jeneratöründen çıkan ozon gazı statik karıştırıcı yardımıyla tam karışım sağlanarak suları ozonlamaktadır. Dezenfeksiyon işlemi belli hacimlerdeki örneklerde ve değişik zamanlarda bulunmuştur. Koliform türü bakteriler içme ve kullanma suyuna bulaşması halinde insan sağlığı olumsuz etkileyen bakteri türlerindendir. Bu nedenle içme ve kullanma sularının bu bakteri türlerinden arındırılması gerekmektedir. Mikrobiyolojik analizle içme ve kullanma suyundaki toplam koliform ve suyu iyileştirmek için kurulan sistemlerden alınan su numunelerinde EMS değerlerindeki değişmeleri gözlemleyip sistemin mikrobiyolojik olarak etkisini incelemek amaçlanmıştır. Koliform türü bakteri varlığını tespit edebilmek için en muhtemel sayı yöntemi (EMS), katı besi yeri kullanımı, membran filtrasyon tekniği kullanılmaktadır. Yapılan çalışmada TS 266 içme suyu standardında uygulanan bir yöntem olan EMS (en muhtemel sayı yöntemi) kullanılmıştır. 2.UYGULANAN YÖNTEMLER ve DENEYSEL ÇALIŞMALAR 2.1. YUMUŞATMA SĐSTEMĐ ÜZERĐNDE YAPILAN DENEYSEL ÇALIŞMALAR Laboratuar tipi deney sistemi; 45 cm boyunda, 10cm ve 8cm çapında olmak üzere içe içe geçmiş iki tüpten oluşan 3 kolondan oluşmaktadır. Đlk olarak ön tutucu olan filtrede; 0,5 mm ve daha büyük partikülleri tutar. Đkinci kolonda kalsiyum, magnezyum, baryum, mangan, demir iyonlarını sudan arındırmak için katyonik reçine kullanılmıştır. Sistemde denemesi yapılan katyonik reçineler DVB-Stiren, Purolite Karışık Yataklı Reçine, Sodyum Bazlı Katyonik Reçine, DVB Stiren Mixbed Katyonik Reçine(1:1),DVB Stiren Karışık Yataklı Reçine(1:1), boyut olarak 4mm/2mm, 2mm/1mm 1mm/0,5mm elekten geçen klinoptilolit dir. Anyonik reçine olarak DVB-Stiren anyonik reçine kullanılmıştır. Reçineler değiştirilerek çeşitli debilerde çalışmalar yapılmıştır. Sistemden çıkan suyun analizleri yapılmıştır. Katyonik reçineler ile yapılan analizlerde daha önceki çalışmalarda kullanılan ev tipi yumuşatma 58

59 sistemi ile laboratuar tipi yumuşatma sisteminin değerleri karşılaştırılmıştır. Analizlerde her reçine için beş numune çalışılmış bu numunelerde Mg +2,Ca +2 ve Toplam Sertlik Değerleri ne bakılmıştır ve bunun için EDTA titrasyon yöntemi kullanılmıştır. Yapılan bu çalışmada alınan değerler Tablo 1 ve Tablo 2 de gösterilmiştir. Tablo 1. Fakülte Suyu Toplam Sertlik, Mg +2 ve Ca +2 Katyonları Analiz Sonuçları REÇĐNE TÜRÜ DEBĐ lt/dk KOLON GĐRĐŞĐ Toplam 22.5 Fr Fr Fr Fr Fr 0 Sertlik Ca +2 Katyonik Reçine Fr Fr Fr Fr Fr 0 Mg Fr 0 3 Fr Fr Fr Fr 0 Toplam Fr Fr Fr Fr Fr 0 Sertlik Sodyum Bazlı Reçine 1.7 Ca Fr Fr Fr Fr Fr 0 Mg Fr Fr Fr Fr Fr 0 Toplam Hcsr-S Fr Fr Fr Fr Fr 0 Sertlik Katyonik Reçine Ca Fr 0 9 Fr Fr Fr Fr 0 Mg Fr Fr Fr Fr Fr 0 Toplam DVB Stiren Fr Fr Fr Fr Fr 0 Karışık Sertlik Ca +2 Yataklı(1:1) Fr Fr Fr Fr Fr 0 Mg +2 T 0 dk T 30 dk T 60 dk T 120 dk 6.5 Fr Fr Fr Fr Fr 0 Toplam Fr Fr Fr Fr Fr 0 Sertlik Purolite Karışık Yataklı Reçine Ca Fr Fr Fr Fr 0 18 Fr 0 Mg Fr Fr Fr Fr Fr 0 Toplam DVB Stiren Fr Fr Fr Fr Fr 0 Sertlik Mixbed Reçine Ca Fr Fr Fr Fr Fr 0 Mg Fr Fr Fr Fr Fr 0 Toplam 25.56Fr Fr Fr Fr 0 Sertlik 4/2 mm KLĐNĐPTONĐT Ca Fr Fr 0 18 Fr Fr 0 # Mg Fr Fr Fr Fr 0 Toplam 25.56Fr Fr Fr 0 Sertlik 2/1 mm Ca +2 Kliniptonit 18.9 Fr Fr Fr 0 # # Mg Fr Fr Fr 0 Toplam 22.5 Fr Fr 0 Sertlik 1/0.5 mm Ca +2 Kliniptonit Fr Fr 0 # # # Mg Fr Fr 0 Toplam Sertlik 0.5/0.25 mm 1.4 Ca +2 Kliniptonit # # # # # Mg +2 59

60 # Yapılan çalışmada çamurlaşma görülmüştür. Tablo 2. Toplam Sertlik,Mg +2 ve Ca +2 Katyonları Analiz Sonuçları REÇĐNE DEBĐ KOLON T 0 T 30 T 60 T 120 lt/dk GĐRĐŞĐ Dk dk dk dk Toplam Sertlik Değerleri(Fr o ) Katyonik Reçine ,64 24,63 2,43 3,53 11,64 24,34 DVB Stiren Karışık Yataklı ,66 26,46 9,72 14,58 20,79 24,57 Reçine DVB Stiren Mixed Bed ,75 25,52 3,25 15,78 22,8 25,34 Reçine 4/2 mm Kliniptonit ,72 26,24 23,26 23,8 25,43 25,83 2/1 mm Kliniptonit ,51 26,46 23,19 24,32 25,08 26,42 1/0.5 mm Kliniptonit ,6 # # # # # 0.5/0.25 mm Kliniptonit ,4 # # # # # # Yapılan çalışmada çamurlaşma görülmüştür. Tablo 3. Anyonların Analiz Sonuçları Sodyum Bazlı Katyonik Reçine-DVB-Stiren Anyonik Reçine ile Yapılan Çalışmanın Sonuçları T=16,5 o C Zaman(dk) Çeşme suyu Debi(L/dk) 1,30 1,3 1,2 1,05 0,98 NO N(mg/L) 3,5 2,8 2,1 2,2 2,4 NO - 3 (mg/l) 15,5 12,4 9,3 9,742 10,628 NO N(mg/L) 0,06 0,04 0,005 0,003 0,007 NO - 2 (mg/l) 0,1971 0,1314 0,0164 0,0098 0,023 Cl 2 (mg/l) 0,23 0,07 0,07 0,06 0,06 Cl - (ppm) 29,9 29,9 27,9 27,9 30,5 NH 3 (mg/l) 0,3904 0,0366 0,0854 0,122 0, PO 4 1,24 0,97 0,56 0,92 1,06 60

61 Tablo 4. Anyonların Analiz Sonuçları Ön Tutucu+ DVB Stiren Karışık Yatak+ DVB Stiren Anyonik ile Yapılan Çalışmanın Sonuçları T=18 o C Zaman(dk) Çeşme suyu Debi(L/dk) 1,6 1,35 1,25 1,1 1,15 NO N(mg/L) 3,2 1,1 0,8 0,7 0,7 NO - 3 (mg/l) 14,171 4,871 3,542 3,1 3,1 NO - 2-0,013 0,007 0,005 0,004 0,004 N(mg/L) NO - 2 (mg/l) 0,0427 0,023 0,0164 0,0131 0,0131 Cl 2 (mg/l) 0,05 0,03 0,02 0,04 0,04 SO -2 4 (mg/l) PO 4 1,22 1,01 1,04 0,99 1,13 Laboratuar tipi su yumuşatma sisteminde alınan numunelerle için yapılan anyon analizlerinde nitrat, nitrit, klor miktarlarını tayin etmek için HACH DR-2400 Spektrofotometresi; fosfat, amonyak, sülfat miktarlarını belirlemek için HACH DR-2000 Spektrofotometresi; toplam sertlik, klorür ve baziklik analizleri için titrimetrik metot kullanılmıştır. Ayrıca numunelerin ph ve sıcaklığı ölçülmüştür. Tablo 5. Anyonların Analiz Sonuçları Ön Tutucu+Puralite Katyonik Reçine+DVB-Stiren Anyonik Reçine ile Yapılan Çalışmanın Sonuçları T=19 o C Zaman(dk) Çeşme suyu Debi(L/dk) 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 NO N(mg/L) 3,8 2,7 2,4 2,6 2,6 NO - 3 (mg/l) 16,829 11,957 10,629 11,514 11,514 NO N(mg/L) 0,006 0,009 0,011 0,006 0,006 NO - 2 (mg/l) 0,020 0,030 0,036 0,020 0,020 Cl 2 (mg/l) 0,15 1,09 0,06 0,06 0,05 Cl - (mg/l) 54 38,5 51,7 47,5 53,2 SO -2 4 (mg/l) NH 3 (mg/l) 0,05 0, ,02-3 PO 4 1,09 1,07 1,07 1,04 1,12 ph 8,18 8,31 8,06 7,97 8,1 61

62 NO3-(mg/L) Zaman(dk) Seri 1 Seri 2 Seri 3 Şekil 1. Nitrat Derişiminin Değişimi Anyonik reçine her 8 saat kullanımdan sonra %4 lük NaOH çözeltisi ile rejenere edildikten sonra saf su ile yıkanıp tekrar kullanılmaya başlanmıştır. 2.2.OZONLAMA SĐSTEMĐ ÜZERĐNDE YAPILAN DENEYSEL ÇALIŞMALAR Yapılan bu çalışmalardan sonra hem içme suyunda, hem de anyonik, katyonik reçineler ve zeolitlerle yumuşatılmış sularda ozonlamayla dezenfeksiyon yapılmıştır. Yumuşatılan bu sular masa tipi bir ozon jeneratörü kullanılarak ozonlama işlemine tabi tutulmuştur. Bu jeneratör dakikada 4mg/L ozonlama kapasitesine sahiptir. Đçinde, havadaki O 2 yi kullanarak O 3 haline dönüştüren 3 tüp tipli reaktör vardır. Aynı zamanda gönderilen hava miktarını da ayarlamak mümkündür. Çıkan ozon gazı, statik karıştırıcı yardımıyla hacmi belli su numunelerine gönderilerek ozonlama yapılmaktadır. Ozon gazı kararsız bir yapıya sahiptir. Bu nedenle ozonlanan numunelerin ölçümlerinin kısa sürede yapılması gerekmektedir. Ozon ölçümü için kullandığımız cihaz aynı zamanda ph ı ve mv u okumamızı sağlamaktadır. mv cinsinden okunan değerler aşağıdaki tablo kullanılarak ppm e çevrilmiştir. Tablo 6.mV-ppm Karşılıkları mv ppm 0 0,04 0,08 0,13 0,16 0,20 0,22 0,25 mv ppm 0,39 0,50 1 1,25 1,50 1,75 2,25 2,5 Sudaki ozon miktarı ozon ölçüm cihazının probunun numune kabına daldırılmasıyla yapılmaktadır. Probun gövdesi epoksiden yapılmış bir malzemeyle kaplıdır. Đçinde jel şeklinde KCl bulunmaktadır. 7 bar basınca kadar dayanabilir ve her ph aralığında çalışmak mümkündür. Bu prop sallandıkça elektrostatik olarak kendi kendini şarj etmektedir OZONLAMA Tablo 7 de ozonloma işlemi deneysel çalışması görülmektedir. Yapılan çalışmada belirli sıcaklık ve hacimde ozon miktarı ölçülmüştür. 62

63 Tablo 7. Çeşme Suyunda Yapılan Çalışmalar Tablo 8 de ön yumuşatma sisteminden çıkan suların ozonlanması çalışmaları görülmektedir. Ön yumuşatma olarak Klinoptilolit kullanılmıştır. Tablo 9 da Purolite katyonik reçine ile yapılan ön yumuşatma sonuçlarının ozonlaması görülmektedir. Tablo 10 da Sodyum bazlı katyonik reçine sonuçları görülmektedir. Yapılan deneysel çalışmalardan elde ettiğimiz veriler ozon miktarlarının zamanla değişimini görmek amacıyla grafiğe geçirilmiştir. Bu grafikler Şekil 2 - Şekil 7 de görülmektedir. Tablo 8. Ön Yumuşatma Sistemiyle(Klinoptilolit Reçine) Yapılan Çalışmalar 63

64 Tablo 9. Ön Yumuşatma Sistemiyle(Purolite Katyonik Reçine) Yapılan Çalışmalar Tablo 10. Ön Yumuşatma Sistemiyle(Sodyum Bazlı Katyonik Reçine) Yapılan Çalışmalar Şekil 2. Çeşme Suyunun Ozon Miktarının Zamanla Değişimi Şekil 3. Purolite Katyonik Reçine ile Yumuşatılan Suyun Ozonlanması 64

65 Şekil 4. 4mm/2mm lik Elekten Geçen Kliptonolit ile Yumuşatılan Suyun Ozon Miktarının Zamanla Değişimi Şekil 5. 2mm/1mm lik Elekten Geçen Kliptonolit ile Yumuşatılan Suyun Ozon Miktarının Zamanla Değişimi Şekil 6. 1mm/0,5mm lik Elekten Geçen Kliptonolit ile Yumuşatılan Suyun Ozon Miktarının Zamanla Değişimi Şekil 7. Sodyum Bazlı Katyonik Reçine ile Yumuşatılan Suyun Ozon Miktarının Zamanla Değişimi 65

66 2.3.MĐKROBĐYOLOJĐK ÇALIŞMALAR Üniversite Öğrencileri 2. Çevre Sorunları Kongresi Mayıs 2007 Bu çalışmada kullanılan numuneler Hitit Üniversitesi Mühendislik Fakültesinin şebeke suyundan alınmıştır. Bu yöntem bazı analizlerde 3 lü bazılarında ise 5 li tüp düzeneği kullanarak yapılmıştır kimyasal olarak ise tek ve çift güçlü LST (lauril sülfat triptoz broth) besiyerleri ve brilliant gren bile broth (BGBB) besiyerleri kullanılmıştır. Sular önce çift ve tek güçlü LST(lauril sülfat triptoz broth) besiyerlerine 3 lü ve 5 li tüp sistemlerine göre 10, 1, 0.1 lik ekimler yapılarak 35 o C de 24 saat inkübasyona bırakılmış gaz çıkışı gözlenen tüplere doğrulamak için de brilliant gren bile broth (BGBB) besiyerine ekim yapılarak 37 o C de 24 saat inkübasyona bırakılmıştır. Gaz çıkışı olan tüplere göre En Muhtemel Sayı tablosundan sonuçlar değerlendirilmiştir.aşağıda çeşitli tarihlerde yapılan musluk suyu analizlerinin sonuçları değerlendirilmiştir. Tablo 11. EMS Analiz Sonuçları Yapılan analizde hem LST hem de BGBB ekimleri sonucu gaz çıkışı gözlenen tüpler +, gözlenmeyen tüpler olarak gösterilmiştir. Yukarıdaki tabloda 3 lü tüp düzeneğine göre sistem uygulanmıştır. 3.SONUÇLAR Yapılan analizler sonucunda sistemden çıkan suyun sertliğinde içme suyu standartları olan içme ve kullanma sularının fizikokimyasal özellikleri TS-266 ve Avrupa Birliği içme suyu standartlarına uygun su üretilebilmektedir. Nitrat değerlerinde DVB-Stiren 1:1 oranında karışık yataklı isteminin denendiği durumda 14,171mg/L den 3,1mg/L ye kadar, denenen diğer reçinelerde miktarın ortalama 1,6mg/L düştüğü gözlenmiştir. Đçme suyunda nitrit miktarının en fazla 0,1mg/L olması istenir. Eser nitrit değerlerine rastlanmasına rağmen ozon ile bu sorun giderilmektedir.. Sülfat miktarı tamamen uygulanan yöntemle giderilebilmektedir. Çalışmada değişik akış hızlarında ve zamanla anyon ve katyon değişimi ölçülmüştür. Bunun temel amacı rejenerasyon süresinin belirlenmesidir.debinin 1,2-1,3 L/dk arasında ve DVB-Stiren karışık yataklı reçine ile çalışıldığında en iyi sonuçlar elde edilmiştir. Karışık yataklı sistemde(dvb-stiren anyonik ve katyonik reçinenin bulunduğu sistem) kalsiyum sertliği: 24,63 FS 0 den 2,43 FS 0 e; magnezyum sertliği: 6.5 Fr 0 den 1.86 Fr 0 liği değerine kadar düşürülmüştür. Bu değerler standart değerlere uygundur. Diğer reçinelerde klinoptilolit hariç dışında sonuçlar içme suyu için uygundur. Ancak toplam sertlik değerine karışık yataklı reçine ile ulaşılabilmiş diğerlerinde ise sistem dengeye geldiğinde sertlik değeri düşük olmasına rağmen 30 dakika geçince sertlik 15 FS 0 nin üzerine çıkmaktadır. Bu da çok kısa aralıklarla reçinenin rejenere edilmesini gerektirmektedir. Klinoptilolit elde edilen sonuçlara bakılırsa maddenin daha fazla işlenmesi gerektiği görülmektedir. Mikrobiyolojik deneysel çalışmalardan elde edilen verilerden LST sonuçlarına bakıldığında numunenin mikrobiyolojik yapısında sürekli değişim gösterdiği gözlenmiştir. Zaten zamanla 66

67 (aylara mevsimlere göre) değişiklik gösteren suyun kirlilik oranı bazen artarak Đçme ve Kullanma Suyu Artıma Tesisi nde yeterli miktarda klor dozajlaması yapılamadığı durumlarla karşılaşıldığında LST değerlerinde sapmalar olur. Böyle durumlarla karşılaşıldığı zaman şehir şebekelerinde sudan kaynaklanan salgın hastalıkları ortaya çıkabilir. Fakültemize suyun iyileştirilmesi amacıyla kurulan sistem ile 0 EMS/100ml sonucuna ulaşmak amaçlanmış ve bu sistemin mikroorganizmalar üzerindeki etkisi incelenmiştir. Günümüz teknolojisinde dezenfeksiyon için klorlama işlemi yerine daha iyi sonuçlar alınan ozonlama kullanılmaya başlanmıştır. Ozonlanan su ile yapılan çalışmada mikrobiyolojik bakterilerin bulunmadığı görülmüştür. Yapılan çalışma ile aynı zamanda fakülte laboratuarlarında kullanılan saf su üretim cihazlarının arızalanması nispeten önlenmiş ve daha kaliteli safsu üretimi sağlanmıştır. Öncesinde 0.5 sertlik değerlerine rastlanmasına rağmen (aynı zamanda nitrat miktarı değişmeyen) sistem ile 0 sertlikte safsu üretilebilmektedir. Ayrıca yemekhanede kullanılan suların da kalitesi yükselmiştir. En önemli vurgulanacak olay bu çalışmalarda kullanılan tüm sistemler fakülte son sınıf öğrencilerinin geliştirdiği analiz yöntemlerinin kullanılıyor olması ve burada kullanılan yumuşatma sistemleri, ozon jeneratörü ve ozon ölçüm cihazı çalışmayı gerçekleştiren öğrencilerin girişimleri ile sağlanarak fakülte demirbaşına kaydedilmiştir. Çorum Đçme ve Kullanma Suyu Arıtma tesisi günümüz teknolojisine uygun bir şekilde yenilenmektedir. Bu tesisten gelen su sistemimize verilerek içme suyu standartlarına uygun nitelikte olacak ve okulumuzun su ihtiyacı karşılanacaktır. 4.KAYNAKLAR 1. Bader, H., Hoigne, J., Determination of ozone in water by the indigo metod, Water Research, Vol.15, pp (1980) 2. Hewes, C. G., and Davison, R. R., Kinetics of ozone decomposotion and reaction with organics in water, AIChE Journal, Vol.17, No 1, (1971) 3. Deininger, R.A., Sanford, L., Skadsen, J., Myers, A.G., Ozone and Water Treatment Web Of Science 4. Gordon, G., Bubnis, B., Residual ozone measurement: indigo sensitivity coefficient adjustment,ozone Science & Engineering, Vol.24 pp (2001) 5. O Keeffe, S., Fitzpatrick, C., and Lewis, E., Ozone measurement in visible region: an optical fibre sensor system, Electronic Letters, Vol.41 No.24 (2005) 6. Hammes, F., Salhi, E., Köster, O., Kaiser, H.P., Egli T., and Gunten, V., Mechanistic and kinetic evaluation of organic disinfection by-product and assimilable organic carbon (AOC) formation during the ozonation of drinking water WOS(Web of Science)(2006) 7. Yates R.S., and Stenstrom, M.K., Gravimetric sampling procedure for aqueous ozone concentrations WOS(Web of Science)(2000) 8. M.A.Diaetol, C.R. Chimie (2006) Đyon Değiştirme Đsteğinin Yeni Ev Tipi Su Yumuşatma Sistemlerinde Ön Hazırlık Çalışması Kasım 2006, Comptes Rendus Chimie, Volume 9, Issue 10, Syf: , Fransa 9. Saba Samatya, ÜmranYüksel, Müserref Arda, Nalan Kayak, Mithat Yüksel Sulu Çözeltilerden Nitratı Arındırmak Đçin Güçlü Đyon Değiştirici Reçinenin Purolite A 520E nin Seçiciliğinin Ve Kinetiğinin Araştırılması Separatıon Scıence And Technology 41 (13): USA 10. Water Treatment Principles and Practices of Water Supply Operations, American Water Work Association 11. Sodyum Zeolit Yumuşatma Rodoslu Kimya Sanayi Rodoslu Ticaret Yayınları Uslu O. Turkmen, A. Su Kirliliği Ve Kontrolü T.C. Bakanlık Çevre Müdürlüğü Yayınları Ankara 67

68 MEŞRUBAT SANAYĐNĐN ATIKSU PROBLEMLERĐNĐN ĐNCELENMESĐ VE ÖNERĐLER FURKAN GEÇER ÖZET Meşrubat günlük hayatta kullandığımız içme suyundan tutunda kolaya, meyve suyuna, alkollü içeceklere kadar dayanan içimi serinletici ve keyif verici içeceklerdir. Meşrubat günlük yaşamada insanların en çok tükettiği gıdaların başında gelir. Bundan dolayı çok büyük kapasitede üretim yapılan bir sektördür. Tabii ki bu büyük üretim ortaya birde büyük atık ve çevre kirlenmesi sorunu çıkarmıştır. Bu projedeki amaç meşrubat sanayinin çevreye verdiği zararların tanımlanması, bu kirliliğin engellenmesi için atık seviyesinin minimuma indirilmesi ve ortaya çıkan atıkların çeşitli metotlarla yasal kirlilik seviyelerine indirgenmesidir. Bir meşrubat örneğinin içerisindeki bileşikleri, katkı maddelerini, renklendiricileri göz önüne alırsak prosesler sonucu oluşan organik maddelerin nasıl bir atık su problemi oluşturduğu literatürde verilmiştir. Bu kirlilik sorununu çözmek için yeni bir yaklaşımla, arıtma yerine tipik olarak meşrubat sanayinde kullanılan materyal, su, su buharı ve enerji gibi gereksinimleri minimuma indirmek için aşağıdaki öneriler sunuluyor. a) Fabrika Modifikasyonu : Çeşitli ufak değişikliklerle tüketilen su ve enerji miktarını azaltmak b) Çalışanların Alabileceği Önlemler : c) Ortaya Çıkan Atık Suyun Arıtılması : a ve b önlemlerinden sonra geriye kalan atığın arıtılması. GĐRĐŞ Son zamanlarda kirliliği engellemek için arıtmadan önce ortaya çıkan istenmeyen ürünlerin elimine edilmesi, azaltılması için proses aşamasında bazı değişiklikler yapılması maliyet ve işgücü açısından daha karlı olduğu için tercih edilmektedir. Bu proje için meşrubat sanayinin seçilmesinin sebebi teknolojik ve ekonomik anlamda uygulanacak değişikliklerin, fabrika modifikasyonu ve ortaya çıkan atığın arıtılması yöntemlerinin birbiri içinde en uyumla uygulanabileceği sektör olmasından kaynaklanmaktadır. Meşrubat endüstrisi bir çok içecek çeşidini içerir. Bu endüstri dalında malt, tatlandırıcılar, şuruplar, enzimler ve kimyasallar kullanılan başlıca ham maddelerdir. Bu projenin ana amacı şu şekilde maddelendirilebilir. Su akış kontrol cihazlarıyla su tüketiminin azaltılması Su çıkışlarında yaylı valfler kullanılarak atık su miktarını azaltmak Buhar yoğunlaştırıcılar kullanılarak elde edilen ısı sayesinde tüketilen enerji miktarını azaltmak Ortaya çıkan atık su için uygun arıtma sistemleri dizayn etmek Meşrubat sektörü 5 ana üretim ünitesinden oluşmaktadır. 68

69 Bira üretimi(malt üretimi) Alkolsüz bira Alkolsüz içecekler ve paketleme Şurup hazırlanması Yeni şişeleme ve paketleme Meşrubat günlük yaşamda insanların en çok tükettiği gıdaların başında gelir.bundan dolayı çok büyük kapasitede üretim yapılan bir sektördür. Tabi ki bu büyük üretim ortaya birde büyük atık ve çevre kirlenmesi sorunu çıkarmıştır. Meşrubat sanayindeki en önemli atık üretim işleminde kullanılan sudur. Bira ve meşrubat endüstrisi Distilasyon ve fermantasyon endüstrisi Yemek endüstrisi Kağıt sanayi Bu dört endüstri dalı toplam atık suyun % 87 sini oluşturur. Đçecekler ; Aromalar, Esanslar, Konsantre ve Şuruplar, Meyve Özleri, Tatlandırıcı ve Şekerler Muhtelif Katkı Maddeleri, Gıda Kimyasalları, Renklendiriciler, Mineraller gibi hammaddelerden üretilir. Bu hammaddelerin içeriğindeki ve prosesler sonucu (Distilasyon, fermantasyon) oluşan organik maddeler çevreyi kirletici atıklar olarak ortaya çıkarlar. Kullanılan su miktarı ve dağılımı ; Bir meşrubat fabrikasında günlük ortalama 3000 ila 5000 m 3 miktarını ve ünitelere göre dağılımını tabloda görebiliriz. su kullanılır. Su tüketim ĐŞLEM ORTALAMA GÜNLÜK TÜKETĐM M3/GÜN MAX TÜKETĐM(YAZ MEVSĐMĐ) M3/GÜN Proses Kaynatıcılar Soğutucular Yıkama Ar-Ge TOPLAM Bu kadar büyük oranda tüketim ortaya yüksek miktarda da atık su çıkarmaktadır. 69

70 Fabrikadan çıkan atık suyun karakteri ; Bir meşrubat fabrikasında günlük ortalama 2000 veya 3000 m 3 fabrika atığı su toprağa verilmektedir. Bu suyun büyük bölümü yıkama, kaynatma, soğutma, ve buhar ünitelerinden çıkmaktadır. Bu atık suyun kimyasal analiz sonuçlarının yasal limitlerle karşılaştırılmasını tabloda görebiliriz. Parametre Min. Max. Gerekli Yasal Limit PH 10-11, COD mg/l BOD5 mg/l TSS mg/l TDS mg/l Görüldüğü gibi atıklar yüksek oranda bakterilerle ayrışabilen zehirleyici ve çevreyi kirletici organik maddeler içermektedir. Özellikle BOD ve COD seviyeleri yasal limitlerin çok üzerindedir. ÖNERĐLEN METOTLAR Bu atık su miktarını azaltmak ve ortaya çıkan atık suyun kirletici değerlerini yasal seviyelere getirmek için ; Fabrika Modifikasyonu, Çalışanların Alabileceği Önlemler ve ortaya çıkan Atık Suyun Arıtılmasına yönelik çeşitli projeler üretebiliriz. A-) Fabrika Modifikasyonu : Modifiyenin ana amacı tüketilen su ve enerji miktarının azaltarak hem atık su miktarının minimum düzeye indirmek hem de maliyeti düşürmek. Bu amaçla su tüketimini azaltmayı amaçlaya 4 öneri sunabiliriz ; 1 ) Fabrika içinde su ile çalışan tüm aktivitelere su sayacı ve su tüketimi kontrol monitörleri kurulması. Bu sayede % 5 su tasarrufu sağlayabiliriz. 2 ) Makinelerin su girişlerine yaylı valfler takılabilir. Ayrıca fabrika temizliğinde kullanılan su kaynaklarına da aynı sistemler kurulabilir. ( Fabrika temizliği esnasında kimyasal atık içeren atık su ortaya çıkacaktır.) Buradan da % 10 luk bir tasarruf sağlanabilir. 70

71 3 ) Pastörizasyon ve yıkama suyunun geri dönüşümünün sağlanmasıyla bu suyu yeniden kullanabiliriz. Böylece yaklaşık % 15 lik bir su tasarrufu sağlanabilir. Buda yıllık m 3 su tasarrufu demektir. Ters Osmoz : Yarı geçirgen membran kullanılarak sudan çözünmüş maddelerin arıtılması işlemidir. Bu sistemde yüksek basınç uygulanan su, membranlar doğru itilir. Membranlar doğru itilen kirli suyun bir kısmı, yüksek basıncın etkisiyle membranın karşı tarafına geçerken, besleme tarafında kalan konsantre su membran yüzeyini süpürerek drenaja atılır. UV Dezenfektesi : UV ile su dezenfektesinde ısı ve kimyasal kullanılmadan su içindeki tüm bakteri, virüs ve diğer mikroorganizmaları öldürmekte. UV ürün kalitesini etkileyen ve suyun biyolojik yapısını ve tadının kesinlikle bozulmaması gereken meşrubat sanayi, içme suyu şişeleme,şarap ve bira endüstrilerinde kaynaktan alınan veya kullanılmış suyun geri dönüşümünde çok etkili bir yöntemdir. UV dezenfektesi, klorlama sistemlerinin kullanılamadığı alanlarda çok etkili ve klorun getirdiği renk, koku gibi dezavantajları da ortadan kaldırmaktadır. 4 ) Fabrika içinde distilasyon amacıyla kullanılan yoğunlaştırıcılarda günde ortalama 530 m 3 su kullanılmaktadır. Bu suyun sıcaklığı işlem sonunda C civarındadır ve doğrudan lağıma verilir. Elde edilen bu sıcak suyu ısıtıcı su olarak kullanırsak hem enerjiden hem de temiz sudan tasarruf edebiliriz. Enerji tasarrufu yıllık litre dizel yakıtın verdiği enerjiye eşittir. Su tasarrufu ise % 20 civarındadır. Sonuç olarak Tüm bu projelerin uygulanması sayesinde tüketilen sudan % 50 lik bir tasarruf sağlamış oluruz. Ayrıca atık yoğunlaştırıcı suyun geri dönüşümüyle de kazanılan enerji hiçte küçümsenecek bir miktar değildir. B-) Çalışanların Alabileceği Önlemler : 71

72 1 ) Çalışanlar, çalışma alanındaki atık yağları düzenli bakımlar esnasında toplamalıdır. 2) Temizlik elemanları, fermantasyon için kullanılan cihazlardaki kalıntıları toplamalıdır. 3 ) Herhangi bir sızıntı olasılığını en aza indirmek için düzenli bakım yapılmalıdır. 4 ) Açık alanlardaki ve yol kenarlarındaki fabrikalar için belirlenen atık prosedürleri dikkatle uygulanmalı, katı atıklar derhal gidecekleri yere taşınmalı. C-) Atık Suyun Arıtılması 1 ) Aerobik arıtma (Aktif Çamur Tesisleri) : Bu proseste flok halindeki bakteriyel kültür, karıştırılan ve havalandırılan bir havuzda atık su ile beslenerek organik madde karbondioksit ve suya dönüştürülür. Tipik bir aktif çamur arıtımında 0,2-0,4 kg. BOĐ / kg. biyokütle organik yüklemelerinde 4-8 saatlik havalandırma süresinde % 90 a kadar verim elde edilmektedir. Oksidasyon & Sentez: 72

73 CHNS + O 2 + besleyiciler (organik madde) Bakteri Ürünler Üniversite Öğrencileri 2. Çevre Sorunları Kongresi Mayıs 2007 CO 2 + NH 3 + C 5 H 7 NO 2 + Diğer C 5 H 7 NO 2 + 5O 2 Bakteri Bakteri 5CO 2 + 2H 2 O+ NH 3 + enerji Reaksiyonda görüldüğü gibi organik madde besleyicilerinde (fosfor, azot) ilave edildiği havuzda bakteriler tarafından ortama karbondioksit ve su verilmektedir. 2) Anaerobik Arıtım : Anaerobik arıtma, mikroorganizmaların organik atıkları, serbest oksijensiz bir ortamda, metan, karbondioksit, hücresel ve diğer organik maddelere çevirdiği biyolojik bir işlemdir. Anaerobik arıtmada enerjinin tüketimi yerine üretimi söz konusudur. Çünkü bu proses sonucunda oluşan biyogaz diğer birçok yakıt kaynağıyla neredeyse aynı verime sahiptir. Özellikle yüksek konsantrasyonlu atık su arıtımında tesis kendi ihtiyacını rahatlıkla karşılamakta hatta fazla enerji üretebilmektedir. Bu durum ayrıca, atık su arıtmanın çok pahalı olduğunu ve enerji gerektirdiğini düşünen sanayici için dikkat çekici bir husus olmaktadır. Anaerobik arıtımda arıtmanın yanı sıra aerobik arıtıma kıyasla ek olarak, metan gazı üretilir ve proses sonucunda atık çamur ve karbondioksit miktarı çok daha azdır. 73

74 SONUÇ Bu projede bir meşrubat fabrikası içerisinde cihazlar üzerinde yapılabilecek küçük değişiklerle ve fabrika çalışanlarının alacağı birkaç önlemle önemli miktarlarda su tasarrufu elde edilebileceğini ve böylece atık su miktarının büyük ölçüde azaltılabileceği gösterilmektedir. Gelecekte karşılaşabileceğimiz su sıkıntısı düşünüldüğünde, üretim amaçlı kullanılan suyun tasarrufu hem üretici hem ülke için çok önemlidir. Bu bağlamda fabrika modifikasyonları sonucunda elde edilen % 50 su tasarrufu, maliyet ve çevre kirliliği açısından sanayici ve topluma büyük kazançlar sağlar. Çevre kirliliği açısından olaya baktığımızda, az su kullanımı ortaya daha az atık çıkarmakta, böylece bu atıkların ortadan kaldırılması için harcanan para da azalmaktadır. Bunun için bir fabrikada çalışan işçi ve yöneticilerinde bilinçlendirilmesi ve eğitilmesi gerekmektedir. Böylece atık sorunuyla daha ortaya çıkmadan başa çıkabiliriz. Projede bir çalışanın da neler yapması gerektiğinin de üzerinde durulmuştur. Aerobik ve anaerobik arıtma sistemleri meşrubat sanayi için büyük önem arz etmektedir. Özellikle anaerobik sistemler kuruluş maliyetleri yüksek olsa bile uzun vadede büyük oranda sağladığı enerji tasarrufu ve kendi kendini işletebilmesi sayesinde kolayca geri kazanılabilmektedir. 74

75 AÇIK KANALLARDA ve AKARSULARDA ULTRASONĐK YÖNTEMLE DEBĐ ÖLÇÜLMESĐ MEASUREMENT OF FLOW RATE WITH USING ULTRASONIC METHOD IN OPEN CHANNELS AND RIVER STREAMS Habib AKYAZI,Đsrafil GÜZEL, Tercan ÇATAKLI, Erdal KARADURMUŞ 1 ÖZET Açık kanallarda debi ölçmede yaygın olarak kullanılan birçok yöntem mevcuttur. Yapılan araştırmalar sonucunda açık kanallarda ve akarsularda en güvenilir ve kolay debi ölçümünün hız ölçme yöntemlerinden Doppler yöntemi kullanılarak yapılabileceği sonucuna varılmıştır. Bu amaçla; Yeşilırmak Havzasında yatışkın ve dinamik durum çalışmalara da destek sağlayabilecek en uygun yer olarak Yeşilırmak nehri Amasya il sınırları içerisinde yer alan, Amasya merkezi sonrası Durucasu mevkinde Amasya ya 30 km uzaklıkta olan bölgede ultrasonik doppler cihazı kullanarak debi ölçümleri yapılması amaçlanmıştır. Đstasyon seçiminde okunacak debi değerlerinin doğrulama işleminin yapılabilmesi amacıyla bölgede bulunan teleferik sistemi, limnigrafik ölçümün yapılıyor olması temel alınmıştır. Ayrıca gözlem istasyonu Yeşilırmak nehrinin maksimum kirlilik yüküne sahip olduğu bölüme karşılık gelmektedir, bu durum diğer ölçüm parametrelerinin gözlemini kolaylaştırmaktadır. Yapılan bu çalışma Yeşilırmak nehri üzerinde değişik konumlarda akarsu akımının zamana karşı değişiminin incelenmesi, debi ölçüm sisteminin zaman gecikmesiz olarak takibi için kullanılacak sistem seçimine yardımcı olacaktır. Anahtar kelimeler: Debi ölçümü, Doppler yöntemi, Ultrasonik yöntem, Debi ölçüm yöntemleri ABSTRACT There are many common methods developed for measuring flow in open channels. It was determined that Doppler Method was the most reliable and the easiest method in the measurement of velocity methods in open channels and river streams with respect to the previous researches. For this objection; the ultrasonic doppler equipment is used for flow measurement in Durucasu (Amasya) region of Yesilirmak River. This region is the most convenient place for providing steady and dynamic state researches in Yesilirmak Basin. There is a teleferic and limnigraphic measurement system for selection of station in that region to compare the accuracy in flow values which are based on these measurements. Moreover, observation station is located in maximum polluted region of Yesilirmak River, this situation is made easy to observe the other pollution in measurement. In this research, river flow exchange value versus time in various locations in Yesilirmak River help selection of system for no time delayed monitoring of flow measurement system. Keywords: Flow measurement, Doppler methods, Ultrasonic methods, Flow measurement methods 1 Hitit Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Kimya Mühendisliği Bölümü, ÇORUM, erdalk@gazi.edu.tr 75

76 1.GĐRĐŞ Su canlıların hayatlarını sürdürebilmeleri için en önemli unsurlardan birisidir ve canlılığın temelini teşkil etmektedir. Bilindiği üzere canlıların en küçük yapı taşı olan hücrenin üçte ikisini su oluşturmaktadır. Günümüzde, artan nüfus ile birlikte şehirleşme, yaşam standartlarındaki yükselme, sanayileşme ve ekonomik büyüme çevre üzerindeki baskıyı artırmakta, bunun sonucu olarak da gerektiği gibi kontrol altında tutulamayan tarımsal, evsel ve endüstriyel deşarjlar, pek çok akarsu havzası, göl ve göletlerde önemli boyutlarda kirliliğe sebep olmaktadır. Đnsanların çevreye olan bu etkileri hidrolojik döngüde bir kararsızlığa sebep olmakta ve geleceğin en önemli sorununu oluşturmaktadır. Bu yüzden doğal su kaynaklarının miktarı ve kalitesi üzerine yapılacak çalışmaların ve alınacak tedbirlerin yoğun bir şekilde değerlendirilmesi ve en kısa zamanda faaliyete geçirilmesi gerekmektedir. 2.AMAÇ Yapılan bu çalışmanın amacı; su kaynaklarından yararlanmak, bu kaynakların geliştirilmesi, taşkın koruma yapılarının projelendirilmesi ve akarsularda kalite parametrelerinin ölçülebilmesi için akarsu debisinin ölçülmesi ve açık kanallar ile akarsular için en uygun debi ölçüm yönteminin belirlenmesidir. 3. YÖNTEM Açık kanallarda en yaygın olarak kullanılan debi belirleme yöntemleri; depo yöntemi ile debinin belirlenmesi, hız ölçme yöntemi ile debinin belirlenmesi, seviye ölçme yöntemi ile debinin belirlenmesi, parshall su oluğu yöntemi ile debinin belirlenmesi ve sifon yöntemi ile debinin belirlenmesi olarak sınıflandırılabilir. Depo yönteminin temeli, kapasitesi bilinen bir kabın, su ile dolması için geçen sürenin tespit edilerek birim zamanda akan su miktarının (Debinin Q) bulunması esasına dayanır. Depo yöntemi ile debinin belirlenmesinde ayarlı kap ile(hacimsel olarak) debinin belirlenmesi ve kütlesel olarak debinin belirlenmesi olmak üzere iki şekilde debi belirlenebilmektedir. Depo yöntemi, yalnızca açık kanallardaki küçük miktarlarda akan suyun debilerinin ölçülmesinde kullanılabilmektedir. Hız ölçüm yöntemi ile debinin bulunmasında çizgisel hızı belirlenen suyun kesit alanı ile çarpımından debiye geçilmektedir. Yaygın olarak kullanılan hız belirleme yöntemleri: doppler yöntemi ile hızın bulunması, su pervaneleri ile hızın bulunması, yüzücüler kullanarak hızın bulunması, tuz eriyiği-hız yöntemi ile hızın bulunması, hareketli perde yardımı ile hızın bulunması, boya takibi ile hızın bulunması, kimyasal takibi ile hızın bulunması, vb. olarak sıralanabilir. Seviye ölçme yöntemi ile debinin belirlenmesinde yazıcı ölçekler (Limnigraf) ve yazıcı olmayan ölçekler (Limnimetre) kullanılabilir. Belli aralarla eşelde suyun yükseldiği seviye okunarak seviyesi bulunabilir. Yazıcılı olan sistemde (Limnigraf) akarsuya bir boru vasıtasıyla bağlanmış bir sakinleştirme kuyusu bulunmaktadır. Sakinleştirme kuyusunda su yüzeyinde bulunan bir şamandıra seviyeye bağlı olarak hareket eder. Şamandıranın bağlı olduğu tel, üzerinden geçtiği bir makarayı döndürür. Makaranın dönmesiyle bir yazıcı uç, sürekli olarak dönmekte olan bir kağıt şerit üzerinde hareket eder ve seviyenin zamanla değişimini kaydeder. Bu sistemde su seviyesi 3 mm civarında bir hassaslıkta kaydedilebilir. Böylelikle seviyesi belirlenen akarsuyun, seviye ile akarsu hızının doğru orantılı olarak değiştiği kabul edilerek çizgisel hızına geçilmektedir. Çizgisel hızı belirlenen akarsuyun, 76

77 yatağının kesit alanının değişmediği kabul edilerek çizgisel hız ile kesit alanının çarpımından akarsu debisine geçilmektedir. Parshall su oluğu yönteminde ise açık kanallarda birim zamanda akan su miktarının bulunmasında parshall cihazı kullanılır. Suyun cihaza giriş kısmı ile boğaz adı verilen en dar kısmında su yüksekliklerinin ölçülmesi prensibinden hareket edilir. Parshall su oluğu Venturi su oluğunun özel bir tipi olup, venturi prensibine göre çalışmaktadır. Kanaldan geçen suyun debisi, geniş ve dar kesitlerdeki su seviyelerinin farkına bağımlıdır. Parshall su kanalı, özellikle akan suyun süspansiyon durumunda sedimentleri içerdiği koşullarda kullanımı tercih edilen bir cihazdır. Sifon yöntemi ile debinin bulunmasında birim zamanda akan su miktarının, sifon adı verilen özel kavisli bir boru yardımıyla açık kanal dışına alınan suyun akış hızının belirlenmesi prensibinden hareket edilmektedir[1,2,3,4,5,6,7,20,21,24,29,30,31,32,33]. Yapılan bu çalışmada ölçüm kolaylığı, güvenilirliği ve yaygın olarak kullanılması sebebiyle daha çok hız ölçme yöntemleri üzerinde durulmuş ve bu yöntemlerden en uygun ve teknolojik yöntemin doppler yöntemi olduğu sonucuna varılmıştır. 4.BAZI ÖNEMLĐ FAKTÖRLER 4.1 Yüzeysel Akışı etkileyen faktörler Coğrafi durum (yükseklik, eğim) Topoğrafik durum Jeolojik durum (litoloji, jeolojik yapı) Meteorolojik durum (yağış şiddeti, süresi, sıcaklık, nem) Akarsu ağı Bitki örtüsü ve insan yapılarıdır. 4.2 Akarsu Akımını Kontrol Eden Faktörler Eğim (m/km) Akarsu kesit alanı (genişlik * ortalama derinlik) m2 Ortalama akarsu hızı (m/sn) Debi (m3 /sn) Akarsu yükü (kg /m3) (sudaki çözünmüş haldeki bileşenler akımın genel davranışını etkiler) [9,10,19,22,23,25,26,27,28]. 5.METARYAL VE METOD ULTRASONĐK DOPPLER HIZÖLÇERĐ Đlk kez 1842 yılında Avustralyalı fizikçi Christian Johann Doppler tarafından tanımlanan "Doppler Etkisi" dalga yayan bir enerji (ses, ışık ya da diğer dalgalar) kaynağından çıkan bir dalganın hareket eden bir hedeften yansıdığında frekansında bir değişiklik saptanmasıdır. Örneğin bir frekansla ses veren hareketli bir kaynak yaklaştıkça daha tiz (artmış frekans), uzaklaştıkça daha pes (azalmış frekans) işitilir. Frekanstaki bu değişikliğe "Doppler frekans değişimi" ya da "Doppler değişimi = kayması = etkisi = şifti" adı verilir[11,12,13,14,15,16,17]. Akış halindeki sıvıdan geri dönen dalganın frekansı, gönderilen dalganın frekansından büyük ya da küçük olabilir. Frekansta artma pozitif Doppler şifti, azalma negatif Doppler şifti olarak tanımlanır. Doppler cihazlarındaki Doppler şift fonksiyonu; akımın, transdusere doğru yaklaştığını ya da uzaklaştığını belirlemek için kullanılır. Renkli Doppler için ileri akım 77

78 kırmızı, ters akım mavi renkte kodlanmıştır. Dupleks Doppler cihazlarında, ileri akım sıfır çizgisinin üstünde ters akım sıfır çizgisinin altında yer alır. Doppler cihazlarında akım yönü transdüsere bağımlı olup relatif olarak belirlenmektedir[13]. Ultrasonik Doppler Hızölçeri akışı rahatsız etmeden akış içerisinde asılı duran yaklaşık 1 µm çapındaki parçacıkların hareketlerinin Doppler frekansı ile ölçülmesi prensibine dayanmaktadır. Belli bir noktaya odaklanan sinyaller bu noktadan geçen partiküller tarafından saçılır. Saçılan sinyallerin frekansı partikül hızına bağlı olarak değişir. (Doppler olayı) Dedektör ile toplanan bu saçılmış sinyallerin frekans şifti (df) akış hızı ile doğru orantılıdır. Alınan sinyallerin büyüklüğü ve modülasyonu gürültüye, parçacıkların hızına ve büyüklüğüne, toplayıcı dedektörün yerine, dalga boyuna ve iki sinyal arasındaki açıya bağlıdır. Büyük ve küçük akışkan parçacıkları farklı frekans genlikleri oluşturduklarından partikül hızlarını parçacık çapının fonksiyonu olarak ölçmek mümkün olmaktadır. Şekil 1: Ultrasonik Doppler Cihazının Ölçüm Yönteminin Gösterimi[8]. Ultrasonik Doppler cihazının tercih edilme sebepleri; akış miktarından fazla uygulamaya ihtiyaç duyulduğunda cihazın opsiyonel olarak, ph, sıcaklık, oksijen redoks potansiyeli, çözünmüş oksijen ve/veya iletkenliği ölçebilir olması; akışa bağlı numune alma cihazları, pompalar ve diğer ekipmanı; ayarlanan yüksek/düşük değerlerin aşılıp aşılmadığını izleyerek kontrol edebilmesi; düşük profilli prob dizaynı ve sensör teknolojisi ile diğer akış ölçerlere göre yüksek seviyeleri ve düşük akışları daha iyi algılaması, geniş LCD grafik ekranı ile sahada çok daha kolay bilgi okunması ve kağıt üzerindeki tablolardan ve manuel kayıtlardan kurtulmamızı sağlaması olarak sıralanabilir. Ayrıca ; Akışı rahatsız etmemesi Bütün yönlerde hız bileşenlerinin ve Reynolds gerilmelerinin ölçülmesine olanak sağlanması Voltaj çıkışının hız ile lineer olarak değişmesi Rizolüsyonunun yüksek olması Kalibrasyon gerektirmemesi Uzmanlaşmış, ultrasonik tek MHz teknolojisi ile sinyal kesilmelerini engelleyerek, düşük akış, dolu boru akışı veya ters akış koşullarında sahada kalibrasyona gerek bırakmadan yüksek doğruluk sağlaması, Daha yüksek doğruluk seviyesi; seviye ölçümüne sıcaklığın etkisini otomatik olarak düzeltmesi, 78

79 Drawdown düzeltme özelliği ile seviye ölçümünde hızın etkisini düzeltmesi, Yağmursuyu yükleme özelliği ile, yağışı karakterize etmesi ve kayıtlarını tutması, 150 günlük pil ömrü ile saha ziyaretlerini ve maliyeti azaltması, Opsiyonel dahili otomatik veri eldesi ve raporlama fonksiyonlu hücresel modemi olması, 1,2,3,5,15,30 veya 60 dakika için izleme periyodu sağlaması, Uzun dönemli çalışmalar ve kanalizasyon akışı değerlendirme çalışmaları için kullanılabilir olması Cihazın seçilmesinde etkili olmuştur[18]. 6. GENEL DEĞERLENDĐRME ve YORUMLAR Ülkemizde akarsu, göl ve göletler üzerinde yapılan çalışmalarda genellikle Elektrik Đşleri Etüt Đdaresi (EĐEĐ) ve Devlet Su Đşleri (DSĐ) kurumlarına ait gözlem istasyonlarından yararlanılmaktadır. Akarsu debisi ölçümlerinde özellikle EĐEĐ yaygın bir istasyon ağına sahiptir. Đstasyonlarda kullanılan debi ölçüm yöntemleri genellikle akarsu seviyesinin belirlenerek anahtar eğrilerinin oluşturulmasına ya da akarsu hızını ölçen pervaneli aletlerin (müline) kullanılmasına dayanmaktadır. Seviye ölçümleri ile debinin belirlenmesinde temel prensip, seviye ile akarsu hızının doğru orantılı olarak değiştiği kabul edilmekte ve akarsu seviyesindeki yükselmelere bağlı olarak akarsuyun çizgisel hızına geçilmektedir. Çizgisel hızı belirlenen akarsuyun, yatağının kesit alanının değişmediği kabul edilerek çizgisel hız ile kesit alanının çarpımından akarsu debisine geçilmektedir. Böylelikle debisi belirlenen akarsuların zamana karşı-debi değişimini gösteren hidrograf eğrileri oluşturulmaktadır. Ancak gerek hızın belirlenmesinde gerekse kesit alanının belirlenmesinde ölçümlere etki edecek birçok faktör söz konusudur. Bu faktörlere bağlı olarak da ölçülen debilerde hata olma olasılığı yüksektir. Özellikle seviyenin belirlenmesinde eşeler kullanılması veya şamandıralı sistemlerin kullanması hata kaynaklarını yükseltmektedir. Bunun yanı sıra istasyonlarda kullanılan debi ölçümleri daha çok insan gücüne bağlı olmakla birlikte yüksek debili akarsularda da oldukça büyük tehlikeler doğurmaktadır. Ayrıca sistemlerin otomasyona uygun olmaması, verilerin simülasyonda kullanımı için bilgisayara tek tek girilmesi vb. dezavantajlarının yanında insan faktöründen gelebilecek hatalarında yüksek olması daha teknolojik ölçüm yöntemlerinin kullanılmasını gerektirmektedir. Sonuç olarak açık kanallarda ve akarsularda en güvenilir ve kolay debi ölçme yönteminin hız ölçme yöntemlerinden Doppler yöntemi olduğu ve diğer yöntemlerin de; su pervaneleri ile hızın bulunması, yüzücüler kullanarak hızın bulunması, tuz eriyiği-hız yöntemi ile hızın bulunması, hareketli perde yardımı ile hızın bulunması, boya takibi ile hızın bulunması, kimyasal takibi ile hızın bulunması, vb. kullanılabileceği sonucuna varılmıştır. 7. KAYNAKLAR 1. Karadurmuş, E., Berber, R., (2000), Endüstriyel Atıklarla Kirlenmiş Akarsu Sistemlerinde Dinamik Modelleme ve Parametre Belirlenmesi, UKMK-4 Bildiri Kitabı, PM007, Đstanbul Üniversitesi, 4-7 Eylül E. Karadurmuş and R. Berber, Dynamic Simulation and Parameter Estimation in River Streams, Environmental Technology 25, (2004) 3. M. Yüceer, E. Karadurmuş and R. Berber, Dynamic Modelling of River Streams by a Series of CSTR Approach, AIChE Annual Meeting, November 2003, San 79

80 Francisco, Session: CAST 10- Environmental Performance Monitoring and Metrics, Paper 455e 4. M. Yüceer, E. Karadurmuş, R. Berber, A Comparative Study of River Water Quality Models, VSP International Science Publishers Lecture Series on Computer and Comptational Sciences Volume 1, 2004, pp Wastewater Engineering: Collection, Treatment, Disposal Metcalf Eddy, Inc. Page: Genceli O.F. Ölçme Tekniği, Birsen yayınları Habib UMUR Akışkanlar Mekaniği Alfa yayınları _tr_process_measurement_technology.pdf 9. Dr. Đrfan YOLCUBAL Hidrojeoloji Ders Notları/ Güz 2004 Dönemi Kocaeli Üniversitesi, Jeoloji Mühendisliği Bölümü 10. Dr. Đrfan YOLCUBAL Akarsu Akımı ve Taşkınlar, Kocaeli Üniversitesi, Jeoloji Mühendisliği Bölümü 11. Zang Z, Deng C.The use of color Doppler in the diagnosis of erectile dysfunction:zhonghua Nan Ke Xue Apr;10(4): Vickers MA, Benson CB, Richie JP: High Resulition Ultrasonography and Pulsed Wave Doppler for Detection of Corporovenous impotence in Erectile Dysfunction. J. Urol. 1990, 143: Altinkilic B, Hauck EW, Weidner W:Evaluation of penile perfusion by color-coded duplex sonography in the management of erectile dysfunction. World J Urol Nov;22(5): Epub 2004 Jul Lue TF, Hricak H, Marich KW, et al.: Vasculogenic impotence evalu-ated by high resolution ultrasonography and pulsed Doppler spectrum analysis. Radiology 1985; 155(3): Forberg L, Olsson AM, Neglen P: Erectile Function Before and After Aortoiliac Reconstruction: A comparison Between Measurements of Doppler Acceleration Ratio, Blood Pressure and Angiography. J. Urol 1982, 127: Velcek D, Sniderman KW, Vaughan FD Jr, Sosta, Mueche EC: Penil Flow Index Utilizing A Doppler Pulsed wave Analysis to Identify Penile Vascular Đnsufficiency. J.Urol 1980, 123: Mellinger BC, Vaughan ED Jr, Thompson SL, Goldstein M: Correlati-on between Intracavernous Papaverine Injection and Doppler Analysis in impotent Men. Urology 1987, 30(5): Prof. Dr. Fazlı ÖZTÜRK Yüzey Akış ve Sediment Miktarının AGNPS Modeli ile Belirlenmesi Ankara Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Ankara Ali SEVĐM Debi Ölçme Yöntemleri ve Ölçmede Kullanılan Teçhizatlar Dumlupınar Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü, Tez Çalışması Ağustos Hidrolik Ölçme, Meslekî Eğitim Ve Öğretim Sisteminin Güçlendirilmesi Projesi, Millî Eğitim Bakanlığı Nisan Đstanbul 22. Vedat DOYURAN Erzin Ve Dörtyol Ovalarının Jeolojik Ve Hidrojeolojik Özellikleri Odtü. Jeoloji Mühendisliği Bölümü, Ankara Türkiye Jeoloji Kurumu Bülteni, C. 25, , Ağustos Didem ANIL, Kızlar Deresi Havzasında Swrrb-Wq Modelinin Uygulanması, Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Tarımsal Yapılar ve Sulama Ana Bilim Dalı Yüksek Lisans Tezi Danışman : Doç. Dr. Belgin ÇAKMAK (2002-Ankara) 80

81 24. Syed R.Qasım, Wastewater Treatment Plants, Planning, Design, and Operation, Technomic publication. 25. Fetter, C.W. Applied Hydrology, 2001, Fourth edition, Prentice Hall. 26. Freeze, R.A., Cherry, J.A., Groundwater, 1979, Prentice Hall. 27. Viessman, W., Lewis, G.L., Introduction to Hydrology, 2003, Fifth edition, Prentice Hall. 28. Đl Çevre Durum Raporları Rehberi, Çevre Ve Orman Bakanlığı, Hazırlayan:Çed Ve Planlama Genel Müdürlüğü Çevre Envanteri Dairesi Başkanlığı Ankara Su Kirliliği Kontrolu Yönetmeliği Numune Alma Ve Analiz Metodları Tebliği 30. Elektrik Đşleri Etüt Đdaresi Genel Müdürlüğü Hidrolik Etütler Dairesi Başkanlığı 2003 Su Akımları Yıllığı Haziran 2006-Ankara 31. Prof. Dr. Cengiz OKMAN, HĐDROLOJĐ Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi, Tarımsal Yapılar ve Sulama Bölümü, Ankara Prof. Dr. Zekai, ŞEN Hidrolojide Veri, Đşlem, Yorumlama ve Tasarım, Seminer Notları, Su Vakfı Yayınları 33. Yrd. Dç. Dr. Yusuf KARAKILÇIK, Yrd. Dç. Dr. Hüseyin ERKUL Sürdürülebilir Akarsu Yönetimi ve Tersine Akan Nehir Asi 81

82 ATIK SULARDA FENOL TAYĐNĐ H.ARSLAN ÖZET Bu çalışmada çevre için en önemli kirleticilerden sayılan fenolün enzimatik yolla tayininin yapılması planlandı. Bu amaçla polifenol oksidaz enzimi kullanıldı. Polifenol oksidaz enzimi oksijenli ortamda fenol bileşiklerinin katekole, katekolün kinona dönüşümünü katalizleyen bir enzimdir. Fenol tayininin enzimatik reaksiyon sonucu oluşan kinonun elektrokimyasal olarak indirgenmesi esasına dayanılarak yapılması düşünüldü. Bu amaçla platin elektrot üzerinde, polipirol-polivinilsülfonat polimerlerinden oluşan iletken bir film hazırlandı. Hazırlanan film üzerinde kinonun indirgenme potansiyeli ph=7,0; 0,1 M fosfat tamponunda -0,09 V olarak belirlendi. Fenol - polifenol oksidaz enzimi ile etkileştirildikten sonra -0,09 V da amperometrik ölçümler yapıldı Anahtar kelimeler: fenol, polifenol oksidaz, amperometrik tayin SUMMARY Phenol is very important pollutant for environmental. In this study, we were made determination of phenol via enzymatic processes. Polyphenol oxidase enzyme catalyzes of phenol compounds and the oxidation of catechols to quinones in oxygenated media. For determination of phenol was planned electrochemically reduction of quinon, which formed by enzymatic reactions. For this purpose, a conducting film was produced by polypyrrole - polyvinilsulphonat on platinum plate. The reduction potential of quinon was determined at V in this electrode and in phosphate buffer at ph=7. Amperometric works were made in this potential for quinon was formed after mixing phenol and polyphenol oxidase enzyme Key words: Phenol, polyphenol oxidase, amperometric determination Gazi Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, Kimya Bölümü, ANKARA / TÜRKĐYE e-posta: halit@gazi.edu.tr 82

83 1. GĐRĐŞ Üniversite Öğrencileri 2. Çevre Sorunları Kongresi Mayıs 2007 Dünyada ve ülkemizde 80 li yıllardan sonra hızlı bir endüstriyel değişim meydana gelmiştir. Bu değişimle birlikte öncelik üretime verilmiş, ancak çevreye verilen atıkların çevre ve canlı hayatı üzerine etkileri pek fazla düşünülmemiştir. Çevreye atılan endüstriyel atıkların artmasıyla birlikte bir çok atık türünde doygunluğa ulaşılmış ve zararları görülmeye başlanmıştır. Bu atıklardan en önemlilerinden biriside fenol ve fenol türevleridir EPA (Environmental Protection Agency) yüzey sularının 1ppb den az fenol içerebileceğini belirtmektedir(1). Önemli bir endüstriyel atık olan fenolün dünyadaki ve ülkemizdeki kullanım alanlarından en önemlisi fenolik reçine üretimidir. Fenolik reçineler, kâğıt endüstrisi, kauçuk işletme endüstrisi ile yalıtım ve yüksek sürtünmeye dayanıklı malzeme üretiminde kullanılmaktadır. Bunun dışında fenol, ilaç endüstrisinde, temizlik ürünlerinin imalatında kullanılmaktadır. Fenolün bütün türevleri mikrop öldürücü olup, bu özellik halkada alkil grubu olduğu zaman daha da artar. Fenol bileşikleri ve homologlarının çoğu zehirli maddelerdir. Fenol içeren su klorlandığında zehirli poliklorlu fenoller oluşur. Fenol ve fenolik bileşiklerin tayin yöntemlerini, gaz kromatografisi, sıvı kromatografisi, kapiler elektroforez ve spektrofotometrik yöntemler olarak sıralanabilir [2-9]. Bunların dışında çok azda olsa elektrokimyasal yöntemlerde vardır[10]. Son yıllarda enzim elektrotlar da fenol ve fenol bileşiklerinin tayininde kullanılmaktadır [11-15]. Bu çalışmada fenol tayininin aşağıdaki enzimatik reaksiyon sonucu oluşan kinonun elektrot yüzeyinde elektrokimyasal olarak indirgenmesi esasına dayanılarak yapılması düşünüldü. OH OH O O polifenol oksidaz OH polifenol oksidaz veya O Fenol Katekol O 1,4 benzokinon 1,2 benzokinon 2. DENEYSEL KISIM Amperometrik ölçümler ve dönüşümlü voltametri (CV) ile yapılan çalışmalarda CH Instrument firmasına ait CH 660 B model elektrokimyasal analiz cihazı ve buna bağlı olarak BAS C3 katı hal çalışma elektrot ünitesi kullanıldı. Çalışma elektrodu olarak elektrokimyasal 83

84 polimerleştirmeyle hazırlanan polipirol/polivinilsülfonat (PPy/PVS) elektrot, karşıt elektrot olarak platin tel, referans elektrot olarak ta Ag/AgCl (doygun KCl içinde) elektrot kullanıldı. 3. YÖNTEM Pirolün polivinilsülfonat çözeltisi içerisinde elektrokimyasal olarak platin levha üzerinde polimerleştirilmesi ile PPy-PVS den oluşan iletken kompozit film hazırlandı. Hazırlanan Pt/PPy-PVS elektrot ile 0,1 M ph=7,0 fosfat tamponu içerisinde fenol, katekol ve kinonun elektrokimyasal davranışları incelendi ve pik potansiyelleri belirlendi. ph=7,0 fosfat tamponu içerisinde girişim yapacak iyonların etkileri araştırıldı. Fenol miktarının tespiti için, fenol ph=7,0 fosfat tamponu içerisinde polifenol oksidaz enzimi ile etkileştirildi ve tepkime sonucu oluşan kinonun elektrot yüzeyinde indirgenmesi incelendi. 4. SONUÇ VE TARTIŞMA 4.1. PPy-PVS kompozit filmin hazırlanması 0,5 cm 2 yüzey alanına sahip platin levha 1 ve 0,3 µm alumina çözeltileri ile temizlendikten sonra, içerisinde 1,25 ml polivinilsülfonat (%25lik), 30 µl Pirol (0,1 M) ve saf su bulunan 10 ml hücreye daldırıldı. Çözelti içerisinden 5 dakika argon gazı geçirilerek suda çözünmüş oksijen uzaklaştırıldı ve -1,0 V ile +2,0 V aralığında dönüşümlü voltametride 0,1 V/s tarama hızında 2 CV alınarak platin elektrot üzerinde siyah renkli polipirol-polivinilsülfonat kompozit film elde edildi (Şekil 1). Şekil 1. Pt/PPy-PVS elektrodun CV ile hazırlanması 84

85 4.2. Fenol, katekol ve kinonun indirgenme potansiyellerinin belirlenmesi 10 ml 0.1 M, ph=7,0 fosfat tamponu içerisinde fenol, katekol ve kinonun elektrokimyasal davranışları dönüşümlü voltametri ve kare dalga voltametrisi ile incelendi. Katekolün 0,06 V da, kinonun ise -0,09 V da birer tane indirgenme piki verdikleri gözlendi. Fenol ise bu ortamda herhangi bir pik vermedi (Şekil 2). Şekil 2. Kare dalga voltametrisi ile katekol ve kinonun indirgenme pik potansiyellerinin belirlenmesi Bazı katyonların girişim etkilerinin incelenmesi ph=7,0; 0,1 M fosfat tamponu içerisinde Cd 2+, Pb 2+, Sn 2+, As 3+, As 5+, Cr 3+, Cr 6+, Sb 3+, Mn 2+, Co 2+, Ni 2+ iyonlarının, hazırlanan PPy/PVS elektrotta (10-2 M ile 10-5 M)aralığında alınan dönüşümlü voltamogram ve kare dalga voltamogramların da herhangi bir pik vermedikleri görüldü Enzim Fenol ilişkisinin incelenmesi 10 ml 0,1 M ph=7,0 fosfat tamponu içinde -0,09 V da dengeye getirildi ve denge akımı kaydedildi. Üzerine 300µL enzim konuldu ve çözelti içindeki derişimi 10-6 M dan başlayarak fenol ilaveleri yapıldı. Çözelti 10 dakika karıştırıldı ve 200s sonra akım değeri okundu. Fenol ilave edildikçe ve zaman ilerledikçe çözeltinin sarı renkte olduğu ve daha sonra da kahverengiye döndüğü gözlendi. Fenol derişiminin artmasıyla akım değerlerinin 85

86 doğrusallıktan saptığı görüldü. Doğrusallıktan saptıktan sonra aynı çözeltinin kare dalga voltamogramı alındığında kinonun -0,09 V da ki indirgenme piki gözlenmedi. Üzerine standart kinon ilaveleri yapıldı ve yeniden kare dalga voltamogramı alındığında kinona ait pik yeniden ortaya çıktı. Bir süre sonrada bu pikin kaybolduğu gözlendi. Buradan enzimatik yolla açığa çıkan kinonun bozunduğu düşünüldü. Çalışmadan kinonun bozunması sorunu giderilmeden fenol miktarının doğru olarak tayin edilemeyeceği görüldü. Çalışma bu sorunun giderilmesi yönünde devam etmektedir. KAYNAKLAR 1-Sokol W., Uptake rate of phenol by Pseudomonas putida grown in unsteady state, Biotech.Bioeng.32, (1988) Y. Fiamegos, C. Stalikas, G. Pilidis, 4-Aminoantipyrine spectrophotometric method of phenol analysis Study of the reaction products via liquid chromatography with diode-array and mass spectrometric detection Analytica Chimica Acta 467 (2002) Karina Omuro Lupetti, Fábio R.P. Rocha, Orlando Fatibello-Filho, An improved flow system for phenols determination exploiting multicommutation and long pathlength spectrophotometry Talanta 62 (2004) Pilar Vi nas, Mar ıa Jos e Soler-Romera, Manuel Hern andez-c ordoba (Short communication) Liquid chromatographic determination of phenol, thymol and carvacrol in honey using fluorimetric detection Talanta 69 (2006) Limian Zhao, Hian Kee Lee., Determination of phenols in water using liquid phase microextraction with back extraction combined with high-performance liquid chromatography Journal of Chromatography A, 931 (2001) Li Yang, Zhengtao Wang, Luoshan Xua, Simultaneous determination of phenols (bibenzyl, phenanthrene, and fluorenone) in Dendrobium species by high-performance liquid chromatography with diode array detection Journal of Chromatography A, 1104 (2006) L. Montero, S. Conradi, H. Weiss, P. Popa, Determination of phenols in lake and ground water samples by stir bar sorptive extraction thermal desorption gas chromatography mass spectrometry., Journal of Chromatography A, 1071 (2005) Yiannis C. Fiamegos, Christos G. Nanos, George A. Pilidis, Constantine D. Stalikas Phasetransfer catalytic determination of phenols as methylated derivatives by gas chromatography 86

87 with flame ionization and mass-selective detection. Journal of Chromatography A, 983 (2003) Diana L.D. Lima, Armando C. Duarte, Valdemar I. Esteves Solid-phase extraction and capillary electrophoresis determination of phenols from soil after alkaline CuO oxidation Chemosphere xxx (2007) xxx xxx 10. Hongchao Yi a,b, Kangbing Wu a, Shengshui Hu a,*, Dafu Cui Adsorption stripping voltammetry of phenol at Nafion-modified glassy carbon electrode in the presence of surfactants Talanta 55 (2001) Sarmiza Elena Stanca, Ionel Catalin Popescu, Liviu Oniciu Biosensors for phenol derivatives using biochemical signal Amplification. Talanta 61 (2003) 501_/ J. Jegan Roya, T. Emilia Abrahama,, K.S. Abhijithb, P.V. Sujith Kumarb, M.S. Thakurb (Short communication) Biosensor for the determination of phenols based on Cross-Linked Enzyme Crystals (CLEC) of laccase Biosensors and Bioelectronics 21 (2005) A. Gut es, F. C espedes, S. Alegret, M. del Valle,(Short communication) Determination of phenolic compounds by a polyphenol oxidase amperometric biosensor and artificial neural network analysis Biosensors and Bioelectronics 20 (2005) Nailya A. Bagirova, Tatyana N. Shekhovtsova, Robert B. van Huystee Enzymatic determination of phenols using peanut peroxidase Talanta 55 (2001) J.P. Herv as P erez, M. S anchez-paniagua L opez, E. L opez-cabarcos, B. L opez-ruiz Amperometric tyrosinase biosensor based on polyacrylamide microgels biyosensors and Bioelectronik 87

88 AKARSU SĐSTEMLERĐNDE LĐNEER OLMAYAN PARAMETRE BELĐRLEME TEKNĐKLERĐ VE DĐNAMĐK SĐMÜLASYON NONLĐNEER PARAMETER ESTIMATION TECHNICS AND DYNAMIC SIMULATION IN RIVER STREAMS Đsrafil GÜZEL, Tercan ÇATAKLI, Habib AKYAZI, Erdal KARADURMUŞ ÖZET Akarsu havzalarında su kalitesinin izlenerek çevre kirlenmesinin kontrol altına alınması önemli ve güncel bir sorundur. Kirlilik yüklerinin nehir boyunca etkilerinin öngörülmesi, önceden önlem alınması için su kalite modellerinin oluşturulması ve bilgisayar ortamında benzetimi gereklidir. Sistem içinde meydana gelen değişimler tahmini olarak matematiksel modellerle açıklanabilmektedir. Bu modellerin çoğu doğrusal olmayan bir diferansiyel denklem setini içerir. Parametreler ortamın durumuna göre sabit olabilir ancak gerçek sistemlerde parametreler değişken kabul edilerek çeşitli optimizasyon yöntemleriyle belirlenmeye çalışılırlar. Bu tür problemlerde çözüme ulaşmak için farklı yaklaşımlardan yararlanılır. Bu yaklaşımlardan en çok kullanılanları; Genetik Algoritma, Gauss-Newton Algoritması, Gauss- Seidel Algoritması, Çoklu Yanıtımlı Yöntemi, En Küçük Kareler yöntemi, Matris Yaklaşım Algoritması vb. dir. Dinamik benzetim için kullanılan modellerden QUAL2E çok iyi bilinen genel amaçlı akarsu su kalitesi modelidir. Model kullanıcı tarafından seçilen kombinasyonda 15 adet su kalitesi bileşeninin benzetimini yapabilmektedir. QUAL2E, su kalitesindeki değişiklikleri hem kararlı hal hem de dinamik olarak simüle edebilmektedir. Ayrıca dinamik benzetimi uzman desteği olmaksızın gerçekleştirme kolaylığını sağlamak üzere AKAB geliştirilmiştir. Çalışma Yeşilırmak havzasının Amasya bölümünde bulunan kirliliğin yoğun olduğu Durucasu da gerçekleştirilmiştir. Çalışmada akarsu sisteminin incelenmesinde Çözünmüş Oksijen (DO) ve Biyolojik Oksijen Đhtiyacı (BOD5) değişimi incelenmiştir. Geliştirilen matematiksel modelde 2 adet hal değişkeni için gerekli 11 adet parametre belirlenmiştir. Belirlenen parametreler literatür ile uyum sağlamaktadır. Nehir üzerinde 2 noktadan dinamik olarak ölçülen sıcaklık, DO ve BOD5 ve nehir debisi analiz sonuçları çalışmada kullanılmıştır. Gerekli model parametreleri belirlendikten sonra hem QUAL2E hem de AKAB modellerinde benzetim yapılmıştır. Deneysel sonuçlar ve benzetim sonuçlarının uyumu gözlenmiştir. Anahtar kelimeler: Akarsu sistemi, parametre belirleme, dinamik simülasyon ABSTRACT Control the environment pollution with observing water quality is an important and actual problem in river basins. In order to be able to assess the consequences of point discharges throughout the river basin and take precautions beforehand, it is necessary to generate water quality models and simulate them in computer. Variations in a system can be explained with mathematical models. Most of these models contain a set of nonlinear differential equations. Parameters can be kaken as constant according to situation of environment but in real systems parameters can be accepted as variable and they can be determined by different optimization methods. Different methods are 88

89 used in order to solve these problems. The most used methods are Genetic Algorithm, Multiresponse Method, Least Squares Method, Matrix Approach Algorithm e.c. QUAL2E model, used for dynamic simulation is a very common water quality model. This model can simulate 15 water quality component in different combinations depending on the selection. QUAL2E can also simulate water quality changes in dynamic and steady state conditions. AKAB is also developed in order to provide dynamic simulation without using any specialist help. This work was performed in Durucasu side of Amasya in which intensive pollution exist at Yeşilırmak Basin. Dissolved Oxygen (DO) and Biochemical Oxygen Demand (BOD5) changes were examined for river system. 11 parameter was determined with mathematical models for 2 variable. DO and BOD5 analysis results taken from 2 points in river, are used in this work. After estimation of essential model parameters simulation was made with QUAL2E and AKAB models. Consistency of experimental results and simulation results were observed. Keywords: River Streams, parameter estimation, dynamic simulation Hitit Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Kimya Mühendisliği Bölümü Çorum, erdalk@gazi.edu.tr 1. GĐRĐŞ Akarsuyu bol olan ülkeler arasında sayılmamıza rağmen hızla kalkınmakta ve gelişmekte olan ülkemizde, akarsularımız, göl ve denizlerimizle diğer tüm su kaynaklarımızda görülen kirlenmenin önemi; büyüyen şehirlerin içme suyu ve gelişen endüstrinin su talebini karşılamak durumunda kalacağı düşünüldüğünde, bir kat daha artmaktadır. Türkiye kişi başına düşen kullanılabilir su varlığı bakımından diğer bazı ülkeler ve dünya ortalaması ile karşılaştırıldığında su sıkıntısı bulunan ülkeler arasında yer aldığı görülmektedir. Bir akarsu sisteminin değişik kirlilik yükleri altında muhtemel davranışı ancak o sistemin dinamik özelliklerinin bilinmesi ile öngörülebilir. Bu sebeple, iyi bir dinamik model kurulmalı ve güvenilir bir benzetim yapılmalıdır. Dolayısıyla geliştirilen model deneysel olarak test edilmeli, model parametreleri sağlıklı olarak belirlenmeli ve kanıtlanmalıdır. Buradan yola çıkılarak bu çalışmada biyokimyasal oksijen ihtiyacı (BOD5) ve çözünmüş oksijen (DO) hal değişkenleri için matematiksel model oluşturulmuştur. Bu modelde yer alan parametreler belirlenmiş olup AKAB ve QUAL2E su kalite modelleriyle simule edilmiştir. Elde edilen sonuçlar ile deneysel sonuçlar karşılaştırılarak yapılan çalışmanın doğruluğu kanıtlanmaya çalışılmıştır. 2. PARAMETRE BELĐRLEME Parametre belirleme problemlerinde çözüme ulaşmak için farklı yaklaşımlardan yararlanılır. Her yaklaşımda amaç, modelden alınan gözlem ve tahmin değerleri arasındaki farkı minimize etmektir. Model parametrelerini hesaplamak için en uygun ölçüm verilerinin elde edilmesi lazımdır. Kimyasal proseslerin dinamik davranışının sağlıklı olarak öngörülebilmesi için gerekli temel iki koşul; iyi bir model ve güvenilir bir çözüm (ya da benzetim) algoritmasıdır. Bir modelin prosesi tam olarak temsil edip edememesi büyük ölçüde, model içindeki parametrelerin (hız sabitleri, aktarım parametreleri vb. gibi) doğru belirlenmesine bağlıdır. Birçok parametre belirleme yöntemi bulunmakla beraber en çok kullanılan yöntemler; Genetik Algoritma, Gauss-Newton Algoritması, Gauss-Seidel Algoritması, Çoklu Yanıtımlı 89

90 yöntemi, En Küçük Kareler yöntemi, Matris Yaklaşım Algoritması v.b. dir.ülkemizde Lineer ve nolineer sistemlerde parametre tahmin çalışması yapan bilim adamının sayısı oldukça az olmasına rağmen dünyada bu tür çalışmalar çokça raslanmaktadır. Çok yanıtımlı nonlineer tepkime modeli için kinetik parametre tahminleri, değişimde bilinmeyen parametreli modellerde parametre tahmin çalışmaları, akarsu sistemlerinde parametre belirleme ve dinamik simülasyon çalışmaları yapılmıştır[1,2,3,4]. Parametre tahminlerinin hassasiyetli bir şekilde tahmini, nonlineer dinamik biyolojik modelde parametre tahmin çalışmaları yapılmıştır[5,6,7,9]. INCA-N modeli için parametrelerin tahmininde, Glue metodunu kullanılması, uzun süreli proseslerde metropolis algoritmasını uygulayarak model parametrelerini tahmin etme çalışması yapılmıştır[8,10]. Düşey girişimli basınç testlerinin modellenmesi ve parametrelerin tahmini için gradiyant temelli Levenberg Marquardt algoritmasının kullanılması, adaptif filtrelerde Gauss-Seidel algoritmasını Stokostik Yakınsama Analizi kullanarak parametre tahmin çalışması, doğrusal olmayan regrasyonda parametre tahmini için Genetik Algoritma yöntemini, Stewart (1987) tarafından önerilen çok yanıtımlı parametre belirleme stratejisini kullanarak çalışmalar yapılmıştır[11,12,13,14]. Dinamik sistemler için; kısmi lineerleştirmeyi kullanan bir yöntem, parametrelerin hal tahminlerini kullanan daha gelişmiş bir algoritma, bu eşitlikleri hızlı bir şekilde çözen ve içeriğini açık bir şekilde veren Gauss Newton tipinde benzer bir yaklaşım, tahmin problemlerinde sistemin çözümü için genel bir integrasyon yöntemi, kısmi lineerleştirme için en iyi başlangıç tahminlerini hesaplayan ve dolaysız bir yöntem kullanan bir algoritma, 1. adım için Genetik Algoritmayı sonraki adımlar için (L-M) optimizasyon yöntemini kullanılarak çalışmalar yapılmıştır [15,16,17,18,19] 1. ve 2. mertebe sistemlerinin çözümü için lineer temelli bir yaklaşım ile kombine olan teknikleri kullanarak dinamik sistemlerde parametre tahmin için genel SQP Algoritması geliştirerek çalışmalar yapılmıştır[20] 2.1 SQP (Sequential Quadratic Programming) Bu yöntemde problem doğrusallaştırılır ve Kuadratik Programlama problemi haline dönüştürülür. Algoritmada proses sınırlamalarını dikkate alabilmek için özel bir Sequential Quadratic Programming (SQP) stratejisi kullanılmaktadır. Optimizasyon değişkenlerinin başlangıç değerlerinden başlayarak her aralıkta model integre edilmiş, bu arada bir aralığın sonunda elde edilen hal değişkeni değerleri, onu takip eden aralık için başlangıç değerleri olarak alınmıştır. Bu şekilde ilerleyerek zaman ufkunun sonuna ulaşıldığında amaç fonksiyonun değeri elde edilebilmiştir. Böylece ortaya çıkan doğrusal olmayan program MATLAB optimizasyon paketi içinde, sınırlandırılmış çok değişkenli fonksiyonun minimumunu bulan hazır bir fonksiyon yardımıyla çözülmüştür[26]. 2.2 SERĐ BAĞLI CSTR YAKLAŞIMI ĐLE MODELLEME Yeşilırmak nehri temel alınarak, bir akarsuyun 500 m uzunluğundaki hacim elemanı tek bir karıştırmalı tepkime kabı varsayımına dayalı yaklaşım (Karadurmuş and Berber 2004) geliştirilerek akarsuların dinamik modellenmesi için seri bağlı tam karıştırmalı tepkime kabı (CSTR) yaklaşımı yapılmıştır. Modelleme yapılırken nehir her yerde tam karıştırmalı, sabit akış hızı ve sabit kesit alanı, kimyasal ve biyolojik tepkime hızları hesaplama elemanı içinde sabit olarak varsayılmıştır. Seri bağlı CSTR varsayımı ile oluşturulmuş model 11 tane kirlilik değişkenine ait diferansiyel eşitlikler ve bir seri cebirsel eşitlikler içermektedir. Bu çalışmada bu kirlilik değişkenleri 90

91 içerisinden Biyolojik oksijen ihtiyacı (BOD5) derişimi ve Çözünmüş oksijen (DO) derişimi incelenmiştir. Bu kirlilik değişkenlerine ait kütle korunum eşitlikleri aşağıda verilmiştir. Biyolojik oksijen ihtiyacı (BOD5) (Karadurmuş and Berber, 2000) dl / dt = K 1.L K 3.L + (L 0 L).(Q / V ) Çözünmüş oksijen (DO) (Karadurmuş and Berber, 2000) do / dt = K 2 (O 1 O) + (α 3.µ α 4.ρ).A K 1.L (K 4 /d)-α 5.β 1.N 1 α 6. β 2.N 2 + (O 0 O).(Q / V) 3. SU KALĐTE MODELLERĐ Su kalitesi modelleri, bir su ortamında oluşan fiziksel, kimyasal ve biyolojik süreçleri tanımlayan matematiksel eşitliklerden meydana gelir. Doğal olaylardan ya da evsel, endüstriyel ve tarımsal faaliyetler sonucu oluşan noktasal/noktasal olmayan deşarjlar modelin kirlilik yüklerini oluşturur. Karmaşık, rasgele ve zamanla değişken özellik gösteren kirlilik kaynakları sebebiyle akarsu sisteminin davranışı dinamiktir. Bir akarsu sisteminin değişik kirlilik yükleri altında muhtemel davranışı ancak o sistemin dinamik özelliklerinin bilinmesi ile öngörülebilir. Bu sebeple, iyi bir dinamik model kurulmalı ve güvenilir bir benzetim yapılmalıdır. Dolayısıyla geliştirilen model deneysel olarak test edilmeli, model parametreleri sağlıklı olarak belirlenmeli ve kanıtlanmalıdır. Matematiksel olarak modellemesi yapılan gerçek olayı, elde edilen matematiksel modelin en iyi ve yüksek duyarlılıkta temsil etmesi en önemli noktadır. Bilgisayar destekli çalışmalar bu yönde yürütülmektedir. Oluşturulan matematiksel modelin daha iyiye ve daha ileriye götürülmesi, dolayısıyla gerçek olayı daha iyi şekilde temsil eden bir yapıya getirilmesi temel olarak hedeflenir. Doğal nehir sularındaki organik azot ve fosfor analizinde kullanılmayan başka bir metotla analizi de çalışılmıştır[21]. Öte yandan dinamik benzetim alanında; duyarlılık analizi, birinci mertebe hata analizi ve Monte Carlo benzetim tekniklerinin matematiksel su kalite modeli QUAL2E'ye uyarlanması çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, çoklu ortam için (hava, su, toprak gibi) modelleme sistemlerinin geliştirilmesi, uzman sistemlere geçiş ve doğadaki sorunların kademeli olarak çözümlenmesi gerekliliği vurgulanmıştır [22,23]. Literatürde genetik algoritmayı (GA) su kalite model parametrelerinin belirlenmesinde kullanan araştırmacılara rastlanmaktadır. Bunlar çözüm için en küçük kareler yöntemini kullanmışlardır[24]. TÜBĐTAK Türkiye'de nehir havza planlaması için QUAL2E programını seçmiş, ancak Yeşilırmak havzasında çok uzun yıllar denenmesine rağmen kalibrasyon güçlükleri nedeniyle bu program beklenilen verimle kullanılamamıştır[25]. QUAL2E de dahil olmak üzere, bilinen modellerin çoğunda dinamik benzetim özelliği yoktur ve model parametreleri deneme-yanılma yoluyla belirlenir. Ancak yapılan diğer bir çalışmada akarsu sistemlerinin modellenmesi için kimya mühendisliği açısından yeni bir yaklaşım getirilmiştir. Akarsuyun belirli uzunluktaki sabit hacim elemanını bir "tam karıştırmalı sürekli tepkime kabı" varsaymaya dayalı bu yaklaşım ve bir optimizasyon yöntemi ile, Yeşilırmak üzerinde belirlenen iki örnekleme istasyonundan alınan dinamik verilerle 26 tane model parametresi belirlenmiştir. Deneme-yanılma olmadan elde edilen parametreler yeni geliştirilen 91

92 model ile denenmiş ve gözlemlerle belirli ölçüde uyum sağladığı görülmüştür[22,3]. Diğer bir çalışmada da önerilen CSTR yaklaşımı bir adım daha ileriye götürülerek seri bağlı CSTR yaklaşımı ile akarsu modellenmiş, modelin ihtiva ettiği 33 parametrenin tamamı optimizasyonla deneme-yanılmaya gerek duymadan sağlıklı olarak belirlenmiştir ve dinamik benzetimi, uzman desteği olmaksızın gerçekleştirme kolaylığını sağlamak üzere kullanıcı etkileşimli bir ara yüze (GUI) sahip olan AKAB (Akarsu Benzetirni) yazılımı geliştirilmiştir [26] QUAL2E SU KALĐTE MODELĐ QUAL2E, hem kararlı hal hem de su kalitesindeki gün boyunca olan değişikliklerin yarı dinamik simülasyonlarını, yapabilmektedir. Halen tüm dünyada kullanılan bir model haline gelmiştir. QUAL2E ayrıntılı ve çok yönlü bir su kalite modelidir. Kullanıcı tarafından seçilen kombinasyonda 15 adet su kalitesi bileşeninin benzetimini yapabilmektedir. Model tek boyutlu olup iyi karışımlı akarsu ağlarında çok sayıda kirlilik yükü, çekim, yan kolların katkısı, ara havza akışı veya çekimleri gibi bileşenleri dikkate alabilmektedir. Model yapısı gereği hem yatışkın durum, hem de dinamik durum için çalıştırılabilmektedir. QUAL2E'nin dinamik model olarak kullanılması durumunda kullanıcı, meteorolojik verilerdeki günlük değişimlerin su kalitesine (özellikle çözünmüş oksijen ve sıcaklık) etkisini, ayrıca yosun büyümesi ve solunumu nedeniyle oluşan günlük çözünmüş oksijen değişimlerini inceleyebilmektedir[22]. QUAL2E modeli, dispersiyon ve adveksiyon mekanizmalarına dayanan kütle taşınımı ve tepkime denklemleri "sonlu farklar yöntemi" ile çözümlemektedir. Kullanılan temel bağıntılar, akım cinsinden hidrolojik denge denklemini, sıcaklık cinsinden enerji denkliğini ve derişim cinsinden de kütle denkliğini ifade eder (Brown ve Bamwell 1987). QUAL2E Modeli geniş kapsamlı olması nedeniyle, çok çeşit ve sayıda bilgiye ihtiyaç duyar. Sadece programın girdisi olarak 24 grup veri tanımlanır[22]. Belirsizlik taşıyan analiz (Uncertainty) tekniklerinin matematiksel su kalite modeli QUAL2E'ye dahil edilmesi ile QUAL2E-UNCAS modelinin otomatik olarak kullanım amacı değişir. Bu modül, gerek model duyarlılığının gerekse girdi verilerindeki belirsizliklerin model tahminlerine etkilerini ortaya koyabilmektedir. Model tahminlerindeki belirsizlik miktarının bulunması, su kalitesi değişkenlerinin kabul edilen bir seviyenin üzerinde veya altında değer alma olasılığının (riskinin) tahminine imkan vermektedir. Bunun da ötesinde su kalitesi tahminlerinde yapılabilecek hataların mertebesini ortaya koymaktadır. QUAL2E- UNCAS sıkça kullanılan belirsizlik analiz stratejileri olan Duyarlılık (Sensitivity) Analizi, Birinci Mertebe Hata Analizi (First Order Error Analysis) ve Monte Carlo Benzetimi içerir. Proses öncesi ve proses sonrası algoritmalar pek çok su kalite modellerine uygulanabilir. Program proses öncesi kullanıcının değişecek olan değişkenleri ve parametreleri seçmesine izin vermektedir. Duyarlılık analizi seçeneğinde kullanıcı girdi değerlerini tek ya da gruplar halinde değiştirebilir. Duyarlılık analizi için gerekli girdi verileri ile belirlenmek istenilen girdi değişkenlerinin tanımlanarak bu değişkenlerde dikkate alınacak değişim miktarının belirtilmesinden oluşur[22] AKAB (AKArsu Benzetim) PROGRAMI Akarsu benzetimi konusunda dünyada en çok kullanılan yazılımlar da dahil olmak üzere, bilinen modellerin çoğunda dinamik benzetim özelliği yoktur ve model parametreleri deneme yanılma yoluyla belirlenir. Bu iki özelliğe birden sahip olan bir yazılım bulmak neredeyse mümkün gözükmemektedir. Buradan yola çıkılarak model parametrelerini en 92

93 iyileştirerek dinamik benzetimi, uzman desteği olmaksızın gerçekleştirme kolaylığını sağlamak üzere kullanıcı etkileşimli bir arayüze (GUI) sahip olan AKAB geliştirilmiştir. Bu sayede, akarsuya ve karışan kirlilik yüküne ait bilgiler beş ana adımda yazılıma tanıtılmakta ve benzetimle 11 tane kirlilik değişkeninin (organik, Amonyum, nitrit, nitrat azotu; organik ve çözünmüş fosfor; BOĐ, çözünmüş oksijen, koliform, klorür ve yosun derişimleri) akarsu uzunluğu boyunca değişimi grafiksel olarak gözlenmektedir. Şekil 1 de AKAB yazılımının grafiksel kullanıcı arayüzünde açılış penceresinden bir görüntü verilmiştir[27]. Şekil 3.1 AKAB yazılımın genel görüntüsü Programın beş ana girdisi bulunmaktadır. Bu girdiler, veri giriş bölümü olarak adlandırılan kısımda 5 ana adım halinde gerçekleştirilmektedir. Programın işleyişine göre; 1. Adım: Otomatik olarak gelen pencereye m 3 /s olarak akarsuyun debisi, m olarak akarsuyun genişliği ve m olarak akarsuyun benzetim yapılmak istenen uzunluğu girilmelidir. 2. Adım: Benzetimin başladığı noktadan alınan, modelin içerdiği 11 adet kirlilik değişkenine ait deneysel derişim değerleri programa tanıtılmalıdır. 3. Adım: Eğer akarsuya herhangi bir yan koldan noktasal yük yapılıyorsa bu yan kolların sayısı, benzetimin başladığı noktadan itibaren kaçıncı km den yan kol veya noktasal yük ilavesinin yapıldığını, her bir yükün kirlilik değişkenlerinin akarsuya karışmadan önceki derişim değerlerini ve m 3 /s olarak debisin girilmesi gerekir. 4. Adım: Modelin ihtiyacı olan ve daha önceden belirlenmiş 33 adet parametre programa tanıtılmalıdır. 5. Adım: Nehir sıcaklığı ve derinliği girilmelidir. Bu bilgiler girildikten sonra ÇALIŞTIR butonu veya program menüsünde bulunan çalıştır komutu ile program işletilir ve benzetimin tamamlandığını bildiren bir mesaj kutusu görülünce, liste kutusundan 11 adet kirlilik değişkeninden arzu edilen seçilerek benzetim uzunluğu boyunca o değişkenin nasıl değiştiği grafik ekranından gözlenebilir. Ayrıca, grafikten daha kesin değer okuyabilmek için bir yakınlaştır butonu, ızgara butonu ve grafiği temizlemek için bir temizleme butonu bulunmaktadır. Her bir benzetim sonunda benzetim 93

94 işlemi boyunca harcanan bilgisayar zamanı ekrandan görülebilmektedir. Son olarak hafızadaki eski bilgileri silmek için bir TEMĐZLE butonu ve programın kapatılmasını sağlayan KAPAT butonu bulunmaktadır. AKAB yazılımının işletilmesi için MATLAB programına ihtiyaç vardır. Çünkü yazılım MATLAB ortamında geliştirilmiştir. AKAB ın MATLAB programının bulunmadığı bir bilgisayarda da işletilebilmesi için derlenmesi gerekmektedir. 4. DENEYSEL ÇALIŞMA Bu bölümde çalışma bölgesi ve bu bölgenin bazı özellikleri hakkında bilgi verilecektir. Çalışma Bölgesi Çalışma Yeşilırmak havzasının Amasya bölümünde bulunan Durucasu da gerçekleştirilmiştir. Çalışma için bu bölgenin seçilme nedenleri aşağıda belirtilmektedir. Yeşilırmak nehri ana kol ve yan kollarına bırakılan kirlilik yükünün bu bölgede yoğunlaştığı görülmüştür. Nehrin yatağı bu bölgede çabuk bozulmamakta uzun bir mesafe boyunca yaklaşık değerlerde seyretmektedir Debi ölçümlerinin sağlanabileceği EĐEĐ (Elektrik Đşleri Etüt Đdaresi) ye ait gözlem istasyonunu bu mevkide yer almaktadır. Çalışmada kullanılabilecek geçmiş yıllara ait deneysel verilerin mevcut olması. Çalışmada nehre atık yüklemesi yapan bir maya fabrikasının öncesinden başlayarak farklı aralıklarla 36.5 km nehir uzunluğu boyunca alınmış ölçümler referans olarak alınmıştır. Bu ölçümler AKAB ve QUAL2E den alınan sonuçlarla karşılaştırılmıştır. AKAB ve QUAL2E den elde edilen sonuçları deneysel sonuçlardan ne kadar saptığını belirlemek amacıyla mutlak ortalama sapma (MOS) hesapları yapılmıştır. 6. SONUÇ VE DEĞERLENDĐRME Yazılan MATLAB programına gerekli datalar girildikten sonra elde edilen iterasyon sonuçları ve parametre değerleri aşağıda verilmiştir. r = e+002 Directional First-order Iter F-count max.f(x) constraint Step-size derivative optimality Procedure Hessian modified " " " " " " " " e " e " e " " e " e " e " 94

95 e " e " e " Optimization terminated: Magnitude of directional derivative in search direction less than 2*options.TolFun and maximum constraint violation is less than options.tolcon. Çizelge 5.1 Belirlenen Parametre Değerleri PARAMETRE BELĐRLENEN DEĞERLER Alfa3: Yosun büyümesinden dolayı birim oksijen üretimi, (mgo/mga) Alfa4: Birim yosun ünitesinin solunum yoluyla oksijen tüketim hızı, (mgo/mga) Alfa5: Birim amonyak azotu oksidasyonu oksijen tüketim hızı, (mgo/mgn) Alfa6: Birim nitrit azotu oksidasyonu oksijen tüketim hızı, (mgo/mgn) Ro : Yosun yerel solunum hızı, (1/gün) K 1 :BOD oksidasyon hızı, (1/gün) K 2 : Fickian difüzyon anoloğu, (1/gün) K 3 : Çökelmeden dolayı BOD azalma hızı, (1/gün) K 4 : Dip çamuru oksijen ihtiyacı, (mgo/ft 2 gün) Beta 1 :Amonyak büyütme hızı, (1/gün) Beta 2 :Nitritin nitrata biyolojik oksidasyon hız 0 sabiti, (1/gün) 36,5 km akarsu uzunluğu boyunca bir fabrikanın atığının Yeşilırmak nehirine olan etkisini incelemek amacıyla geçmiş yıllara ait deneysel veriler alınmıştır. Bu veriler ve Çizelge 5.1 de verilen parametreler kullanılarak AKAB ve QUAL2E programlarında benzetim yapılmıştır. Benzetim sonuçları ve deneysel sonuçlar kıyaslanmıştır. Alınan deneysel ölçümler Çizelge 5.2 de görülmektedir. Çizelge 5.2 Akarsuyun 36.5 km lik bölümü için yapılan çalışmalardan elde edilen deneysel veriler KARIŞMADAN SONRA Karışma Kirlilik değişkenleri Noktası 7. km 11. km 15. km 20. km 25. km 30. km 35. km Sıcalık( o C) 18,80 19,40 21,00 21,00 19,80 21,10 21,00 21,20 Debi(m 3 /s) 26,25 26,48 26,48 26,48 26,48 26,48 26,48 26,48 BOD5(mg/L) 7,00 7,00 8,00 8,00 7,00 7,00 7,00 7,00 ÇözünmüşOksijen (mg/l) 8,70 8,70 8,70 8,80 8,70 8,80 8,90 8,70 Nehre atık yüklemesi yapan fabrikanın deşarj değerleri Çizelge 5.3 verilmiştir. Çizelge 5.3 Nehire deşarj yapan fabrikanın soğutma suyu ve atıksu karışımının karakteristiği Soğutma Suyu ve Kirlilik değişkenleri atıksu 0 95

96 Sıcalık(C) 25,30 Debi(m3/s) 0,25 BOD5 210,0 Çözünmüş Oksijen (mg/l) 7,20 AKAB programına veriler girilip program çalıştırıldıktan sonra elde edilen BOD5 ve DO değişkenlerine ait arayüzler aşağıdaki gibidir. Şekil 5.1 Akarsuyun 36.5 km boyunca BOD5 derişimi değişiminin AKAB arayüz görüntüsü 96

97 Şekil 5.2 Akarsuyun 36.5 km boyunca çözünmüş oksijen derişimi değişiminin AKAB arayüz görüntüsü Bu bölümde AKAB-QUAL2E-Deneysel sonuçlar grafiksel olarak sunulmuştur. Şekil 5.1 de akarsuyun 36,5 km uzunluğu boyunca nehre deşarj yapılan noktadan itibaren çözünmüş oksijen değişimi için elde edilen sonuçlar grafiksel olarak AKAB-QUAL2E- Deneysel karşılaştırmalı bir şekilde verilmiştir. 10,0000 9,5000 Derişim, mg/l 9,0000 8,5000 8,0000 Deneysel QUAL2E AKAB 7, Mesafe, m Şekil 5.3 Akarsuyun 36.5 km boyunca çözünmüş oksijen derişim değişimi Şekil 5.2 de akarsuyun 36,5 km uzunluğu boyunca nehre deşarj yapılan noktadan itibaren BOD5 değişimi için elde edilen sonuçlar grafiksel olarak AKAB-QUAL2E-Deneysel karşılaştırmalı bir şekilde verilmiştir. Derişim, mg/l 10,0000 9,5000 9,0000 8,5000 8,0000 7,5000 7,0000 6,5000 6,0000 5,5000 5,0000 0, , , , ,0000 Mesafe, m Deneysel AKAB QUAL2E Şekil 5.4 Akarsuyun 36.5 km boyunca BOD5 derişim değişimi 97

98 Deneysel/Model sapmalarının iki farklı nedeninin olduğu düşünülmektedir. Bunlar deneysel hatalar ve çalışma bölgesine tarımsal alanlardan sulama ile ve yer altı suları ile karışan atık yüküdür. Çizelge 5.4 Akarsuyun 36.5 km lik bölümüm için AKAB ve QUAL2E için hesaplanan mutlak ortalama sapma (MOS) değerleri Kirlilik değişkenleri AKAB(%MOS) QUAL2E(%MOS) BOD5 5,49 5,78 Çözünmüş Oksijen 0,64 1,13 AKAB yazılımından hesaplanan MOS değerleri, QUAL2E den hesaplanan MOS değerlerinden daha düşük çıkmıştır. Bu sonuç AKAB yazılımının daha doğru sonuçlar verdiğini göstermektedir. Sonuç olarak yaptığımız bu çalışmada akarsu sistemde kirlilik kaynaklarının Çözünmüş Oksijen (DO) ve Biyolojik Oksijen Đhtiyacı (BOD5) hal değişkenleri üzerine etkisi incelenmiştir. Geliştirilen matematiksel modelde 2 adet hal değişkeninde bulunan parametreleri belirlemek için Stewart (1987) tarafından önerilen çok yanıtımlı parametre belirleme stratejisi tercih edilmiştir. Bu yöntemle model parametreleri elde edildikten sonra dinamik yanıtım için hem QUAL2E hem de AKAB su kalite modellerinde simüle edilmiştir. Deneysel veriler ve simülasyon sonucunda elde edilen veriler karşılaştırıldığında akarsu sistemlerinde bu modellerin kullanılmasının uygun olduğu görülmüştür. Yani deneysel ve simülasyon uyumu uygun yorumlanmaktadır. Fakat bu iki model karşılaştırmalı olarak incelendiğinde AKAB ın daha iyi sonuç verdiği görülmüştür. Bu çalışmaların yaygınlaşması akarsu ve diğer su kaynaklarının kirlenmesini büyük ölçüde azaltmakta olup her geçen gün daha da önem kazanmaktadır. 6. KAYNAKLAR [1]. Kamalakanta Routray and Goutam Deo (2005) Dept. of Chemical Engineering, Indian Institute of Technology Kanpur, Kanpur, India Kinetic Parameter Estimation for a Multiresponse Nonlinear Reaction Model [2]. Valerii V. Fedorov* and Sergei L. Leonov GlaxoSmithKline, Collegeville, Pennsylvania, USA Parameter Estimation for Models with Unknown Parameters in Variance [3]. Karadurmus, E. and Berber, R Dynamic simulation and parameter estimation in river streams, Enviromental Tecnolgy, 25, [4]. Bilardello, P.,Julia, X., Le Lann J. M., Delmas 1993, A general strategy for parameter estimation in differential algebraic systems. [5]. H. Suliemana, P.J. McLellanb;, D.W. Baconb a) Department of Mathematics and Statistics, American University of Sharjah, P.O.Box 26666, Sharjah,United Arab Emirates b)department of Chemical Engineering, Dupuis Hall, Queen s University, Kingston, Ont.,Canada, K7L 3N6 A pro"le-based approach to parametric sensitivity in multiresponse regression models [6]. Maria Rodriguez-Fernandez, Jose A Egea and Julio R Banga* Novel metaheuristic for parameter estimation in nonlinear dynamic biological systems [7]. Gudi,R. D.,Shah, S.L. and Gray, M.R Adaptive multivariable state and parameter estimation strategies with application to a bioreactor. [8]. Katri Rankinen, Tuomo Karvonen, Dan Butterfield An application of the GLUE methodology for estimating the parameters of the INCA-N model 98

99 [9]. Duc Trinh Anha, Marie Paule Bonnet, Georges Vachaud, Chau Van Minh, Nicolas Prieur, Loi Vu Duc, Le Lan Anh Biochemical modeling of the Nhue River (Hanoi, Vietnam):Practical identifiability analysis and parameters estimation [10]. George Papatheodorou, Gerasimoula Demopouloua, Nicolaos Lambrakis A long-term study of temporal hydrochemical data in a shallow lake using multivariate statistical techniques [11]. Đhsan Murat GÖK*, Mustafa ONUR Düşey girişimli basınç testlerinin modellenmesi ve parametre tahmini [12]. Metin HATUN* Osman Hilmi KOÇAL*Adaptif Filtrelerde Gauss-Seidel Algoritmasının Stokastik Yakınsama Analizi [13]. Bülent ALTUNKAYNAK ve Alptekin ESĐN Doğrusal Olmayan Regrasyona Parametre Tahmini Đçin Genetik Algoritma Yöntemi [14]. Pertev, C Endüstriyel Boyutta Yarı Kesikli Ekmek Mayası Üretim Reaktörünün Dinamik Modellenmesi ve Parametre Tahmini [15]. Bellman, R. Jacquaez, J. Kalaba, R. And Schwimmer, S Quasilinearrization and the estimation of chemical rate constraints from raw kinetic data. [16]. Hwang, M. And Seinfeld, J. H A new algorithm for the estimation of parameters in ordinary differantial equations. [17]. Kim, I.W. Leibman, M.J. and Edgar, T.F A sequentel error in variables method for nonlinear dynamic systems. [18]. Kalogerakis, N. and Luus, R Simplification of quasilinearization method for parameter estimation [19]. Park, T. And Froment, G. F A hybrid genetic algoritm for estimation of parameters in detailed kinetic models. [20]. Van Den Brosch, B. And Hellincks, L A new metheod fort he estimation of parameters in differantial equations. [21]. Johnes, P.J. and Heathwaite, A.L A procedure fort he simultaneous determination of total nitrogen and total phosphorus in freshwater samples using persulphate microwawe digestion, Wat. Res. 26(10), [22]. Brown L.C., Banwell, Jr.T.O1987. The enhanced water quality model QUAL2E and QUAL2E-UNCAS, EPA/600/3-87/007. [23]. Barnwell, T. O., Brown L. C. and Marck, V. (1989) Application of Expert Systems Technology in Water Quality Modeling, Water Sci. Tech.(Brighton) [24]. Mulligan, A. E., Brown L. C.(1998) Genetic Algorithm for Calibrating Water Quality Models, Journal of Environment Engineering [25]. Harmancıoğlu, N Yeşilırmak havzası içsu üretim potansiyeli tespiti, Proje No DEBAG-113/G, Faaliyetlri Nihai Raporu Aralık 1994 Đzmir, TÜBĐTAK için nihai rapor. [26]. Yüceer, M Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Doktora Tezi, Ankara. 99

100 ESTIMATION OF EFFLUENT PARAMETERS AND EFFICIENCY FOR ADAPAZARI URBAN WASTEWATER TREATMENT PLANT BY ARTIFICIAL NEURAL NETWORK ADAPAZARI KENTSEL ATIKSU ARITMA TESĐSĐ ÇIKIŞ SUYU PARAMETRELERĐ VE VERĐM DEĞERLERĐNĐN YAPAY SĐNĐR AĞLARI ĐLE TAHMĐN EDĐLMESĐ 1 Sebile AÇIKALIN, 1 Recep ĐLERĐ, 2 Rüstem KELEŞ ÖZET: Biyolojik oksijen ihtiyacı (BOĐ), kimyasal oksijen ihtiyacı (KOĐ) ve askıda katı madde (AKM) kentsel atıksu arıtma sistemlerinin performansının ölçülmesinde kullanılan önemli parametrelerdir. Bu çalışmada, atıksu arıtma tesisi kirlilik parametrelerinden biyolojik oksijen ihtiyacı (BOĐ), kimyasal oksijen ihtiyacı (KOĐ) ve askıda katı madde (AKM) çıkış değerlerini tahmin etmek için Yapay Sinir Ağları (YSA) metodu kullanılmıştır. Model geliştirmede kullanılan veriler, atıksu sıcaklığı, ph, ortalama debi, KOĐ, BOĐ ve AKM parametrelerinden oluşmaktadır. Adapazarı Kentsel Atıksu Arıtma Tesisi verileri kullanılarak oluşturulan modellerden Çok Katmanlı Algılayıcı (ÇKA) modeli gerçek verilere oldukça iyi bir sonuçla uyum sağlamıştır. Anahtar Kelimeler : Kentsel Atıksu Arıtma, Parametre, Yapay Sinir Ağları, Çok Katmanlı Algılayıcı ABSTRACT: Biological oxygen demand (BOD), chemical oxygen demand (COD) and suspended solids (SS) are parameters which are used for measuring the performance of urban wastewater treatment system. In this study, Artificial Neural Network (ANN) model is used to estimate the effluent of the BOD, COD, SS which are the pollution parameters of wastewater treatment plant. The data which are used to develop the model consists of parametres that are the temperature of the wastewater, ph, mean flowrate, BOD, COD and SS. Multilayer Perceptron model which was formed by using data for Adapazarı urban wastewater treatment plant is suitable with the real data. Key Words : Urban Wastewater Treatment, Parameter, Artificial Neural Network, Multilayer Perceptron Sakarya Üniversitesi, Müh. Fak., Çevre Müh Bölümü, Esentepe Kampusü, Sakarya 2 Adapazarı Su ve Kanalizasyon Đdaresi (ADASU), Genel Müdürlüğü, Sakarya sebileacikalin@gmail.com, ileri@sakarya.edu.tr, adasu@adasu.gov.tr 100

101 1. GĐRĐŞ Biyolojik Oksijen Đhtiyacı (BOĐ), Kimyasal Oksijen Đhtiyacı (KOĐ) ve Askıda Katı Madde (AKM) parametreleri, arıtma sistemlerinin tasarımı ve işletilmesi, alıcı ortama atıksu deşarj limitlerine uygunluğunun kontrol edilmesi ve arıtma sistemlerinin performansının ölçülmesinde kullanılmakta olan önemli parametrelerdir. Bu parametrelerin Su Kirliliği Kontrol yönetmeliğine uygun değerlerde olması gerekmektedir. Arıtma tesisi sayısının ve arıtma kavramının öneminin her geçen gün artması kirletici parametrelerin tahmininde ve analizinde alternatif yöntemlere başvurmayı gerekli kılmaktadır. Atıksu arıtma tesisleri giriş parametrelerinin büyük değişimler göstermesi, bu tesislerin optimum performansta işletilmesini zorlaştırmaktadır. Bu atıksu arıtma tesislerinin optimum işletilmesi amacıyla özellikle son yılda çeşitli araçlar geliştirilmeye çalışılmaktadır. Bu araçlardan şu anda en yaygın olarak kullanılanı, matematiksel olarak geliştirilmiş ve matris şeklinde düzenlenmiş diferansiyel denklemlerden oluşan aktif çamur modelleridir yılından itibaren IAWQ (International Association of Water Quality) organizasyonu aracılığıyla Aktif Çamur modelleri geliştirilmesine rağmen bu modellerin halen bazı zayıf noktaları ve dezavantajları bulunmaktadır. Bu nedenle, geliştirilen bu matematik modellere alternatif olarak, arıtma tesislerinde son yıllarda daha genel olarak kullanım alanı olan ve sinir ağlarını temel alan yapay zeka teknikleri kullanılmaya başlanmış ve başarılı sonuçlar alınmıştır[1]. Yapay sinir ağları (YSA), insan beyninin özelliklerinden olan öğrenme yolu ile yeni bilgiler üretebilme, yeni bilgiler oluşturabilme ve keşfedebilme gibi yetenekleri herhangi bir yardım almadan otomatik olarak gerçekleştirmek amacı ile geliştirilen bilgisayar sistemleridir. Bu yetenekleri geleneksel programlama yöntemleri ile gerçekleştirmek oldukça zor veya mümkün değildir. O nedenle, yapay sinir ağlarının, programlanması çok zor veya mümkün olmayan olaylar için geliştirilmiş adaptif bilgi işleme ile ilgilenen bir bilgisayar bilim dalı olduğu söylenebilir[2]. Bir yapay sinir ağının öğrenmesi istenen olayların girdi ve çıktıları arasındaki ilişkiler doğrusal olmayan ilişkiler olduğunda Çok Katmanlı Algılayıcı (ÇKA) modeli kullanılabilir. Arıtma tesisine gelen kirlilik yükü sabit olarak gelmediği ve parametreler arasındaki ilişki denklemlerle ifade edilemediğinden çok katmanlı algılayıcı modeli ile çalışılmıştır[2]. Bu çalışmanın amacı, Adapazarı kentsel atıksu arıtma tesisi verileri [3] kullanılarak yapay sinir ağları (YSA) modeliyle BOĐ, KOĐ ve AKM çıkış değerlerini tahmin etmektir. Girdi olarak atıksu sıcaklığı, ph, ortalama debi, KOĐ giriş, AKM giriş ve BOĐ giriş değerleri kullanılarak BOĐ, KOĐ ve AKM çıkış değerleri için modeller oluşturulmuş ve yaklaşık değerlere ulaşılmıştır. 2. MATERYAL VE METOD Bu çalışma kapsamında, atıksu arıtma tesisi kirlilik parametreleri çıkış değerleri ağa öğretilmeye çalışılmıştır. Bu işlem sırasında ağın verilen değerlere göre tahminde bulunmak durumunda olması nedeniyle, amaca yönelik ağın ÇKA ağı olduğuna karar verilmiştir. BOĐ, KOĐ ve AKM değerleri için ayrı ayrı modeller oluşturulmuştur. ÇKA ağında bilgiler girdi 101

102 katmanından ağa sunulur ve ara katmanlardan geçerek çıktı katmanına gider ve ağa sunulan girdilere karşılık ağın cevabı dış dünyaya iletilir. Şekil 1. ÇKA modeli [2] ÇKA ağı öğretmenli öğrenme stratejisini kullanır. Ağa, hem örnekler hem de örneklerden elde edilmesi gereken çıktılar (beklenen çıktı) verilmektedir. Ağ kendisine gösterilen örneklerden genellemeler yaparak problem uzayını temsil eden bir çözüm uzayı üretmektedir. Basit bir anlatımla ÇKA, eğitim seti olarak öğrendiği bilgileri test setinde bize sunmaktadır. Bu çalışmada, YSA simülatörlerinden Neurosolutions deneme sürümü kullanılmıştır. Program içerdiği çok sayıda ağ çeşidi ve Microsoft Excel programı ile ortak çalışabilmesi nedeniyle tercih edilmiştir. Uygulamalarda simülatör içerisindeki Multilayer Perceptron (Çok katmanlı algılayıcı), Generalized Feed Forward (Genellenmiş ileri besleme) ve Modular Neural Network (Modüler sinir ağı) modelleri ÇKA yapısındadır. Ancak, yapılan denemelerde en iyi sonucu Multilayer Perceptron (MLP) vermiştir. BOĐ için oluşturulan modellerde girdi olarak atıksu sıcaklığı, ph, ortalama debi, BOĐ giriş, AKM giriş ve KOĐ giriş değerleri kullanılmış, çıktı olarak BOĐ çıkış değeri istenmiştir. BOĐ değerleri 5 günlük analiz sürecinde ölçülmüş olduğu için, yeterli veri sağlamak amacıyla 3 yıllık değerler kullanılmıştır. 2004, 2005 ve 2006 verilerinden elde edilen 123 verinin 80 adedi eğitim setinde, 43 adedi ise test setinde kullanılmıştır. Yapılan çalışmalarda optimum sonuca iterasyon değeri sonunda, iki gizli katman ve bir katmanda üç diğerinde yedi işlem elemanı kullanılarak ulaşılmıştır. YSA sonuçları ile gerçek çıktıların karşılaştırılması Şekil 2 de görülmektedir. 102

103 BOĐ Çıkış (mg/lt) Örnek Sayısı BOĐ ÇIKIŞ BOĐ ÇIKIŞ TAHMĐN Şekil 2. BOĐ Çıkış değerleri ile tahmin değerlerinin karşılaştırılması YSA Sonucu R 2 = 0,8415 BOĐ ÇIKIŞ TAHMĐN Doğrusal (BOĐ ÇIKIŞ TAHMĐN) Đstenilen Sonuç Şekil 3. YSA- istenen sonuçların BOĐ test seti için x = y grafiği üzerinde gösterimi KOĐ ve AKM için oluşturulan modellerde girdi olarak atıksu sıcaklığı, ph, ortalama debi, AKM giriş ve KOĐ giriş değerleri kullanılmıştır. BOĐ değerleri az olduğu için bu uygulamalarda kullanılmamıştır. Bunun nedeni kullanılan veriler arttıkça eğitimin daha iyi gerçekleşmesidir yılı verilerinden elde edilen 265 verinin 180 adedi eğitim setinde 85 adedi ise test setinde kullanılmıştır. Yapılan çalışmalarda KOĐ çıkış değeri için optimum sonuca iterasyon değeri sonunda, iki gizli katman ve bir katmanda iki diğerinde altı işlem elemanı kullanılarak ulaşılmıştır. YSA sonuçları ile gerçek çıktıların karşılaştırılması Şekil 4 de görülmektedir. 103

104 KOĐ Çıkış (mg/lt) KOĐ ÇIKIŞ KOĐ ÇIKIŞ TAHMĐN Örnek Sayısı Şekil 4. KOĐ Çıkış değerleri ile tahmin değerlerinin karşılaştırılması 70 YSA Sonucu R 2 = 0,8765 KOĐ ÇIKIŞ TAHMĐN Doğrusal (KOĐ ÇIKIŞ TAHMĐN) Đstenilen Sonuç Şekil 5. YSA- istenen sonuçların KOĐ test seti için x = y grafiği üzerinde gösterimi 2006 yılı verilerinden elde edilen 265 verinin 180 adedi eğitim setinde 85 adedi ise test setinde kullanılmıştır. Yapılan çalışmalarda AKM çıkış değeri için optimum sonuca iterasyon değeri sonunda, iki gizli katman ve bir katmanda beş diğerinde üç işlem elemanı kullanılarak ulaşılmıştır.ysa sonuçları ile gerçek çıktıların karşılaştırılması Şekil 6 da görülmektedir. 104

105 25 AKM Çıkış (mg/lt) AKM ÇIKIŞ AKM ÇIKIŞ TAHMĐN Örnek Sayısı Şekil 6. AKM Çıkış değerleri ile tahmin değerlerinin karşılaştırılması R 2 = 0,9383 YSA Sonucu AKM ÇIKIŞ TAHMĐN Doğrusal (AKM ÇIKIŞ TAHMĐN) Đstenilen Sonuç Şekil 7. YSA- istenen sonuçların AKM test seti için x = y grafiği üzerinde gösterimi BOĐ, KOĐ ve AKM arıtma verimleri için; aşağıdaki verim formülü kullanılarak gerçek değerler ve programın bulduğu değerler için verim ayrı ayrı hesaplanmıştır. E = So S So e x 100 [4] E = Verim % S o = Giriş değeri S e = Çıkış değeri Karşılaştırmalar Şekil 8, Şekil 9 ve Şekil 10 daki grafiklerde gösterilmiştir. 105

106 100 % Verim VERĐM GERÇEK VERĐM YSA Örnek Sayısı Şekil 8. BOĐ için YSA çıktılarıyla hesaplanan verim ile gerçek verimin karşılaştırılması % Verim VERĐM GERÇEK VERĐM YSA Örnek Sayısı Şekil 9. KOĐ için YSA çıktılarıyla hesaplanan verim ile gerçek verimin karşılaştırılması % Verim VERĐM GERÇEK VERĐM YSA Örnek Sayısı Şekil 10. AKM için YSA çıktılarıyla hesaplanan verim ile gerçek verimin karşılaştırılması 106

107 3. SONUÇ VE DEĞERLENDĐRME Üniversite Öğrencileri 2. Çevre Sorunları Kongresi Mayıs 2007 Arıtma verimine etki eden parametrelerin bilinmesi ile (YSA girdi parametreleri), yeni ve daha fazla deneysel çalışma yapmadan, eğitilmiş ve test edilmiş YSA analizini kullanarak yeni teorik çıktı ve verim değerleri üretilebilmektedir. Sonuç olarak; Yapay Sinir Ağları (YSA), Adapazarı Kentsel Atıksu Arıtma Tesisi çıkış suyu parametreleri (KOĐ, BOĐ, AKM) ve buna bağlı verim değerlerinin tahmin edilmesinde etkin bir yöntemdir. YSA analizi; fazla deneysel çalışma yapmanın hem maliyetli, hem de zaman alıcı olmasından dolayı, çevre mühendisliği ile ilgili atıksu arıtma tesisi çıkış parametrelerinin ve veriminin tahmininde kullanılabilecek, ekonomik ve faydalı bir yöntemdir. Yapılan çalışmalar sonucunda Adapazarı Kentsel Atıksu Arıtma Tesisi verileri kullanılarak oluşturulan modellerden Çok Katmanlı Algılayıcı (ÇKA) modeli gerçek verilere oldukça iyi bir sonuçla uyum sağlamıştır. Verim formülü kullanılarak gerçek değerler ve programın bulduğu tahmini değerler için verim ayrı ayrı hesaplanmıştır. Grafiklerde karşılaştırılması yapılan YSA ile bulunan tahmini (teorik) ve gerçek (deneysel) verim değerlerinin birbiriyle uyum içerisinde olduğu görülmüştür. Yapılan çalışmaların analizinde YSA modelleri kullanılarak verimli sonuçlara ulaşılabilir. Farklı parametrelerin birbirleriyle ilişkisi denklemle ifade edilemediğinde YSA gibi karmaşık sistemle sonuç aramak mantıklı olacaktır. Bunun için düzenli olarak hazırlanmış verilere ve doğru yapılmış ölçümlere ihtiyaç vardır. YSA için toplanan veriler ne kadar uygun koşullarda ve iyi test cihazları ile elde edilirse o kadar doğru verilere ulaşılacak ve böylece ağdan elde edilen sonuçlar da gerçeğe yaklaşacaktır. Çevre mühendisliğinde verilerin analizinde YSA metoduyla girdi ve çıktılar tanımlanarak çıkış değerlerinin tahmini sağlanabilmektedir. Đlerleyen çalışmalarda YSA metodu kulanılarak, eksik girdi ve bilinmeyen değerlerin tahminine yönelik analizler yapılabilir. KAYNAKLAR [1] ÇINAR, Ö., YILMAZ, A., Yapay Sinir Ağlarının Atıksu Arıtma Tesisi Đşletimine Uygulanması: Bir Örnek Çalışma, KSÜ. Fen ve Mühendislik Dergisi, 8(2)-2005 [2] ÖZTEMEL, E., Yapay Sinir Ağları, Papatya Yayınevi, Đstanbul, [3] Adapazarı Karaman Kentsel Atıksu Arıtma Tesisi verileri, şahsi görüşme, Adasu Genel Müdürlüğü, Adapazarı, [4] METCALF&EDDY INC Revised By George Tchobanoglus, Wastewater Engineering Treatment Disp Sal, Tata McGraw-Hill Publishing Company Ltd

108 ĐÇME SUYU ŞEBEKELERĐNĐN HĐDROLĐK MODELLEMESĐNDE KULLANILAN METOTLARIN KIYASLANMASI Z.Orhun*, S.Bener*, E. Gençtan*, N. Oruçtut* ÖZET Bu çalışmada, içme suyu şebekelerinin hidrolik modellemesinde kullanılan metotlardan Hardy-Cross, Ölü Nokta, Newton Gradyan metotlarının kullanımı ve anlaşılabilirlik, uygulanabilirlik ve zaman ihtiyacı gibi bazı özellikleri araştırılmış; bu metotların öne çıkan özellikleri belirlenmiştir. Çalışmada sonuçlara ulaşabilmek için elle hesaplama ve MS Excel ve EPANET adlı programların kullanımı gibi yöntemlerden yararlanılmış ve bulunan sonuçların birbirine oldukça yakın değerler olduğu görülmüştür. Đncelenen özellikler kıyaslandığında ise kısa sürede sonuç vermesi, anlaşılması ve uygulanmasının kolay olması açısından Hardy Cross metodunun işlevselliğinin diğer metotlara göre daha uygun olduğu görülmüştür. Anahtar Kelimeler: Đçme suyu şebekeleri, Hardy-Cross, ölü nokta, Newton Gradyan ABSTRACT In this study, Hardy-Cross, Dead End and Newton Gradient Methods, which are used to mdeol the hydraulics of water distribution Networks were investigated in the aspects of understanding, application and time requirement and the most flagrant features of these methods were discussed. In the study, an example system was investigated using manual calculations along with MS Excel and EPANET 2.0. The results were foun to be in accordance. When the algorithms were compared in details, Hardy Cross method was found to be the most effective learning method in the aspects of understanding, implementation, and hand calculations. Keywords: Water Distribution Systems, Hardy Cross, Dead End, Newton Gradient Method *Yıldız Teknik Üniversitesi, Çevre Mühendisliği Bölümü, Beşiktaş Đstanbul 108

109 1. GĐRĐŞ Kaynaktan alınan su isale hattı denilen boru hattıyla arıtma tesisine oradan da hazneye aktarılır. Hazneden sonra şebeke sistemi ile su şehre iletilir. Şebeke sistemleri, depodan şebeke ana borusu ile alınan suyu yerleşim yerine dağıtan kanal ağıdır. Şebekeler dallı ve ağ şeklinde olmak üzere iki gruptur. Dallı şebekelerde borular kollara ayrılmakta ve su tek yöne akmaktadır; suyun tek yönde iletilmesi ise dallı şebekelerin işletilmesini zor kılmaktadır. Buna karşın ağ sistemlerinde su bölgelere çeşitli yönlerden iletilebilmektedir. Şebekenin ihtiyaç duyulan miktardaki suyu istenen basınçta ihtiyaç sahibine ulaştırması gerekir. Đhtiyaç duyulan su miktarı genellikle sabit olmayıp zamana göre salınım gösterir. Dolayısıyla, şebeke ihtiyaçlardaki salınımlara cevap vermelidir. Bir şebeke sistemi genellikle pompa sistemi, su dağıtma haznesi (depo) ve şebeke boruları olmak üzere üç ana elemana sahiptir. Bu elemanlar da kendi içlerinde alt elemanlardan oluşur. Örneğin doğrudan terfili isale ile beslenen bir şebeke sistemi; terfi merkezi, elektrik ve makine aksamları, pompalar ve şebeke borularından (ana, esas ve tali borular, vana, hidrant, dirsek vs teçhizat) oluşurken, cazibeli isaleden beslenen bir şebeke sistemindeki elemanlar; biriktirme haznesi (depo) ve şebeke borularından meydana gelir. Dağıtma bölgesinin büyüklüğü, enerji seviyesi ve topografyasına bağlı olarak farklı şebeke düzenlemeleri yapılabilir. Đçme suyu şebekelerinde, L: boru uzunluğu (m) ve D: boru çapı (m) olmak üzere L>500D olarak ifade edilen uzun borular kullanılmaktadır Şebeke Hesap Esasları: Projelendirme aşamasında isale hatlarında, ihtiyaç duyulan debiye göre hesap yapılırken, şebekeler için her hangi bir yangın durumunda da su şebekeden çekileceği için yangın debisi ihtiyaç debisine eklenerek kullanılır. Bu şebeke ana borusundaki debidir. Ülkemizde içme suyu tesisi yapan kurumlar (Đller Bankası ve DSĐ) şebeke debisini isale debisinin 1,5 katı olarak almaktadırlar. Yani yılın en sıcak gününde en fazla tüketimin olduğu saatteki su ihtiyacı olan (Max q max ) debisine göre projelendirme yapılmaktadır. ĐSKĐ bu değeri 1,3 kat olarak kullanmaktadır. Şebeke debisi: Q ŞEB = 1,5 Qisale = 1,5 * N*q MAX / Şebeke sistemlerinin hidrolik modellerinin yapılmasında birçok yöntem mevcuttur. Burada bu yöntemlerden Hardy-Cross Metodu, Ölü Nokta Metodu ve Newton Gradyan metodu üzerinde durulacaktır Hardy-Cross Metodu Hardy Cross (1936) tarafından ortaya atılan ve deneme-yanılma ile sonuca gidilen bir şebeke hesap metodudur. Hardy Cross yöntemi, hemen hemen tüm mühendislik kaynaklarında su dağıtım şebekelerinin hidrolik çözümünü yapmak amacıyla kullanılmaktadır. Metodun barındırdığı iterasyonların gösterilmesi açısından üniversitelerde genellikle elle çözümler ya da kolayca ulaşılabilen bir program olan MS Excel kullanılarak çözümler uygulanmaktadır. Hardy Cross metodunun iki farklı uygulaması söz konusudur: a) Şebekeye ait her bir borudaki debileri önce tahmin edip sonra basınçlar dengeleninceye kadar tahmini debileri düzeltmek, 109

110 b) Önce boru uç noktalarındaki basınçları tahmin edip debiler dengeleninceye kadar basınçları düzeltmek Ölü Nokta Metodu Ülkemizde, birçok içme suyu şebekesi projesi Đller Bankası Yönetmeliği ne göre yapılmaktadır. Bu yönetmelikte kullanılan yöntem Ölü Nokta Metodu olup, yöntemde bir şebeke sistemine iki koldan da su geldiği düşünülür. Her iki koldan da sisteme giren suların abonelere dağıtılarak bir noktada bittiği varsayılır ve bu noktaya Ölü Nokta adı verilmektedir. Ölü Nokta her göz için bir tanedir ve hayali bir noktadır. Ölü noktaya birinci yönden gelişte oluşan yük kayıpları toplamıyla ikinci yönden gelişte oluşan yük kayıpları toplamı birbirine eşit olmalıdır. Su dağılımı açısından iyi dengelenmiş bir sistem oluşturmak için her iki yönden gelişte oluşa yük kayıpları arasında en fazla 1m lik kapanma hatasına izin verilmelidir. Bunun için de belirlenmiş olan hız kriterlerine uyup belirlenen hesap debilerinin geçişine izin veren uygun boru çapları seçilmelidir. Şebeke ana borusundaki debi, dağıtılan debinin, uç debilerin ve yangın debisinin toplamına eşit olmaktadır. Bu değer aynı zamanda ayrım noktasındaki baş debiler ve yangın debisinin toplamına eşittir Newton Gradyan Metodu Toldini ve Pilati (1988) tarafından ağ sistemli şebekelerin çözümü için önerilen bir başka metot da gradyan algortimasıdır. Geliştirilen algoritma tanımlı olsa sistemde enerji ve kütle denge denklemlerinin yazılmasını gerektirmektedir. Yazılan enerji ve kütle denge denklemleriyle, kullanılması planlanan yük kaybı (sürtünme yük kaybı) denklemine göre (Darcy Wiesbach veya Hazen Williams) 2'nci yada 1,85'inci dereceden çok bilinmeyenli birer denklem sistemi oluşturulmaktadır. Newton gradyan metodu oluşturulan bu çok bilinmeyenli denklem sistemini bir dağınık matris (sparse) olarak düşünmekte ve bazı ön işlemlere tabi tutmaktadır. Ve lineerizasyondan sonra denklemleri uygun Q (debi) ve H (hidrolik gradyan) 'lar için çözmektedir. Unutmamak gerekir ki böyle bir sistemin çözümü için öncelikle sistemde basıncı yani hidrolik gradyanı bilinen bir noktaya ihtiyaç vardır. 2. MATERYAL VE METOTLAR Şebeke sistemleri hesaplamalarında, zaman sarfiyatı, denklemlerin karmaşıklığı gibi nedenlerden dolayı birçok bilgisayar programından yararlanılmaktadır. Đçme suyu şebekeleri için en çok kullanılan programlardan biri herkesçe bilinen EPANET 2.0 dır. Bu çalışmada da bilgisayar desteği olarak EPANET 2.0 ve MS Excel kullanılmıştır. EPANET 2.0 ve MS Excel kullanılarak geliştirilen Hardy Cross un kıyaslanması için bir örnek sistem geliştirilmiştir. Örnek sistem 21 boru ve 15 düğüm noktasından teşkil edilmiştir. Örnek sisteme ait şebeke alanı ve eş yükselti eğrileri Şekil 1 de gösterilmektedir. Örnek sistemdeki düğüm noktalarının maksimum günlük su ihtiyaçları Tablo 1 de özetlenmiştir. Hardy-Cross iterasyonuna başlamak için gerekli olan fiziki sistem bilgileri (boru tanımlamaları, boru çapları, boru uzunlukları, toplam yerel kayıp katsayıları- sıfır olarak alınmıştır.) ve başlangıç debi varsayımları Tablo 2 de gösterilmektedir. 110

111 Şekil 1. Örnek sistemin yerleşimi Tablo 1. Düğüm noktalarına göre günlük maksimum su ihtiyaçları Nod e Max. Daily Demand, L/sec Nod e Max. Daily Demand, L/sec Nod e Max. Daily Demand, L/sec Pipe No Tablo 2. Fiziki özellikler ve başlangıç debi varsayımları From LOOPS Node Diameter, Length, to Primary Secondary mm m Node Max. Daily Flow, L/sec 1 1 to 2 1 None to 3 1 None to 4 2 None to 5 5 None to 6 6 None to 7 6 None to 8 7 None to 9 7 None to 10 4 None

112 10 10 to 11 3 None to 12 3 None to 12 1 None to to to to to to to to to SONUÇLAR Örnek sistem öncelikle MS Excel programı ve EPANET ile aynı fiziki şartlar ve sistem tanımı ile ayrı ayrı çözülmüş; uygun bir hidrolik çözüm elde edildikten sonra belirlenmiş olan fiziki sistem özellikleri kullanılarak Ölü Nokta ile de çözülmüştür. Her üç metotla da çözülen örnek sistemin max debi ihtiyacına karşı tepkisi ve borulardaki debiler tablo 3 te özetlenmiştir. YAPILAN modelleme çalışmasında en hızlı çözümü EPANET programının verdiği görülmüştür. Bundan sonra Hardy C metodu ikinci en hızlı çözümü vermiştir. Bunun nedeni EPANET programının çok daha hızlı bir iterasyon prosedürü izlemesi, Ölü nokta metodununsa iterasyon yapmaksızın deneme yanılma yoluyla, sadece kullanıcı tarafından verilen fiziki sistem özellikleri için spesifik çözümler üretmesidir. Numara Boru Tablo 3. Analiz sonuçları Analiz Sonuçları, L/dk From Node to Node Ölü Nokta Sonuçları Hardy- Cross Sonuçları EPANET sonuçları 1 1 to 2 54, to 3 44, to 4 39, to 5 35, to 6 33, to 7 19, to 8 8, to 9-10, to 10-38, to 11-45, to -50,

113 4. DEĞERLENDĐRME Üniversite Öğrencileri 2. Çevre Sorunları Kongresi Mayıs to , to 12-6, to 13-47, to 13-4, to 13-5, to 14 26, to 15 7, to 15-4, to 15-7, to 14-7, Bu çalışmada içme suyu şebekelerinin hidrolik modellemesinde kullanılan üç metot kıyaslanmıştır. Çalışmada 21 borudan oluşan bir örnek sistemin hidrolik çözümü her üç metotla da yapılmıştır. EPANET hızlı sonuç veren bir program olmasından ötürü tercih edilebilir bir çözümdür buna karşılık iterasyonların görülmemesi ve yaygın olmaması programı dezavantajlı konuma geçirmektedir. Ölü nokta metodu kullanımında hesaplamanın tüm aşamaları birebir uğraşıldığı için anlaşılmaktadır. Ancak öğrenciler açısından düşünüldüğünde, bu durumun işlemlerle uğraşılırken tasarımda meydana gelen küçük değişikliklerin fark edilmesi ihtimalinin düştüğü düşünülmektedir. Hardy-Cross metodunun ise gerek elle gerek bilgisayar yardımıyla çözümlerinin daha kolay ve daha anlaşılır olduğu sonucuna varılmıştır. TEŞEKKÜR Fatih Üniversitesi ne bizlere bu fırsatı verdiği için teşekkür ederiz. KAYNAKLAR [1] Huddleston, D. H., Alarcon,V.J., Chen, W, (2004), A spreadsheet replacement for Hardy- Cross piping system analysis in undergraduate hydraulics, Proceedings of the 2004 World Water and Environmetal Resources Congress: Critical Transitions in Water and Environmetal Resources Management [2] Türkdoğan, Đ., Yetilmezsoy, K.,(2004), Su Getirme ve Kanalizasyon Uygulamaları, Su Vakfı Yayınları, Đstanbul [3] Wheeler, W., (1977), Hardy Cross distribution analysis, Water & Sewage Works 113

114 TEKSTĐL ENDÜSTRĐSĐ ATIKSUYUNUN ARDIŞIK KESĐKLĐ BĐYOREAKTÖR (AKR) ĐLE ARITILMASINDA OPTĐMUM ŞARTLARININ BELĐRLENMESĐ Yasemin DAMAR, Burcu KIZILTAŞ, Recep ĐLERĐ ÖZET Yapılan çalışmanın amacı; bir sentetik tekstil endüstrisine ait fabrikanın evsel atıksuyu ve tüm işletim proseslerinden oluşan kirlilik içeren gerçek atıksuyun Ardışık Kesikli Biyoreaktör (AKR) ile arıtılmasında optimum şartların belirlenmesidir. Reaksiyon süresi (t R ) ve çökelme süresi (t S ) çalışmanın bundan sonraki aşamalarında sürekli kullanılacağından dolayı önemli birer parametredir. Bu çalışmalar sırasında; Askıda Katı Madde (AKM), bulanıklık, sıcaklık, iletkenlik, ph, Çözünmüş Oksijen (ÇO) gibi parametrelerin ölçümü yapılarak çalışma koşulları gözlemlenmiştir. Çalışmalar Su Kirliliği Kontrol Yönetmeliği esas alınarak yapıldığından Kimyasal Oksijen Đhtiyacı (KOĐ) parametresine dayandırılmıştır. Bu amaçla, boyalı tekstil endüstrisi gerçek atıksuyunun arıtılması için laboratuar ölçekli yapılmış olan biyoreaktöre ait reaksiyon süresi (t R ), çökelme süresi (t S ), karıştırma hızının etkileri araştırılmıştır. Çalışmalar sonucunda, optimum reaksiyon süresinin (t R ) 1.5 saat, çökelme süresinin (t S ) 1.5 saat ve karıştırma hızının 200 devir/dakika olduğu tespit edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Tekstil Endüstrisi, Gerçek Atıksu, Ardışık Kesikli Biyoreaktör, Optimum Şartlar. SUMMARY The aim of this study determined the optimum conditions of real a wastewater of a sentetic textile industry fabric that originated from domestic wastewater and process wastewater. The most important parameters are reaction time and settle time cause used it in the other stage at the researches. Following this process, parameters as suspended solid, turbitiy, temperature, conductivity, ph and dissolved oxygen were measured and observed. All studies were predicated to Chemical Oxygen Demand and compaired with Water and Wastewater Control Acency of Turkey. Sakarya Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Çevre Mühendisliği Bölümü, Esentepe Kampüsü, Sakarya 114

115 Predication of the above results lab scale bioreactor was used for the treatment of coloured textile industry real wastewater and impact of reaction time, sttle time and mixing velocity investegated. As a result, the optimum reaction time 1.5 hours, settle time 1.5 hours and mixing velocity 200 rpm were determinated. Keywords:Textile industry, Real Wastewater, Sequencing Batch Reactor, Optimum Conditions. GĐRĐŞ Ardışık Kesikli Reaktör (AKR, SBR), bir aktif çamur biyolojik arıtma prosesidir. Ardışık kesikli reaktör sistemleri, sürekli (plug flow) ve tam karışımlı (complete mixed) sistem özellikleri gösteren melez (hybrid) sistemlerdir. Fakat bunlardan farklı özellikler gösterdikleri de literatürde ifade edilmektedir. Ardışık kesikli reaktör sistemi, klasik aktif çamur reaktöründen farklı olup, havalandırma ve çökelme fonksiyonlarının tek tankta gerçekleştiği bir sistemdir [Tchobanoglous, 1991; Droste, 1997; Novak et al, 1997; Kulaç, 1997; EPA, 2000; Lee ve Lin, 2000; Lin, 2001]. Tekstil endüstrisi atıksuları ardışık kesikli reaktör ile biyolojik olarak arıtılabilir, fakat atıksuyun ph ı ve sıcaklığı dikkatli bir şekilde gözlenmelidir. Ardışık kesikli reaktörlerin tekstil endüstrisi atıksularının arıtımındaki verimi ve arıtımdaki etkisi giriş besin konsantrasyonunun, giriş çamur konsantrasyonunun, reaksiyon süresinin ve çökelme süresinin kontrolü ile sağlanır [Jamrah ve Abu-Ghunmi, 2001]. Endüstriyel atıksuların arıtılması için kullanılabilen ardışık kesikli reaktör uygulamaları her geçen gün artmakta olup, Almanya daki atıksu arıtma teknolojileri arasındaki ardışık kesikli reaktör uygulanması oranı %1.3 civarındadır [Teichgraber et al, 2001]. Bu çalışmada, bir sentetik tekstil endüstrisine ait fabrikanın evsel atıksuyu ve tüm işletim proseslerinden oluşan kirlilik içeren gerçek atıksuyun Ardışık Kesikli Biyoreaktör (AKR) ile arıtılmasında optimum şartların belirlenmiştir. Ardışık Kesikli Biyoreaktör prosesi birbirini takip eden 5 fazdan oluşmaktadır [Droste, 1997]. Ardışık Kesikli Reaktör prosesi çalışma prensibi Şekil 1 de gösterilmiştir. 115

116 Şekil 1. Ardışık Kesikli Reaktör Prosesi Çalışma Prensibi Boyalı tekstil endüstrisi gerçek atıksuyunun arıtılması için laboratuar ölçekli yapılmış olan biyoreaktöre ait reaksiyon süresi (t R ), çökelme süresi (t S ), karıştırma hızının etkileri araştırılmıştır. Çalışmalar sonucunda, optimum reaksiyon süresinin (t R ) 1.5 saat, çökelme süresinin (t S ) 1.5 saat ve karıştırma hızının 200 devir/dakika olduğu tespit edilmiştir. MATERYAL VE METOD Seçilen tekstil sanayine ait arıtma tesisine gelen ham atıksuyun karakteristikleri KOĐ (Kimyasal Oksijen Đhtiyacı)= mg/L, BOĐ (Biyokimyasal Oksijen Đhtiyacı)=350 mg/l, Fenol=1.2 mg/l, AKM (Askıda Katı Madde)= mg/l (4700 mg/l) olmaktadır. Örnek olarak seçilen tekstil sanayine ait arıtma tesisinden çıkan atıksuyun karakteristikleri KOĐ (Kimyasal Oksijen Đhtiyacı)= mg/l, BOĐ (Biyokimyasal Oksijen Đhtiyacı)=50-60 mg/l, Fenol= mg/L dir. Örnek olarak seçilen tekstil sanayi, sentetik tekstil terbiyesi ve benzerlerini yapmakta ve boyalı atıksu oluşturmaktadır. Arıtma tesisinde üç adet paralel olarak yapılmış ardışık kesikli reaktör mevcuttur. Đhtiyaca göre biri veya diğerleri çalıştırılabilmektedir. Her bir ardışık kesikli reaktörün toplam ve aktif hacimleri sırasıyla, 1000 m 3 ve 160 m 3 tür. Reaktörlerin çalışma süreleri 0,5 saat doldurma, 1,5 saat havalandırma, 1,5 saat çökelme ve 0,5 saat boşaltma olmak üzere toplam 4 saattir. Tesiste günde toplam 6 seans yapılmaktadır [Köseoğlu, 2004]. Tekstil endüstrisine ait atıksu arıtma tesisi akım şeması Şekil 2 de verilmiştir. 116

117 Şekil 2. Tekstil Endüstrisine Ait Biyolojik Atıksu Arıtma Tesisi Akım Şeması Tekstil endüstrisine ait biyolojik atıksu arıtma tesisinin gerçek hacminin 1/ ölçekli küçültülmüş hali olarak, laboratuar pilot tesisinde uygulanan Ardışık Kesikli Biyoreaktör (AKR) sisteminde deneysel çalışmalar için gerekli olan atıksu numunesi örnek olarak seçilen tekstil sanayine ait atıksu arıtma tesisi Ardışık Kesikli Biyoreaktör (AKR) ünitesinin girişinden alınmıştır. Laboratuar ölçekli deneysel çalışmalarda, Ardışık Kesikli Biyoreaktördeki aktif çamur, gerçek tesisten temin edilmiştir. Deneysel çalışmalar için laboratuar pilot tesisine ait akım şeması Şekil 3 de gösterilmiştir. Şekil 3. Deneysel Çalışmalar Đçin Laboratuar Pilot Tesisine Ait Akım Şeması 117

118 SONUÇLAR Bu çalışmalar sırasında; Askıda Katı Madde (AKM), bulanıklık, sıcaklık, iletkenlik, ph, Çözünmüş Oksijen (ÇO) gibi parametrelerin ölçümü yapılarak çalışma koşulları gözlemlenmiştir. Çalışmalar Su Kirliliği Kontrol Yönetmeliği esas alınarak yapıldığından Kimyasal Oksijen Đhtiyacı (KOĐ) parametresine dayandırılmıştır. Bu sebeple reaksiyon süresi (t R ), çökelme süresi (t S ), karıştırma hızının etkileri araştırılırken Kimyasal Oksijen Đhtiyacı (KOĐ) parametresine ait değişimler dikkatle gözlemlenmiştir. Bu çalışmalar sırasında; Askıda Katı Madde (AKM), bulanıklık, sıcaklık, iletkenlik, ph, Çözünmüş Oksijen (ÇO) gibi parametrelerin ölçümü yapılarak çalışma koşulları gözlemlenmiştir. Bu çalışma koşulları parametrelerinin ortalama değerleri Askıda Katı Madde (AKM) =27 mg/l, Bulanıklık=99 NTU, Sıcaklık= 16 0 C, Đletkenlik 3,50 ms, ph=7,82 ve Çözünmüş Oksijen (Ç.O.) =8,48 mg/l dir. Kimyasal Oksijen Đhtiyacı (KOĐ) nin reaksiyon süresi (t R ) ile değişimi Şekil 4 de verilmiştir. Kimyasal Oksijen Đhtiyacı (KOĐ) nin çökelme süresi (t S ) ile değişimi Şekil 5 de verilmiştir. Kimyasal Oksije Đhtiyacı (K.O.Đ.), mg/l DENEME 2. DENEME Kimyasal Oksijen Đhtiyacı (K.O.Đ.), mg/l DENEME 2. DENEME Reaksiyon Süresi, Saat Çökelme Süresi, Dakika Şekil 4 Kimyasal Oksijen Đhtiyacı (KOĐ) nin Reaksiyon Süresi (t R ) Đle Değişimi (Çökelme Süresi, (t S ) Sabit 90 dakika) Şekil 5 Kimyasal Oksijen Đhtiyacı (KOĐ) nin Çökelme Süresi (t S ) Đle Değişimi (Reaksiyon Süresi (t R ) Sabit 90 dakika) Kimyasal Oksijen Đhtiyacı (KOĐ) nin karıştırma hızı (devir/dakika) ile değişimi Şekil 6 da gösterilmiştir. 118

119 300 Kimyasal Oksijen Đhtiyacı (K.O.Đ.), mg/l Karıştırma Hızı, devir/dakika Şekil 6. Kimyasal Oksijen Đhtiyacı (KOĐ) nin Karıştırma Hızı (devir/dakika) Đle Değişimi (Çökelme Süresi, (t S ) ve Reaksiyon Süresi (t R ), Sabit 90 dakika) Boyalı tekstil endüstrisi gerçek atıksuyunun arıtılması için laboratuar ölçekli yapılmış olan biyoreaktöre ait reaksiyon süresi (t R ), çökelme süresi (t S ), karıştırma hızının etkileri araştırılmıştır. Çalışmalar sonucunda, optimum reaksiyon süresinin (t R ) 1.5 saat, çökelme süresinin (t S ) 1.5 saat ve karıştırma hızının 200 devir/dakika olduğu tespit edilmiştir. KAYNAKLAR [1] Droste, R.L. (1997), Theory and Practice of Water and Wastewater Treatment, John Wiley&Sons, Inc., New York, USA. [2] EPA, (2000), Wastewater Technology Fact Sheet, Washington, Package Plants, USA. [3] Jamrah, I. Ahmad and Abu-Ghunmi, N. Lina, (2001), Biological treatment of textile wastewater using sequencing batch reactor technology. Water Science & Technology, vol. 44, no. 5, pp [4] Koseoglu, G. (2004), Tekstil Endüstrisi Atıksularındaki Renk Sorununun Đleri Aktif Çamurlu Ardışık Kesikli Biyoreaktör Đle Giderilmesi, Yüksek Lisans Tezi, Çevre Mühendisliği, Sakarya Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Adapazarı. [5] Kulac, S. (1997), Kesikli Biyolojik Arıtma Tesisinde Optimum Koşulların Araştırılması, Yüksek Lisans Tezi, Kimya, Sakarya Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Adapazarı. [6] Lee, C.C., Lin, S.D., (2000), Handbook of Environmental Engineering Calculations, McGraw Hill, New York, USA. Lin, S.D., (2001) Water and Wastewater Calculations Manuel, McGraw Hill, New York, USA. [7] Novak, L., Goronzy, M.C., Wanner, J., (1997), Dynamic mathematical modelling of sequencing batch reactor with aerated and mixed filling period. Wat. Sci. Tech., 35 (1), [8] Tchobanoglous, G., (1991), Wastewater Engineering: Treatment, Disposal, Reuse, Metcalf&Eddy, Inc., New York, USA. 119

120 [9] Teichgraber, B., Screff, D., Ekkrlein, C., Wilderer, P.A. (2001), Sequencing Batch Reactor Technology in Germany-in Overview. Wat. Sci. Tech., 43 (3),

121 COĞRAFĐ BĐLGĐ SĐTEMLERĐNĐN ÇEVRESEL UYGULAMALARDA KULLANIMI: ArcGIS UYGULAMASI THE USAGE OF GEOGRAPHICAL INFORMATION SYSTEM IN ENVIRONMENTAL APPLICATIONS: ArcGIS APPLICATION ÖZGE KAYA, BURAK DEMĐRHAN, BEYTULLAH ÖZ, ERDAL KARADURMUŞ ÖZET Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS), coğrafi verilerin toplanması, bilgisayar ortamına aktarılması, depolanması, işlenmesi, analiz edilmesi ve sunulması amacıyla geliştirilmiş bileşenlerden oluşan bir bütündür. CBS teknolojisi sayısal akıllı haritalar yardımıyla sorgulama amaçlı veri tabanlarını ve istatistiksel analizi kullanarak bilgilerin sınıflandırılmasını sağlar. Çalışmanın amacı MATLAB yazılımı ile 11 adet kirlenme değişkeni (organik azot, amonyak, nitrit azotu, nitrat azotu, organik fosfor, çözünmüş fosfor, çözünmüş oksijen (DO), biyolojik oksijen ihtiyacı (BOD), toplam koliform, klorür, alg) takibini yapabilen, akarsuya bırakılan bir kirlilik yükünün akarsu boyunca değişimini grafiksel olarak verebilen akarsu benzetim programının, daha kullanıcı dostu bir ara yüze sahip hale getirilmesi ve CBS ile bütünleştirilmesidir. AKAB akarsu sistemi benzetim yazılımı, VISUAL BASIC ile yeniden yazılmış ve programın CBS ile bütünleştirilmesi ise ArcGIS Engine yazılım geliştirme paketi kullanılarak yapılmıştır. Çalışma dört aşamadan oluşmaktadır: AKAB yazılımının AKABVB ye çevrilmesi, yöresel uydu fotoğraflarının sayısallaştırılması, sayısal harita program bütünlüğünün sağlanması ve sayısal haritada bulunan akarsulara ait veri tabanının oluşturulması. Çalışma tamamlandığında her hangi bir akarsuya bırakılan bir kirleticinin gelecekte akarsuyu nasıl etkileyeceği ve akarsuyun gelecekte karşılaşabileceği tehlikeler öngörülerek akarsuyun geleceği garanti altına alınabilecektir. Çalışma ile Yeşilırmak nehri üzerindeki kirlilik yükü belirlenecek, başta Yeşilırmak olmak üzere bu kirliliğin çevreye olan etkisi en aza indirilecektir. Anahtar Kelimeler: CBS, AKAB, AKABVB, çevresel etkiler, kirlilik parametreleri, Yeşilırmak, ArcGIS, akarsu modellemesi ABSTRACT Geographical information systems (GIS) are a complete pack consists of acquiring geographical data, transferring and storing in computer media, processing, analyzing and presenting components. GIS technology provides classification of data with statistical analysis and inquiry databases with assistance of digital maps. The objective of this study is to make the stream modeling software which can trace 11 pollution parameters (organic nitrogen, ammonia nitrogen, nitrite nitrogen, nitrate nitrogen, organic phosphate, dissolved phosphate, dissolved oxygen (DO), biological oxygen demand (BOD), total coliform, chloride, algae) with assistance of MATLAB more user-friendly interface and integrate with GIS. AKAB stream modeling software is rewritten with VISUAL BASIC and integration with GIS done with ArcGIS Engine software development kit. The study formed by four steps: converting and rewriting AKAB software to form AKABVB, digitalization of regional satellite images, achieving digital map-software integrity and building databases of streams in digital maps. The future of stream can be guarantied by the foreseen of future effects of pollutant left in any stream and risks that the stream may face in the future when the work completed. Hitit Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Kimya Mühendisliği Bölümü19100/ÇORUM Tel: (364) E-Posta: erdalk@gazi.edu.tr 121

122 With this study, contaminant load on Yeşilırmak River will be detected and the effects of this pollution will be minimized. Keywords: GIS, AKAB, AKABVB, environmental effects, pollution parameters, Yeşilırmak, ArcGIS, river stream modeling 1.GĐRĐŞ Çevresel bilgilerin coğrafi olarak işlenmesi gün geçtikçe gelişmekte ve her geçen gün çok sayıda ve farklı amaçlara hizmet eden Coğrafi Bilgi Sistemi (CBS) yazılımları kullanıma sunulmaktadır. Haritalarla görsel veri elde etmek mümkün olduğundan coğrafi bilgi sistemleri özellikle karar verme aşamasında önemli kolaylıklar sağlamaktadır. Veriler sürekli güncellenebilir ve internet ortamında diğer kuruluşlarla paylaşılabilir. Bu nedenle hem kuruluşlar arasında aynı işlemin tekrar yapılması olasılığı önlenir hem de şeffaflık artırılabilir. Bu şekilde hareket ederek personel sayısının azaltılmasıyla maliyetler düşürülmekte ve üretim hızı artmaktadır. Bunlara ilave olarak en önemlisi yapılan işin kalitesi artmaktadır. Çok fazla sayıda senaryo üreterek, önemli olan faktörler belirlenebilir. Ülkemizde de son yıllarda bu sistemin kullanımı artmış ve sistem farklı alanlarda uygulanmaya başlamıştır. Bu sistemin uzaktan algılama sistemi olarak kullanılması ise daha fazla önem kazanmıştır. Türkiye de son 10 yılda su kaynakları yönetiminde özellikle de akarsu havzası modellerinde bazı önemli coğrafi bilgi sistemleri çalışmaları yapılmıştır. Bu çalışmalar sonunda yayınlanan raporlarda Türkiye akarsu havzalarında gözleme ve izleme istasyonları kurularak gerçek zamanlı verilerin toplanması önerilmiş ve bu verilerin konumsal veri tabanlarıyla desteklenerek coğrafi bilgi sistemleri konusunda da işlenmesi önerilmiştir. Devlet Su Đşleri tarafından 2003 yılında Seyhan Akarsu havzası için yapılan model çalışmalarında konumsal veriler üzerine bazı modeller geliştirilmiştir. Ayrıca üniversiteler ve araştırma kurumları tarafından su kaynaklarının geliştirilmesi ve iyileştirilmesi konusunda coğrafi bilgi sistemi çalışmaları işlenmiştir fakat bu çalışmalarda izlenen format Avrupa Birliği üye ülkelerinin izlemiş olduğu coğrafi bilgi sistemindeki veri modelleme veri analiz formatlarına uymamaktadır. Türkiye de yapılan coğrafi bilgi sistemleri çalışmaları akarsu havzaları boyutundan daha çok küçük alanlarda yapılan çalışmaları içermektedir. 2.MATERYAL VE YÖNTEM 2.1. AKAB (Akarsu Benzetimi) Akarsu benzetimi konusunda dünyada en çok kullanılan yazılımlar da dâhil olmak üzere bilinen modellerin çoğunda dinamik benzetim özelliği yoktur ve model parametreleri deneme yanılma yoluyla belirlenir. Bu iki özelliğe sahip yazılım bulmak neredeyse mümkün gözükmemektedir. Buradan yola çıkarak model parametrelerini en iyileştirerek dinamik benzetimi, uzman desteği olmaksızın gerçekleştirme kolaylığını sağlamak üzere AKAB geliştirilmiştir. Kullanıcı etkileşimli bir ara yüzü (GUI) sayesinde akarsuya ve karışan kirlilik yüküne ait bilgiler beş ana adımda yazılıma tanıtılmaktadır. Arka planda programlanmış olan gelişmiş modelleme ve benzetim teknikleri sayesinde akarsuyun akışı ve bu arada içinde gerçekleşen doğal biyolojik ve kimyasal tepkimeler gerçeğe en yakın şekilde benzetilmektedir. AKAB ın takibini yaptığı kirlenme değişkenleri, organik azot, amonyak azotu, nitrit azotu, nitrat azotu, organik fosfor, çözünmüş fosfor, çözünmüş oksijen (DO), biyolojik oksijen ihtiyacı (BOD), toplam koliform, klorür ve alg dir. 122

123 AKAB ile bu değişkenlerin akarsu uzunluğu boyunca değişimi grafiksel olarak gözlenebilmektedir. Dolayısıyla nehre karışacak bir kirletici yükün etkisinin ne kadar olacağını öngörmek kolaylaşmıştır. Şekil2.1 AKAB Ara Birim Görüntüsü AKAB; Akarsu havzalarında, tarımsal su kullanımı ve su ürünleri planlamasında, çevresel etki değerlendirmesinin (ÇED) kolay ve sağlıklı yapılmasında, kirlenmenin denetim altına alınarak doğanın korunmasında önemli katkı sağlayabilecek nitelikte bir yazılımdır. AKAB ve Coğrafi Bilgi Sistemleri birlikte kullanılarak bir akarsu için; istenen bir noktada su kalitesi önceden belirlenebilir ve su kalitesinin iyileştirilmesi çalışmaları ve kirlenme kontrolü için ihtiyaç noktaları en iyi şekilde saptanabilir ArcGIS Engine ArcGIS Engine standart bir CBS çalışma arabirimi sunarak dünyanın en çok kullanılan CBS yazılımlarının da (ArcVIEW, ArcEditor ve ArcInfo) geliştirildiği aynı nesne paketlerini içermektedir. ArcGIS Engine bilgisayar başına bir lisans anahtarı gerektirdiğinden lisans sahibi bir bilgisayarda birden fazla CBS uygulaması çalıştırılabilir. Đyi hazırlanmış program paketleri sunmayı kolaylaştıran ve herkesin alışık olduğu bir dizi geliştirici kontrolleri içerir. Bu sayede programa alışmak kısa zaman alır. ArcGIS Engine ve bileşenleri Windows, Solaris ve Linux gibi yaygın kullanımı bulunan işletim sistemleri ile uyumlu olduğundan hangi işletim sistemi için yazılım geliştirilmek isteniyorsa buna imkân sağlar. Programcının yeni bir dil öğrenmesine gerek kalmadan NET, Java, COM ve C++ gibi dillerde geliştirmesine olanak tanır Visual Basic Đle Yapılan Çalışmalar COM (Component Object Model: Bileşen Nesne Modeli) programlama dili olan VB (Visual BASIC) programcıya kendi bileşenlerini oluşturmayı sağlamaktadır. Ayrıca oluşturulmuş nesnelerin geliştirilen yazılım içerisinde kullanımına da imkân vermektedir. Standart Exe olarak hazırlanan projeye ArcGIS Engine bileşenleri, Proje/Bileşen menüsünden eklenir. Projeye eklenen ArcGIS bileşenleri; ESRI LicenseControl ESRI MapControl 123

124 ESRI PageLayoutControl ESRI TOCControl ESRI ToolbarControl ArcGIS bileşenlerini içeren proje tek formdan oluşmaktadır. Bu form içerisine yerleştirilen kontrollerle bir harita açılarak bu haritanın katmanlarını ve bu katmanların içerdiği verileri analizlemek veya değiştirmek mümkündür. Açılan harita üzerinde bulunan veriler projenin diğer bileşeni olan akarsu benzetimini gerçekleştiren modüle gönderilerek işleme sokulmaktadır. Bu modülün ihtiyaç duyduğu verilerin tamamı harita üzerinde bulunabileceği gibi program özelleştirilerek hangi verilerin harita üzerinden alınacağı belirlenerek program özelleştirilebilir. Programın model parametrelerinin ve modelin kullanacağı verilerin görülebileceği kısım ana ekranda bulunan Veri Girişi butonu ile ulaşılan Simülasyon Parametreleri penceresidir. Bu pencerede üç ana bölüm bulunmaktadır. Bunlardan ilki akarsu verilerinin girilebileceği kısımdır. Temel Parametreler olarak adlandırılan bu kısımda modelin çalışması için gerekli başlangıç değerleri bulunmaktadır. Bu değerler CBS programı sayesinde harita üzerinden alınabileceği gibi elle de girilebilir. Harita üzerinden bu verilerin alınabilmesi için verilerin, programın sorgulayacağı adreslerde ve önceden belirlenmiş format ve etiketlerle bulunması gerekir. Đkinci kısım olan Model Parametreleri ise adından da anlaşılacağı üzere benzetim modelinin kullandığı parametreleri içermektedir. Bu parametre değerleri elle girilebileceği gibi önceden kaydedilmiş bir veri tablosundan da elde edilebilir. Her bir parametrenin ne olduğu ve sınır değerleri açıklama kısmında görülebilmekte ve buda kullanıcıyı yanlışlık yapmaktan uzak tutmaktadır. Veri giriş penceresinin son kısmı ise Yan Kol Sayısı ve Değişkenleri dir. Burada akarsuya karışan yan kollar ve bu yan kollara ait başlangıç değerleri girilebilmektedir. Aynı şekilde bu değerler de harita üzerinde bulunduğu takdirde harita verileri kullanılabilmektedir. Şekil 2.2 AKABVB Ekran Görüntüsü Şekil 2.3 AKABVB Temel Simülasyon Parametreleri Model için gerekli tüm veriler elde edildiktin sonra an pencerede bulunan model komutları kullanılabilir. Bunlardan ilki olan Çalıştır komutu ile model değişkenleri işleme sokarak başlangıç değer problemini çözer. Bu işlemin süresi programın çalıştırıldığı donanımın özelliklerine bağlıdır. Pentium IV 2000 MHz işlemcili 256MB RAM ve Windows XP kurulu bir sistemde ortalama 1 dakika içinde işlem tamamlanabilmektedir. 124

125 Şekil 2.4 AKABVB Model Parametreleri Şekil2.5 AKABVB Yan Kol Sayısı ve Değişkenleri Model işlemleri bittiğinde ana pencerede bulunan grafik kısmından modelin benzetimini yaptığı 11 değişkenden biri grafiksel olarak nehrin konumuna bağlı olarak gözlenebilmektedir. Bu değişkenler için 11 adet diferansiyel eşitlik başlangıç değer problemi olarak Runge-Kutta (4,5) yöntemi ile çözümlenmiştir. Bunun içim matris formunda hazırlanan denklem sistemi alt programda çözülmüştür Coğrafi Bilgi Sistemi Örnek Çalışması Çalışmanın ilk aşamasında AKAB, MATLAB ortamından farklı bir ortam olan COM destekli VISUAL BASIC ortamında yeniden yazılmıştır ve çalıştırılmaya hazır hale getirilmiştir. Đkinci aşamada ise hazırlanan bu program altında çalışabilecek haritaların çizilmesi hedeflenmiştir. Bunun için Çorum ve Amasya illerinin uydu fotoğrafları ArcGIS ENGINE bir alt programı olan ArcVIEW ile sayısallaştırılmıştır. Öncelikle Çorum iline ait uydu fotoğrafı adresinden temin edilmiş ve ArcVIEW programına modifiye edilmiştir. Daha sonra bu uydu fotoğrafından yararlanılarak en geniş katman olan il sınırları çizilmiştir. Bundan sonraki aşama bu il sınırları dâhilinde bulunan katmanları Çorum il Sınırlar katmanın üzerine çizmektir. Bir üst katman olan Çorum Akarsular katmanı, Çorum il Sınırlar katmanının üzerine çizilmiştir. Burada dikkat edilmesi gereken husus, sol taraftaki katman penceresinde her iki katmanın da işaretli olduğudur. Duruma bağlı olarak istenen katman işaretlenerek görüntülenebilir, istenmeyen katmana ait işaret kaldırılarak bu katmanın görüntülenmesi engellenebilmektedir. Son aşamada ise yerleşim yerleri harita üzerine yerleştirilmiştir. Çorum a ait yerleşim yerlerinin de harita üzerine yerleştirilmesiyle bu ile ait olan uydu fotoğrafı bilgisayarın anlayabileceği sayısal bir harita haline dönüştürülmüş olmaktadır. Eğer istenirse çizilen harita, çalışmanın daha görsel olması için uydu fotoğrafı ile birlikte kullanılabilir. Yapılan çalışmalar Şekil 2.6-Şekil 2.11 arasında görülmektedir. Bu hali ile ArcVIEW ortamında sayısallaştırılan uydu fotoğrafı, daha önce VISUAL BASIC ortamında hazırlanmış olan program AKABVB ile birlikte çalıştırılmaya hazır hale getirilmiştir. Çorum iline ait çalışmalarda izlenen algoritma aynen Amasya ili için de izlenmiş ve Amasya iline ait uydu fotoğrafı sayısal bir harita haline getirilmiştir. 125

126 Şekil 2.6. Çorum Đl Sınırı Şekil 2.7. Çorum Đlçe Sınırları Şekil 2.8. Çorum Đli Uydu Görüntüsü Şekil 2.9. Çorum Đli Tavuk Çiftliği Örnek Çalışması Şekil Çorum Đli Akarsu Gösterimi Yerleşimleri Şekil Çorum Đli Akarsu ve 3.SONUÇLAR Coğrafi bilgi sistemleri akarsu benzetimi için kullanıldığında, akarsu boyunca kirlilik unsuru olan ve takip edilen parametrelerin öznitelik bilgileri ile koordinatlı ve ölçekli grafik bilgileri bir arada değerlendirilebilmektedir. Böylece akarsuyun durumu sayısal ortamda incelenebilmekte ve geleceğe dönük planlamalar sağlıklı bir şekilde yapılabilmektedir. Bu yöntemlerle projelerde varılmak istenen sonuç önceden görülebilmekte, olası problemler önceden değerlendirilerek akarsuyun istenilen uzaklıktaki kirlilik yükü belirlenebilmektedir. 126

127 Bu çalışmada coğrafi bilgi sistemleri kullanılarak Çorum yöresindeki akarsu havzalarının benzetiminin sayısal ortamda yapılıp yapılamayacağının ön araştırması yapılmış ve yapılabilirliğine karar kılınmıştır. Bunun için öncelikle, yöredeki akarsuların mevcut altyapısı ile tüm verilerin coğrafi bilgi sistemi ortamında bilgisayara aktarılması, veri tabanının oluşturulması ve verimli kullanım için sorgulamanın alt yapısının hazırlanması gerekmektedir. Bunun için aşağıdaki yöntemler uygulanmış ve şu aşamalar izlenmiştir: 1. Akarsuya ait her türlü faaliyet ve karar verici mekanizmalar için gerekli olan mevcut durumu yansıtan geçerli ve güvenilir akarsu bilgileri öncelikle sağlanmıştır 2. Akarsu içinde takip edilecek olan parametreler belirlenmiş ve bu parametrelere ait bilgiler toplanmıştır 3. Toplanan bu bilgiler sayısal ortama aktarılmıştır 4. Sayısal ortamdaki aktarılmış bilgiler haritalar ile ilişkilendirilmiştir. Yukarıda bahsi geçe 4 maddenin gerçekleştirilebilmesi için öncelikle benzetim işlemini yapacak olan fonksiyonlar bilgisayara çözdürülmeli ve GIS yazılımları ile bu fonksiyonlar bütünleştirilmelidir. Fonksiyonların bilgisayara çözdürülmesi işleminin VISUAL BASIC ile bu benzetimin haritalar ile bütünleştirilmesi işleminin ise ArcGIS Engine ile yapılması amaçlanmıştır. Çalışmanın ilk aşaması olan fonksiyonların VISUAL BASIC ortamında hazırlanmış olan AKABVB programı ile çözdürülmesi işlemi tamamlanmış ve bu çalışma ile ikinci aşamaya geçilmiştir. Đkinci aşamada yöredeki akarsulara ait verilerin daha sağlıklı bir biçimde işlenebilmesi ve Coğrafi Bilgi Sistemleri ile modifiye halde kullanılabilmesi için Çorum ve Amasya illerine ait temin edilen uydu fotoğrafları ArcGIS/ArcVIEW ortamında sayısallaştırılmıştır. Sayısallaştırma işlemi katmanlar halinde yapılmış ve uydu fotoğrafı ile birebir örtüşmesi sağlanmıştır. Şu ana kadar yapılan sayısallaştırma işleminde her bir il için 4 adet katman bulunmaktadır. Bu katmanlar il sınırları, il sınırları dâhilindeki akarsular, yine sınırlar dâhilindeki yerleşim birimleri ve tavuk çiftliklerinden oluşmaktadır. Sayısallaştırılan uydu fotoğraflarına çalışmanın ilerleyen aşamalarında bölgenin coğrafi ve sosyal yapısı ile ilgili yeni katmanlar eklenecektir. Bundan sonraki aşamada ise AKABVB ile sayısallaştırılan haritaların birbirleri ile anlaşabilmelerini sağlamak ve harita üzerinde herhangi bir nokta fare ile işaretlendiğinde programın (bilgisayarın) bu noktanın hangi katmana ait olduğunu anlayabilmesini sağlamak amaçlanmaktadır. Bu işlem tamamlandığında harita ile AKABVB uyumluluğu tam anlamıyla sağlanmış olacak ve belirli aralıklarla alınan örneklerin analizlenmesi ile temin edilen bilgiler akarsulara ait veri tabanını oluşturulacaktır ki bu son aşamadır. Böylece 4 aşama ile takip edilen parametrelere ait denklemler bilgisayara çözdürülmüş, sayısal haritalar ile konum program ilişkisi sağlanmış, veri tabanı oluşturularak akarsuya ait bilgiler işlenebilir hale getirilmiş olacaktır. Gelinen bu noktada çalışmanın büyük bir bölümü tamamlanmış bulunmaktadır. Çalışma tamamlandığında yöresel akarsulara ait kirlilik takibi daha kolay yapılabilecek ve akarsuyun geleceği öngörülebilecektir. Böylelikle önlemler daha çabuk alınabilecektir. 127

128 KAYNAKLAR 1. B. Demirhan, B. Öz, E. KARADURMUŞ, Coğrafi Bilgi Sistemlerinin Kimya Mühendisliği Problem Çözümünde Kullanılması: ArcGIS Uygulaması, /. Ulusal Kimya Mühendisliği Kongresi (UKMK 7) Anadolu Üniversitesi, 5 8 Eylül 2006, Eskişehir 2. / (CBS için genel bilgiler) 3. E.Cameron, C. Davies, R. Elkins, ArcGIS 9 ArcGIS Engine Developer Guide, GIS by ESRI, 2005, USA 4. E.Cameron, C. Davies, R. Elkins, ArcGIS 9 What is ArcGIS, GIS by ESRI, 2005, USA 5. E.Cameron, C. Davies, R. Elkins, ArcGIS 9 Getting Started with ArcGIS, GIS by ESRI, 2005, USA 6. Coğrafi Bilgi Sistemleri Bilişim Günleri Sonuç Raporu, Fatih Üniversitesi, 6-9 Ekim 2004, Đstanbul 7. / (Yeşilırmak Havzası Havza Gelişim Projesi) 8. Rıdvan BERBER, Ankara Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Kimya Mühendisliği Bölümü Proses Sistem Mühendisliği Araştırma Grubu Prosim AKAB (Akarsu Benzetim Yazılımı 128

129 ÇEVRE EĞĐTĐMĐ 129

130 ÇEVRE SORUNLARIYLA MÜCADELEDE ÇOCUKLARIN BĐLĐNÇLENDĐRĐLMESĐ THE CONSCIOUSNESS RAISING OF CHILDREN ABOUT THE STRUGGLE AGAINST ENVIROMENTAL PROBLEMS Can Tekin Gezmiş 1, Salih Çarıkçıoğlu 2 ÖZET Çevre bilincinin başlaması yaklaşık 20 yıl önceye dayanıyor. Öncelikle uzun vade de herhangi bir engelle karşılaşmamak için, insanlığı ve onun sosyal, fiziki yapısını da içine alan çevrenin çok iyi tanımlanması gereklidir. Çevre insanların ortak varlığını oluşturan değerler bütünündür. Çevrenin bileşenleri olarak adlandırılan bu değerlerin her biri yaşamsal ya da toplumsal olarak vazgeçilmez niteliktedir. Bu nedenle hava, su, toprak gibi yaşam ortamları, bu yaşam ortamlarını insanlarla paylaşan bitki ve hayvan toplulukları, insanın tarih boyunca yarattığı uygarlık ve bunun örnekleri ayrı birer çevresel değerdir. Çevre kirlenmesi, yeryüzündeki çevre dengesine kısa dönemli ya da uzun dönemli zarar veren maddelerin veya enerjinin suya, toprağa ya da havaya bırakılmasıdır. Kirleticiler, çevre üstünde doğrudan belirlenebilecek etkisi bulunan birincil zarara yol açabilecekleri gibi, biyolojik besin ağının hassas dengesinde oluşan ve ancak uzun dönemde saptanılabilen küçük bozulmalar biçiminde ikincil zarara da neden olabilirler. Bundan dolayı çevre kirlenmesi veya diğer bir ifadeyle çevre sorunları global boyutlarda sorunlara yol açan ve zaman kaybedilmeden önlem alınarak bu sorunlarla mücadele edilmesi gereken bir kavramdır. Çevre sorunları ve bunlarla mücadelede ise en etkili ve kalıcı çözüm bilinçli bir toplumu oluşturmaktır. Bilinçli bir toplumun yetişmesi de toplumun sosyo ekonomik yapısına ve eğitim sistemine bağlıdır. Özelliklede okul öncesi ve ilköğretimde bireylere sağlıklı bir çevrenin oluşması için yapılması gerekenlerin benimsetilerek öğretilmesi gelecek nesiller için sorunsuz, temiz ve daha iyi bir çevre bırakmamızı sağlayacaktır. Anahtar Kelimeler: Çevre, Eğitim, Bilinçlenme 1 Atatürk Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Çevre Mühendisliği Bölümü 25000/Erzurum cantekin_gezmis@yahoo.com 130

131 ABSTRACT The beginning of the conscious of enviroment endures approximately before twenty years. At first, in order not to enounter with on obstacle in long term, it is necessary to define the enviroment which includes humanity and its social, physical structure meticulously. Enviroment is the total of values which constitutes the common existence of human beings. Each of the constituents are in indispensable quality vitally and socially. The pollution of enviroment is the thrown out materials which harm the nature ( seas, oceans, land and air) in short ter mor in long term. Polluters can cause primary and secondery harms while primary harms of pollution affect the nature directly secondary harms of pollution can be determined in long term. For these reasons the pollution of enviroment in other words the problems of enviroment is a concept which causes problems in global dimensions and the necessary precautions should be taken in time. The most effective and permanent solution in struggling with the enviroment problems is to constitute a conscious society about this topic. Raising a conscious society is bounded to the socio-economiv structure and education system of that society. In order to constitute a healty enviroment we should teach individuals what can we do and which precaotions can be taken especially in pre-school education and in primary school education. This will provide us to leave our next generation a cleaner and beter enviroment without problems. Key Words : Enviroment, education, becoming conscious 1.GĐRĐŞ ÇEVRE: Đnsanların ve diğer canlıların yaşama ortamını oluşturan hava, su ve topraktır. Denizler, göller, akarsular, bataklıkları, kumsallar, ormanlar, tarım alanları, dalyanlar, kırlar, dağlar, korunması gerekli çevreyi oluşturan alanlardır. Başka bir değişle Çevre, insanların ortak varlığını oluşturan değerler bütünüdür. Đnsanoğlu var olduğu andan itibaren çevresiyle bir etkileşim içerisindedir. Bu etkileşim yaşamı için gerekli olan ihtiyaçlarını karşılamaya yöneliktir. Fakat aşırı tüketim yanlış kullanım; kendini yenilemek gibi mükemmel bir özelliğe sahip olan doğanın deformasyonuna neden oldu. 19.yüzyıl itibariyle sanayileşmede çığır atlayan insanoğlu hammadde kullanımı, gıda ihtiyacı, yakıt ihtiyacı, kimyasal maddelerin aşırı kullanımı gibi birçok olumsuz etkiyle çevreyi kirletmeye başlamıştır. Çevre kirlenmesinin önemi sanayileştirme faaliyeti ile orantılı olarak insanlar, hayvanlar ve bitkiler için durmadan artmakta ve dünyamızdaki hayat zincirini ciddi bir şekilde tehdit etmektedir. Bugün dünyamızın her hangi bir bölgesinde canlı varlıkların dengesi bozuluyorsa, yani üreme miktarı tahrip olandan az ise ve oradaki canlı varlıklar zorlanıyor ise Çevre sorunu var demektir. O bölgedeki çevre kirlenmesi sürekli ve aynı zamanda etrafa durmadan yayılıyor ise, oradaki çevre sorunu vahimdir. Acil önlem almak gerekir. Đnsanlar etkisi olmadan da, canlı varlıklar arasında var olan dengeler az veya çok bozulabilirler, yani çevre sorunu meydana gelebilir. Bu olaylar genellikle o kadar yavaş meydana geliyor ki, çoğu zaman insan ömrü bunları görmeye yetmiyor. Nedeni insan olmayan pek çok çevre sorunu yani hayat zincirindeki bozulmalar, doğa tarafından kısa veya uzun sürede düzeltilebilir. Doğa alışık olduğu olayların yaralarını rahatlıkla tedavi edebiliyor. Tahribat yaparak çevre sorunlarına neden olabilen tabii olaylar arasında, seller, depremler, kasırgalar, kuraklıklar, yıldırımlar, yıldırımların sebep oldukları yangınlar, büyük sıcaklık değişmeleri vs. sayılabilir. Bunlar ve bunlara benzeyen çevre sorunlarına çok fazla etkili önlem alamayız. Zaten dünyanın oluşumuyla 131

132 devam eden bu tabi doğa olayları, doğanın bir parçası olduğundan zararlarını da doğa kendini yenilemekle gidermektedir. Genel bir ifade ile, çevre ya maddi olarak kirlenir, yani gaz, sıvı veya katı haldeki maddeler etrafa sıçrar, veya maddi olmayan hava titreşimi (gürültü) ve yine maddi olmayan çeşitli ışın yayılması ile kirlenir. Đnsan faaliyeti veya tabii olaylar sonucunda kıymetli arazinin bozulmasına da çevre kirlenmesi denilebilir. Çevreyi en fazla etkileyen, dolayısı ile kirleten maddeler daha önce mevcut olmayıp insanlar tarafından imal edilenlerdir. Tabiat kendi ürünü olan maddeleri, artıkları sindirip zararsız hale getirmesini bilir. Ama ekolojik dengeyi bozmaya neden olan maddeler yani insanların imal ettikleri yapay maddeler tabiat tarafından kolaylıkla sindirilemiyorlar. Bundan dolayı suni madde artıklarının kirleticiliği uzun, belki de çok uzun zaman sürecektir. Örneğin tabiatta yetişmekte olan herhangi bir bitkisel veya hayvansal madde arttığı etrafa saçılınca kuşkusuz çevreyi kirletiyor, lakin bu madde fermantasyon vs. olaylarından veya herhangi bir canlı mahluk yem veyahut gübre olarak kullanılmasından dolayı bir müddet sonra parçalanıp çevreyi kirletme niteliğini kaybedecektir. Fakat sonra dan insanlar tarafından imal edilip etrafa saçılarak çevreyi kirleten maddelerin bir kısmı oksidasyon ve fermantasyona mukavim oldukları gibi canlı varlıklara yem ve gübre olma görevini de kolay, kolay yerine getiremiyorlar. 2. DÜNYANIN ÇEVRE SORUNLARINA YAKLAŞIMI Dünya 20. yüzyıldan itibaren pek çok çevre sorunuyla karşı karşıya kaldı ve şimdi bu sorunlarla mücadele etmek zorunda. Doğal kaynakların hızla tükenişi, petrol, küresel ısınma her ülkenin önemli gündem maddesini oluşturmakta. çevre sorunlarının günümüzde geldiği noktalarda, ulusal ve uluslar arası önlemlerin birlikte düşünülüp, çözüm yollarının alınmasını zorunlu kılmaktadır. B.M. nin 1987 tarihli Ortak Geleceğimiz raporunda bu anlayış amaç olarak vurgulanmaktadır ( TUBĐTAK 1990). Ancak çevre sorunlarının sebep olduğu bazı sonuçların evrensel olduğu anlaşıldıktan sonra Global kararlar alınmaya başladı (5-16 haziran Stockhom ve Rio çevre sözleşmeleri) insanlar o zaman farkına varabildiler ki Tek Bir Dünyamız var. Tabiatı bozacak, çevreyi kirletecek, dolayısı ile dünyadaki tüm canlı varlıkları tehlikeye sokabilecek faaliyette bulunmak hiç kimsenin, hiçbir toplumun hakkı değildir. Bu işler cinayet sayılmalıdır. Bu gibi faaliyetlerin doğurduğu kirlilik, önlemler alınmaz ise zamanla birikir ve mevcut hayatın tükenmesine neden olur ki, bunu hiç bir mantık ve sağduyu hoş görmez. Bu gün ilim ve teknik o kadar gelişmiştir ki, insanların her sıkıntıları ve arzularına olduğu gibi çevrenin kirlenmesine veya kirlenmiş çevrenin temizlenmesine de çare bulunabilir, yeter ki gerekli olan ek külfete katlanılsın ve mevcut olan imkanlar hoyratça harcanmasın. Bundan çeyrek yüzyıl kadar önce Çevre mefhumu o kadar yaygın değildi. Bugün bütün dünyada bu konunun üzerinde önemle durulması ve çevre temizliğini korumak için gittikçe artan miktarda çaba harcanması, aslında çok önemli ve olumlu bir gelişmedir. Bunun nedenlerini kısaca şu şekilde özetlemek mümkündür. Her alanda olduğu gibi çevre konusunda da sanayileşmiş ülkelerde bilgi ve tecrübe birikimi vardır.bu gibi ülkelerde sanayi ve enerji üretme tesislerinin çok olmasından dolayı çevre kirlenmesi o oranda fazla olmaktadır. Kuşkusuz her türlü sanayi artığı, radyoaktif maddelerin radyasyonu ve gürültüyü meydana getiren ses titreşimleri de mevcut olan tesisler ile az çok orantılıdır. 132

133 Gelişmiş ülkenin insanları sağlık bakımından hastalıklara karşı daha duyarlıdır, zira gelişmiş ülke insanı bolluk içindedir, temiz çevreye alışkındır, fazla sıkıntıya pek dayanıklı değildir. Kirlenmiş çevre bu gibi insanları daha kolay ve çabuk etkileyebilir. Gelişmiş ülkelerin nükleer enerji tesislerinin etkisi sınır tanımadan uzaklara kadar yayılabilmektedir. Dolayısı ile bu tesislerin etkisi uzakta bulunan pek çok gelişmemiş ülke halkını da rahatsız edebilir. Gelişmekte olan ülke insanları içinde çevre kirlenmesinin önemi büyüktür. Çünkü Gelişmekte olan ülkelerde de az çok sanayi tesisleri bakımından zengin olan bölgeler vardır. Örneğin Türkiye, gelişmekte olan bir ülke olmakla beraber Kocaeli, Đstanbul ve Bursa gibi sanayi tesisleri bakımından zengin olan bölgelerimiz vardır.bu sebepten çevrenin zararların giderilmesi için ilgili kamu kurumları bu bölgelerde gerekli önlemleri almaya çalışmaktadır. Dünyanın neresinde olursa olsun Çevre Sorunu denildiği zaman bütün ülkeler gözlerini o bölgeye dikmekte ve oradaki sorunlarla mücadelede takipçi olmaktadırlar. Bunun yanı sıra gelişmiş ülkeler çevrelerini koruyabilmek için köklü çözümün daha bilinçli bir gelecek oluşturmakla olduğunu bilmektedirler. Bu amaçla çok başarılı bir model olan CALIFORNIYA eyaletinde bulunan San Bernardino kentindeki Kimbark Đlkokulu'ndan bahsedebiliriz. Burada bütün öğrencilere sıralı birleştirilmiş bir çevre eğitimi verilmektedir. Bu model, etkili öğrenme ve öğretme metodolojisindeki en son yenilikleri birleştirirken uzun vadede başarılı program geliştirmeyi dikkate alır. Kimbark's Environmental Education Program (KEEP), anaokulundan başlayarak 6.sınıfa kadar güçlü bir çevre bilimi ile disiplinler arası öğretimi birleştirir. Çevre eğitiminin hedefleri birey ve çevresi hakkında değer verme, anlama ve karşılıklı ilişkiler bilgisini ilerletmektir. Bu hedefler, her bir öğrencinin yasam biçimi oluşturmada karar vermelerine bilişsel ve duyuşsal temelde gelişmelerine yardim ederken ayni zamanda olumlu self-image ve temel yeteneklerinin gelişimini de kolaylaştırır. 3. ÇEVRE EĞĐTĐMĐ Toplumun tüm kesimlerinde çevre bilincinin geliştirilmesi, çevreye duyarlı kalıcı ve olumlu davranış değişikliklerinin kazandırılması ve doğal, tarihi, kültürel, sosyo-estetik, değerlerin korunması, aktif olarak katılımın sağlanması ve sorunların çözümünde görev almaya çevre eğitimi diyebiliriz. Bilindiği üzere 1982 anayasasının 56. maddesinde Herkes sağlıklı ve dengeli bir çevrede yaşama hakkına sahiptir, çevreyi geliştirmek, çevre sağlığını korumak ve çevre kirlenmesini önlemek devletin ve milletin ödevidir. Denilmektedir. Anayasa ve ona paralel olarak çıkartılmış olan 2872 sayılı Çevre Kanunu da, çevrenin korunması ve geliştirilmesi için hem devlete hem bireylere aktif olarak katılmaları gereken bir görev vererek, çevre hakkını bir çok gelişmiş ülkede kabul edilen çağdaş bir yaklaşımla ele almaktadır. Çevreyle ilgili olarak, tüm bireylerin hak ve görevleri bakımından çok büyük önemi olan çevre bilincinin ve duyarlılığının geliştirilmesi için, çevre eğitiminin çok ciddi bir şekilde ele alınıp uygulanması gerekmektedir. 133

134 Ülkemizde bugün ortaya çıkan sorunların ana nedenlerinden birisi, bilgi edinme ve bilinçlenmede karşılaşılan eksikliklerdir. Bilinçlenmemiş ve eğitilmemiş bir toplum yaşadığı dünyayı kendinden sonra başkalarının da kullanacağını idrak edemez. Halbuki çevre, bize geçmişten bırakılan bir miras değil, korunması, geliştirilmesi ve gelecek nesillere en güzel şekilde devredilmesi gereken bir emanettir. Ülkemizde eğitim düzeyinin düşük olması, kişilere sorunlarla ilgili ve çözüm yolları arama bilincinin kazandırılamaması nedeniyle, bugün toplumumuzun büyük bir kısmında çevrenin korunması ilgilenmeye değmeyen bir konu olarak algılanmaktadır. Oysaki sağlıklı bir toplumun sağlıklı bir çevrede gelişebileceği ilkesinden hareketle, okul öncesi, ilk ve orta öğretim çağındaki çocukların çevre sorunlarını daha iyi anlamaları, sosyo ekonomik ve kültürel sağlıklı bir çevre ile olan ilişkisini kavramlarını sağlamak, verilecek çevre eğitimi sayesinde gerçekleşecektir. Çevre eğitimi konusunda ilgili kamu kurumları, vakıflar ve millet olarak üzerimize büyük görevler düşmektedir. Özelliklede çocuklara yönelik çevre bilinçlendirilmesi yapılmalı bu sayede daha duyarlı bir toplumun temeli sağlam yapılar üzerine oluşturulmuş olmalıdır. Örgün eğitim sisteminin içinde yer alan her türlü seviyedeki okullarda öğretim programlarında yer verilen sosyal ve tabi bilimler, insan ve çevre ilişkileri, doğal kaynaklar ve kullanımı ile ilgili konularda ulaşılmak istenen amaç; çevre bilincine erişmiş ve bu konuda bilgiyle yüklenmekten çok, çevreye duyarlı ve olumlu davranışlar kazanmış fertler yetiştirmektir. Çevrenin öneminin günümüzde hızla artması nedeniyle çevre eğitiminin ana okullarından başlatılarak ilköğretim ve orta öğretim kurumlarında da sistemli ve düzenli bir şekilde devam etmesi önemli sonuçlar kazandıracağı düşüncesiyle tarihinde Çevre Bakanlığı ile Milli Eğitim Bakanlığı arasında Çevre Eğitimi Konularında Yapılacak Çalışmalara Đlişkin Đşbirliği Protokolü imzalanarak yürürlüğe konulmuş ve protokol çerçevesinde ; a. okul öncesi ve ilköğretim çağındaki çocuklarda çevre bilincinin geliştirilmesi amacıyla uygulamalı çevre eğitimine önem verilmesi, b. Ortaöğretim kurumlarında öğretmen ve öğrencilerde çevre bilincinin geliştirilmesi için çevre eğitimine yer verilmesi c. Ortaöğretim kurumlarında Milli Eğitim Bakanlığınca uygun görülen programlarda çevre dersinin haftada bir saat olmak üzere zorunlu ders olarak ders programlarında yer alması d. Mesleki Teknik Eğitim programlarında olduğu gibi Çıraklık Eğitim programlarında da çevre konularına yer verilmesi e. Ülke genelinde tüm öğretmen ve öğrencilerin çevre konusunda bilgilendirilmelerinin sağlanması amacıyla çevre eğitimine yönelik hizmet içi eğitim kurslarının düzenlenmesi konularında çalışmalar başlatılmıştır. Genç bir nüfusa sahip olan ülkemizde bugün okul öncesi eğitimde sistemli bir çevre eğitiminden bahsetmek mümkün değildir. Bunun nedeni ise, çocuğun yetişmesinde önemli faktör olan ebeveynler ile eğitimcilerin çevre konusunda yeterli eğitilmemesi, ciddi bir kaynak eksikliği ile iletişim ve koordinasyon sorunları olarak gösterilebilir. 134

135 4. ÇÖZÜM ÖNERĐLERĐ Örgün eğitimdeki öğretim programları incelenmeli, hangi seviyedeki okullarda hangi konuların verileceği tespit edilmeli ve sürekli olarak değerlendirilmelidir. Çevre bilincinin oluşturulmasında ana unsur çevrenin korunmasıdır, öğretimin temeli bu unsur üzerine olmalıdır. Eğitim sayesinde çevre sorunlarıyla köklü bir mücadele vereceğini bilen gelişmiş ülkelerden eğitim modelleri örnek alınmalı, gerekirse ortak kurullar kurularak bilgiler paylaşılmalıdır. Özelliklede okul öncesi dönemde öğretmen ve ebeveyn arasında gerekli iletişim sağlanmalı. Çocuğun okulda öğrendiği temel çevre düzeni ve koruma bilgileri pekiştirilip uygulamaya dökülmelidir. Çevre bilincinin kazandırılmasında en büyük etken olan çevre eğitimi zamanla toplumun tüm kesimlerine ulaşacak şekilde yaygınlaştırılmalıdır. Çevre eğitimi her yaş ve meslekteki kişilere belirli bir program dahilinde verilmelidir. Okul öncesi dönemden başlamak üzere uygulamalı çevre eğitimine ağırlık verilmeli, çocuklara çevreyi tanıtıcı, tabiatı sevdirici mesajların yanı sıra çevre sorunlarının yarattığı tehlikeler de anlaşılır bir biçimde vurgulanmalıdır. Đlköğretim okullarında uygulamalı çevre eğitimine ağırlık verilerek 4. sınıftan itibaren çeşitli derslerde ünite bazında çevre konularına ağırlıklı olarak yer verilmelidir. Kitle iletişim araçlarıyla çevre eğitiminin yaygınlaştırılmasına önem verilmeli TV ve radyo programları ve basın yoluyla geniş halk kitlelerine çevre eğitimi verilmesi için işbirliğinin güçlendirilmesi sağlanmalıdır. Çocukların çevre konusuna dikkatini çekmek için çeşitli kampanyalar, sempozyumlar ve yarışmalar düzenlenmelidir. Teknoloji Öğrenme merkezleri kurulmalı burada Arzu edilen ekolojik kavram gelişimi için eğitimsel videolar, bilgisayar yazılımı ve CD'leri içeren materyallerin kolay ulaşımına imkan sağlanmalıdır. Çevre eğitimi için rehber öğretmenler özel eğitilerek teorik bilginin yanı sıra, uygulamalı, araştırma ve geziye yönelik çalışmalar yapılmalıdır. Çevre ve Eğitim alanında hizmet veren sivil toplum örgütleri kurulmalı ve desteklenmelidir. 5. KAYNAKLAR 1. Başbakanlık Çevre Müsteşarlığı (BMÇ), Türkiye Çevre Eğitimi ve Öğretimi için Ulusal Stratejisi Semineri Nihai Raporu, Çevre Bakanlığı, 2000 li Yıllara Doğru Çevre, ANKARA, Đnsan Hakları Koordinatör Üst Kurulu, Bir Đnsan Hakkı Olarak Çevre Hakkı Ve Uygulaması Ankara, Aralık Çevre Bakanlığı, IV.Çevre Şurası Sonuç Raporları, 6-8 kasım 2000, Đzmir 5. Darleen K. Stoner and Zoneth Oberbey Uygulamada Etkili Çevre Eğitimi 135

136 YEŞĐLYAPI DOĞA EVLERĐ Environmental Friendly Green Buildings Serkan ALTUNTAŞ Safa TURAN ÖZET Yeşil yapılaşma; farklı yaşamak isteyenlerin doğayla bütünleşmelerini hedef edinmektedir. Alışagelmiş mimarilerin aksine çevreyle tamamen uyumlu,daha az negatif etkileri olan yaşam alanlarını insanların hizmetine sunmaktadır. Dünyada yeni yeni duyulmaya başlanan ve büyük ödüllere layık görülen yeşil evler,günümüz koşulları ve yaşam tarzının alışılmışı dışında tamamen doğal ürünlerin kullanılmasıyla en az zararla doğaya gerek görsel gerekse yaşamsal olarak büyük değerler katmakta.öncelikli amaç minimum hafriyat ve atıkla, güneş ışınlarından maksimum derecede faydalanıldığı yaşam evleridir.yapımda ve döşemelerde düşük ısınma,havalandırma ve aydınlanma gibi temel işlerde maksimum düzeyde fayda sağlanmaktadır.düşük uçucu organik bileşikli boya ve malzemelerin ağırlıklı oluşu gerek kalite, gerekse çok yönlü sağlıklı yaşam için önemli yönleridir.yalıtımları sayesinde ısının korunduğu bir sistemle yapılan yapılar sayesinde büyük ölçüde ekonomik yararlar sağlamaktadır. Đlk bakıldığında yüksek maliyetlermiş gibi görülen bu projede evlerdeki kayıpların minimuma indirilmesi sayesinde uzun dönemde ne kadar değerli olduklarını kanıtlayacaklardır.özellikle çevre düzenlemelerinde artık molozlardan faydalanılması ve yine bu düzenleme çerçevesinde yapılan yeşillendirme çalışmalarında az su kullanan ağaç ve bitkiler doğaya büyük faydalar sağlayacaktır. Abstract: Green buildings are for whom who aim to live in integration with the environment. In contrary with the custom building architecture they are in total harmony with the environment and serve human life as less negative effect on the environment. Green buildings is a new emerging subject with huge acceptance in the world, that in does not use the today s costumed daily life materials but totally natural products with its use provide minimum damage in sight seeing or living aspects. In the beginning, the production of least amount of digging and its waste, the utilization of maximum from sun energy are the real green buildings. In building materials and furniture, the use of primary materials like low heating, ventilation and lightening with provide maximum benefit. The minimum use of organic paints will provide high quality and minimum negative health effects. Big economic benefits will be supplied from using good isolation of the buildings. At the first glance this project may be seen as it needs a big investment and expensive one, but on long term it would be inexpensive and feasible one. Especially in landscaping, the use of rubble and least water consumption trees and flowers will add a lot to the environment. Fatih Üniversitesi Çevre Mühendisliği Bölümü 136

137 1. GĐRĐŞ YEŞĐL BĐNALAR Yeşil binalar, bir başka deyişle çevre dostu binalar çevreye, standart yollarla inşa edilen binalardan daha az negatif etkileri olan binalar olarak tanımlanabilir. Đnşaat sırasında hafriyatı minimuma indiren metotlar kullanmak ve inşaat artıklarını tekrar kullanılacak şekilde planlanmak bu binaları yaparken göz önüne alınan öncelikler. Amaç; mümkün olduğu kadar doğal ışık kullanmaya gayret eden bir tasarımla, çok efektif HVAC (ısıtma, iklimlendirme ve havalandırma) sistemleri ile düşük VOC li (volatile organic compound uçucu organik bileşik) boyalar, alternatif bina malzemeleri, döşemeler ve mobilyalar kullanmaya gayret etmek ve böylece binanın iç hava kalitesini yükseltmek. Çevre dostu binalar inşa edilirken, en baştan yalıtıma ve enerji verimli tasarıma daha fazla yatırım yapılıyor ve hatırı sayılır miktarlarda enerji tasarrufu sağlanıyor. Bu binalar genellikle çatılarında fotovoltaik panel sistemleri olan, ışığa göre kendini ayarlayabilen camlarıyla doğal ışıkla aydınlanabilmek için tasarlanmış binalar oluyor. YEŞIL YAPILARIN BAŞLICA ÖZELLĐKLERĐ - Yeşil binalar, atıkları tekrar kullanacak şekilde planlanıyor. - Tasarımda ışığı bol kullanmaya yönelik önlemler alınıyor. - Binanın ses ve ısı yalıtımı şart koşuluyor. - Đklimlendirme sistemleri efektif kullanılıyor. Ofiste bir çalışan havalandırma istemezken diğeri isteyebiliyor. Bunun için kişisel havalandırma gündeme geliyor. - Binalarda elektriğini kendi üreten sistemler kuruluyor. - Ofislerde harekete duyarlı sensörler kullanılıyor. Böylece daha az insanın çalıştığı saatlerde aydınlatma için daha az elektrik tüketiliyor. - Yazın gereksiz ısının içeri girmesini engellemek için, geçirgenliği kontrol edilebilen camlar kullanılıyor. - Güneş kolektörleri ile sıcak su ihtiyacı karşılanıyor. - Binanın güneyine yerleştirilen tromb duvarı ve sera uygulaması ile kışın ısı ihtiyacının yarısı güneşten NEDEN ÇEVRE DOSTU BĐNALAR? Öncelikle çevre dostu bina inşa etmenin doğruculuktan öte bir gereksinim olduğunun anlatılması gerekiyor. Çevre dostu bina inşa etmek akıllı bir iş kararı ve maliyet düşünen müşteri için ideal çözüm. Ayrıca bu binaların içinde çalışanların verimliliğinin de arttığını ve bununda maliyete transfer edilebileceğini göz ardı etmemek gerek. Bu arada küresel ısınma her yönüyle dünyamızı bir felakete sürüklüyor. Karbondioksit salınımlarını düşürme hedefi aslında her sektöre konulmalı. Her sektörün elinden gelebildiğince küresel ısınmayı yavaşlatma yönünde çalışmalar yapması gerek. Đnşaat sektörü için çevre dostu binalar kavramını yerleştirip uygulamaya geçirmek artık bir mecburiyet. Hızla kamunun ve özel sektörün öncülük yapabilen kuruluşlarının örnek binalar inşa etmeye başlaması gerekiyor. 137

138 KAMUDA YEŞĐL YAPILAR Özellikle güneş enerjisinden yararlanan ve güneşten elektrik üreten teknolojilerin geliştirilmesi için kamunun öncülük etmesi ve destekleme politikaları geliştirmesi gerekiyor. Bu konuda girişimcilere destek olması ve önden getireceği maliyeti azaltması açısından vergi konularında teşvik getirilmeli. Var olan hukuksal alt yapının eksikliklerinin tamamlanması ve enerji konusunda kamusal politikaların geliştirilmesi gerek. Üzerinde yaşadığımız coğrafyada yılın 2400 saati güneşli geçiyor. Bu anlamda çevreyi koruma konusunda en fazla girişimde bulunabilecek ülkelerden biriyiz. GELECEKTE YEŞĐL YAPILAR Gelecekte muhtemelen bu tür binaların tasarım prensipleri ile yapılmış, enerji tasarrufu sağlayan evlerin sayısında bir artış göreceğiz. Bahçesindeki ağaçlar ve bitkiler az su kullanan cinslerden seçilmiş ve yerlerde kullanılan betonun dahi inşaat artıklarından yapıldığı binalar söz konusu. Çevre dostu bina teknolojileri enerjinin korunmasına hatta üretilmesine olanak tanıyor. Mesela şirketler ofislere harekete duyarlı sensörler ve kişisel havalandırmalar koyabiliyorlar. Bazı çevre dostu teknolojiler ise alternatif teknolojilerle elektriği kendileri üretebiliyorlar. Maliyete bakıldığında, çevre dostu çatı kullanmak ilk basta masraflı olmasına rağmen daha az enerji kullanımına olanak vermesi, yağmur suyunu iyi idare etmesi ve uzun vadede enerji faturalarını düşürmesi yüzünden aslında daha avantajlı. DÜNYADA YEŞĐL YAPILARIN ÖNCÜ ÖRNEKLERĐ Şekil.1 Davies Alpine House Davies Alpine House, Kraliyet Royal Botanik Bahçesi, Kew, Đngiltere Yapının Adı: Davies Alpine House; Kraliyet Botanik Bahçesi Yapının Yeri: Kew, Đngiltere Yapının Mimarı: Wilkinson Eyre 138

139 Kew Gardens'a ilk yapı 1887 yılında inşa edildi; ancak Mart ayında açılan Davies Alpine House, Kew'deki diğer yapılardan tamamen farklı bir şekilde tasarlanmış. Davies Alpine House'un yaratıcı tasarımını diğerlerinden ayıran özelliği "akıllı" teknoloji ( smart technology) kullanılarak tasarlanması. Havalandırma ağzının yağmur yağdığı zaman kendi kendine otomatik olarak kapanması veya yeraltındaki beton labirentin havayı botantik bahçesine vermeden önce kendiliğinden soğutması gibi... Bu şekilde binaya özel olarak bir havalandırma sistemi eklemeye gerek kalmıyor. Cam ve çelikten oluşan strüktürün bile, yapının dış görünümünü güzelleştirmekten fazla işlevi var: Sıcak hava yapının üstündeki havaladırma ağzından yükseldikçe, soğuk hava bu ağızdan botanik bahçesinin içine girebiliyor. Şekil.2 Apple Mağazası Apple Mağazası, Manhattan, ABD Yapının Adı: Apple Mağazası (5. Cadde) Yapının Yeri: Manhattan, New York, Amerika Birleşik Devletleri Yapının Mimarı: Bohlin Cywinski Jackson's Apple markasının her ürünü bir önceki ürününe göre daha şık, daha kullanışlı ve daha zarif. Firma, bu zihniyeti açtıkları her yeni mağazada da uygulamaya özen gösteriyor yılında 5. Cadde'ye açtıkları Apple Mağazası bunun bir örneği. 10 metre yüksekliğinde camdan küp şekilde olan mağaza, yanından geçenlerinin ilgisi hemen çekiyor. Mağazanın içindeki camdan merdiven, ziyaretçilerini bir alt kata indirirken kendilerini yeraltındaki gizli bilgisayar cennetine gidiyorlarmış gibi de hissettiriyor. Ayrıca mağaza çalışanlarının sorulan sorulara verdikleri yanıtlardaki yetkinlik ve sahip oldukları pazarlama yeteneği Apple Mağazası'nda aradığınız herşeyi bulabileceğinizi size anımsatıyor. Mağazanın içinde birçok bilgisayar ve elektronik alet ziyaretçilerin kullanmına açık. Ziyaretçiler satın almayı planladıkları eşyaları önceden inceleyip kullanabiliyorlar. 139

140 Şekil 2. Glenn House Glenn House, Santa Monica, California, ABD Yapının Adı: Glenn House Yapının Yeri: Santa Monica, California, Amerika Birleşik Devletleri Yapının Mimarı: Ray Kappe 2006'nın mimari harikaları arasındaki bir diğer örnek, Hearst Binası kadar büyük olmasa da, sürdürülebilirlik çerçevesinden bakıldığında en az onun kadar başarılı. Yukarıda fotoğrafı görülen bina: Glenn House. Glenn House'un özelliği kendi kendini sulayabilmesi ve ihtiyacı kadar elektriği ve aydınlatmayı kendisi üretebilmesi. Bu ultra-enerji efektif ev, LEED rating sistemi ile ünlü U.S. Green Building Council'den platinum statü alabilen tek ev olma unvanına da sahip. Şekil 2. Big Dig House 140

141 Big Dig House, Lexington, Massachusetts, ABD Yapının Adı: Big Dig House Yapının Yeri: Lexington, Massachusetts, Amerika Birleşik Devletleri Yapının Mimarı:Single Speed Design Đlk bakışta, Big Dig House herhangi bir iyi tasarlanmış modern bir binadan farksız. Evin olağanüstülüğü Boston daki Big Dig den esinlenerek tasarlanması ve yapımında kullanılan beton ve çeliğin Boston şehrinin dev altyapı projesinin artıkları olması. Çok yeni kurulan bir mimarlık firması olan Single Speed Design ın bu tasarımı sürdürülebilirlik açısından oldukça başarılı. Şekil 3. Wembley Stadyumu Wembley Stadyumu, Londra, Đngiltere Yapının Adı: Wembley Stadyumu Yapının Yeri: Londra, Đngiltere Yapının Mimarı: HOK Sport and Foster & Partners 90,000 koltuk kapasitesi ile yeni Wembley Stadyumu dünyanın en büyük futbol arenası olacak.1924 yılında Đngiliz Đmparatorluğu nun gücünü temsilen inşa edilen ve eski Wembley in imzası haline gelmiş 30 metrelik ikiz kuleler, 7000 tonluk taşınır çatının 5000 tonluk bölümünü taşıyacak olan 135 metre yüksekliğindeki yay ile değiştiriliyor. Bu tip bir yapısal çözüm, seyircilerin görüşünü bloke edebilecek özel bir taşıma ayağı gereksinimini de ortadan kaldırıyor. T315 metrelik bu yay aynı zamanda dünyanın tek parçadan oluşan en uzun yapı strüktürü olacak ve Londra nın her yerinden görülebilecek. Howard Hughes Tıp Enstitüsü - Janelia Farm Tesisi 141

142 YEŞĐL YAPILARIN MALĐYET DURUMU Üniversite Öğrencileri 2. Çevre Sorunları Kongresi Mayıs 2007 Bu binaların ilk yapım maliyeti standart binalardan biraz daha pahalıya geliyor. Ama Amerika da binanın uzun sureli operasyon maliyetini hesapladığınızda bu binaların daha az maliyetli olduğunu ispat edebilecek yüzlerce bina inşa edildi. Önden yapılan yatırımın %5 10 fazla olması yanıltıcı olabiliyor. Maliyete binanın ömrü ile orantılı bakmak gerekiyor. Maliyetin artmaması için binanın daha tasarım aşamasında çevre dostu olarak planlanması gerekiyor. 142

143 ĐLK VE ORTAÖĞRETĐMDE ÇEVRE EĞĐTĐMĐ Sabahattin TURAN ÖZET Çevre,canlıların yaşamları boyuınca ilişkilerini sürdürdükleri ve karşılıklı olarak etkileişm içinde bulundukları fiziki,biyolojik,sosyal,ekonomik ve kültürel ortamı ifade etmek demektir.çevrenin korunması ve temiz tutulması,insan çevre ilişkisiyle yakından ilgili olan günümüzün en önemli sorunlarındandır.bu sorunlar çıkmadan önlenmesi,sorun belirlendiğinde çözümler üretilmesi için,baş sorumlu olan insanın erken yaşlarda eğitilmesi ve bilinçlendirilmesi gerekmektedir.đlk ve ortaöğretim öğrencileriyle veli ve ailelerin,okul yönetimlerin ve öğretmenlerin Kamu ve kuruluşların yer aldığı bir ortamda,insanların yaşadığı alanların temiz tutulmasına,yaşam alanlarının çöplük haline gelmemesine dikkat edilmelidir. Fatih Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Çevre Mühendisliği 143

144 KATI ATIK 144

145 KATI ATIK DEPOLAMA SAHASI GENÇ SIZINTI SULARININ ÖN ARITIMI ÖZET Selami APAYDIN, Tuba ERTUĞRUL, Ali BERKTAY Bu çalışmada katı atık düzenli depolama sahasında oluşan sızıntı sularının farklı kimyasal maddelerle ön arıtılabilirliği incelenmiştir. Bu amaçla Konya Kenti katı atık düzenli depolama sahası sızıntı suları kullanılmıştır. Standart jar test düzeneği kullanılarak farklı kimyasal maddeler (A1 2 (SO 4 ) 3, FeCl 3 ve FeSO 4 ) kireçle ph ı 11 e ayarlanmış sızıntı suyuna verilerek organik madde ve renk giderim verimleri incelenmiştir. Alüm de 7 g/l de % 39, FeCl 3 te 15 g/l de % 55, FeSO 4 te ise 5 g/l de % 43 KOĐ giderimi sağlanmıştır. Renk gideriminde alüm, FeCl 3 ve FeSO 4 3 g/l konsantrasyonunda sırasıyla %99, %98 ve %99 verim sağlanmıştır. Ayrıca hava sıyırması yapılarak, 2, 4, 6, 8, 12 ve 24 saatlik havalandırma süreleri sonunda farklı hava debilerinde (1, 2, 5 L/dak.) elde edilen amonyum giderimleri gözlenmiştir. En uygun hava miktarı 1 L/dak olarak belirlenmiş olup, maksimum amonyum giderimi 8 saatlik havalandırma sonucunda %84 olarak elde edilmiştir. Anahtar Kelimeler Düzenli depolama, katı atık, sızıntı suyu, ön arıtım, kimyasal madde, hava sıyırması ABSTRACT In this study, pretreatment of landfill leachate with different chemicals has been studied. For his purpose, leachate of Konya Municipal Landfill was used. Organic matter and color removal were investigated by using different chemicals (A1 2 (SO 4 ) 3, FeCl 3 ve FeSO 4 ) and adjusting ph to 11 with lime in jar-test experiment. Percentage of COD removals of 39%, 55% and 43% were achieved with the addition of 7 g/l alum, 15 g/l FeCl 3 and 5 g/l FeSO 4, respectively. The maxium color removals by 99%, 98% and 99% were achieved at the dosage of 3 mg/l for each coagulant. In this study, ammonium removal was also investigated at different air flowrates (1, 2 and 5 L/min) after the aeration times of 2, 4, 6, 8, 12 and 24 hours. 1 L/min was determined as the optimum flowrate and maxium ammonium removal (84 %) was achieved after aeration time of 8 hours. Key words Municipal landfill, solid waste, leachate, pretreatment, coagulation-flocculation, air stripping Selçuk Üniversitesi, Çevre Müh. Bölümü, Kampus, Konya selami_apaydin@hotmail.com, tertugrul@selcuk.edu.tr, aberktay@selcuk.edu.tr 145

146 1. GĐRĐŞ Katı atıkların düzenli depolanmasında ortaya çıkan önemli sorunlardan biri katı atıklardan sızarak tabana ulaşan ve yüksek miktarda kirlilik içeren sızıntı sulardır. Bu sular yağmur, kar ve atığın bünyesindeki nemin depolama sahasına sızmasıyla oluşmaktadır. Sızıntı suyunun yüksek miktarda oksijen ihtiyacı ve ağır metal içeriği uzun vadede alıcı ortamın kalitesinin bozulmasına neden olmaktadır. Bu sorunlar alıcı ortamda anoksik ve anaerobik durumların oluşmasına, balıkların ölmesine ya da kirliliğe maruz kalmasına, alıcı ortamın su temini için kullanılması durumunda kalitenin bozulmasına neden olur. Dolayısıyla, sızıntı suyu öncelikle yeraltı ve yüzeysel su kaynaklarına karışmadan toplanmalı ve uygun arıtma yöntemleri ile arıtılmalıdır. Katı atık depolama sahalarındaki sızıntı suyu miktarı; depolanan katı atığın nem içeriği, nihai üst örtü tabakasının geçirimlilik derecesi, iklim şartları, yüzey suyu denetimi ve depo yaşı gibi faktörlere bağlı olarak değişir. Depolama sahasının oluşan sızıntı suyu karakterinin ölçümü ve izlenmesinde kolaylık sağladığından, birçok çalışmada sızıntı suyunun kalitesi depo yaşının bir fonksiyonu olarak tanımlanmıştır. Katı atık depolama sahalarında oluşan sızıntı sularında genelde depolama sahasının ilk 2-3 yıllık döneminde kirletici konsantrasyonları en yüksek seviyeye ulaşmakta, sonrasında zamana bağlı olarak kirletici konsantrasyonları azalmaktadır. Asidik fazdaki sızıntı suları yüksek organik madde konsantrasyonu ile karakterize edilmekte ve bu fazda BOĐ/KOĐ oranı genellikle civarında veya daha yüksek bir değer almaktadır. Metan fazındaki sızıntı sularının organik madde konsantrasyonu daha düşüktür. Diğer bir ifadeyle eski sızıntı sularında BOĐ/KOĐ oranı veya daha düşük değerlere inmektedir (Tchobanoglous ve diğ., 1993). Sızıntı sularının arıtımı için geliştirilen metotlar fiziksel, kimyasal, biyolojik ve ileri arıtma metotlarıdır. Bu metotlardan herhangi birinin tek başına kullanılarak yüksek oranda arıtma verimi ve çıkış suyu kalitesi elde etmek zordur. Bunun için sızıntı sularının arıtımında genellikle fiziksel, kimyasal ve biyolojik metotların kombinasyonu, ileri arıtma metotlarında ise adsorpsiyon ve membran teknolojileri kullanılmaktadır (Amokrane ve diğ., 1997; Bohdziewicz ve diğ., 2001; Marttinen ve diğ., 2002; Vogelpohl ve ark., 1995). Sızıntı sularının arıtımında kullanılan kimyasal metotlar koagülasyon-flokülasyon (Amokrane ve diğ., 1997; Ahn ve diğ., 2002); Kimyasal-elektrokimyasal oksidasyonlar (Chiang ve diğ., 146

147 2001); Fiziko-kimyasal metotlar genellikle sızıntı suyundan biyolojik olarak giderilemeyen maddeleri gidermek için biyolojik metotlarla beraber kullanılırlar (Bohdziewicz ve diğ., 2001, Ahn ve diğ., 2002). Katı atık depolama sahası sızıntı sularının kimyasal çöktürme ile arıtımında Ca(OH) 2 (kireç), A1 2 (SO 4 ) 3 (alüm), FeCl 3, Na 2 S ve FeSO 4 gibi koagülantlar ve çöktürme vasıtaları kullanılmaktadır. Amokrane ve diğ. (1997) yaptıkları çalışmada 4100 mg/l KOĐ içeren çöp sızıntı suyunda koagülasyon-flokülasyon uygulaması yürütmüşler, alüm ile % 42 ve demir klorür ile % 55 KOĐ giderimi sağlamışlardır. Tatsi ve diğ. (2003) yaptıkları çalışmada koagülasyon-flokülasyon çalışmalarının jartestte performansları gözlenmiştir. Bu deneylerde 200 rpm de 5 dk hızlı karıştırma, 60 rpm de 55 dk yavaş karıştırma yapılarak 1 saatlik çökelmeye bırakılmıştır. ph değerlerini ayarlamak için Ca(OH) 2 ve NaOH çözeltilerinin ilavesi yapılmıştır. Koagülant olarak Al 2 (SO 4 ) 3.18H 2 O, FeCl 3.6H 2 O ve Ca(OH) 2 ilave edilmiştir. ph kireç ilavesiyle 12 ye yükseltildiğinde 7 mg/l Ca(OH) 2 dozlamasıyla KOĐ giderimi %30 - %45 arasındadır. Özellikle ağır metal gideriminde (Fe,Cd,Cr) % 90 verimlere ulaşılmıştır. Hava ile sıyırma, sızıntı sularında amonyak ve uçucu organik maddelerin gideriminde kullanılan bir yöntemdir. Kabdaşlı ve diğ. (2000) azot giderimi amacıyla yürüttükleri çalışmalarında giriş amonyak konsantrasyonu 1030 mg/l olan sızıntı suyunda ph 12'de 2 saatlik havalandırma sonucu % 72 lik amonyak giderimi elde edilmiştir. Collivignarelli ve diğ. (1998) 2100 mg/l amonyak içeren çöp sızıntı suyunda 70 C sıcaklık ve ph 11 de yürüttükleri hava ile sıyırma uygulamasında ise % 90 amonyak giderimi elde etmişlerdir. Cheung ve diğ. (1997) çalışmalarında 20 C sıcaklıkta ph 11 'in üzerinde 1 L/dak ve 5 L/dak hava debileri kullanarak gerçekleştirdikleri hava ile sıyırma uygulamalarında bir günlük süre sonunda sırasıyla % 81 ve % 90 amonyak giderimi sağlamışlardır. 2. MATERYAL VE METOT 2.1. Atıksu Kompozisyonu Bu çalışmada Konya kenti katı atık düzenli depolama sahasında oluşan sızıntı suları kullanılmıştır. Düzenli depolama sahası 2001 yılında işletmeye alınmış olup 350 ha lık toplam alanın şu an 24 ha lık kısmı kullanılmaktadır. Depolama sahası katı atık miktarı ton/yıl dır. Oluşan sızıntı suları genç sızıntı suyu özelliğinde olup BOĐ/KOĐ oranı aralığındadır. Yapılan karakterizasyon çalışmalarında KOI konsantrasyonunu

148 mg/l, BOĐ konsantrasyonunun mg/l, NH 4 -N konsantrasyonunun ise mg/l olduğu görülmüştür. Elde edilen düşük konsantrasyonların yağışların oluşturduğu seyrelmeden kaynaklandığı belirlenmiştir. Sızıntı suyunun karakterizasyonu Tablo 1 de verilmiştir. Tablo 1. Sızıntı Suyunun Karakterizasyonu Parametre Konsantrasyon KOĐ (mg/l) BOĐ (mg/l) BOĐ /KOĐ (mg/l) 0,44-0,8 NH 4 -N (mg/l) PO 4 -P (mg/l) ph 6,61-7,72 AKM (mg/l) Renk (PtCo) Deneysel Çalışma Çalışma iki aşamada gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın ilk aşaması kimyasal ön arıtım olup, standart jar test düzeneği kullanılarak reaktörlere farklı koagulant maddeler (A1 2 (SO 4 ) 3, FeCl 3 ve FeSO 4 ), kireçle ph ı 11 e ayarlanan sızıntı suyuna verilerek jar testte organik madde ve renk giderim verimleri incelenmiş, optimum dozlar belirlenmiştir. Çalışmada 250 ml numune kullanılarak jar teste 5 dakika hızlı karıştırma, 25 dakika yavaş karıştırma uygulanmıştır. Kireç deneysel çalışmalarda sadece ph ayarlaması amacıyla kullanılmıştır. Çalışmalar boyunca başlangıçta sızıntı suyu karakterizasyonu için elektriksel iletkenlik, sıcaklık, ph, NH 4 -N, PO 4 -P ölçümleri ve KOĐ, BOĐ, AKM, renk analizleri yapılmış, optimum koagülant dozlarının belirlenmesi aşamasında ise çıkış suyunda KOĐ analizi ve renk ölçümü yapılmıştır. Yapılan analizlerde iletkenlik, sıcaklık ve ph ölçümleri WTW marka Multiparametre 340i cihazı ile yapılmıştır. NH 4 -N ve PO 4 -P parametreleri sırasıyla LCK-302 ve LCK-350 kitleriyle Hack Lange DR5000 spektroda ölçülmüştür. BOĐ ölçümleri OxiTop ölçüm sistemi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. KOĐ, AKM analizleri Standart Metotlarda (APHA, 1998) ifade edilen yöntemlere göre yapılmıştır. 148

149 Đkinci aşama ise hava sıyırması ile amonyum giderimini kapsamaktadır. Bu amaçla ham sızıntı suyunda 2, 4, 6, 8, 12 ve 24 saatlik havalandırma süreleri sonunda farklı hava miktarlarında (1, 2 ve 5 L/dak) elde edilen amonyum giderimleri gözlenmiş, optimum hava miktarı ve havalandırma süresi belirlenmiştir. 3. ARAŞTIRMA SONUÇLARI VE DEĞERLENDĐRME 3.1. Kimyasal Madde Dozlaması Konya kenti katı atık depolama sahasından alınan sızıntı suyu örneğinde yapılan ön arıtım çalışmasında farklı konsantrasyonlarda (1-15 g/l) ph kireç ile 11 e ayarlanarak alüm, FeCl 3 ve FeSO 4 dozlaması sonucunda elde edilen KOĐ ve renk giderimleri incelenmiştir. KOĐ gideriminde koagülant olarak alüm kullanılması durumunda 7 g/l de % 39 verimelde edilmiştir. FeCl 3 kullanımında maksimum giderim verimi 15 g/l de % 55 olmasına rağmen sistem kararlı konuma ulaşamamıştır. FeSO 4 kullanımında ise 5 g/l de % 43 verim sağlanmıştır. Renk gideriminde artan koagulant dozununun renk giderim verimi üzerine çok fazla etki yapmadığı gözlenmiş, minimum koagulant dozunda(1 g/l) alüm, FeCl 3 ve FeSO 4 sırasıyla %99, %98 ve %97 renk giderim verimi sağlamıştır. Sızıntı suyunda KOĐ giderim veriminin koagulant dozuna karşı değişimi Şekil 1 de, renk giderim veriminin koagülant dozuna karşı değişimi ise Şekil 2 de verilmiştir. 1 0,8 C/Co (mg/l) 0,6 0,4 0,2 Alüm (g/l) FeCl3 (g/l) FeSO4 (g/l) g/l Şekil 1. Sızıntı suyunda Alüm, FeCl 3 ve FeSO 4 ile ph 11 de KOĐ giderimi 149

150 1 0,8 C/Co (PtCo) 0,6 0,4 0,2 Alüm (g/l) FeCl3 (g/l) FeSO4 (g/l) g/l Şekil 2. Sızıntı suyunda Alüm, FeCl 3 ve FeSO 4 ile ph 11 de renk giderimi 3.2. Hava Sıyırması Bu çalışmada alınan sızıntı suyu örneğinin ph ı 11 e kireç ile ayarlandıktan sonra 1, 2, 5 L/dak. hava verilerek 2, 4, 6, 8, 12, 24 saatlik süreler sonucunda numuneden alınan örneklerdeki amonyum giderim verimleri karşılaştırılmıştır. 24 saatlik havalandırma süresi sonucunda 1 L/dak da %85, 2 L/dak da % 86 ve 5 L/dak da %87 NH 4 -N giderimleri sağlanmıştır. Hava miktarındaki artışın giderim verimine fazla etkisi olmamasına rağmen enerji giderimini arttırdığından dolayı uygun giderim 1 L/dak da gerçekleştiği gözlemlenmiştir. 8 saatlik havalandırmadan sonra da giderimler verimlerinde önemli değişimlerin olmamasından dolayı, en uygun aralık % 84 amonyum giderimi ile sonuçlanan 1 L/dak da 8 saatlik havalandırma işlemi sonucunda bulunmuştur. Farklı hava miktarlarındaki NH 4 -N giderim verimlerinin havalandırma süresine göre değişimi Şekil 3 te görülmektedir. 150

151 NH4-N (mg/l) Havalandırma Süresi (saat) Giriş NH4-N= 985,5 mg/l 1 L/dak 2 L/dak 5 L/dak Şekil 3. Sızıntı suyunda ph 11 de hava sıyırması ile NH 4 -N giderimi 4. SONUÇLAR Katı atık depolama sahası sızıntı sularının arıtımında birçok faktör etkili olmaktadır. Sızıntı suyunun arıtımındaki bütün yöntemler ekonomik olarak büyük bir yük getirmektedir. Bilhassa, yeni depo sahalarında sızıntı suyunun kalite ve miktarı tam belirgin olmadığı için ilk yıllarda kompleks arıtma tesislerinin kurulması tavsiye edilmemektedir. Eğer mümkünse, depo sahasından çıkan sızıntı sularını mevcut evsel atıksu arıtma tesislerine iletmek bu suların arıtımı için en uygun alternatif olmaktadır. Sızıntı sularının arıtımı için geliştirilen metotlar fiziksel, kimyasal, biyolojik ve ileri arıtma metotlarıdır. Bu metotlardan herhangi birinin tek başına kullanılarak yüksek oranda arıtma verimi ve çıkış suyu kalitesi elde etmek zordur. Bunun için sızıntı sularının arıtımında genellikle fiziksel, kimyasal ve biyolojik metotların kombinasyonu kullanılmaktadır. Yapılan bu çalışmada en uygun KOĐ gideriminin FeSO 4 ile (% 43) sağlandığı görülmektedir. FeCl 3 de daha yüksek bir giderim verimi (% 55) olmasına rağmen kararlı bir konumun oluşmadığı göze çarpmaktadır. Renk gideriminde, üç koagülantta da %97-%99 aralığında giderimler elde edilmiş, koagulant dozunun artmasının giderim verimi üzerinde önemli bir etkisi olmadığı, en düşük doz olan 1 g/l de bile çok yüksek verimler elde edildiği görülmüştür. Hava sıyırmasında ise hava debisinin artırılmasının NH 4 -N giderimine çok katkı sağlamadığı ve 8 saatlik havalandırmadan sonra da giderimde çok fazla değişimin olmadığı görülmüştür. Bu yüzden en uygun uygulamanın 8 saatlik havalandırma sonucunda 1 L/dak lık hava debisinde olduğu belirlenmiş, bu aşamada %84 NH 4 -N giderimi elde edilmiştir. 151

152 KAYNAKLAR Ahn, D. H., Yun-Chul, C., Won-Seok, C., Use of Coagulation and Zeolite to Enhance The Biological Treatment Efficiency of High Ammonia Leachate, Journal of Environmental Scence. Health A: Toxic/Hazardous Substances & Environmental Engineering, 37(2), Amokrane, A., Comel, C., Veron, J., Landfill Leachates Pretreatment by Coagulation- Flocculation, Water Research, 31(11), APHA, AWWA, WEF; Standard Methods For The Examination Of Water And Wastewater, 2005, 21. Baskı. Bohdziewicz, J., Bodzek, M. ve Gorska, J., Application of Pressure Driven Membrane Techniques to Biological Treatment of Landfill Leachate, Process Biochemistry, 36(7), Chiang, L., Chang, J., Chung, C., Electrochemical Oxidation Combined With Physical- Chemical Pretreatment Processes for The Treatment of Refractory Landfill Leachate, Environmental Engineering Science, 18(6), Collivignarelli, C., Bertanza, G., Baldi, M., Avezzu, F., Ammonnia Stripping from MSW Landfill Leachate in Bubble Reactors: Process Modeling and Optimization, Waste Research 16(5), Kabdaşlı, I., Tünay, O., Öztürk, Đ., Yılmaz, S., Arıkan, O., Ammonia Removal from Young Landfill Leachate by Magnesium Ammonium Phosphate Precipitation and Air Stripping, Water Science and Tecnology, 41(1), Marttinen, S. K., Kettunen, R. H., Sormunen, K. M., Soimasuo, R. M. ve Rintala, J. A., 2002 Screening of Physical-Chemical Methods for Removal of Organic Material, Nitrogen and Toxicity from Low Strength Landfill Leachates, Chemosphere, 46(6),

153 Tatsi, A.A., Zouboulis, A.I., Matis, K.A., Samaras, P., Coagulation-Flocculation Pretreatment of Sanitary Landfill Leachates, Chemosphere 53, Tchobanoglous, G., Theisen, H., Vigil, S.A., Integrated Solid Waste-Management. McGraw-Hill. Inc., Singapore, Vogelpohl, A., Morawe, B., Ramtekejune, D. S Activated Carbon Column Performance Studies of Biologically Treated Landfill Leachate, Chemical Engineering Process, 34(3),

154 ÇERNOBĐL NÜKLEER PATLAMASININ TÜRKĐYE ÜZERĐNDEKĐ ETKĐLERĐ Aslı ORAL Đlker AKMIRZA Yelda KORKMAZ Duygu DOĞANŞAHĐN ÖZET Nükleer enerji, gün geçtikçe önem kazanmaktadır. Nükleer enerji daha kısa zamanda daha çok enerji üretmesi açısından avantajlı olsa da herhangi bir kaza sonucunda sadece kurulduğu bölgede değil kıtasal boyutlarda zararlara yol açabilir. Bu çalışmada, 1986 yılında Chernobyl Nükleer Santrali nin 4 no.lu reaktöründe meydana gelen patlamanın çevresel etkileri incelenmiştir. Bu patlama sonucunda atmosfere atılan kirleticilerin atmosferdeki hareketleri modellenerek Türkiye üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Patlama sonucu atmosferin daha üst kısımlarına ulaşan radyoaktif maddelerin atmosferik dispersiyonlarının yönü, jeostrofik yaklaşımla modellenerek Türkiye nin kuzey kıyılarındaki etkileri incelenmiştir. Yıldız Teknik Üniversitesi Çevre Mühendisliği Bölümü 154

155 ÖZET BĐODĐZEL MESELESĐ Mehmet Mutlu Özdemir Advisor: Ast Prof Dr Metin TÜLÜ Biodizel günümüzün en popüler alternatif yakıtlarından biridir. Makalede biodizelin üretim prosesi, alternatif yakıt olarak değeri, ne kadar alternatif olduğu mevzuları irdelenmektedir. Makalede biodizel üretiminde kullanılan prosesler sırayla tanımlanıp; a) Baz katalizi ile transesterleme b) Asit katalizi ile transesterleme c) Lipaz enzimi uygulanması d) Proliz e) Mikrodalga uygulanması f) Ultrasonik ses uygulanması Gibi prosesler mukayese edilmekte, en uygun prosesin tanımlanmasına çalışılmaktadır. Biodizelin zannedildiği gibi motorine alternatif olamayacağı, dünya tarım arazilerinin ancak küçük bir kısmının biodizel için yağ bitkileri üretmeye ayrılabileceği, bunun dışındaki söylentilerin gerçekleri yansıtmadığı vurgulanmaktadır. Biodizel ekonomisi irdelenmekte, verimi artırma ve maliyeti düşürme yolları araştırılmaktadır. Yazıda biodizelin üretim ve saglaştıma koşulları, araçlarda kullanılmasının ne gibi sonuçlar doğuracağı gibi mevzular da irdelenmektedir Dedicated to Dr Alaeddin Yavaşca Who Beautifies Our Sky with His Voice -Biodiesel Production by Transesterification- A Review By Mehmet Mutlu Özdemir Abstract: As worlds energy need increases and amount of fossil fuels decrease; needs for new energy supplies occur. Biodiesel is one of environment friendly and renewable energy source alternatives. Biodiesel production is made by pyrolysis, transesterification and lipase catalysis. Transesterification is the most common one. New energy performing techniques are needed in order to get higher yields in less time. Ultrasound and microwaves seem to be best reaction medium alternatives for biodiesel production. Keywords: Biodiesel; Kinetics; Methanolysis; tranesesterification; ultrasound; microwaves; pyrolysis; fatty acid; methyl esters; anternative energy 155

156 Introduction: Biodiesel is one of the most important alternative fuels in our time. However it is said that the solution to world s energy problem is the hydrogen energy, today we do not have the technology to produce the cheap hydrogen we need. Sometimes it is said that water is the best and cheap source for hydrogen. That is nonsense because the energy needed for the electrolysis of water is more than the actual energy obtained by burning the hydrogen produced. As biodiesel is a renewable source based on agricultural raw material, it is a better alternative with todays technology. As plants do grow by photosynthesis, the CO2 released to atmosphere by biodiesel combustion would not cause greenhouse effect. Some label biodiesel as an ethically wrong fuel. They claim that food must not be used for transportation. Here there is an oil insufficiency for biodiesel production. To solve this problem oil farming for industrial use is necessary. Today palm oil and canola seem to be good future sources as biodiesel feedstock. If we consider the annual diesel fuel of the world, biodiesel is today very far from being an alternative for petroleum based diesel fuel in quantity. That makes new researchs for making inventions in oil farming necessary. Procedure: Biodiesel is the liquid fuel with about 10 times less viscosity than the oil. As it has viscosity values similar to diesel fuel (1.5-2x) and, higher cetane numbers it is okey for using in diesel engines. Transesterification is a very old and common method for decreasing the viscosity of oil. The most common style of transesterification is transesterifying the dry oil with methanol in presence of alkali catalysis. Here NaOH is the most commonly used catalyst as it is very commonly and economically available while giving high yields of conversion to biodiesel. KOH can be used as an alternative to NaOH in order to obtain K3PO4 which can be used as fertilizer after the transesterification is completed. This makes KOH economically charming. Ba(OH)2 is also a good catalyst with yields near to those of NaOH and KOH. As it is a heterogenous catalyst for the transesterification reaction, it makes purification of the glycerol obtained easier. It can also be recovered by filtration and reused. The best reaction medium is at about 60 C and high speed agitation. Stirring is very important that if there s no emulsion, there d be no reaction. Reactor must be close covered in order to prevent methanol evaporation. Maybe some organometallic ocmplexes with similar properties to alkali bases can be used as catalysts in transesterification of oil with methanol. By decomposing the organometallic complexes after reaction is completed they 156

157 might be seperated from the glycerol şn order to have glycerol with higher purity. However there are some studies on biodiesel synthesis by using ethanol this is economically nonsense. Ethanol is much more expensive than the methanol. Only environmental friendly character of ethanol makes us think about it but by the way if we consider that methanol is generally a unwanted byproduct of several reactions we can see that using methanol is also environmental friendly. The simple transesterification reaction is as in below: Fig 1: Transesterification reaction As it is seen above methanol to oil ratio is 3:1 stoichiometrically. Upto date transesterification reaction was performed with different methods as convectional heating, microwaves and ultrasonic irradiation etc. The only common industrial method is the one using conventional heating and agitation. Other methods are considerably new and are being researched now. Using mercury light in order to produce a radical assisted reaction medium might give better yields in shorter times or even may give different byproducts. A very suitable method based on ultrasound is also being used. Carmen Stavarache, Mircea Vinatoru et al improved a method of transesterification of triglycerides to methyl esters by means of ultrasonic energy. As ultrasound is a very different type of energy application that is also used in emulsifying immiscible liquids. Methanol and triglycerides are immiscible liquids. By applying ultrasound they can be easily emulsified and by cavitation bubbles, a very high temperature and pressure reaction medium can be obtained (within the bubbles). Ultrasonic method seems to be a very feasible method. When ultrasound is used there is no need for a stirrer. Mixing (emulsification here) is caused by microscobic cavitation bubbles, a better emulsion can be obtained by ultrasound. Fabio Alape Benitez from University of Porto Rico states that ultrasound is a better heat application via convectional heating, it also gives better yields. Ultrasound in a higher frequency can also be used for phase seperation for seperating methyl esters and 157

158 glycerol phases. This lowers the seperation time, yields high quality glycerol and biodiesel. According to these datas ultrasound itself seems to be adequate for industrial biodiesel production. But there is a problem for finding large scale ultrasound crystals... An idea of using microwaves and ultrasound can also be improved. The results can only be seen by performing the experiment then. Professor Kaddouri from Lyon University, France states that there is no need of stirring the components in the reactr after they are once emulsified, he also states that very high yields even upto 100 % were obtained by microwaves however the stirrer was not strong enough to emulsify the mixture. If we consider that ultrasound is a quite good emulsifier, microwaves are quite fast processors; the method seems to be a very fast and high yielding method. But this process type can result strange byproducts, the actual result can be understood by proving the experiment. Feedstock: The most important problem in industrial scale biodiesel production is the lack of oil feedstock. However it is mediatically stated that biodiesel can be produced from frying oil, there are very big burdens of that. First of all it is a quite big problem to collect fried oil, a properly working collection net is hard and expensive to establish. On the other hand kitchen use oil is not enough for high scale industrial needs. The other big problem is a chemical problem; fried oil includes moisture and too much amount of free fatty acids. Moisture causes saponification instead of transesterification. To get rid of this moisture extra energy and time is needed, that means extra costs. Frying oil also includes high percentages of free fatty acids. These free fatty acids also cause soap formation with alkali catalyst, so acidic catalysis must be used. We know that acid catalysts give lower yields within even a very long reaction time upto hours; this makes too much energy, extra time loss, extra costs.. Maybe refining the used kitchen oil can be a solution to these problems, it is obvious that a refinery means spending more money. Oils like virgin fat, canola oil, palm oil, sunflower oil and cotton seed oil can also be used as biodiesel feedstock. But most of countries have need to these oils, many countries import these oils. Oil farming for biodiesel feedstock must be done. If in future we are going to use biodiesel instead of diesel fuel; feedsocks available today will nor be enough for even a small percentage of worlds need. 158

159 Catalysts: The most common catalysts used in biodiesel production are alkaline hydroxides as NaOH and KOH. NaOH is a very common chemical named as caustic soda and it is used in all chemistry related industries widely. KOH (sudcaustic soda) can always be used instead of NaOH by resulting almost the same yields. KOH is more expensive than the NaOH but it can be used in order to obtain K3PO4, which is a good and valuable fertilizer. Ba(OH)2 can also be used. It was stated in our experiments that Ba(OH)2.8H2O gives about 90 % yields by convectional heating, where NaOH gives 95 % yield at the same conditions. As Ba(OH)2 is a heterogeneous catalyst, it is easier to seperate it from glycerol and reuse. By this way glycerol can be obtained with quite higher purity. This means more income. Organometallic catalysts acting as NaOH, KOH or Ba(OH)2 mihgt also be used. This itself is a reseacrh topic. Ca(OH)2 is also a cheap heterogeneous catalyst but with lower yields. There is also an acid catalysed biodiesel production process. This process gives better yields in presence of free fatty acids. While alkali based catalysts do not work with cooking oil, acid catalysts do work. Acid based catalysis also does not mind presence of moisture. The process must be performed in high temperature (~60 C), pressure and a long reaction time (~69 hours). Still the yields are generally less than 90 %. HzSO4 (aq) (98 %) is the most common acid catalyst used in biodiesel production. There is no information about acid catalysed biodiesel synthesis in presence of ultrasound. It must also be studied. Supercritical methanol method needs no catalyst while methanol-oil ratio is extremely high (~500:1), high temperature (~300 C) and pressure is also high. There is also a seperation problem in this method because that high amount of methanol can dissolve the products. Distillation is necessary and this costs a lot. Saponification: Saponification is a very common chemical reaction based on combining alkali metals to fatty acids. It is a rapid reaction working with high yields. The reaction mechanism is as in below: 159

160 Fig 2: Saponification reaction Seperation: The products of the reaction are methyl esters of glycerides and glycerol. In order to determine the NaOH existence between phases, pnenolphtalein is used. The experiments show that NaOH passes to glycerol phase. Glycerol phase also includes the excess methanol. The complete phase seperation of the emulsion takes about 8 hours or longer due to the case. Centrifuge can be used in order to decrease this time. The density of glycerol is higher than that of biodiesel, and it is also very viscose. These features can help seperation by centrifuge or sedimentation. Because of being polar, NaOH and methanol dissolve in glycerol phase. Their solubility in biodiesel is very low. Soap formation increases the phase transfer and makes the phase seperation difficult. The soap places between biodiesel and glycerol phases. Biodiesels viscosity is very low in comparison to oil or glycerol. So it can be taken by pipeting. As it still can include impurities as alkali, methanol, glycerol, soap, it must be washed with water. The washing is repeated 2-3 times by dilute salty water and water is decanted off. To the obtained biodiesel with high purity, quality tests are applied. The glycerol phase is heated upto 65 C in order to take the excess methanol in it. The methanol is distilled and collected in order to reuse. Glycerol then still includes NaOH in it. In order to purify it, the glycerol phase is first neutralised (if KOH is used as base, H3PO4 is used for neutralising it in order to obtain K3PO4) and distilled than. Glycerol is a valuable chemical that has a wide use area range. Pyrolysis: Pyrolisis is a biodiesel production method based on thermal cracking of triglycerides into smaller molecules. Pyrolysis is a process working on high temperature (~600 C) and high pressure. By pyrolysis not only biodiesel, but also gasolinelike molecules do form. As no 160

161 unwanted compounds or catalyst wastes are present, no seperation problem occurs. Gasoline and biodiesel seperation is done by refining. Lipase Catalysed Biodiesel Formation: By using lipase enzymes, triglycerides can be converted to biodiesel. This method does not mind presence of moisture, but is a very slow and expensive method. Results and Discussion: Biodiesel is a feasible alternative energy source with environment friendly features. But as feedstock for biodiesel production is limited it is not a enogh good alternative to solve the whole energy problem. Availibility of biodiesel can be increased by making new improvements in agriculture of oil seeds. Fast and high yielding techniques like microwaves or ultrasonic irradiation must be commonized in biodiesel production. Analytical tests must be applied to the product in order to understand the purity of the product. To improve the quality new and high technologies must be used. Transesterification seems to be the best way of obtaining biodiesel. Bibliography: 1) Effects of the Use of Ultrasonics Waves on Biodiesel Production... PHD Thesis by Fabio Alape Benitez, University of Puerto Rico 2) The chemical effects of ultrasound, Scientific American February 1989 issueby Kenneth S. Suslick, Professor 3) Estimation of ultrasound induced cavitation bubble temperatures in aqueous solutions, Ultrasonics Sonochemistry 12 (2005) , by James Rae et al. 4) Pressure during sonoluminescence, J. Phys. Chem. B 2003, 107, Kenneth S Suslick, William B McNamara III, Yuri T. Didenko 5) Ultrasonics Sonochemistry 12 (2005) , Stavarache, Maeda et al 6) Method for producing fatty acid alcohol ester, Patent Application (USPTO), Maeda. Vinatoru, Stavarache, Iwai, Oshige 7) Fatty acid methyl esters...in presence of microwaves, C. Mazzochia, A. Kaddouri, R Nancini 8) 9) Biodiesel: using renewable resources, RSC website 10) Frederique R. Abreu et al. Journal of Molecular Catalysis A: Chemical 209 (2004) ) S.N. Naik et al, Renewable and Sustainable Energy Reviews xx (2004) ) Ayhan Demirbaş, Energy Conversion and Management 44 (2003) ) Recep Altın, Selim Çetinkaya, Hüseyin Serdar Yücesu, Energy Conversion and Management 42 (2001) ) Y. Zhang et al. Biouresource Technology 89 (2003) ) Y. Zhang et al. Biouresource Technology 90 (2003)

162 16) Evaluate Biodiesel Made from Waste Fats and Oils, by Rose Patzer, Max Norris, Agricultural Utilization Research Institute, June ) A.V. Tomasevic et al. Fuel Processing Technology 81 (2003) ) Research into Biodiesel Kinetics& Catalyst Developement, graduate thesis by Adam Karl Khan, Bsirbane, Quisland, Australia, May ) Defter notları ve deney sonuçları, Mehmet Mutlu Özdemir 162

163 TARIMDA BĐTKĐ GELĐŞĐM DÜZENLEYĐCĐLERĐN (BGD) KULLANIMI VE HORMON RĐSKĐ THE USE OF PLANT GROWTH REGULATORS (PGR) IN AGRICULTURE AND HORMONE RISK Cebrail KARAKUŞ Refik KÖKER ÖZET Bitkilerde gelişim düzenleyici olarak kullanılan, doğal olarak bitki bünyesinde veya sentetik olarak üretilen hormonlara bitki gelişim düzenleyicileri (BGD) denilmektedir. Bunların bir kısmı büyümeyi teşvik ederken (oksin, sitokinin, gibberellin...) diğer bir kısmı da engellemektedir (absissik asit, etilen...). BGD lerin kullanılmasında istenilen netice alınması için uygulama zamanının ve konsantrasyonlarının iyi ayarlanması gerekir. BGD'lerin bitkisel üretimde kullanılması verimi artırmakta, üründe kaliteyi yükseltmekte, bitkilerin hastalık ve zararlılara karşı dayanıklılığını arttırmakta ve daha iyi depolama imkanları sağlayarak, ürünlerin ihracat şansını artırmaktadır. Türkiye de bazı tarım ürünlerinde belirli dönemlerde BGD kullanılmaktadır. Bunlar ruhsatlı preperatlardır. Bu maddelerin önerilen ürünlerde ve önerilen dozlarda kullanılması durumunda, mevcut bilgiler ışığında herhangi bir sağlık riski taşımadıkları kabul edilmektedir. Ancak, kullanılan ürünlerde kalıntı miktarlarının düzenli izlenmesi, kabul edilen sınırları aşıp-aşmadığının belirlenmesi ve aşması hallerinde kamuoyunun bilgilendirilmesi mutlaka sağlanmalıdır. Anahtar kelimeler:bitki Gelişim Düzenleyiciler (BGD), Hormon Riski, Maksimum Kalıntı Limiti, Sürdürülebilir Tarım ABSTRACT The compounds that are used as plant growth regulators, and naturally occuring in plant composition or produced synthetically are called Plant Growth Regulators (PGR).Some of them stimulate growth(auxin, cytokinin, gibberellin...) and some prevent the growth (abcissic acid, ethylene...). The timing of the treatment and the concentration of PGR is important to reach the desired result. The use of PGR increases yield and quality of the product, resistance to diseases and predators, as result making it easy to store the product for long time and it is good for exporting. In Turkey, PGRs are used for some agricultural products in definite periods. They are licenced chemicals.if these substances are used for suggested products in suggested doses then there is no sanitary risk.but, the residue quantities in used products must be pursued, the excess amount of the PGR must be determined, and if the limits are passed over then the public opinion is informed. Key words: Plant Growth Regulators (PGR), Hormone Risk, Maximum Residue Limit, Agriculture that can be continue Fatih Üniversitesi, Fen-Edebiyat Fakültesi, Biyoloji Bölümü 163

164 1.GĐRĐŞ Bitki Gelişim Düzenleyiciler (BGD) başlangıçta yalnız tohumların çimlenmesinde, meyve, fidan ve çeliklerin köklendirilmesinde kullanılmıştır. Daha sonra tohumdan hasada kadar geçen devrede verim artışı, ürün kalitesinin yükseltilmesi ve bitkilerin hastalık ve zararlılara karşı dayanıklılığın arttırılması amacıyla ülkemizde ve tüm dünya ülkelerinde kullanılmaya başlanmıştır. Ancak dikkat edilmesi gereken husus diğer kimyasallarda olduğu gibi BGD lerin de yazılı olan tavsiyeye uygun olarak kullanılması gerekmektedir. 2.BGD NEDĐR? Bitkilerde gelişim düzenleyici olarak kullanılan, doğal olarak bitki bünyesinde veya sentetik olarak üretilen hormonlara Bitki Gelişim Düzenleyicileri (BGD) denir.bitki hormonları fitohormon olarak da adlandırılır. Fitohormon bitki gelişimi ile diğer fizyolojik fonksiyonları kontrol eden, doğal olarak bitki içerisinde üretilen organik maddelerdir. Bu maddeler yüksek bitkilerin çeşitli organlarından ve bir kısım mantarlardan elde edilmektedirler.bitki içerisinde kimyasal mesaj olarak görev alırlar.belirli hücrelerde üretilen hormonlar diğer hücrelere transfer edilerek gelişim kontrol edilir (Şekil 1). Şekil 1.Bitkilerde sinyal iletimi BGD nin tanımında da belirtildiği gibi hormonlar gibi çok az miktarlarda bile bitki gelişimine tesir eden ve sentetik olarak üretilen kimyasal maddeler de (sentetik hormon) vardır. Elde edilen maddelerin bir kısmı büyümeyi teşvik ederken (oksin, sitokinin, gibberellin...) diğer bir kısmı da engellemektedir (absissik asit, etilen...). Fakat BGD leri gelişmeyi teşvik edici ve engelleyici maddeler olarak birbirinden kesin sınırlarla ayırmak pek mümkün değildir. Çünkü 164

165 BGD'ler, bitki büyümesinin değişik devrelerinde ve değişik bitki organlarına değişik konsantrasyonlarda uygulandıklarında farklı etkiler gösterebilir. BGD lerin kullanılmasında istenilen netice alınması için uygulama zamanının ve konsantrasyonlarının iyi ayarlanması gerekir. Örneğin bir oksin olan Naftalen asetik asit (NAA) çiçeklenme sonrasında elmanın kimyasal seyreltilmesi amacıyla kullanılırken daha sonraki mevsimlerde ise aynı bitkinin hasat öncesi meyve dökülmesini önlemek amacıyla kullanılabilmektedir. Bir diğer yönden düşük konsantrasyonlarda büyümeyi artırabilen bir BGD konsantrasyon artırıldıkça büyümeyi engelleyebilmektedir. Şekil 2 de bitki reaksiyonu ve BGD konsantrasyonu arasındaki ilişki görülmektedir. Çeşitli Organlardaki Etkileri kök tomurcuk gövde ,E+03 1,E+02 1,E+01 1,E+00 1,E-01 1,E-02 1,E-03 1,E-04 1,E-05 1,E-06 Oksin Konsa ntra syonu Şekil 2. Çeşitli oksin konsantrasyonlarının kök, gövde ve tomurcuk üzerindeki etkileri. 2.1 BGD lerin Dünyada Kullanım Alanları Çelikle çoğalmanın sağlanması, -Tohum çimlenme gücünün arttırılması, -Çiçeklerin teşvik edilmesi veya geciktirilmesi -Soğuğa dayanıklılığın arttırılması, -Meyve tohumunun arttırılması, -Meyve iriliğinin arttırılması, -Periyodisitenin azaltılması, -Meyve olgunluğunun erkene alınması veya geciktirilmesi, -Meyve kalitesinin iyileştirilmesi, -Hasadın kolaylaştırılması, -Meyve muhafaza süresinin uzatılması -Meyve renginin iyileştirilmesi, -Meyve ve yaprak dökümlerinin kontrolü, -Doku kültürü çalışmaları, -Islah çalışmaları, -Bitkilerin hastalık ve zararlılara dayanıklılığının arttırılması, -Yabancı ot kontrolü. 165

166 2.2 BGD Çeşitleri Oksinler Bitkilerde büyüme ve gelişmeyi etkileyen en önemli gruptur. Bitkinin gelişmesini diğer BGD'lerle birlikte gerçekleştirir. Bitki kökünde doğal olarak az bulunur. Bitkinin boyca büyümesini sağlar. Hücre bölünmesi, büyümesi, hücre ve doku farklılaşmasını düzenler. Bitkinin güneşe yönelmesini sağlar. Çok fazla salgılandığında veya suni olanların fazla uygulanması halinde büyümeyi durdurur. Az salgılandığında yapraklar dökülmeye başlar. Meyva vermede etkindir. Döllenmiş çiçeğin dökülmesini engeller. Ovaryumun gelişmesini ve çekirdeksiz meyva oluşumunu sağlar. Đlkbaharda kambiyum gelişimini düzenler. Suni elde edilen oksinler genelde yabancı otların yok edilmesinde kullanılır. Bu kimyasal maddelerden bazıları şunlardır: 4-CPA (4 -chlorop henoxyacetic acid), 2,4-D (2,4- dichlorop henoxyacetic acid), IAA (indolacetic acid), IBA (indolbutyric acid) ve NAA (? -naphthalene acetic acid) Giberellinler Giberellinler hücre bölünmesi ve uzamasını, tohumda uyku halinin kırılmasını ve hızlı çimlenmeyi teşvik eder. Yaygın kullanımı olan Gibberellic acid (GA3) mandarin ve klemantinde meyve tutmunu, çekirdeksiz üzümde meyve iriliğini artırmada kullanılmaktadır Sitokininler Sitokininler, diğer hormonların aksine, hem bitkilerde, hem de hayvanlarda bulunur. Hücre bölünmesini teşvik eder ve doku kültüründen bitki geliştirmek için kullanılan steril ortamlarda yer alır.tomurcuk gelişmesi ve yaprakların geç dökülmesinde 166

167 etkili olurlar. Bazı doğal ve sentetik sitokininler: Zeatin, Kinetin, BA (benzyladenine) Etilenler Bitkilerde tohumun çimlenmesini, tomurcuk gelişmesini ve meyvanın olgun laşmasını sağlarlar. Olgunlaşmayı ilerletir, yaprak dökümüne neden olur. Bitki sitres durumunda etilen oluşturmayı artırır ve bitkide en çok etilen bitki ömrünün son aşamasında bulunur. Sonbaharda yaprak dokularında saptanan etilen artışı yaprak dökümünün bir nedenidir. Bu kimyasal maddelerin bazıları şunlardır: CEPA (Ethrel, Ethephon, 2 chloroethylphosphonic acid) ve Ethylbromide Absissik asit (ABA)(Dorminler) Absissik asit (ABA) genel bir bitki gelişim engelleyicisidir. Uyku hali (dormansi) yi teşvik eder ve tohumun çimlenmesini engeller. Yaprak, çiçek ve meyve dökülmesini geciktirir ve stomatların kapanmasına neden olur. Yüksek konsantrasyonda bu özelliği ile ABA kurak dönemlerde hücreleri korur.ccc uygulaması ile buğdaylarda sap uzaması geriletilerek (kısa sap sağlanarak) yatmaya karşı dayanıklılık artırılır. MH (Maleic hidrazid) uygulamaları ile patates ve soğanda sürgün verme engellenir. 167

168 Bunların dışında kullanılan diğer BGD ler; Brassinolides (Brassinosteroids), Salicylic Acid, Oligosaccharins (Oligosaccharides), Systemin ve Jasmonates dir. Bitkilerde kullanılan BGD ler Tablo 1 de, BGD lerin bitkilerdeki başlıca etkileri ise Tablo 2 de verilmiştir. Tablo 1:Bitki gelişim düzenleyiciler BGD Adı Örnek Oksin IAA Giberellin GA3 Sitokinin Kinetin, Zeatin Etilen Etilen Dorminler Absissik Asit (ABA), Phaseic Asit Çiçeklenme hormonları Florigin, Anthesin, Vernalin Fenolik maddeler Coumarin Çeşitli doğal maddeler Vitaminler, Phytochrome Tranmatic maddeler Sentetik gelişim yavaşlatıcılar CCC, Amo, Phosphin-D, Morphacting, Malformis Çeşitli sentetik maddeler Sentetik Oksin, Sentetik Sitokin Tablo 2. BGD lerin bitkilerdeki başlıca etkileri Özellikler Oksin Gibberellin Sitokinin Dormin Etilen Çimlenme Hücre bölünmesi Hücre uzaması + + (?) - - Uzun gün bitkisinde çiçeklenme Taşıma (?) Assimilat oluşumu, depolama (?) (?) ++ - (?) Gözeneklerin açılması (?) Yaşlanma Yaprak dökümü Tomurcukların kış uykusu

169 + = Teşvik - = Engelleme 0 = Etkisiz (?) = Etki ya belirlenememiş ya da türlere göre farklı etki 3.TÜRKĐYE VE DÜNYADA BGD KULLANIMI Bitki Gelişim Düzenleyiciler'in (BGD) varlığına ilişkin ilk bilgiler 19. yüzyılın sonlarına dayanmaktadır. Bu dönemde, yıllık süre içinde, bitki fizyolojisi konularında yapılan çalışmalar, BGD' lerin bitki büyüme ve gelişmesindeki rollerini ortaya koymuştur. Bu çalışmaların sonuçlarına göre, BGD'lerin bitkisel üretimde kullanılması verimi artırmakta, üründe kaliteyi yükseltmekte, bitkilerin hastalık ve zararlılara karşı dayanıklılığını arttırmakta ve daha iyi depolama imkanları sağlayarak, ürünlerin ihracat şansını artırmaktadır.bu nedenle BGD ler ülkemizde ve tüm dünya ülkelerinde kullanılmaktadır. Gereğinden fazla kullanılmaları halinde ise, bitkilerin gelişmesini olumsuz yönde etkilemektedir. Hormonlar Türkiye de ilk defa 1960 lı yıllarda GA3 (Giberallic Acid) çekirdeksiz üzümde; çekirdeksizliği teşvik, meyve ve salkım büyüklüğünü artırmak amacıyla kullanılmaya başlanmıştır. Domates ve patlıcanda partenokarpik meyve tutumunu sağlamak amacıyla 4- CPA ve BNOA kullanımı; kirazda, büyük ve sert meyve elde etmek için, elma ve armutta daha iri meyve elde etmek için ve süs bitkilerinde daha erken ve homojen çiçek açmasını sağlamak amacıyla GA kullanımı; muz, limon gibi meyvelerin sarartılması ve diğer birçok meyvenin erken olgunlaştırılması amacıyla etilen kullanılması; çelikle köklendirmeyi sağlamak amacıyla IBA kullanılması; buğdayda dar ve geniş yapraklı otları öldürmek için buğdaya zarar vermeyen hormon içerikli yabancı ot ilaçları kullanılması ülkemizdeki BGD uygulamalarından birkaçıdır. 3.1 Bitki Gelişimini Düzenleyicilerin Ruhsatlandırılması ve Kontrolü Türkiye'de BGD' ler 1987 yılından itibaren pestisit ve benzeri maddeler içine dahil edilerek, Tarım ve Köyişleri Bakanlığı tarafından tarım ilaçları gibi ruhsatlandırılmaya başlanmıştır. Bu maddeler halen yürürlükte bulunan "Zirai Mücadelede Kullanılan Pestisit ve Benzeri Maddelerin Ruhsatlandırılması Hakkında Yönetmelik" esaslar çerçevesinde işlem görmektedir. 169

170 Bu yönetmelik gereği bir BGD ruhsatlandırılırken, pestisitler için istenen tüm bilgi ve belgeler (kimyasal ve fiziksel özellikleri, biyolojik bilgileri, toksikolojik ve eko-toksikolojik çalışma sonuçları, kalıntı çalışmaları vb.) BGD'ler için de istenmektedir. Bu bilgi ve belgeler bakanlıkta Merkez Đlaç Komisyonunda incelenmekte ve uygun bulunan BGD' lere ruhsat verilmektedir. Ruhsat aldıktan sonra, firması tarafından pazara sunulan BGD' ler, imalattan üreticiye kadar geçen değişik safhalarda da kaliteleri, etiket bilgileri, miktarları vb. yönünden, diğer pestisitler gibi Bakanlık Kuruluşları tarafından kontrole tabi tutulmaktadır. Pazar, yani piyasa kontrolleri, Bakanlığımız Tarım Đl Müdürlükleri ve Ankara Zirai Mücadele Merkez Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü ile Đstanbul Tarım Đl Müdürlüğü, Bitki Koruma Şube Müdürlüğü (Mücadele Đlaçları Kalite Kontrol Laboratuvarı Şefligi) tarafından düzenli ve koordineli bir şekilde gerçekleştirilmektedir. Bu kontrollerde, kalitelerinde bozukluk tespit edilen BGD'lere, "Zirai Mücadele Đlaçları Kontrol Yönetmeliği" hükümleri çerçevesinde, ruhsat iptali dahil çeşitli cezalar verilmektedir. T.C Tarım ve Köyişleri Bakanlığı, Koruma ve Kontrol Genel Müdürlüğü tarafından yayınlanan Gıdalarda Maksimum Bitki Koruma Ürünleri Kalıntı Limitleri Tebliği nde ülkemizde ruhsatlandırılmış bitki gelişim düzenleyicilerinin kabul edilebilir en yüksek kalıntı limitleri ile Avrupa Birliği direktiflerinde yer alan maksimum kalıntı limitleri yer almaktadır, Ülkemizin Avrupa Birliği ne tam üye olması durumunda Türkiye deki kalıntı limitleri listesi yürürlükten kaldırılarak Avrupa Birliği direktiflerinde yer alan maksimum kalıntı limitleri yürürlüğe girecektir.buna göre Türkiye ve Avrupa da izin verilen bazı BGD kalıntı limitleri* şunlardır: 170

171 Tablo 3: Türkiye ve Avrupa da izin verilen bazı BGD kalıntı limitleri BGD Adı Ürün Adı Maksimum Kalıntı Limiti (mg/kg) Türkiye'de Avrupa'da Daminozide Turunçgiller Elma Kiraz Çilek Domates Patlıcan Pirinç Gibberrellic acid (GA3) Turunçgiller 0.5 Kayıt Yok Kayısı 0.5 Kayıt Yok Üzüm 0.1 Kayıt Yok Çilek 0.5 Kayıt Yok 2,4-D (Oksin) Armut 0.5 Kayıt Yok Şeftali 0.5 Kayıt Yok Arpa 0.2 Kayıt Yok Mısır 0.05 Kayıt Yok Ethephon (Etilen) Turunçgiller Ceviz Ayva 3 3 Kiraz 3 3 Çilek Soğan Domates 3 3 Biber 3 3 Karpuz Carbaryl Elma 3 3 Şeftali 3 3 Üzüm 3 3 Havuç 1 1 Marul 3 3 Buğday *Değerler 2005 yılı verileridir. 3.2 BGD Kullanımı ile Đlgili Yanlış Değerlendirmeler Hormon teriminin kamuoyunda yarattığı tedirginliğin farklı kesim ve kişilerce, değişik şekillerde kullanımı halk arasında tedirginliğe sebep olmaktadır.kış aylarının ortasında pazarda domateslerin tarla domatesi diyerek satılması veya ekmek fırının camında hormonsuz ekmek diye yazının asılması trajikomik örneklerdir. Bunlar, gerçekle ilgisi 171

172 olmayan değerlendirmelerdir. Bunun yanında pazarda görülen her iri, değişik renk ve şekildeki meyve veya sebzenin hormonlu olarak nitelendirilmesi de yanlış bir yaklaşımdır. Bu örneklerin büyük bir kısmı, Türkiye de yeni meyve ve sebze çeşitlerinin üretilmeye başlaması sonucu oluşan doğal görüntülerdir. Bunların yanında, bazı meyve veya sebze türlerinde, bazı yıllarda görülen şekil bozukluklarının (kirazlarda görülebilen ikiz meyve gibi), ekolojik koşullardan kaynaklanmasına rağmen, hormonlu olarak tanımlandığı da görülmektedir. Bu yaklaşımlar hormonların anlam ve öneminin yanlış değerlendirilmesine yol açmaktadır. Kamuoyunda bilinenin aksine çilek ve hıyarda BGD kullanımına pek gerek yoktur. Çünkü piyasaya hakim olan hıyar çeşitleri genetik olarak %99 partonokarpik (dişi organın gelişmesiyle meyve oluşumu) meyve oluşturma özelliğine sahiptir. Bundan yıl önce ülkemizde Çengelköy hıyarı yetiştirilmekteydi ve bu hıyar ince kabuklu kısa bir meyve yapısına sahipti. Seracılığın gelişmesiyle beraber daha verimli olan çeşitler ekilmeye başlandı. (Mevcut durumda 1da alandan 40 ton hıyar hasat edebilme imkanımız vardır). Yukarıda bahsettiğimiz çeşitler uzun, daha kalın kabuklu ve daha sert oldukları için tüketici tarafından hormonlu olarak algılanmıştır. Hatta bu hıyarların dalından kopardıktan sonra bile dolapta büyüdüğü gibi söylentiler yaygınlaşmıştır. Çeşit özelliği olarak hıyar meyvesinin 40 cm uzunlukta olması mümkündür. Çilek ise yüzlerce pistilin (dişi organın) birleşerek oluşturduğu yalancı bir meyveye sahiptir. Diğer sebzelere oranla çilekte meyvenin döllenmesi zordur. Eğer serada yeterli hava sirkülasyonu varsa veya arı kullanılıyor ise (bambus arısı, belirli dönemlerde bal arısı da kullanılabilir) polen oluşumu oldukça iyidir. Meyve gelişiminde sorun olmaz. 12 yıl önce ülkemizde daha küçük meyve veren, kokulu, aromatik yerli çilek çeşitleri sınırlı dönemde ve sınırlı miktarda yetiştiriliyordu. Đlk defa California kökenli bir çilek olan Chantler çeşidi yetiştirilmeye başlandığında daha gösterişli ve iri, koyu kırmızı renkli meyve yapısına sahip olduğu için tüketici tarafından hormonlu olarak algılandı. Bu çeşidin genetik olarak böyle bir meyve verme özelliği vardır. Şu anda çoğunlukla yine bir California çeşidi olan Camarosa yetiştirilmektedir. Ayrıca Đsrail çeşidi olan Dorit 216 da yetiştirilmektedir. Bu çeşitlerde iri meyve veren çeşitlerdir. Çilek bitkisi bitkisel özelliklerden dolayı kış döneminde daha iri meyve verebilme özelliğine sahiptir. 3.3 Ülkemizde Görülen Bazı Yanlış Uygulamalar Ülkemizde BGD kullanımında birçok olumsuz durumla karşılaşılmaktadır. Bunlar genellikle yetiştiricilerden kaynaklanan ve yanlış uygulamalara dayanan olumsuzluklardır. Söz konusu yanlış uygulamaları başlıca şu başlıklar altında toplayabiliriz: 172

173 1) Ne kadar çok uygulama yaparsan (1 yerine 2 veya daha fazla uygulama) o kadar iyi sonuç alırım düşüncesi 2) Uygulama zamanını tam tespit edememe veya buna pek önem vermeme 3) Doz ayarlamasında yeterince hassas olamama veya dozu ne kadar artırırsam o kadar iyi etki eder mantığı 4) Alıştığı ve sonucunu gördüğü BGD' yi ne pahasına olursa olsun temin edip uygulama 5) Ekonomik kaygıyla aşırı doz kullanımı (Özellikle etilenle meyve olgunlaştırılması amacıyla) 6) Teknik bilgileri yetersiz kişilerin tavsiyeleri 7) Gereksiz yere ve hiçbir mesnede oturmayan aleyhte propagandalar 8) Uygulama esnasında gereken hassasiyeti göstermeme 4.BGD LERĐN ĐNSAN SAĞLIĞI VE ÇEVRE ÜZERĐNE ETKĐSĐ BGD lerin insan sağlığına etkileri konusunda çok net bilgiler bulunmamaktadır. Sözgelimi bitkilerde kullanılan büyüme hormonları, onların bünyesinde zaten mevcut olan doğal kimyasallardır. Tarımda kullanılmasının nedeni, bünyede bulunan bu kimyasalın miktarını artırmak, çok kısa sürede büyümesini veya renklenmesini artırmak içindir.fakat 2,4-D nin insan sağlığı açısından olumsuz etkileri olduğu konusunda bazı görüşler bulunmaktadır. 2,4-D nin insan sağlığına etkileri, davranış ve şekil bozuklukları, genetik yapıda bozukluklar, sinir sisteminde oluşturduğu bozukluklar olmak üzere sınıflandırılabilir. 2,4-D yakın zamana kadar özellikle domates ve patlıcanda partenokarpik meyve oluşumunu teşvik amacıyla sıkça kullanılmaktaydı. Bugün bu maddenin yerine 4-CPA ve BNOA in kullanılmasına izin verilmiştir.fakat bu maddenin Türkiye de bazı ürünlerde kullanımına devam edilmektedir (Bkz. Tablo 3). Hava, su ve toprakta meydana gelen istenilmeyen fiziksel, kimyasal ve biyolojik değişiklikler kirlilik olarak adlandırılır.besin kirliliğide bu kirliliklerden biridir.bitki gelişim düzenleyiciler (BGD ler) (hormon vb.), mikroorganizmalar, böcek ilaçları ve diğer tarımsal ilaçlar besin kirliliğine sebep olmaktadırlar.fakat BGD lerin oluşturdukları sağlık ve çevresel riskler, kullanım oran ve sıklığı yanında, aktif maddeye bağlıdır. Bu yönü ile tarımsal ilaçlar ile mukayese edilemeyecek çeşitliliği olan BGD lerin, insan sağlığı ve çevresel riskleri tarım ilaçlarının çok gerilerindedir. Ancak konunun ülkemizde gündeme getirilmesi, hatalı bir şekilde diğer tarım ilaçlarının önüne geçirilmekte ve daha büyük risk grubu olan tarım ilaçları geri plana atılmaktadır. Kesin olarak bilinmesi gereken, tarım ilaçlarının yanlış kullanımının doğuracağı riskin, BGD den daha fazla olduğudur. Nitekim dünyada, gıdalarda pestisit kalıntısı analizleri daha çok BGD ler için değil tarım ilaçları için yapılmaktadır. Diğer bir konu da, BGD lerin her koşulda ve her üründeki kullanımının insan sağlığına kesin toksik etki yaratacağı şeklindeki hatalı değerlendirmedir. Konu ile ilgili en hassas tartışmalar da bu noktadadır. Đnsan sağlığı açısından tarımsal kimyasalların toksit etkisi doğrudan doza bağlıdır. Ancak, insanın temasta olduğu ve bir şekilde aldığı kimyasalların toksik etki oluşturması, vücuda alınan kimyasal miktarı ile ilişkilidir. Bu açıdan kimyasallarla ilgili yapılan sağlık ve çevresel etki değerlendirmelerinde, günlük alınabilir maksimum doz, hiçbir yan etki görülmeyen doz ve izin verilen maksimum kalıntı miktarı gibi ölçüler kullanılmaktadır. 173

174 Bir kimyasal kesin saptanan toksik etkiye sahip ise, kimyasalları kontrol eden, ruhsatlandıran sistem tarafından hemen kullanımdan kaldırılmaktadır. Bunun geçmişte örnekleri mevcuttur. Örneğin; Daminozide adlı BGD, 1989 yılında kanserojen etkiye sahip ara madde oluşturduğu gerekçesi ile piyasadan çekilmiştir. O dönemde Türkiye de de ruhsatlı olan bu preperatın kullanımı hemen iptal edilmiştir.fakat bugün hem Türkiye hem de Avrupa da kullanımına devam edilmektedir.esas sorun, BGD lerin, diğer tarımsal kimyasallarda olduğu gibi aşırı ve yoğun kullanım riskinin var olup olmadığıdır. Bu konuda en iyi ölçü bütün dünyada olduğu gibi, bu tip maddelerin kullanıldığı ürünlerdeki kalıntı miktarlarıdır (bkz. Tablo 3). Acaba tarımsal ürünlerde hiçbir kimyasal kullanılmasaydı beslenme yönünden daha mı güvende olurduk? Hiç de öyle değil: 1) Bitkiler hastalık ve böcek saldırılarına karşı kendilerini savunmak için doğal olarak pestisit üretirler ve bu doğal kimyasalların insan yapımı olanlardan binlerce kat daha kanserojen olduğu gösterilmiştir. 2) Çeşitli zararlı ve hastalıklarla kirlenmiş meyve ve sebzeyi kimse satınalmak istemez. 3) Zararlı, hastalık ve yabancı otların neden olduğu ürün kayıpları ortalama %30-40 dolayındadır; bazen %100 e varan kayıplar da olabilmektedir. 4) Daha da yaygınlaşacak açlığa çare olarak tarım alanlarını genişletme olanağı tükenmiş bulunmaktadır. Öte yandan, Bitki koruma ürünlerinin son 50 yıldan beri tarımsal üretimde kullanımları giderek artmasına karşın yapılan çeşitli araştırma ve değerlendirmeler pek kuşku duymamak gerektiğini göstermektedir: Ortalama insan ömrü giderek artmaktadır. Az gelişmiş bölgelerde tarımda teknoloji, bu arada kimyasal kullanımı çok daha azdır. Buna karşılık bu toplumlarda kansere yakalanma oranının daha çok kimyasal kullanan toplumlara bakışla iki kat daha çok olduğu gösterilmiştir. Basında hormon kaynaklı hastalıkların haber edildiği yazılarda hormonun nasıl o hastalığa sebep olduğu yazmamaktadır.bu gibi haberler BGD (veya halk deyişiyle hormonların) kullanımının son derece yanlış olduğu gibi bir izlenime sebep olmaktadır. Bunlara pek de itibar edilmemesi gerekir. 5.SONUÇ Dünyada ve Türkiye de kimyasal ilaç kullanımı bırakılıp organik tarıma geçilsede BGD kullanımı devam etmektedir. Türkiye de bazı tarım ürünlerinde belirli dönemlerde BGD kullanılmaktadır. Bunlar ruhsatlı preperatlardır. Bu maddelerin önerilen ürünlerde ve önerilen dozlarda kullanılması durumunda, mevcut bilgiler ışığında herhangi bir sağlık riski taşımadıkları kabul edilmektedir. Dolayısıyla, hormon kirliliği yerine hormon riski daha uygun bir ifadedir.ancak, kullanılan ürünlerde kalıntı miktarlarının düzenli izlenmesi, kabul edilen sınırları aşıp-aşmadığının belirlenmesi ve aşması hallerinde kamuoyunun bilgilendirilmesi mutlaka sağlanmalıdır. Ülkemizde dört milyonun üzerinde tarımsal üretim birimi bulunduğu, fakat tarım işletmesi sayılabilecek sayının bir milyon dolayında olduğu tahmin edilmektedir. Sürdürülebilir tarımın (kaliteli ve güvenilir gıda, korunmuş çevre) ancak tarım işletmelerinde gerçekleşebileceği göz önünde bulundurularak bu bağlamda bir alt yapı düzenlemesi kaçınılmaz görünmektedir. Bu bakımdan: 1) Tarım alanları, miras yasasını da içine alacak biçimde, parçalı durumdan kurtarılmalı ve verimli üretimler sağlayacak işletmeler haline getirilmelidir. 2) Đyi tarım tekniklerinin gereğince kullanılabilmesi ve uygulanabilmesi için etkin ve yaygın bir "Danışmanlık Kurumu" oluşturulmalıdır. 174

175 3) Üreticiler, ekonomik donanım kullanımı sağlamaları ve emeklerinin karşılığının önemli bir bölümünü üretimle ilgisi olmayanlara kaptırmamaları için, eğitsel ve maddi boyutlarda desteklenmelidir. 4) Tarımsal üretimin her düzeyinde tüm uygulamaları kapsayan kayıtlar tutulmasını sağlayacak yasal düzenleme gerçekleştirilmelidir. 5) Bitki koruma ürünlerinin gerek uluslararası standartlara uygunluklarını, gerekse tarımsal ürün ve gıdalarda kalıntı durumlarını düzenli denetim altında bulunduracak yeterli alt yapı bir an önce kurulmalıdır. Gelecekte, hormon kullanımı yerine geçebilecek alternatif uygulamaların desteklenmesi hormon riskinin giderilmesine yardımcı olacaktır.sözgelimi Akdeniz bölgemizde soğuk mevsimlerde ısıtılan ve tozlayıcı bombus arıları kullanılarak üretim yapan (domates üretimi gibi) seraların varlığı gün geçtikçe artmaktadır. Bu anlamda değişik yörelerimizde jeotermal sıcak su ile ısıtılan seraların varlığı da artmaktadır. 6.KAYNAKLAR 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 9) vric.ucdavis.edu/aboutveg/vc3-2005/rethwisch2005vc3.ppt 10) 11) 12) 13) 14) 15) 16) 17) 18) 175

176 KAĞIT ENDÜSTRĐSĐNDE OLUŞABĐLECEK ÇEVRE SORUNLARI VE ÇÖZÜM ÖNERĐLERĐ ENVIRONMENTAL PROBLEMS IN PAPER INDUSTRY AND SUGGESTED SOLUTIONS Yıldıray Oktay 1, Enes Burak Şahiner ÖZET Bitkisel selülozun mekanik veya kimyasal yollarla liflendirilmesiyle veya atik kağıtların ve paçavraların yeniden liflendirilmesi ile elde edilen hamurlardan üretilen, üzerine baskı yapmaya elverişli tabakalar kağıt olarak adlandırılmaktadır. Çinlilerin M.S. 105 yılında bulduğu kağıtla Avrupalılar, Araplar aracılığıyla 1200 `ler de tanışmışlardır. 1453`de elle imalat yapan ilk kağıt fabrikası Đstanbul`da Kağıthane de açılmıştır. Öyle ki bugün, geleceğimizi şekillendirmek, eğitim alabilmek tarihimizi okumak, öğrenmek için kağıt çok önemlidir. Hayatımızın vazgeçilmez unsurlarından biri olan kağıt gelişen teknoloji ve imkanlarla daha estetik bir hal almış olup endüstriyelleşme evresinde büyük yol kat etmiştir. Bugün kağıdın onlarca çeşit türü çeşitli işlemler ve proseslerden sonra elimize ulaşmaktadır. Örneğin; oluklu mukavva kağıtları, kartonlar, gazete kağıtları, temizlik kağıtları, sigara kağıdı, torba kağıdı gibi. Bu süreç içerisinde kağıt fabrikalarından çevreyi ve insanları tehdit edecek endüstriyel kaynaklı kirlilik oluşmaktadır. Bu kirliliklerin her bir proseste nasıl oluştuğu, daha az atık su oluşumu için ne gibi önlemlerin alınabileceği, oluşan atık suyun nasıl arıtılacağı, ayrıca kağıt kullanımı sonucu oluşan atık kağıdın geri dönüştürülebilmesi ve tekrar kullanılabilmesi için gerekli prosesler bu çalışmada detaylı tartışılacaktır. Anahtar kelimeler: Kağıt, Atık su, Arıtım, Endüstri ABSTRACT Paper is a commodity of thin material which is suitable to press on and produced by the amalgamation of fibers, typically vegetable fibers composed of cellulose and recycled paper. Although Chinese people invented the paper in A.D. 105, it was spread out to Europe through Arab society in about 1200s. In 1453 the first factory producing paper manually was opened in Kagithane, Istanbul. Since than paper has played a very vital role in societies. For example it has been used in education, in learning and in forming the future of the society. Being one of the indispensable concepts of our daily life, the quality of paper has been improved a lot and become more aesthetic with the improvements in technology and industrialization. Atatürk Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Çevre Mühendisliği Bölümü 4. sınıf öğrencisi e- mail: yoktay_67@hotmail.com Today we have various kinds of paper each produced by going through different processes. For example, channeled carton paper, newspaper, cleaning paper, cigarette paper, bag paper etc During the process of producing those different kinds of paper in factories, industrial pollution threatens not only the human life but also the environment. In this work, how are 176

177 these pollutants are formed in each process, what can be done to reduce the amount of wasted water, how can the wasted water be purified, how can used-paper be recycled and reused will be discussed in a detailed way. Key Words: Paper, Waste water, treatment. industry. 1.GĐRĐŞ Kâğıt, bitkisel selülozun mekanik veya kimyasal yollarla liflendirilmesiyle veya atık kağıtların ve paçavraların yeniden liflendirilmesi ile elde edilen hamurlardan üretilen, üzerine baskı yapmaya elverişli tabakadır. Kültürel ve sanayi alanındaki yeri ile insanların en önemli ihtiyaç maddelerinden biri olan kağıdı Çinliler M.S. 105 yılında bulmuştur. Türkler ise Osmanlılar döneminde yy Yalova ve Beykoz`da kurulan imalathanelerde üretime başlamıştır. Ülkemizde modern anlamda kâğıt sanayinin kuruluşu ve gelişimi cumhuriyetin ilanından sonra başlayan planlı kalkınma döneminde görülmektedir. Türkiye`de kâğıt sektörünün temeli, 1934 yılında ton/yıl kapasite ile Đzmit`de atılmış ve son yıllarda kamu ve özel sektör yatırımlarının toplamı olan ton/yıl kapasiteye ulaşmıştır. Bugün özelleşme kapsamında olan 9 adet kamu tesisi ile birlikte 40 adet çeşitli kağıt ve karton üreten tesis bulunmaktadır. Kamunun SEKA, özel sektörün Kartonsan, Tire- Kutsan, Aklim, Marmara, Meteksan, Kombassan bunlardan bazılarıdır. Türkiye, yılda 1,5 milyon ton kağıt üretmektedir. Kağıt çeşitleri aşağıda gösterilmiştir. Oluklu Mukavva Kâğıtları (%44) Kartonlar (%18) Yazı ve Tabı Kâğıtları (%19) Gazete Kâğıtları (%5) Kraft Torba Kâğıdı (%5) Temizlik Kâğıtları (%6) Sargılık (%3) Sigara Kâğıdı Ve Özel Đnce Kâğıtlar (%0,5) Kâğıt üretiminde odun, paçavra, saman, kendir, kenevir, jüt, atık kâğıt, şeker kamışı, keten ve pamuk ana hammaddeyi oluşturur. Bu hammaddelerden ağaç türü olarak en çok, kayın, gürgen, köknar, ladin, hemlok çamı, titrek kavak, kafur ağacı ve okaliptüs kullanılmaktadır. Bu hammaddeler selüloz üretim metoduna bağlı olarak değişen ilave kimyasal maddelerle işlenerek kâğıt hamuru haline getirilir ve hazırlanan kâğıt hamuru çeşitli işlemlerden geçirilerek kağıt üretimi tamamlanmış olur. 1.1.Kâğıdın Üretim Ve Proses Đşlemleri Kâğıt endüstrisinin ana maddesi selüloz içeren bitkisel maddelerdir. Endüstri iki aşamada ele alınabilir. Đlk aşama selüloz edesidir. Đkinci aşama selülozdan kâğıt ve kâğıt ürünlerinin üretimidir. Entegre tesislerde her iki aşamada gerçekleştirilir. Ancak hazır kâğıt hamuru (selüloz) veya atık kâğıt kullanılarak kağıt üreten tesislerde oldukça yaygındır. Kâğıt üretiminde yer alan başlıca prosesler aşağıda kısaca açıklanmıştır. 177

178 1.2.Odun hazırlama Selüloz elde edilmesinde ilk aşamayı odun hazırlama oluşturur. Bu çerçevede odunun kesilmesi, taşınması, kabuğunun soyulması, yongalanması, elenmesi ve depolanması yapılır. Kabuk soyma kimyasal olarak da yapılır. Bunun dışındaki işlemler mekaniktir. 1.3.Selüloz Üretimi Kâğıt üretiminde temel adımı oluşturan selüloz üretimi mekanik, kimyasal veya bu iki yöntemin kombinasyonları ile gerçekleştirilir. Mekanik selüloz üretimi öğütme, temizleme, eleme ve bazı hallerde termal işlemleri kapsar. Kimyasal selüloz üretiminde çok sayıda uygulama olmasına karşın bunlar iki temel gruba ayrılabilir: asit-sülfit ve alkali-kraft sülfit prosesi yumuşak ağaçlara uygulanır. Proses sülfürün yakılarak SO 2 eldesi bunun bir alkalide absorbsiyonu ile pişirme çözeltisinin hazırlanması, pişirme (lignin sülfonatların oluşturularak ligninin selülozdan ayrılması) ve atık sülfit likörünün (pişirme çözeltisi) geri kazanılması işlemlerinden oluşur. Atık likörün geri kazanılması kirlilik yükünü önemli ölçüde azaltmakta ve çevre açısında büyük önem taşımaktadır. Sülfat (kraft) selülozu üretimi günümüzde en yaygın kullanılan prosestir. Üretimde Na 2 S ve NaOH karışımından oluşan bir çözelti pişirme çözeltisi olarak kullanılır. Pişirme çözeltisinden Na 2 S ve NaOH geri kazanılması prosesin bütünü içerisinde ele alınır. Selüloz üretiminde mekanik ve kimyasal işlemlerin kombinasyonu ile yarı kimyasal yöntemler adı verilen yöntemler de uygulanmakta olup uygulama şekilleri benzer prosese dayanır Ağartma Ağartma prosesinde selüloz içinde kağıda renk veren maddeler oksitlenerek uzaklaştırılır. Konvansiyonel ağartma işleminde klor kullanılır. Proses klorlama ve alkali ekstraksiyonu cilalama, ikinci oksidasyon gibi çeşitli kademelerden oluşur. Önemli miktarda atıksu ve toksik kirleticilerin oluşması nedeniyle ağartma işlemi çevre açısından büyük önem taşır. Günümüzde toksik kirleticilerin azaltılması için klor yerine hidrojen peroksit gibi yükseltgeyiciler ve çeşitli indirgeyici maddelerin kullanımları başlatılmıştır. 2.KAGIT ENDUSTRISININ CEVREYE VERDIGI ZARARLAR 2.1.Kagıt Atıksuları Kağıt hamuru hazırlama atık suları siyah su, kağıt yapma kısmı atıksuları ise beyaz su olarak adlandırılır. Kağıt hamuru atıksuları pişirme, yıkama, ağartma, kalınlaştırma, elyaflarını ayırma işlemlerinde gelir. Bu atıklar sülfit sıvısı, ince hamur, ağartma için kullanılan kimyasal maddeler, merkaptanlar, sodyum sülfit, karbonat, hidroksiller, kağıt, kazein, kil, mürekkep, boyalar, yağ-gres ve elyaflar içermektedir. Kağıt yapımında meydana gelen kirliliğin büyük kısmı kağıt hamuru hazırlama proseslerinden oluşur. Kağıt makinası atıkları ise eleklerden, duşlardan, kağıt makinasından, karıştırma tanklarından geçen sulardan oluşur. Kağıt yapımında çeşitli dolgu maddeleri kullanıldığından bunlar da atıksulara karışmaktadır. Kağıt makinesi atıksularına beyaz su denir. Kağıt hamuru yapan tesislerde çözünmüş, biyokimyasal oksijen ihtiyacı ve askıda katı madde içeriği yüksek atıklar 178

179 oluşur. Kağıt üretiminde yaklaşık m³su/tonkağıt kullanılır. En iyi cins kağıt üretiminde 1000 m³ atıksu/ton ürün oluşur. Tablo 1: Kağıt hamuru ve kağıt endüstrisi atıksu miktarları ve atık yükleri Altkategori BOI 5 (kg/ton ürün) *Ağartılmamış kraft *Ağartılmış kraft *Sülfit kağıt hamuru *Atık kağıttan kağıt 4-20 üretimi *Mekanik kağıt hamuru ve bu 5-50 hamurdan kağıt ve karton üretimi AKM (kg/ton ürün) Kurutulmuş kâğıt hamuru metrik tonu başına m 3 atık su oluşur. Bu atık suların BOI değerleri kg/ton dur. Toplam katı madde kg/ton dur. KOI değeri kg/ton dur. Diğer absorblanabilir maddeler 0-4 kg/ton dur. Kimyasal hamur üretiminden oluşan atık sular kgboi/ton (ki değeri 350 kg/ton a kadar çıkabilir) dır. Mekanik hamur üretim tesislerinin atık sularında kg BOI /ton oluşur. Kimyasal mekanik hamur işleminden oluşan atık suyun BOI değeri, mekanik hamur üretiminde oluşan atık suyun BOI değerinden 3 ila 10 kat daha yüksektir. 179

180 180

181 Kimyasal-Biyolojik Atik su Arıtma Sistemi Kağıt hamuru hazırlayan ve üreten tesislerin arıtılmasında, Askıda Katı Madde (AKM) uzaklaştırmak için fiziksel çöktürme ve yüzdürme, rengi açmak için kimyasal çöktürme, biyolojik oksijen ihtiyacı (BOĐ) oluşturan maddeleri uzaklaştırmak için aktif çamur, depolama, çökeltme, dengeleme ve organik maddenin biyolojik parçalanması için lagünlerden faydalanma gibi biyolojik, fiziksel yöntemlerle ayrıca rengin arıtılmasında fizikokimyasal arıtım etkin olarak kullanılmaktadır. Kağıt sanayi atıklarının üretim işlemlerinin bir sonucu olarak organik içerikli olmaları nedeniyle BOĐ, KOĐ, AKM, N ve P gibi parametreler temel kontrol parametreleri olarak kullanılmaktadır. Dolayısıyla biyolojik arıtım, kağıt sanayi atık suları için çoğunluk en uygun arıtım teknolojisi olarak kabul edilmektedir. Kağıt sanayi atıklarının arıtılmasında aktif çamur ve mekanik havalandırmalı havuzlar yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak lignin, reçine vb. zor ayrışan maddelerin proseste ortaya çıkması biyolojik arıtmada sorunlar yaratmaktadır. Özellikle kuvvetli atıksuların arıtılmasında havalı sistemlerin getirdiği yüksek işletme maliyetlerinin düşürülmesi amacıyla anaerobik sistemlerin de kullanılması cazip hale gelmektedir. 181

182 3. KAGIT ENDUSTRISINDEKI EMISYON Tablo.2 Selüloz ve Hava Kirleticilerinde Başlıca Hava Kirleticileri Tip Đnce partiküller Kaba partiküller Kükürt Oksitler Azot Oksitler Đndirgenmiş Kükürt Gazları (TRS) Uçucu Organik Bileşikler Kaynak Geri kazanma fırınından soda tozu Katı yakıtlı kazanlarda uçucu kül Özellikle sülf it tesisi işletmelerinden Bütün yanma proseslerinden Başlıca kraft selüloz üretimi ve geri kazanma işlemlerinden Pişirici blöfleri ve atık likörün buharlaştırılmasında çıkan yoğunlaştırılmamış gazlar Kaynak : SEKA Genel Müdürlüğü, SEKA Dergisi, Sayı 30, Mayıs-Haziran, 1990 Kağıt endüstrisinde oluşan hava kirleticilerinin kontrolü ve önlenmesi için bir çok yöntem vardır. Bunlardan partiküller torba filtrelerle, kükürt oksitler desülfirizasyon ile giderilebilirler. 4. KAGIT ENDUSTRISINDE KATI ATIKLAR Kaynak Odun Hazırlama Yongalama Selüloz Tesisi Kağıt Hamuru /Kağıt Tesisi Kazan Dairesi Atık Su Tasfiyesi Diğer Üniteler Kostikleşme Katı Atık Cinsleri Kabuk, taş, çakıl, kum Toz, kıymık, iri odun parçaları Rejektler (düğüm, budak,vs.) yonga veya elyaf döküntüleri Temizleyici rejektleri Kül veya yağlı talaş Çökeltme havuzu çamurla (Kim.ve Biy.) Çeşitli katı atıklar (büro ve yemekhane atıkları) Yeşil likör tankı ve kostikleştirme tankı çamurları. Kaynak : Karpuzcu,M.,Kınacı C.,Şeneş,Ş., Endüstriyel Atık suların Kontrol ve Kısıtlama Esasları Projesi, Kağıt Hamur ve Kağıt Endüstrisi Projesi, ĐTÜ, Katı atık niteliğindeki bu ürünlerin bir kısmı toplanarak başka sanayi alanlarında değerlendirilebilir. Kıymık, iri odun parçaları hammadde olarak, Çamur atıklar ise susuzlaştırma işlemlerinden sonra deponi sahalarına gönderilir. 182

183 6. SONUÇ Pamuklu ve keten kumaş paçavralar, saman, kuru ot, kenevir gibi değişik maddelerden sonra iyi selüloz kaynakları olan ağaçlara geçilip, yeni teknolojilerde araya kimyasal maddeler de girince, "uygarlığın hamuru" çevreciler tarafından ormanları yok eden, suyu, havayı ve toprağı kirleten başlıca endüstrilerden biri olarak nitelendirilmeye başlandı. Her yıl dünyada milyonlarca ton kâğıt üretimi için yine milyonlarca metre küp orman yok ediliyor yılında 153 ülkede dünya kâğıt üretimi 268,5 milyon tona ulaşmış. Hammadde kaynağı problemi atık kâğıtların yeniden kullanımı ile biraz olsun aşılmaya çalışılsa da endüstrinin diğer atıkları problem oluşturuyor. Kâğıt fabrikalarında parlak beyaz kâğıt üretimi için klor dioksit gibi beyazlatıcı maddeler kullanılıyor. Bu işlem dioksinler ve diğer yüksek toksisiteli maddeler dahil birçok zehirli maddeden oluşan bir kokteyl yaratıyor. Bu yan ürünlerin binlerce tonu her yıl su kaynaklarına ve havaya karışıyor. Balıklara ve kuşlara olan zararının yanı sıra insanlar da bundan oldukça fazla nasipleniyorlar. Kısıtlamalar sonucu bu atıklar azaltılsa da, çok az bir miktarı bile çok zararlıdır. Klor yerine kullanabilecek en iyi alternatifler hidrojen peroksit, ozon ve oksijen gibi oksijen bazlı beyazlatıcılardır. Dünya çapında bazı imalathaneler tamamen klorsuz yüksek kalitede kâğıt üretmeye başlamışlar. Ayrıca bir kağıt endüstrisinde 1 ton kağıt üretmek için eski teknolojilerde 400 ton su kullanmak gerekirken modern tesislerde 20 ile 50 ton su kullanmak yeterli olmaktadır. Bunun yanı sıra kullanılmış kağıttan, kağıt üreten tesislerde bir ton kağıt üretimi için sadece 5 ton su kullanmak yeterli olmaktadır. Kullanılmış kağıtlar çöpe atıldığı zaman 3 ay ila 5 yıl içinde bozunur. 1 ton kullanılmış kağıt çöpe atılmayıp geri kazanıldığı ve kağıt üretiminde tekrar kullanıldığı zaman; -17 adet yetişmiş çam ağacının kesilmesi, -36 ton sera gazı CO 2 atmosfere atılması, kwh elektrik enerjisinin israf edilmesi, -267 kg kirletici gazın atmosfere atılması, litre fuel-oilin israf edilmesi, -3-4 m 3 depolama alanı tasarruf edilmesi, -85 m 2 ormanlık alanın tahrip edilmesi, -38,8 ton suyun israf edilmesi, önlenir. Kullanılmış kağıtların geri kazanılması ile yeni iş alanları oluşturulmaktadır. Kullanılmış kağıtların geri kazanılması ile çöp depolama alanlarının ömrü uzamaktadır. 1 ton kağıdın geri kazanılması ile 3-4 m 3 çöp depolama alanı korunmaktadır. Đstanbul da çöp depolama alanına giden katı atık miktarı 9000 ton/gün dür. Bunun % kuru bazda kağıttır. Demek ki günde çöp depolama alanına giden kağıt miktarı ortalama ton/gün dür. Bu kağıdın yaklaşık olarak yarısı geri kazanılırsa Đstanbul da ki çöp depolama alanlarının ömrü % uzar ve çöp toplama, taşıma ve bertaraf bedeli; $/yıl azalır. 183

184 7. KAYNAKLAR Kimyasal Proses Endüstrileri-2 (Çeviri:A.ĐHSAN ÇATALTAŞ ) müh./ araştırma ve tez çalışmaları/ arıtım prosesleri 4. Beş Yıllık Kalkınma Planı Kağıt Sanayi Özel Đhtisas Komisyonu Raporu (Dpt) Çevre Sorunları Sempozyumu-Erzurum Kağıt Artıklarının Yeniden Değerlendirilmesi ( E. ERDĐN ) Endüstriyel Kirlenme Ve Kontrolü F. Şengül Karpuzcu,M.,Kınacı C.,Şeneş,Ş., Endüstriyel Atık suların Kontrol ve Kısıtlama Esasları Projesi, Kağıt Hamur ve Kağıt Endüstrisi Projesi, ĐTÜ, SEKA Genel Müdürlüğü, SEKA Dergisi, Sayı 30, Mayıs-Haziran, 1990 Marmara ve Boğazları Belediyeler Birliği, Marmara Bölgesi Çevre Kirliliği Envanter Çalışması, Boğaziçi Üniversitesi Çevre Bilimleri Enstitüsü, Aralık, TOBB, Çevre Kurulu Raporu, Aralık, DPT, VIII.BYKP, Demir-Çelik Özel Đhtisas Komisyonu Raporu, Ankara, Demir Çelik Üreticileri Derneği, Ankara,

185 TIBBĐ ATIKLARIN BUHAR ĐLE STERĐLĐZASYONU SONUCUNDA OLUŞAN BĐOEMĐSYONLARIN ÖLÇÜMÜ ve KULLANILACAK BĐOĐNDĐKATÖRLERĐN SEÇĐMĐ MEASURING OF BIOEMISSIONS FROM STEAM STERILIZATION OF MEDICAL WASTES and SELECTION OF BIOINDIKATOR ÖZET Semin Bayrak, Erdal Karadurmuş 1 Çalışma, tıbbi atıkların buhar sterilizasyonu ile bertarafında kullanılan proseslerde, işlem süresince oluşabilecek bioemisyonlar uygun yöntemlerle alınarak, mikrobiyolojik olarak analizlenip tür ve miktar tespiti ile sterilizasyon sürecinin doğru olarak yapılıp yapılmadığının değerlendirilmesinde kullanılacak biyolojik indikatörlerin seçilmesi ve bu indikatörlerin yükleme şekillerinin araştırılması amacıyla yapılmıştır. Çalışmanın ileriki safhalarında başlangıçta ticari olarak temin edilen indikatörler işlem görecek atık yükleri ile beraber sterilizasyonun değerlendirilmesi için özel birimlerde prosese yüklenecek ve süreç sonunda yükleme içinden alınarak, indikatör organizmaların hayatta kalma sayıları ile ilgili çalışmalar yapılacaktır. Şu anda sistem ülkemizde kurulu olarak bulunmadığından mikrobiyolojik çalışma başlangıcı için sistemin kurulması beklenmektedir. Buhar sterilizasyonunun değerlendirilmesinde, 3. seviye mikrobiyal inaktivasyon B.subtilis (ATCC 19659) ve 4. seviye mikrobiyal inaktivasyon B. stearothermophilus (ATCC 7953) bakteri sporları ile tespit edilmektedir. Bu iki bakteri sporu da kimyasal ve termal inaktivasyona dayanıklı, renkli koloniler oluşturan ve patojenik olmayan bakterilerdir. Biyolojik indikatörlerin yükleneceği sterilizatör sıcaklığı 140 C ve basıncı 3,8 bar olacağından yapılacak çalışma için B.stearothermophilus sporlarının seçilmesi uygun görülmüştür. Çalışmada kullanılacak besi yeri olarak bu bakteri sporunun en uygun çoğalmayı gösterdiği ve en kolay tespit edilebildiği ortam olan Trypticase Soy Agar (TSA) seçilmiştir. Sterilizasyon işlemi süresince oluşabilecek bio-emisyonların tespit edilmesi için uygun örneklerin alınabilmesi gereklidir. Bu örneklerin alınması için all glass impinger ve multistage impactor numune alıcıları kullanılmaktadır. Atık işleme tesisinin belirli sayıda ve uzaklıktaki yerlerinden alınacak bioemisyon numuneleri üzerinde yapılacak mikrobiyolojik çalışmalarda standart örnekleme metotlarından yararlanılacaktır. Anahtar kelimeler: Tıbbi atık, buhar sterilizasyonu, bioemisyon, biyolojik indikatör. 1 Hitit Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Kimya Mühendisliği Bölümü Çorum 19100, erdalk@gazi.edu.tr 185

186 ABSTRACT This study has been made to check the microbiological determination of species and quantities of bio-emissions which exist during the process and are taken in accordance with right method, the selection and usage way of biological indicators which are used in controlling correctness of the steam sterilization process which is used for the treatment of medical wastes. In the following stages of study, purchased commercial biological indicators will be placed on process in special units with treated medical waste and taken from the load in the end of process to evaluate the sterilization and then the numbers of survivals of indicator organisms will be studied. Microbiological study will start after system establishment because there is not any steam sterilization plant in Turkey. 3. level microbial inactivation B.subtilis (ATCC and 4.level microbial inactivation B.stearothermophilus (ATCC 7953) bacterial spores are used for evaluation of steam sterilization. These two bacterial spores are resistant to chemical and thermal inactivation, forming pigmented colonies and non-pathogenic. The biological indicators are loaded in a sterilization unit which has temperature 140 C and pressure 3,8 bar that s why B.stearothermophilus spores is selected for study. Trypticase Soy Agar (TSA) has been selected as media because of it is the most suitable growth and determination environment for this bacteria spores. During the sterilization process, qualified samples must be taken to determine the possible bio-emissions. All Glass Impinger or Multi-stage Impactor can be used for sampling bioemissions. Standard Sampling Methods will be used in microbiological study about bioemissions samples on a certain distance and number from the medical waste treatment plant. Keywords: Medical waste, steam sterilization, bio-emission, biological indicator. 1.GĐRĐŞ Tıbbi atıklar insana bulaştığında hastalık yapan ya da ölüme sebep olan patojenlerin karmaşık bir matriksini içeren atıklar olarak tanımlanabilir. Dolayısıyla bu son derece tehlikeli, bulaşıcı atıkların insan sağlığına zararsız hale getirilerek evsel atıklarla beraber depolanmaları için çevreye en az zarar veren yöntemlerle sterilize edilmeleri gerekmektedir. Ülkemizde tıbbi atıkların bertaraf edilmesinde yakma yöntemi kullanılmaktadır. Ancak yakma sonucu çevreye zararlı dioksinler bırakıldığından Amerika başta olmak üzere Avrupa Birliği ülkelerinde bu tesislere çok katı emisyon sınırlamaları getirilmiştir. Günümüzde Avrupa ülkelerinin hemen hepsi ve ABD nin tüm eyaletleri başta olmak üzere dünya ülkelerinin çoğu tıbbi atıkları buhar ile sterilizasyon etmektedirler. Bu yöntemin ülkemizde uygulaması henüz bulunmamaktadır. Gelecekte Avrupa Birliği ne girmeye aday olan ülkemizde bu konu ile ilgili çalışmaların hız kazanması zorunludur. Yapılan araştırmada amaç, sterilizasyon işleminin değerlendirilmesinde kullanılacak olan biyolojik indikatörlerle yapılacak olan standart test yöntemlerini belirleyerek ilerideki çalışmalara destek oluşturmaktır. Bu çalışmalar, biyolojik indikatörlerin temin edilmesinden sonra bu indikatörlerin laboratuar ortamında çoğaltılarak değerlendirme testlerinin 186

187 yapılmasını ve aynı indikatörler kullanılarak bioemisyonların tespit edilmesini de kapsayacaktır. Bu çalışmalar için hazırlıklar tamamlanmış olup çalışmanın başlaması sistemin faaliyete geçmesini beklemektedir. Özellikle buhar ile sterilizasyon işleminin olup olmadığının tespit edilmesinde uygulanacak metotların ve kullanılacak biyolojik indikatörlerin seçilmesi konusunda temel alınacak olan çalışmaların hepsi yurt dışı kaynaklıdır. Bu nedenle yapılacak çalışma ülkemizde bir ilk olmakla beraber ileride yapılacak daha kapsamlı çalışmalar için bir ön kaynak oluşturması açısından önemlidir. 2. TIBBĐ ATIK TANIMI VE SINIFLANDIRMA Tıbbi atıklar en basit şekliyle bulaşıcı hastalık taşıma riski olan katı ve sıvı atıklar olarak tanımlanabilir. Amerikan Çevre Koruma Ajansı (EPA) tarafından insan ya da hayvanların aşı, iyileştirme ve tanı konulması sırasında meydana gelen atıklar, tıbbi atıklar olarak tanımlanmıştır. Tıbbi atıklar şu şekilde sınıflandırılmaktadır: 1.Tip: Laboratuar atıkları, bu atıklar; Tıbbi ya da patolojik laboratuarlardan gelen örnek kültürleri, Araştırma ve endüstriyel laboratuarlarından gelen enfeksiyonlu ajanların kültürleri ve stokları, Đnsan sağlığını koruma ya da araştırma amaçlı, canlı bakteri, virüs ve sporların üretildiği seyreltilmiş ya da bozulmuş aşılar, atılan hayvan aşıları, kültür kapları ve transfer araçları, atılan aşılanmış ve karışık kültürler olarak sınıflandırılabilir. 2.Tip: Cerrahi müdahale ya da otopsi sonucu oluşan vücut parçaları, organlar, dokular gibi insan merkezli patolojik atıklardır. 3.Tip: Đnsan kan ve serum, plazma ve diğer kan bileşenleri gibi kan ürünleridir. 4.Tip:Kirli keskin aletlerdir (Cerrahi müdahaleler ya da araştırmalarda kullanılmış, atılmış). 5.Tip: Tıbbi araştırmalarda kullanılan hayvanlara ait yataklar, arabalar, vücut parçaları, farmasotik araştırmalarda kullanılan testlere ait atıklar gibi bulaşıcı hayvan atıklarıdır. 6.Tip: Yüksek bulaşma riski olan hastalık taşıyan insan ve hayvan atıklarıyla, bulaşıcı hastalık taşıdığı bilinen insan ve hayvan atıklarından oluşan tecrit atıklarıdır. 7.Tip: Kirli olmayan ancak bir daha kullanılamayacak keskin aletlerdir. Ayrıca EPA bazı atıkları da bu kategorilere dahil etmiştir. Bunlar; ameliyat yada otopside bulaşıcı ajanlarla temas eden atıklar (eldivenler, önlükler, giysiler, drenaj setleri), kanla temas eden diyaliz atıkları, ıskartaya çıkan tıbbi aletler, bulaşıcı ajanlarla temas eden laboratuar atıklarıdır[1,5,11,12]. Şekil 1. Tıbbi atık tiplerine göre iyileştirme teknolojilerinin karşılaştırılması [3]. 187

188 Tıbbi atıklar ayrı olarak toplanıp imha edilmedikleri takdirde, başta hepatit olmak üzere, tehlikeli bulaşıcı hastalıkların, insanlara bulaşma riskinin önüne geçilemeyeceği gibi, birçok sağlık, çevre ve maliyet problemi de ortaya çıkması da kaçınılmaz olur. Tıbbi atıklarla ilgili çalışmalar, yaşadığımız çevrenin ve toplumun sağlığının korunmasına katkı sağlayan uygulamalardır. Ülkemizde nüfus artışına ve hizmetin yerinde sunulmasına bağlı olarak hastane atıklarının miktarı her geçen yıl hızla artmaktadır. Ayrıca son yıllarda tehlikeli bulaşıcı hastalıkların (AIDS, viral hepatit vb.) artış göstermesi, plastik enjektörler ve kan setleri gibi tek kullanımlık malzemelerin de kullanımını artırmış olup, bu da doğrudan tıbbi atık üretim miktarına yansımıştır. Bunların dışında sağlık kuruluşlarında evsel katı atıkların dışında farklı niteliklere sahip patojen mikroorganizma içeren maddeler, organ dokuları, kesici aletler, şırıngalar, kirlenmiş sargılar, ameliyat artıkları vs. gibi tıbbi atıklar da ortaya çıkmaktadır. Tıbbi atıkların evsel katı atıklar ile karıştırılmaması, onlarla bir arada toplanıp taşınmaması, özel bir şekilde işlem görmesi gerekmektedir. Şekil 2. Türkiye de atık tipleri ve üretim miktarları 3. TÜRKĐYE DE TIBBĐ ATIK BERTARAFI Tıbbi atık tehdidinin önlenmesi amacıyla, Çevre ve Orman Bakanlığı tarafından 22 Temmuz 2005 tarih ve sayılı Resmi Gazete de yayınlanan Tıbbi Atıkların Kontrolü Yönetmeliği kapsamında; tıbbi atıkların diğer atıklardan ayrı toplanması ve geçici depolanması sağlık kuruluşlarının; depolardan alınarak taşınması ve imha edilmesi belediyelerin; denetim ise Çevre Bakanlığı nın sorumluluğundadır[21]. Ülkemizde şu anda tıbbi atıkların bertarafı, yakma ve düzenli depolama olmak üzere iki şekilde yapılmaktadır. Atık yakma fırınlarının bu iş için özel olarak dizayn ve inşa edilmesi gerekmektedir. Tıbbi atık yakma fırını iki bölmeli olmalıdır ve bu bölmelerdeki sıcaklıklar sırasıyla 900 ve 1200 C olmalıdır. Yakma işlemi sırasında oluşacak gaz emisyonları ise yönetmelikte verilen emisyon değerlerini aşmamalıdır. Tıbbi atıkların yakma yöntemi ile bertaraf edilmelerine imkan olmadığı hallerde ise; tehlikeli atık depolama alanlarının özel bir bölümünde, evsel atıkların bertaraf alanlarının tıbbi atıklar için yapılmış özel bir bölümünde veya sadece tıbbi atıklar için yapılmış özel bir bertaraf alanında depolanmaları gerekmektedir[21,22]. 188

189 Günümüzde Amerika Birleşik Devletleri nin hemen hemen tüm eyaletleri, Afrika daki bazı ülkeler ve Avrupa Birliği ne dahil tüm ülkeler başta olmak üzere diğer Avrupa ülkelerinde yakma teknolojisi, yerini daha çevre dostu ve daha az zararlı diğer teknolojilere bırakmaktadır. 5. AVRUPA DA ALTERNATĐF TIBBĐ ATIK ĐYĐLEŞTĐRME TEKNOLOJĐLERĐ Yakın bir zamana kadar, yakma, tehlikeli tıbbi atıkların işlenmesinin hemen hemen tek metoduydu te, Amerika Çevre Koruma Ajansı (EPA), hava kirliliğinin nedeni olan dioksinlerin en büyük kaynağının tıbbi atıkların yanmasıyla oluşan 2,3,7,8-tetra kloro dibenzo-p-dioksin (TCDD) ve bununla bağlantılı bileşiklerinden meydana geldiğini tahmin ederek bu bileşiklerle ilgili çalışmalar başlattı de, EPA tarafından ilan edilen yönetmelikte yakma sistemleri için yeni emisyon sınırlamaları getirilmiş ve bunun sonucunda bu tesislerin hava kirliliğini önleyici sistemlerle donatılması zorunlu olmuştur. Verimli filtrelerin pahalı olması bu hava kirliliği önleme sistemlerine para yatırımı yapılmasını gerektirdiğinden, hastaneler ve diğer tıbbi atık üreten işletmeler çok büyük miktarda atık oluşturmalarına rağmen, Amerika da 5000 den fazla yakma tesisi kapandı yılında, Avrupa Birliği nde, tıbbi atık yakma tesislerinden açığa çıkan emisyonlar için oldukça katı sınırlamalar getirildi. Sonuç olarak, çoğu yakma tesisi kapandı ve bulaşıcı tıbbi atıkların iyileştirilmesi için, yakmasız tıbbi atık iyileştirme tesislerinin sayısında hızlı bir artış oldu. Her ne kadar yakma sistemleri, yaygın olarak hala kullanılıyorsa da, yakmasız teknolojiler Avrupa da artan bir destek kazanmışlardır. Slovenya da, 90 lı yıllardan beri, tüm bulaşıcı atıkların işlenmesi için buhar bazlı bir sistem kullanılmaktadır. Portekiz tüm yakma tesislerini kapatmıştır. Fransa da, geçen 10 yılda, tıbbi atık iyileştirilmesi için, 50 den fazla öğütme/buhar/kurutma sistemi ile çalışan işletme ortaya çıkmıştır. Đrlanda Atık Yönetim Kurulu, tıbbi atıkların çoğunun, buhar sterilizasyonu ile bertaraf edilmesine 2003 yılında karar vermiştir[1]. Günümüzde Avrupa Birliği ne giren 10 yeni ülke daha girdi. Bu yeni ülkelerdeki, yakma tesisleri, oldukça eskidir ve Avrupa Birliği emisyon kontrol sınırlarında değildir. Buna, Avrupa Birliği ne girmeye aday olan ülkemizde dahildir. Yeni üye ülkelerin, gelecekte yasa sınırlarına uygun olabilmeleri için, iki yol vardır: Bu ülkeler ya pahalı filtrelerle yakma tesislerini yenileyecekler, ya da yakmasız, ileri teknolojiler kurmak zorunda kalacaklardır. Son seçenek daha çevre dostu ve yakmaya göre daha ucuz bir teknolojidir ve zararlı dioksinler üretmezler. Bu teknolojiler, 2004 Mayıs ayında, Kalıcı Organik Kirleticiler (POP) için yapılan, Stokholm Kongresi nde görüşmeye sunulmuştur. Kalıcı organik kirleticilerinin formlarının ve buna ilave olarak yerel organik kirleticilerin kaynağının, yakılan atıklar olduğu, yaygın olarak, bilim otoriteleri tarafından da kabul edilmiştir. Avrupa daki tüm ülkeler, insan sağlığına ve çevreye zararsız olan bu teknolojilerin kurulmasını büyük oranda desteklemektedir. Bu teknoloji ile ilgili çalışmalar ülkemizde henüz yeni olmasına rağmen gelecekte büyük önem taşıyacaktır. Alternatif teknolojiler, atıkların zararsız hale getirilmesinde kullanılan süreçlerin dayandığı ana prensipler göz önüne alınarak düşük ısı-termal prosesleri, kimyasal prosesler, ışın prosesleri ve biyolojik prosesler olarak sınıflandırılırlar. Đlk iki proses, uygulama olarak en 189

190 çok kullanılan teknolojilerdir. Günümüzde bu dört prosese ek olarak mekanik proseslerde kullanılmaktadır[1,4,5,8]. Kimyasal proseslerde, çoğunlukla, çözülmüş klorindioksit, hipoklorit, perasetik asit, kuru inorganik kimyasallar gibi dezenfektanlar kullanılır. Atığa kimyasalların etkisini arttırmak için bu proseslerde parçalama, öğütme ve karıştırma işlemleri uygulanır. Gelişmekte olan bir teknolojide ozon ve diğer katalitik oksidazörler kullanılmaktadır. Işın bazlı teknolojiler elektron ışıması, kobalt-60 ya da UV ışınlarının kullanıldığı sistemlerdir. Bu teknolojiler, ışınlardan zarar görülmesini önlemek için koruyucu kılıflara ihtiyaç duyarlar. Patojenlerin yok edilmesi için, atığın absorplaması gereken ışıma dozu, atığın kütlesine, yoğunluğuna ve elektron enerjisi ile ilişkilidir. Bu sistemler oldukça pahalı, işletimleri zor maliyetleri de oldukça yüksektir. Biyolojik prosesler, organik materyalleri enzimlerle yok ederler. Çok az teknoloji bu prosesten faydalanır. Bu proseslerin maliyetleri yüksek, takip edilmeleri zor ve karmaşıktır. Atık işleme teknolojileri incelendiğinde buhar ile tıbbi atık sterilizasyonu düşük maliyetli ve uygulaması en kolay teknolojidir. Bu teknolojinin uygulaması sırasında yakma sonucu bırakılan zararlı dioksin ve furanlar oluşmamaktadır. Tüm bu avantajlar buhar sterilizasyonu teknolojisinin bilim otoriteleri tarafından desteklenen bir teknoloji olmasına neden olmuştur. 6. BUHAR STERĐLĐZASYONU ĐLE TIBBĐ ATIK BERTARAF YÖNTEMĐ Buhar sterilizasyonu nem, ısı ve basınçla mikroorganizmaların inaktive edilme işlemidir. Buhar sterilizasyonu, hastenelerde tekrar kullanılabilir aletlerin sterilizasyonu için kullanılan standart sürecin, tıbbi atık bertarafı için adapte edilmesinden ibarettir. Bir otoklav, doldurma kapağı ile kapatılan metal bir kamara ve bunun etrafını saran bir ceketten meydana gelir. Buhar yüksek basınca dayanacak şekilde tasarlanmış olan kamaranın içinde meydana gelir. Kamaranın içindeki hava, etkili bir yalıtkan olduğundan, ısının atığın içine işlemesi için, kamaradaki havanın uzaklaştırılması gerekir. Bunun için genelde kullanılan iki sistem vardır: gravity ve vakum (pre-vakum) uygulanması. Prosesin birinci aşaması, kontamine atığın, döner bıçaklara sahip bir öğütücüye beslenmesini sağlayan, hava geçirmez bir bölmeye yüklenmesi ile başlatılmaktadır. Bu bıçaklar, paslanmaz çelik cerrahi cihazlarının parçalanmasını sağlayabilecek mukavemette bir alaşımdan imal edilmektedir. Öğütücü, sıkışmanın engellenmesi için belli aralıklarla rotasyonunu ters yöne çevirmektedir. Otoklav içindeki sıcaklık ve basınç kontrolleri tam otomatik olarak bilgisayarlı kontrol sistemleri tarafından yapılmaktadır. Gravity otoklavlar üç şekilde çalıştırılabilir. Bunlar: Sıcaklık 121 C den az olmamak şartıyla 31 psig basınçta 60 dakikadan az olmayacak şekilde, Sıcaklık 135 C den daha az olmamak şartıyla 31 psig basınçta 45 dakikadan az olmayacak şekilde, Sıcaklık 147 C den az olmamak şartıyla 52 psig basınçta 30 dakikadan az olmayacak şekilde yapılan işlemlerdir. Vakum otoklavları, sıcaklığın en az 121 C olduğu 15 psig basınçta, en az 30 dakika çalıştırılırlar. Süreç tamamlandığında, işlem görmüş atık operatörler tarafından otoklavın alt kapağı açılarak bir konteynere boşaltılır. Tek bir yükün işlenmesi için gerekli olan işlem süresi yaklaşık bir saattir. 190

191 Yeterli sıcaklık ve zaman kullanılarak sterilize edilen vücut atıkları, mekanik işlemlerden geçirildikten sonra etik ve diğer engeller nedeniyle bir daha asla kullanılamazlar. Uçucu ve yarı uçucu organik bileşikler, kemoterapik atıklar, civa, diğer tehlikeli kimyasal atıklar ve radyolojik atıklar işleme sokulmazlar. Büyük ve ağır yatak malzemeleri, büyük hayvan leşleri, kapalı ısı geçirmez konteynerler ve diğer atık yükleme araçları, ısının düzgün iletimine engel olacağı için işleme sokulmaktan kaçınılır. Fransa'da Ajaccio, Aurillac, Nevers ve Roubaix kamu hastaneleri atıklarını otoklavlar ile dezenfekte etmektedir. Danimarka Odense, Đspanya Mayorka ve Macaristan Budapeşte'de bulunan hastaneler de aynı yöntemi kullanmaktadır[1,2,3,4]. Kullanılmış tıbbi ekipmanlara bazı patojenler bulaşır, bununla birlikte, tıbbi atık daha kompleks bir yapıda organizmaların çok yüksek bir konsantrasyonunu bulundurur. Bu nedenle, özellikle etkin bir atık iyileştirme prosesi olarak buhar sterilizasyonunun değerlendirilmesi için özel test metotları gereklidir. 7. MĐKROBĐYAL ĐNAKTĐVASYONUN ÖLÇÜLMESĐ Sterilizasyon, genelde, yüksek dayanıklılık gösteren bakteri endosporlarının ve mikrobiyal yaşamın tüm formlarının tam olarak yok edilmesi olarak tanımlanır. Tüm mikrobiyal faaliyetlerin tam olarak yok edilip edilmediğinin belirlenmesi zor olduğundan, sterilizasyon sonunda, hayatta kalmayı başaran mikroorganizmaların sayısına göre, bir ihtimal fonksiyonu tanımlanır. Bu fonksiyon genelde, şüphe duyulan sterilizasyon prosesine en dayanıklı mikroorganizmanın azalması olarak ifade edilir. Sterilizasyon proseslerinin verimini kontrol etmek için kullanılan biyolojik indikatörler genelde Bacillus türü bakterilerin spor süspansiyonlarıdır. Günümüzde ele alınan inaktivasyon log 10 Azalma olarak tanımlanır. Bu, iyileştirme sürecinden önce ve sonra varlığını sürdürebilen test organizmalarının logaritmik sayıları arasındaki fark olarak tanımlanır ve formülle şu şekilde ifade edilebilir: Log 10 Azalma = Log 10 (cfu/g Başlangıç sayısı) - Log 10 (cfu/g Yenilenme sayısı) Log 10 Azalma = Test organizmalarının azalmasının logaritmik sayısı, Başlangıç sayısı : Đyileştirme ünitesi içine konulan test organizmalarının sayısı, Yenilenme sayısı: Đyileştirme işleminden sonra varlığını sürdüren test organizmalarının sayısı, Cfu/g : Atıkların 1 gramındaki mikroorganizma koloni oluşumu. Yukarıdaki eşitlikten mikrobiyal inaktivasyonun ölçülmesinde, test mikroorganizmalarının başlangıç ve yenilenme sayılarının tespiti için kullanılacak metotların dikkatle seçilmesi gerekir. Yakma hariç tüm teknolojiler için, iki haftada bir yapılacak testler yeterlidir[2,3,4,5,6,7,9,10,12,13]. 191

192 Şekil 3. Sterilizasyon için mikrobiyal inaktivasyon eğrileri [4] 7.1. Test Organizmalarının Seçimi ve Test Metodu Test organizmaları yapılacak sterilizasyon çeşidine göre seçilir. Gamma ışıması haricinde, eğer iyileştirme proseslerine dayanıklı bakteriyel sporların, spesifik bir türünün, inaktivasyonu izlenecek olursa, diğer mikroorganizma türleri de (bakteri, virüs, fungi, mikobakteri) aynı zamanda inaktivite olmuş olacaklardır. Ayrıca, rutin testlerin etkin bir şekilde yapılması için, kullanılacak indikatör organizma seçilirken, uygulanacak prosesin gerek duyulan inaktivasyon seviyesi (1. seviye, 2. seviye ) göz önüne alınmalıdır. Tıbbi atıkların buhar ile sterilizasyonunda 3. seviye inaktivasyon B.subtilis var.niger (ATCC 9372, ATOCC 6633) sporları ve 4. seviye inaktivasyon B.stearothermophilus (ATCC 12980, ATCC 10149,ATCC 7953) sporları kullanılarak güvenilir bir şekilde test edilebilir. Sterilizasyon işleminin geçerli kabul edilmesi için B. subtilis sporları için minumum 4log10 (%99,99 yok olma ya da bir mikrobiyal populasyondaki hayatta kalma olasılığı 0,0001) ve B.stearothermophilus için minumum 6log10 (%99,9999 yok olma ya da bir mikrobiyal populasyondaki hayatta kalma olasılığı 0,000001) azalma sağlanması zorunludur. Bu sporların her ikisi de fiziksel ve kimyasal inaktivasyona dayanıklıdır, patojenik değillerdir ve laboratuar ortamında farklı karakteristik özellikleri (renklilik gibi) nedeniyle kolaylıkla diğer mikroorganizmalardan ayrılabilirler. Genellikle atık ortamında bulunmazlar, kolaylıkla çoğaltılabilirler ve termofilik olmaları nedeniyle inkibasyon sıcaklığında diğer organizmaların çoğu büyümez. Uygun besi ortamında B.stearothermophilus sporları tipik krem rengi koloniler halinde, 55 C sıcaklıkta; B.subtilis sporları turuncu renkli koloniler halinde, 37 C sıcaklıkta çoğalırlar. 192

193 A nolu raporda yer alan Richard M. Hall ve Eugene C. Cole un 1993 yılındaki çalışmaları B. stearothermophilus ve B. subtilis bakteri sporlarının, trypticase soy agar, nutrient agar, tyrosine agar gibi farklı kültür ortamlarındaki çoğalmalarını konu almaktadır. Çalışma biyolojik indikatörlerin çeşitli numune alıcılar için gösterdikleri performansı değerlendirmektedir. Aynı zamanda standart besi yeri ile faklı besi yerlerinin kıyaslaması da yapılarak hangisinin uygun olduğunu değerlendirmektedir[2]. 94U A nolu raporda, 1993 yılında, Eugene C. Cole, Keith E. Leese, Richard M. Hall, yine aynı bakteri sporlarını kullanarak, tıbbi atık iyileştirme teknolojilerinden çevreye yayılan bioemisyonları farklı numune alıcılar ile analizlemişlerdir[3]. Dr. Robert Ramaley (Univ. NE Med CTR), Mia Ware, Dan Pearson, and Christopher R. Dwyer biyolojik indikatörlerin üç tipi olarak filtre kağıdındaki spor bantları, ticari ampuller ve tüplere hazırlanan sporlardan oluşan kültür ortamlarını kullanarak, buhar sterilizasyonunundaki performanslarını karşılaştırmışlar ve sonuçta spor stripleri ve ampullerinin hemen hemen aynı hassaslıkta sonuçlar verdiğini görmüşlerdir[16]. Bu sporların her ikisinin de uygun büyüme gösterdiği ve kolaylıkla ayırt edilebildiği ortam TSA olarak adlandırılan Trypticase Sor Agar ( TSA) besi yeridir. Sterilizasyon işleminin geçerliliğini kontrol etmek için belli sayıda indikatör bakteri sporları inoküle edilmiş test bantları ya da benzeri uygun taşıyıcılar, sıcağa dayanıklı ve buhar geçirgenliği olan bir kap içinde sterilizatöre yüklenen atığın ortasına yerleştirilir ve sistem normal işletme şartları altında çalıştırılır. Đşlemin sonunda atık yüklemesinden alınan test organizmaları 15 psi basınçta ve 121 ºC de sterilize edilmiş TSA besi yeri içeren petri kaplarına 24 saat içinde aşılanır ve 7 gün inkibasyona bırakılır. Bu ekim sırasında işleme konmamış en az bir biyolojik indikatör stripi de pozitif kontrol olarak paralel kültüre alınır. Đnkibasyon sonunda oluşan koloniler sayılır ve azalmanın sağlanıp sağlanmadığına bakılır. Ekim yapılacak besi yerleri kullanılmadan önce buhar otoklavında sterilize edilmelidir. Kullanılan indikatör organizmalar diğer işlemlerde kullanılmak üzere stok süspansiyonlarından bir seri oluşturacak şekilde fosfat buffer çözeltisinde seyreltilerek çoğaltılabilir. B.subtilis ve B.stearothermophilus sporlarının her ikisi de soy bean-kazein agarında ya da et suyunda sırasıyla ºC ve ºC de en az 72 saat olacak şekilde inkibasyona bırakılır[2,3,4,6,14,15,16,17,18,19,20,21]. Biyolojik indikatörlerle ilgili çalışmalar yönetmeliğe uygun yöntemler kullanılarak yapılacaktır. Çalışmalarda kullanılacak indikatör organizmalar kurulacak olan sistem için en uygun olacak şekilde seçilecektir. 8. BĐOEMĐSYONLARIN TESPĐT EDĐLMESĐ Buhar sterilizasyonu işlemi sonucunda atık işleme tesisinde oluşabilecek bioemisyonların tespit edilebilmesi için uygun numunelerin alınması iki tip numune alıcı kullanılarak gerçekleştirilir. Bunlar all-glass impinger ve multi stage impactor numune alıcılardır. Bu numune alıcılarla havada bulunan tüm bakteri ve fungi tipleri örneklenebilir. Bu numune alıcıları yaklaşık 40 L/dk serbest akış hızını sağlayabilecek bir sonik hava pompası ile beraber çalışmaktadır. Toplam fungi sayısı ve Aspergillus flavus ve Aspergillus furnigatus fungi türlerinin tespit edilmesi için Litmann Oxgall, Staphylococcus aeurus seçimi için Vogel ve Johnson ve toplam bakteri sayısının belirlenmesi için TSA besi yerleri kullanılabilir. Bioaerosollerin analiz metotları örnekte bulunan mikroorganizma sayısının belirlenmesi, örneklenecek mikroorganizmanın tipi, örnek alma ve analiz aralığı ve numune alıcıların tipine göre faklılık gösterir. Bakteri ve fungi sayısının belirlenmesi örneklerin inkibasyon süresi sonunda büyümelerine bakılarak, tanımlanmaları ise mikroskopik analiz ile yapılır. Numune alıcılar içine üretici tarafından belirlenen seviyelerde kültür ortamı konulur ve numuneler

194 37 ºC aralığında 5 gün süreyle inkibasyona bırakılır. Đnkibasyon süresi sonunda oluşan koloniler sayılır. Örneklerde bulunacak koloni sayıları en fazla 300 CFU/m³ olabilir. Eğer örnekler 399 koloniden fazla sayıda koloni içeriyorsa sayı çok fazladır. Tüm örneklemeler normal işletim koşullarında yapılmalıdır. Genelde buhar sterilizasyonu işlemi için tesisin içinde hava aerosollerinin etkileyebileceği bölgeden en az iki, tesisin dışında aynı noktadan itibaren rüzgara karşı 300 m ve rüzgar yönünde 100 m ileriden; rüzgar yönünün aksinde en az 3 adet ve rüzgar yönünde en az 5 adet olacak şekilde örnek alınır. Numune alma süresince örnekleme cihazının akış hızı sabit ve yerden yüksekliği 1,5 m olmalıdır. Alınan numuneler 4±2 ºC de saklanmalı ve en fazla 6 saat içinde analiz edilmelidir. Örnekler alınırken hava sıcaklığının 5 ºC den az olmamasına dikkat edilmelidir. Aksi takdirde besi yeri kristalize olacağından mikroorganizmaların çoğalmaları etkilenebilir. Örneklerin alındığı yerlerin her biri için sıcaklık, rüzgar hızı ve relatif nem kaydedilmelidir[2,3,14,20]. Đleriki süreçte bu numune alıcıların kurulacak sistem için seçilen çeşidi ile bioemisyonların belirlenmesi konusunda deneysel çalışmalar yapılacaktır. 9. DEĞERLENDĐRME Günümüz hızlı tüketim toplumunda, en önemli problemlerden biri, oluşturduğumuz atıkların yok edilmesi veya yeniden kazanılması olmaktadır. Sadece atıkların yok edilmesi ya da ıslah edilmesi değil, aynı zamanda bu işlemlerin, çevreye ve insan sağlığına en az zarar veren metotlarla yapılması araştırmacıların ilk olarak ele aldığı konular olmaktadır. Gelecekte, insanlığa daha yaşanabilir bir dünya, daha temiz bir çevre bırakmak için, çevre dostu teknolojilerin hızla artması gerektiği kesin bir gerçektir. Bu konuda toplumun doğru bilinçlendirilmesi, ilerideki çalışmaların desteklenmesi açısından da çok önemlidir. Çalışma ülkemizde uygulama olarak bir ilk olmakla beraber ileride çok önemli bir çalışma alanı bulacağı açıktır. Sistemin değerlendirme testlerinin yanında oluşacak bioemisyonların doğru bir şekilde analizlenmesi için yapılacak araştırmaların hızlı bir şekilde genişletilerek gerçekleştirilmesi sistemin sorunsuz yürütülmesi için de gereklidir. Bu konuda ileriki aşamalarda gerçek atık yüklemeleri ile çalışılarak elde edilen sonuçlar literatür ile karşılaştırılacaktır. 194

195 10.KAYNAKLAR 1. Emmanuel J., Hrdinka Ĉ., Gluszyňski P., Ryder R., McKeon M., Berkemaier R., Gauthier A., Non-incineration medical waste treatment technologies in Europe, Health Care Without Harm Europe, Czech Republic, 1-3, 12-13, (2004). 2. Hall R.M., Cole E.C., Bioemissions from medical waste treatment Technologies: Evaluation of indicator microorganism recovery, Research Triangle Institute, A, Washington, 2-6 (April,1993). 3. Cole E.C., Leese K.E., Hall R.M., Evaluation of potential biological emissions from alternative medical waste treatment technologies, Research Triangle Institute, 94U A(3), Washington, 1-10 (July.1993). 4. Cole E.C., Pierson T.K., Greenword D.R., Leese K.E., Foarde K.K., Guidance for evaluating medical waste treatment technologies, Research Triangle Institute, /01 F, Washington, 1-10, (January, 1993). 5. Gibbons J.H., Finding the Rx for managing medical wastes, OTA, O-459, Washington, 1-17, 27-39, (September 1990). 6. Technical assistance manual: State regulatory oversight of medical waste treatment technologies, The State and Teritorial Association on Alternate Treatment Technologies, 4-13 (April 1994). 7. Evaluation of the efficacy monitoring requirements for non-burn HCRW treatment facilities, Environmental and Chemical Consultants, CSIR Environmentek, 1-11 (August 2003). 8. Premarket Notifications [510(k)] for Biological Indicators Intended to Monitor Sterilizers Used in Health Care Facilities; Draft Guidance for Industry and FDA Reviewers, FDA, U.S., (May 2001). 9. Chester S.E., Medical Waste, Michigan Department of Environmental Quality Waste and Hazardoues Materials Division, Michigan, ( 2001). 10. McGurk J., Takeoka G., Richter R., Self-Assessment Manual for Proper Management of Medical Waste, 2nd edition, California Department of Helth Services, California Healthcare Association, California (1999). 11. Đnternet: Department of Health Services, Medical Waste Management Act (2005) 12. Sheet F., Regulated medical waste, New Jersey's Comprehensive Regulated Medical Waste Management Act., New Jersey. 13. Managing Regulated Medical Waste, Guidelines for Đmplementation of Public Law (2005). 14. Đnternet: Nelson P., Index to EPA Test Methods, (2003). 15. Kelkar U., Bal A.M., Kulkarni S., Monitoring of steam sterilization process by biologic indicators a necessary surveillance tool, AJIC Letters to the Editor, doi: /j.ajic , (2004) 16. Đnternet: Ramaley R., Ware M., Pearson D., Dwyer C.R., Performance comparison for three types of biological ındicators used in steam sterilization processes: spore strips, crushable self-contained, and sealed glass ampoule, Raven Biological Laboratories, Omaha Đnternet: Nyberg R., Micro-lab medical waste sterilization made easier, Raven Biological Laboratories, Omaha Mosley G.A., Gillis J.R., Krushefski G., Evaluating the formulae for integrated lethality in ethylene oxide sterilization using six different endospore forming strains of bacteria, and 195

196 comparisons of integrated lethality for ethylene oxide and steam systems, PDA Journal of Pharmaceutical Science and Technology, 59(1): (2005). 19. McCormick P., Finocchario C., Manchester R., Glasgow L., Costanzo S., Qualification of a rapid readout biological indicator with moist heat sterilization, PDA Journal of Pharmaceutical Science and Technology, 57 (1): 25-31, (Jan-Feb 2003). 20. Görner P., Fabriès J.F., Duquenne P., Witschger O., Wrobel R., Bioaerosol sampling by a personal rotating cup sampler CIP 10-M, Journal of Enviromental Monitoring, DOI: /b508671j,(2006) 21. Tıbbi Atıkların Kontrolü Yönetmeliği, Çevre ve Orman Bakanlığı, Resmi Gazete Sayı: 25883, ( ) 22. Đnternet: Tıbbi atık ve imha tesisleri 196

197 EVSEL VE ENDÜSTRĐYEL ATIKSU ARITMA TESĐSLERĐNDE OLUŞAN ÇAMURLARIN ÇÖKELME ÖZELLĐKLERĐ VE SUSUZLAŞTIRILMASI Hatice SĐYASAL, Ali BERKTAY, Tuba ERTUĞRUL Selçuk Üniversitesi, Çevre Müh. Bölümü, Kampus, Konya Özet Bu çalışma ile biyolojik arıtma sistemlerine dayalı evsel ve endüstriyel atıksu arıtma tesislerinin arıtma çamurlarının laboratuar şartlarında çökelme özellikleri, kimyasal şartlandırılması ve susuzlaştırılması araştırılmıştır. Çalışmada Başarakavak(Konya) ve Beyşehir(Konya) evsel atıksu arıtma tesisi çamurları ile bir tekstil endüstrisi atıksu arıtma tesisi çamurları kullanılmıştır. Alınan çamur örnekleri üzerinde ilk aşamada çamur özelliklerinin belirlenmesine yönelik olarak fiziksel analizler (AKM, çökelme analizi, çamur hacim indeksi (ÇHĐ) yapılmıştır. Çamur örneklerinin su verme özelliklerinin iyileştirilmesi amacıyla uygulanan kimyasal şartlandırma işleminde Jar Testi yöntemi kullanılarak; kimyasal şartlandırma (Alum, kireç, anyonik polielektrolit (ape 1858 S), katyonik polielektrolit (kpe), FeCl 3, Fe 3 (SO 4 ) 2 ) yapılmıştır. En iyi flok formunun gözlendiği örneklerde Buchner Hunisi testi uygulanarak özgül filtre direnci (ÖFD) ve kapiler emme süresi (KES) belirlenerek en uygun kimyasal madde ve miktarı bulunmaya çalışılmıştır. Biyolojik çamurların kesmeye karşı hassasiyetlerini belirlemede kesme deneyi uygulanmış olup gerekli görüldüğü durumlarda şartlandırma uygulanmıştır. Ayrıca aerobik stabilizasyon işleminden geçen çamurlara yerçekimi drenaj deneyi uygulanmıştır. Sonuç olarak; evsel atıksu arıtma çamurları için Alum, endüstriyel atıksu arıtma çamurları için katyonik polielektrolit (kpe) kullanımı en iyi sonucu vermiştir. Başarakavak evsel atıksu arıtma tesisi çamurları için 100 mg/l Alum kullanılarak başlangıç ÖFD değeri 0.21 x m/kg a, Beyşehir evsel atıksu arıtma tesisi çamurları için ise 20 mg/l Alum kullanılarak başlangıç ÖFD değeri 0.21 x m/kg a inmiştir. Tekstil endüstrisi atıksu arıtma tesisi için 20 mg/l kpe kullanımı ile başlangıç ÖFD değeri 8.35 x m/kg dan 0.22 x m/kg a kadar inmiştir. Anahtar Kelimeler: arıtma çamurları, evsel çamur, endüstriyel çamur, şartlandırma, ÖFD, KES. 197

198 Abstract The aim of this study is to investigate the chemical conditioning and settling and dewatering properties of the sludge that taken from two different municipal wastewater treatment plants (Basarakavak, Beysehir) and an industrial wastewater treatment plant in the laboratory. Firstly, some physical properties of the sludge were determined according to Standart Methods such as solid contents (SS), settling analysis and sludge volume index (SVI). In chemical conditioning, some chemical (alum, lime, anionic polymer (ape,1858 S),cationic polymer (kpe), FeCl 3, Fe 3 (SO 4 ) 2 ) and their optimum dosage were determined. Specific resistance to filtration (SRF) and capillary suction time (CST) were determined on the sludge samples. At the same time, sensivity of the sludge shear stres was also determined. As a result, the use of alum gives the appropriate result for domestic wastewater treatment plant sludge. With the use 100 mg/l of alum, the initial value of SRF decreased to 0.21x10 12 m/kg for the sludge from Basarakavak (Konya) wastewater treatment plant whereas the use 20 mg/l of alum, the initial value of SRF decreased to 0.21x10 12 m/kg fort he sludge from Beysehir (Konya) wastewater treatment plant. The use of kpe gives the appropriate result fort he industrial wastewater treatment plant and with the use of 20 mg/l kpe, the initial value of SRF decreased from 8.35 x m/kg to 0.22 x m/kg fort he sludge from textile industrial wastewater treatment plant. Keywords: sludge, settling properties, chemical conditioning, dewatering, capillary suction time (CST), spesific resistance to filtration (SRF). 1. GĐRĐŞ Atıksu arıtımı sonucu oluşan sıvı yada yarı katı halde, kokulu; uygulanan arıtma işlemine bağlı olarak ağırlıkça %0.25 ile %12 katı madde içeren atıklar arıtma çamuru olarak isimlendirilir (Filibeli,2002). 198

199 Arıtma çamurlarının önemli bir kısmının su olması nedeniyle kapladıkları hacim oldukça fazladır. Özellikle biyolojik arıtma işleminden oluşan arıtma çamurlarının organik madde içeriği çok yüksek olduğu için bu tip çamurlar bozunma ve kokuşma eğilimindedir. Doğal ve mekanik su alma işlemleri, nihai bertaraf öncesinde çamur hacmini azaltmak ve çamurda yüksek katı madde içeriğine ulaşmak amacıyla kullanılmaktadır. Çamur şartlandırma işlemi ise çamurun su verme özelliğini geliştirmek ve mekanik su alma işleminin verimini arttırmak amacıyla yaygın olarak uygulanmaktadır. Elutrasyon, termal şartlandırma, dondurma çözme gibi pek çok şartlandırma yöntemi olmakla birlikte kimyasal şartlandırma bu yöntemler arasında en yaygın kullanılan yöntemdir (Chen ve diğ., 1996; Lee ve Liu., 2000; Lee ve Liu., 2001; Wu ve diğ., 2000). Çamurun işlenmesinin zorluğu ve ekonomisi, çamur susuzlaştırma ünitelerinden sonra oluşan son üründe kalan su miktarıyla direkt olarak ilgilidir. Bu nedenle, çamur yönetiminde daha yüksek kuru madde içeriğine sahip bir materyalin elde edilmesi önemli bir amaç olarak ortaya çıkmaktadır (Dentel ve diğ., 2000; Ayol ve diğ., 2004). Su ve atıksu arıtma tesislerinde oluşan çamurların, uygun arıtma işlemlerinden geçirilip, gerekli çevre sağlığı kriterlerini yerine getirerek bertaraf edilmesi esastır. Arıtma çamurlarının ekonomik ve verimli bir şekilde işlenmesi, fiziksel ve kimyasal yapılarının uygun analiz yöntemleriyle belirlenmesine dayalıdır. Bu çalışma ile biyolojik arıtma sistemine dayalı evsel ve endüstriyel atıksu arıtma tesislerinin arıtma çamurlarının laboratuar şartlarında çökelme özellikleri, kimyasal yöntemlerle susuzlaştırılması ve şartlandırılması amaçlanmıştır. Bu amaçla, Başarakavak (Konya), Beyşehir evsel atıksu arıtma tesislerinden ve Beyteks endüstriyel atıksu arıtma tesisinden belirli aralıklarla alınan çamur numunelerinin üzerinde kimyasal şartlandırma yöntemi uygulanarak, su verme özelliklerinin iyileştirilmesi amacıyla laboratuar koşullarında denemeler yapılmıştır. 2. MATERYAL-METOD 2.1 Materyal Bu çalışmada evsel ve endüstriyel atıksuların arıtımında oluşan çamurlar kullanılmıştır. Çamur numuneleri Başarakavak ve Beyşehir evsel atıksu arıtma tesislerinin son çökeltim havuzundan ve Beyteks endüstriyel atıksu arıtma tesisinin son çökeltim çamurlarının depolandığı tanka geliş hattı üzerinden alınmıştır. Aktif çamur, özellikleri zamana bağlı olarak hızlı değişim gösteren bir biyolojik çamur olduğu için tüm analizler 2 gün içerisinde tamamlanmış olup, çamurun bekletilmesi gereken durumlarda +4 C de buzdolabında saklanmıştır. 199

200 Başarakavak evsel atıksu arıtma tesisi Başarakavak evsel atıksu arıtma tesisi, Altınapa baraj gölü havzasında, 2000 eşdeğerli nüfuslu bir yerleşim yerine hizmet verecek şekilde 300 m 3 /gün lük atıksu debisi için biyolojik arıtma prensibine göre tasarlanmıştır. Tesiste uzun havalandırmalı aktif çamur sistemi uygulanmakta ve karbonlu madde giderimi yanında azot ve fosfor giderimi de sağlanmaktadır. Sistem kaba ve ince ızgara, havalandırma havuzu, son çöktürme havuzu, klor temas havuzu, basınçlı kum filtresi ve çamur kurutma yataklarından oluşmaktadır (Küçükhemek ve Berktay, 2005) Beyşehir Evsel Atıksu Arıtma Tesisi Beyşehir ilçesinin evsel atıksularında Klasik Aktif Çamur Sistemi ile çalışan arıtma tesisiyle arıtılmaktadır. Sistem, kaba ve ince ızgara, daire planlı kum tutucu, terfi merkezi, ön çöktürme havuzu, havalandırma havuzu, son çöktürme havuzu ve klor temas tankından oluşmaktadır. Ön çöktürme çamuru ile son çöktürmeden alınan fazla biyolojik çamurlar yoğunlaştırıcıya verilmekte, aerobik olarak stabilize edilmektedir. Havalandırma havuzlarının projelenmesinde klasik aktif çamur tesisi tam arıtma hali için çamur yaşı 4-8 gün seçilmiştir. Son çöktürme havuzu daire planlı havuz olarak seçilmiştir Tekstil Endüstrisi Atıksu Arıtma Tesisi Konya ili sınırları içerisinde faaliyet gösteren tekstil endüstrisi atıksu arıtma tesisi, endüstriyel ve evsel atıksuların arıtımı için tasarlanmış bir atıksu arıtma tesisidir. Tesiste biyolojik ve ileri arıtım metodları uygulanmaktadır. Atıksular, endüstriyel çalışmalar ve evsel nitelikli su tüketimlerinden kaynaklanmaktadır Metod Çalışmada çamur örneklerinin su verme özelliklerinin geliştirilmesi amacıyla uygulanan kimyasal şartlandırma işleminde 4 lü Jar testi yöntemi kullanılmıştır. FeCl 3, FeSO 4, Alum gibi inorganik kimyasallar ile anyonik, katyonik polimerler denenmiştir. Her Jar Testi serisinde 500 ml lik beherlere konan 100 ml lik ham çamur örneklerine farklı miktarlarda ve farlı dozlarda kimyasal madde çözeltisi konularak, örnekler 150 devir/dak hızda 2 dakika 200

201 hızlı, 25 devir/dak hızda 30 dakika yavaş karıştırma işlemi uygulanmıştır ve beherlerdeki flok oluşumları incelenmiştir. Laboratuar şartlarında sıcaklık ( C), ph, elektriksel iletkenlik (EC), çözünmüş oksijen (Ç.O), askıda katı madde (AKM) ölçümü yapılmıştır. Numunelere Jar Testi uygulanarak çamur hacim indeksi (ÇHĐ), özgül filtre direnci (ÖFD), kapiler emme süresi (KES) ve kesme kuvveti testi uygulanmıştır. Sıcaklık, ph, EC ve Ç.O. ölçümleri WTW marka Multiparametre 340i cihazı ile yapılmıştır. AKM analizi Standart Metotlardaki (APHA, AWNA, WEF, 2005;) 2540.D de ve ÇHĐ analizi (2710.D de belirtilen yönteme göre yapılmıştır. Vakum filtrasyonu ile susuzlaşma yeteneğinin özgül filtre direnci (ÖFD) ölçümleri için Buchner Huni deney düzeneğinden yararlanılmıştır. Buchner Huni testi her çamur numunesi için doğrudan ve kimyasal şartlandırma uygulandıktan sonra olmak üzere iki adımda gerçekleştirilmiştir. Filtrasyon testinde her bir deney için 100 ml numune hacmi alınmıştır. Filtrasyon işleminde Whatman # 2 filtre kağıdı kullanılmıştır. Zaman kontrolü için, bir kronometre kullanılarak, kesin ve kolay bir şekilde filtrasyon süresi ölçülmüştür. Çamur özgül filtre direncin hesaplanması için, standart lineer vakum filtrasyonu doğruları çizilerek, bu doğruların b eğimleri hesaplanmıştır. Kimyasal olarak şartlandırılan çamur numunelerinde ve kapiler emme süreleri ölçülmüştür. Belirlenen her dozaj için 3 seri ölçüm yapılarak ortalama değer esas alınmıştır. Alınan her 100 ml lik çamur örneğine şartlandırılma yapıldıktan sonra otomatik pipet yardımıyla 4 er ml çamur numunesi alınmıştır ve KES cihazının 18 mm lik haznesine konulup KES ölçümü yapılmıştır. 1 L alınan ham çamur numunelerine standartta anlatılan şekilde kesme kuvveti testi uygulanmıştır ve kesme kuvvetine karşı hassasiyeti bulunmuştur (Seka ve Verstraete, 2003). 3. ARAŞTIRMA SONUÇLARI VE DEĞERLENDĐRME Çamur numunelerinin alındığı tesislerdeki çamurların fiziksel özellikleri Tablo 1 de verilmektedir. Tablo 1. Başarakavak, Beyşehir ve Tekstil Endüstrisi arıtma tesisi çamurları fiziksel özellikleri Parametre Başarakavak Beyşehir Tekstil End. ph 7,55 7, Sıcaklık (T, C) 20,6 17, EC (µs/cm) ÇO (mg/l) 0,23 0, AKM (mg/l)

202 ÇHĐ (ml/g) KES (s) 17,22 34, ÖFD x (m/kg) Başarakavak Evsel Atıksu Arıtma Çamurları Şartlandırma işleminde kpe dozu 1-4 mg/l, ape dozu mg/l aralığında seçilirken alum için mg/l, Fe 2 (SO 4 ) 3 için mg/l, FeCl 3 için 5-30 mg/l doz aralığı uygulanmıştır (Kocakulak ve ark,(2005); Ubay (1995); Hacıhanefioğlu ve Barlas (1994)). Şartlandırma işlemi sonunda kpe için artan dozlarda 3 mg/l ya kadar KES değerinde azalma olmuş ancak ÖFD değeri dozla orantılı olarak değişim sergilememiştir. Elde edilen sonuçlara göre optimum dozun 1 mg/l olduğu görülmüştür, bu dozda KES ve ÖFD değerleri sırasıyla 26,16 s ve 9,86 x (m/kg) dir. ape şartlandırma çalışmaları sonucunda, değerler sürekli salınım göstermiş, kararlı konum görülememiştir. Buradan hareketle, Filibeli ve Kaynak (2005) yaptıkları çalışmada da olduğu gibi, ape kullanılarak yapılan şartlandırma işleminin çamurların su verme kapasitesi üzerinde önemli bir etkisi bulunmadığı anlaşılmıştır. Fe 2 (SO 4 ) 3 ile yapılan şartlandırmada minimum ÖFD ve minimum KES değerine 100 mg/l Fe 2 (SO 4 ) 3 dozunda ulaşılmıştır. Bu dozda elde edilen ÖFD ve KES değerleri sırasıyla 11,03 s ve 1,741 x (m/kg) dir. FeCl 3 ile şartlandırma sonucunda, 10 mg/l FeCl 3 dozlandığında minimum ÖFD ve 5 mg/l FeCl 3 dozlandığında minimum KES değerine ulaşılmıştır. 10 mg/l ve artan dozlarda her iki parametre de değişim göstermektedir. Uygun doz bulunamamıştır. Alum ile yapılan şartlandırmada optimum dozun 100 mg/l olduğu belirlenmiştir. Bu dozda KES ve ÖFD değerleri sırasıyla 8,30 s ve 3,74 x (m/kg) dir. Ubay (1995), yaptığı çalışmada uygun alum dozunu 150 mg/l belirlemiştir. Bu çalışmada elde edilen sonuç da bu değeri destekler niteliktedir. Tüm şartlandırıcı maddeler içinde Alumun Başarakavak evsel arıtma çamurlarının susuzlaştırılmasında en iyi sonucu veren madde olduğu anlaşılmıştır. Artan Alum dozlarında KES ve ÖFD değişimi Şekil 1 de yer almaktadır. 202

203 Son Çökeltim Çamuru KES (s) 9 8,8 8,6 8,4 8,2 8 7,8 7,6 7,4 7, Alum Dozu (mg/l) KES (s) ÖFD x (m/kg) ÖFD (m/kg) Şekil 1. Başarakavak evsel arıtma çamuru KES ÖFD değerlerinin Alum dozuna karşı değişimi 3.2. Beyşehir Evsel Atıksu Arıtma Çamurları Şartlandırmada kullanılan kpe dozları mg/l; ape dozları 5 25 mg/l; FeCl 3 dozları mg/l; Fe 2 (SO 4 ) 3 dozları mg/l; Alum dozları mg/l aralığında seçilmiştir (Filibeli ve Kaynak (2005); Ubay (1995)). kpe ile yapılan şartlandırma çalışmalarının sonucunda uygun doz aralığına 8 mg/l kpe değerinde ulaşılmıştır. Bu aralık dışındaki kpe dozlarında KES ve ÖFD parametreleri değerlerinde salınımlar belirlenmiştir. Optimum dozda elde edilen KES ve ÖFD değerleri sırasıyla 9,67 s ve 7,21 x (m/kg) dir. ape ile yapılan şartlandırmada 5 mg/l ape dozunda ÖFD değeri ham çamurun ÖFD değerinden yüksek bulunmuştur. 10 mg/l ape dozunda ÖFD değeri düşmüştür, ancak KES değeri ham çamurun KES değerinden yüksektir. ape dozu için her iki parametre de göz önüne alındığında uygun doza ulaşılamamıştır. Daha önceki çalışmada da belirtildiği gibi, ape kullanılarak yapılan şartlandırma işleminin çamurların su verme kapasitesi üzerinde önemli bir etkisi bulunmadığını belirlenmiştir. Fe 2 (SO 4 ) 3 ile yapılan şartlandırmada minimum ÖFD ve minimum KES değerine ulaşılamamıştır. FeCl 3 çalışmaları sonucunda, ÖFD ve KES değerleri sürekli salınım göstermiş, uygun doz bulunamamıştır ve mevcut çamurun susuzlaştırılmasında FeCl 3 ün kullanılabilirliğinin olmadığı sonucuna varılmıştır. Alum ile yapılan şartlandırma çalışmalarında 20 mg/l ve artan dozlarda ÖFD ve KES değerleri düşmüştür. 160 mg/l Alum dozlandığında minimum ÖFD ve KES değerine 203

204 ulaşılmıştır. Ancak doz artması sonucunda ÖFD ve KES değerlerindeki değişim çok fazla olmadığı için, ekonomik olması bakımından her iki parametre de dikkate alınarak uygun doz değeri 20 mg/l olarak seçilmiştir. Uygulanan tüm şartlandırıcılar içinde en iyi sonucu alum vermiş ve çamurun su verme kapasitesini yaklaşık 5 kat artırmıştır. KES ÖFD değerlerinin Alum dozuna karşı değişimi Şekil 2 de verilmektedir. Son Çökeltim Çamuru KES (s) Alum Dozu (mg/l) KES (s) 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 ÖFD x (m/kg) ÖFD (m/kg) Şekil 2. Beyşehir evsel arıtma çamuru KES ÖFD değerlerinin Alum dozuna karşı değişimi Tekstil Endüstrisi Atıksu Arıtma Çamurları Şartlandırmada kullanılan k PE dozları mg/l, a PE dozları mg/l, FeCl 3 dozları mg/l; Fe 2 (SO 4 ) 3 dozları mg/l; Alum dozları mg/l aralığında seçilmiştir (Filibeli ve Ayol, 2005;Ubay, 1995). kpe ile yapılan şartlandırma çalışmaları sonucunda 20 mg/l kpe dozlandığında minimum ÖFD ve minimum KES değerine ulaşılmıştır. Bu değerler sırasıyla 9,53 s ve 0,22 x (m/kg) dir. Ubay (1995), yaptığı çalışmada uygun kpe dozunun 15 mg/l olduğunu belirlemiştir. Polielektrolit ilavesinin 20 mg/l ye kadar artışına bağlı olarak KES ve ÖFD değerleri düşmüş ve bu dozdan sonra ÖFD ve KES değerleri polielektrolit dozundaki artışa bağlı olarak artmıştır. Optimum doz aralığında, filtrasyon hızındaki artış maksimuma ulaşmıştır ve dozun artışına bağlı olarak tekrar azalmıştır. ape ile yapılan şartlandırma çalışmalarında minimum ÖFD ve minimum KES değerine ulaşılamamıştır. Aksine polielektrolit dozundaki artışa bağlı olarak KES ve ÖFD değerleri de hızla artmıştır. 204

205 Alum ile şartlandırmada alum dozları 250 mg/l ye kadar artırıldığında ÖFD parametresi değerlerinde artış belirlenmiştir. Bu doz aralığından itibaren 800 mg/l ye kadar ÖFD değerleri azalmaktadır, ancak 800 mg/l dozuna kadar ÖFD değeri ham çamurun ÖFD değerinden yüksek bulunmuştur. Bu da kimyasal madde dozlamasının 800 mg/l dozuna kadar uygun olmadığını göstermektedir. KES parametresi değerleri de göz önünde bulundurulduğunda en uygun doz 800 mg/l olarak belirlenmiştir. Bu dozda KES ve ÖFD değerleri sırasıyla 12,80 s ve 6,51 x (m/kg) dir. Fe 2 (SO 4 ) 3 ile yapılan şartlandırma çalışmalarının sonucunda minimum ÖFD ve KES değerine 20 mg/l Fe 2 (SO 4 ) 3 dozlandığında ulaşılmıştır. Bu dozda KES s değeri iken ÖFD değeri 2,53 x (m/kg) bulunmuştur. Çamurun su verme özelliğini artırdığından dolayı uygun doz aralığı mg/l Fe 2 (SO 4 ) 3 aralığında seçilmiştir. 250 mg/l ve artan dozlarda ÖFD değeri, ham çamurun ÖFD değerinden çok daha yüksek çıkmıştır ve bu dozlarda kimyasal madde kullanımının uygun olmadığı anlaşılmıştır. FeCl 3 ile yapılan çalışmalarda s KES ve 6.72 x (m/kg) ÖFD değerini veren 10 mg/l en uygun doz olarak belirlenmiştir. Bulunan tüm optimum dozlar değerlendirildiğinde minimum ÖFD ve KES değeri 20 mg/l kpe dozu ilavesi ile elde edilmiştir. Çalışılan biyolojik ham çamurlar kesmeye karşı direnç göstermediği için 20 mg/l kpe ile şartlandırılması sonucunda çamur kesmeye karşı direnç kazanmıştır. Şekil 3 de KES ÖFD değerlerinin kpe dozuna karşı değişimi verilmektedir. Son Çökeltim Çamuru KES (s) kpe Dozu (mg/l) KES (s) ÖFD x (m/kg) ÖFD (m/kg) Şekil 3. Tekstil Endüstrisi için KES ÖFD değerlerinin kpe dozuna karşı değişimi. 205

206 4. SONUÇLAR Üniversite Öğrencileri 2. Çevre Sorunları Kongresi Mayıs 2007 Başarakavak evsel atıksu arıtma tesisi çamurlarına yapılan deneyler sonucunda başlangıçta x m/kg olan ÖFD değeri 100 mg/l lik Alum şartlandırma ile 3.74 x10 12 m/kg a, başlangıçta x m/kg olan ÖFD değeri 1 mg/l lik kpe şartlandırma ile çamurun su verme kapasitesi 9.86 x10 12 m/kg a, başlangıçta 6.02 x m/kg olan ÖFD değeri 100 mg/l lik Fe 2 (SO 4 ) 3 şartlandırma ile çamurun su verme kapasitesi x10 12 m/kg a, başlangıçta 3.25 x m/kg olan ÖFD değeri 5 mg/l lik FeCl 3 şartlandırma ile çamurun su verme kapasitesi 2.57 x10 12 m/kg a düşmüştür. ape kullanılarak yapılan şartlandırma işleminin çamurun su verme kapasitesi üzerinde önemli etkisi olmadığı belirlenmiştir. Biyolojik ham çamurların kesme kuvvetine karşı oldukça dirençli olduğu görülmüştür. Bulunan tüm dozlar değerlendirildiğinde çamurun su verme kapasitesini yaklaşık 5 kat artırdığından dolayı uygun dozun 100 mg/l Alum olduğu belirlenmiştir. Beyşehir evsel atıksu arıtma tesisi çamurları için yapılan deneylerde başlangıçta 3.62 x olan ÖFD değeri 20 mg/l lik Alum şartlandırma ile çamurun su verme kapasitesi 0.72 x ye, başlangıçta x olan ÖFD değeri 8 mg/l lik kpe şartlandırma ile çamurun su verme kapasitesi 7.21 x ye düşmüştür. ape, FeCl 3, Fe 2 (SO 4 ) 3 kullanılarak yapılan şartlandırma işleminin çamurun su verme kapasitesi üzerinde önemli etkisi olmadığı belirlenmiştir. kpe ve Alum dozları değerlendirildiğinde çamurun su verme kapasitesini yaklaşık olarak 5 kat artırdığından dolayı uygun dozun 20 mg/l Alum olduğu görülmüştür. Tekstil endüstrisi atıksu arıtma tesisi çamurları için yapılan deney sonuçlarına göre başlangıçta 8.35 x olan ÖFD değeri 20 mg/l lik kpe şartlandırma ile 0.22 x10 12 m/kg a; 800 mg/l lik Alum şartlandırma ile 6.51 x10 12 m/kg a; 20 mg/l lik Fe 2 (SO 4 ) 3 şartlandırma ile 2.53 x10 12 m/kg a; 10 mg/l lik FeCl 3 şartlandırma ile 6.72 x10 12 m/kg a düşmüştür. kpe kullanılarak yapılan kimyasal şartlandırma işlemi arıtma çamurlarının su verme özelliğini geliştirilmiştir. KES ve ÖFD değerleri kpe dozundaki artışa bağlı olarak azalmıştır. Minimum ÖFD değerlerine aynı kpe doz aralığında ulaşılmıştır. ape kullanılarak yapılan şartlandırma işleminin çamurların su verme kapasitesi üzerinde önemli bir etkisi bulunmadığı belirlenmiştir. Bulunan tüm optimum dozlar değerlendirildiğinde minimum ÖFD ve KES değerlerini sağlayan 20 mg/l kpe dozu olduğu belirlenmiştir. 206

207 KAYNAKLAR APHA, AWWA, WEF; Standard Methods For The Examination Of Water And Wastewater, 2005, 21. Baskı. Ayol A., Dentel S.K., Filibeli A., Dual polymer conditioning of water treatment residuals, Journal of Enviromental Engineering, ASCE. Chen G.W., Lin W.W. ve Lee D.J., Capillary suction time (CST) as a measure of sludge dewaterability, Water Sci.and Technology., 34(3-4), Dentel S.K., Abu-Orf M.M., Walker C.A., Optimization of slurry flocculation and dewatering based on electrokinetic and rheological phenomena, Chemical Engineering Journal, 80, Filibeli A. ve Kaynak G., Şartlandırma Đşleminin Arıtma Tesisi Çamurlarının Su Verme Kapasitesi Üzerindeki Etkileri, 1. Ulusal Arıtma Çamurları Sempozyumu, Đzmir Sayfa No.211. Filibeli A., Arıtma Çamurlarının Đşlenmesi, Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Yayınları No: 255. Hacıhanefioğlu A. ve Barlas H., Anaerobik Çamurlarda Spesifik Dirence Reaktör Koşullarının Etkisi, ĐTÜ 4. Endüstriyel Kirlenme Sempozyumu Sayfa No.179. Kocakulak E. Y., Akça L. ve Erdinçler A., Alum Çamurlarının Đkili Şartlandırılması, 1. Ulusal Arıtma Çamurları Sempozyumu, Đzmir Sayfa No: 27. Küçükhemek M. ve Berktay A., Uzun Havalandırmalı Aktik Çamur Prosesinde Oluşan Çamurların Stabilizasyonu ve Karakterizasyonu, Đzmir Sayfa No Lee C.H. & Liu J.C., Enhanced sludge dewatering by dual polyelectrolytes conditioning, Water Research, 34(18), Lee C.H. & Liu J.C., Sludge dewaterability and floc structure in dual polymer conditioning, Advances in Enviromental Research, 5, Seka, Verstraete, 2003, Test For Assessing Shear Sensitivity Of Activated Sludge Flocs: A Feasibility Study, Water Research 37, Ubay G., 1995, Ön Arıtma Çamurlarının Suyunun Alınabilirliğinin Özgül Direnç Deneyi Đle Tayini, Çevre sempozyumu tebliğler kitabı, Sayfa No , Erzurum. Wu C.C., Lee D.J. & Huang C., determination of optimal dose of polyelectrolyte sludge conditioner considering particle sedimentation effects, Advances in Enviromental Research, 4,

208 ATIK YAĞ TOPLAMA PROJESĐ Zeynep Deniz Oktay Vesile Bali OlcayTekin ÖZET Dünyada biodizel üretiminin önem kazanmasıyla ve Türkiye de biodizel üretim araştırmaları üretime yönelik tesisler hızla artmaktadır.hatta 2008 yılından itibaren kızartmalık yağların hanelerden toplanması için gerekli sistemi kurmak,halkı bu konuda bilgilendirerek atık yağ toplama faliyetlerini başlatma çalımalarındadır.bu tesislerin çoğu Marmara bölgesinde yeralmaktadır.bu amaçla biodizel üretimi yapan tesisler incelenmiş ve aşağıda teknik bilgileri verilen tesis olarak seçilmiştir. Bir biodizel fabrikasının atık yağ toplama projesi aşağıdaki gibidir. Bu projenin gerçekleşmesi için istenilen evraklar bir an evvel toplanmalıdır. Ve sorun çıkabilecek 2 konu var: 1.)Yapı kullanma izni 2.) Arıtma tesisi. Yapı kullanma izni alımına kadar,arıtma tesisini yapmaya başlamamız bize zaman kazandırabilir. TOPLAMA ORGANĐZASYONU: Belediyeler hazırlanan taslağa göre;ayda en az 30 kg. yağ üreten işletmelerle,geri kazanım tesisleri arasında sözleşme yaptırmakla yükümlüdür. Sözleşme yapmayan atık yağ üreticilerine cezai işlem uygulamakla yetkilidir. TÜRKĐYE nin belli bölgelerinde toplama üniteleri kurulmalıdır. Pilot şehir BURSA olmalıdır. Bence diğer iller aşağıdaki hususlara göre tercih edilmelidir: 1.Seçilecek iller de kurulacak olan toplama depoları muhakkak ORGANĐZE SANAYĐ BÖLGELERĐNDE olmalıdır. Bu seçim ilk başlarda biraz fazla yatırım gerektirir gibi gösterse de aslı öyle değildir. Şöyle ki; Kurulacak depolama alanları illa ki ĐL merkezlerinde bulunan ORGANĐZE SANAYĐ BÖLGELERĐNDE olmalı diye bir şart yoktur. Aynı ile bağlı ilçe merkezlerinde bulunan ORGANĐZE SANAYĐ BÖLGELERĐ nde yer tahsisi bence daha mantıklıdır. Bu sayede hem yatırım maliyeti düşürülmüş olur;hem de ilçelerde ki atık yağ toplama işi sadece bizim tekelimizde olabilir. Kalkınmada öncelikli yöreler listesinde bulunan bazı illerden ücretsiz arsa tahsisi yapılabilir. Bu arsalar gelecek yıllarda yatırım amaçlı da kullanılabilir. Avrupa Birliği (AB) gelecek yıl 10 il, 2006 yılında ise 13 ile hibe yardımında bulunacak. Gelecek yıl, AB fonlarından, Samsun, Kastamonu ve Erzurum merkezli olmak üzere, Amasya, Çorum, Tokat, Çankırı, Sinop, Bayburt, Erzincan illerine 52 milyon Euro'luk hibe yardımı yapılacak. Fatih Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Çevre Mühendisliği 208

209 Bu 10 ile yapılacak hibe yardımı, en geç Mart ayında, bu illerde ilan edilecek ve Şubat ile Mart aylarında da, Avrupa Birliği Genel Sekreterliği ile DPT, Hazine uzmanları, bu hibelerden yararlanma koşulları konusunda ayrıntılı bilgilendirme turları düzenleyecekler. Toplam 52 milyon euro'luk hibe yardımı, küçük altyapı projeleri, (örneğin beldelerin arıtma tesisi sistemleri vb.) küçük ve orta ölçekli şirketlerin, sivil toplum kuruluşlarının kalkınmaya yönelik finansman ihtiyaçları ve yerel kalkınma projelerinde kullanılacak. Bence bu yatırım yapılacak olan illerden bazılarını değerlendirmeliyiz. Buralardan tahsis edilecek olan yerlerde hem tesis kurabilir hemde atık yağ toplanabilir. Aşağıda kalkınmada öncelikli illeri inceleyebilirsiniz: 1. Adıyaman 2. Ağrı 3. Aksaray 4. Amasya 5. Ardahan 6. Artvin 7. Bartın 8. Batman 9. Bayburt 10. Bingöl 11. Bitlis 12. Çanakkale (Bozcaada ve Gökçeada Đlçeleri) 13. Çankırı 14. Çorum 15. Diyarbakır 16. Elazığ 17. Erzincan 18. Erzurum 19. Giresun 20. Gümüşhane 21. Hakkari 22. Iğdır 23. Kahramanmaraş 24. Karabük 25. Karaman 26. Kars 27. Kastamonu 28. Kırıkkale 29. Kırşehir 30. Kilis 31.Malatya 32. Mardin 33. Muş 34. Nevşehir 35. Niğde 36. Ordu 37. Osmaniye 38. Rize 39. Samsun 40. Siirt 41. Sinop 42. Sivas 43. Şanlıurfa 44. Şırnak 45. Tokat 46. Trabzon 47. Tunceli 48. Van 49. Yozgat 50. Zonguldak Şekil 1. Kalkınmada öncelikli iller 2.Bitkisel ve hayvansal yağlardan (atık yağlar dahil) Batı Avrupa da 44 (9 adeti Đtalya da), Doğu Avrupa da 29 (17 adeti Çek Cumhuriyetinde) Kuzey Amerika da ise 8 adet biodizel üretim tesisi bulunmaktadır. Bu tesisler aşağıda yazılıdır. 209

210 Tablo 1. Biodizel üretim tesisleri Ülkeler Tesis Sayısı Toplam Kapasitesi (1000 ton) Kullanılmış Bitkisel Yağ Avusturya Kullanılıyor Belçika Kanada 1 Çekoslovakya Kullanılıyor Danimarka 3 32 Fransa Almanya Macaristan Đrlanda 9 5 Kullanılıyor Đtalya Ayçiçeği yağı Nikaragua 1 Jatropha Slovakya Đspanya Đsveç 3 75 Đsviçre 1 2 Đngiltere 1 A.B.D Kullanılıyor Yugoslavya 2 5 Türkiye de biz bu rakamların gerisinde yer alıyoruz. Toplayacağımız atık yağlardan biodizel üretimine daha çok önem vermeliyiz. Çünkü; yapılan her biodizel de ortaya çıkan gliserin de bize fazlasıyla para kazandıracaktır. Bu sebepten dolayı gliserin için de bir çözüm bulunduğu takdirde müthiş bir finansman sağlanacağı ortadır. 3.Toplama işini yapabileceğine inandığımız kişilerle yapmalıyız. Bunun içinde seçilecek elemanların geçmişte bu işle biraz uğraşmış olması gerekir diye düşünüyorum.ya da aktif bir insan olması gerektiğini düşünüyorum. 4.Aşağıdaki liste TÜRKĐYE deki bazı atık yağ toplayıcılardır. Tablo yu incelediğimizde MĐDES PETROL un izninin süresiz olduğu görünüyor. Bizimde süresiz izin çalışmalar yapmamız gerekiyor. 210

211 5. Yetkilendireceğimiz toplayıcılar için sabit bir anlaşma örneği hazırlamalıyız 1 ton yağdan lt biyodziel elde edersin.atık yağdan fire çok verirsin. Çünkü bize gelen atık yağlardan ayakkabı,çatal,bıçak vs...bir sürü madde çıkıyor ve maalesef lokantalarda bu yağlar içine su katılarak çok kullanılıyor. Bu yüzden su çok oluyor. Ve yağlarını çok göstermek için içine su koyuyorlar.ama normal bir yağdan 1 ton yağdan litre biodizel elde edilir. Biodizel üretimi şu şekilde gerçekleşir: Biodizel üretim reaksiyonu çeşitli yöntemlerle asit, baz ve enzim katalizörlüğünde gerçekleştirilebilmektedir. Biodizel üretimi için günümüzde en yaygın olarak kullanılan yöntem transesterifikasyon yöntemidir. Bu yöntem kullanılacak yağın serbest yağ asidi (FFA- Free Fatty Acid) içeriğinin düşük (max.%8-9) olması durumunda uygulanabilir. Transesterifikasyon; yağ asitlerinin bazik bir katalizör varlığında kısa zincirli alkoller (metanol,etanol vb.) ile esterleşme reaksiyonudur. Reaksiyon sonunda esterlerin yanı sıra gliserin oluşur. Kullanılacak yağın serbest yağ asidi içeriği %10 yüksek olduğu durumda yağın serbest yağ asidi kısmı için asidik ortamda esterifikasyon işlemi uygulanabilir. Takibinde transesterifikasyon işlemi uygulanır. 211

212 Transesterifikasyon reaksiyonunu katalizör varlığında, belirli sıcaklıkta, karıştırma yapılarak yürütülür. Katalizör sodyum hidroksit (NaOH, Kostik) veya potasyum hidroksit (KOH) olabilir. Biodizel üretimde sağlanacak verim yağın su ve serbest yağ asidi (FFA) içeriğine göre değişim göstermektedir; serbest yağ asidi ve su içeriğindeki artış verimi düşürmektedir. Şekil 1.Transesterifikasyon reaksiyonu Transesterifikasyon yöntemi ile biodizel üretiminde uygulanacak işlemler ve sırası aşağıda detaylı açıklanmıştır. i. Metoksit Hazırlama: Katalizörün(sodyum hidroksit-naoh veya potasyum hidroksit- KOH) metil alkol içinde standart bir karıştırıcı ile çözülmesi sağlanarak metoksit hazırlanır. Katalizör miktarı yağın serbest yağ içeriğine bağlı olarak tayin edilir. ii. Reaksiyon: Yağın sıcaklığı reaksiyon için uygun hale getirilir. Reaktördeki yağ üzerine metoksit ilavesi yapılır. Alkol kaybını önlemek için sistemin atmosfere tamamen kapalı olmasında fayda vardır.reaksiyon gerçeklemesi için gerekli 1 ila 2 saat arasında değişmektedir. Reaksiyon sonunda biodizel (metil esterler) ve yan ürün gliserin karışım halindedir. iii. Gliserin Ayrıştırma : Karışım içindeki yan ürün gliserinin yoğunluğu, biodizelin yoğunluğundan fazla olduğundan bu iki faz gravite ile ayrılabilir. Gliserin dibi konik çökeltme tanklarında 4 ila 8 saat arasında değişen dinlendirme süresinden sonra tankların dibinden çekilir. Biodizel ve gliserini daha hızlı ayırabilmek amacıyla separatör kullanılabilir. iv. Biodizel yıkama işlemi : Biodizelden gliserin ayrıldıktan sonra ürün içinde kalmış olabilecek gliserin, kalıntı katalizör ve sabunları uzaklaştırmak amacıyla yıkanır. Yıkama işlemi su ve biodizelin ayrışmasını kolaylaştırmak ve yıkama verimini arttırabilmek için biodizel ve su belirli sıcaklıklara kadar ısıtılmalıdır. Gravite farkıyla tankın dibinde biriken yıkama suyu çekilerek depolanır. Yıkama işlemi biodizelin ph ı 7 ye düşerek dek tekrarlanır. v. Biodizel kurutma işlemi: Yıkama işlemi tamamlanmış biodizelin içerdiği %1-2 lik su, ürünün sıcaklığı 105ºC ye çıkarılarak uzaklaştırılır. 212

213 Biodizelin Hammaddesi: Biodizel üretimi ana hammadde yağ, alkol ve katalizör olmak üzere üç hammaddeyi gerektirir. i. Yağ: Biodizelin ana hammaddesi organik yağlardır. Yağların kullanılmamış olması gibi bir şart yoktur; atık yağlardan (kızartma yağları gibi) da biodizel üretilebilir. Bu yönüyle biodizel üretimi bir atıklardan geri kazanım yöntemi olarak değerlendirilebilir. Kullanılabilecek yağlar aşağıda listelenmiştir. Ayrıca yağın % 20 si oranında alkol (metil veya etil alkol) kullanılır. Bitkisel Yağlar o Soya yağı o Kanola yağı o Ayçiçek yağı o Palmiye yağları o Pamuk yağları o Keten yağları o Aspir yağı Her türlü Hayvansal Yağlar Atık bitkisel ve hayvansal yağlar ii. Alkol : Biodizel üretiminde kullanılacak alkol için metil alkol (metanol), etil alkol, butil alkol seçenekleri varken en çok tercih edilen bulunabilirliği ve fiyat avantajı sebebiyle metil alkoldür. Metil alkol kullanılarak üretilen biodizel metil esterler olarak da adlandırılır. Gerekli alkol miktarı metil alkol kullanıldığında reaksiyona giren yağın %20 si oranındadır. iii. Katalizör: Katalizör biodizel üretim reaksiyonunda alkol ve yağın reaksiyona girmesini, esterlerin birbirinden ayrı kalmasını sağlar. Transesterifikasyon reaksiyonunda kuvvetli baz varlığında yürür. Sodyum hidroksit (NaOH) ve potasyum hidroksit (KOH) kullanılabilecek bileşiklerdir. Tercih edileni sodyum hidroksittir(kostiktir). Yağın içerdiği serbest yağ asidi oranına göre gereken kostik miktarı değişmekle birlikte nötr yağlar için yağın binde 3 ü oranında yeterlidir. Etanolu kulanmamamızın sebebi ise etanolu metanole göre çok pahalı olması. Biodizelin müşteri potansiyeli dağıtıcı kurumlar tarafından olur.biodizelin normalde direkt satış yasaktır. Fiyatta civarı. Kdv dahil fiyatlarda. Biodizelin araca hiçbir şekilde zararı yoktur Son zamanlarda getirilen yeni yönetmeliklere petrol dizelinin kükürt içeriğinin alınması zorunlu tutulmaktadır. Kükürtün giderilmesi için uygulanan işlem yakıtın yağlayıcı özelliği de almaktadır. Yağlayıcılığı düşük olan yakıtlar kullanıldığında araçların enjeksiyon pompaları zarar görmektedir. Biodizel doğal olarak kükürt içermeyen mükemmel bir yağlayıcıdır. Petrol dizelinin yağlayıcı özelliği dolayısıyla kalitesini arttırmak için biodizel, dizel katkısı olarak da kullanılabilir. Yani herhangi bir zararı yoktur. Biodizel üretimi için bir yönetmelik mevcuttur 213

214 Bu yönetmelik şu şekildedir: TSE EN standarına uygun olmalı. Fakat şu anda Türkiye de ölçüm yapılamıyor. Ve enerji verimliliği kanun tasarısı gereği yerli üretimden üretilen biodizelin en az % 2 katılma zorunluluğu var. Đncelemiş olduğumuz biodizel fabrikasını çalışma saatleri şu şekildedir: Biz sabah 09:00 akşam 18:00 çalışıyoruz. Şu anda 15 kişi var. Bize bu sayı yetiyor. Sistemimiz tek vardiya. Fakat ekstra durumlarda mesai yapıyoruz. Biodizel üretiminde bence maksimum 2 vardiya çalışmalıdır. Çünkü reaksiyondan çıkan her malın gliserinin çökmesi için bir 8 saatlik ki bu minimum değerdir,beklemesi lazım. Yani üretimleri sabah yapıp beklemeyi geceye bırakırsan fabrikana 1 vardiya kazandırırsın. Đncelemiş olduğumuz üretim tesisinin üretme tesisi alanı : 700 m2 kapalı alanı vardır ve 350 m2 de açık alanı vardır. Biodizel fabrikasını kurulması ve işletme vb. Maliyeti yaklaşık 50 ton/günlük tesisi için ytl civarıdır Biodizelle ilgili ekonomik hususta Global anlamda; Tüketilen motorine % 2 oranında katılacak biodizelin dünya ham petrol fiyatlarını % 1 oranında ucuzlatacağı, Tüketilen fosil yakıtların içine % 1 oranında biodizel katılması halinde kişiye yeni iş imkanı sağlayacağı hesaplanmaktadır. Bu nedenlerle AB Ülkeleri 2005 yılından başlayarak fosil yakıtlara belirli oranlarda biyo-yakıtların katılmasını yasal zorunluluk haline getirmişlerdir yılında % 2, yılında % 2, yılında % 3, yılında % 4, yılında % 5, yılında % 5,75 Biodizel Motorin kullanılan her yerde kullanılabilir BĐODĐZEL ÇEVREYE DUYARLIDIR Fosil yakıtların tükeneceği gerçeğinin yanı sıra üretilmeleri, taşınmaları ve tüketimleri sonucu çevreye verdikleri telafisi zor tahribatlar da yeni ve yenilenebilir enerji kaynaklarına hızla yönelmeyi gerektirmiştir. Yeni ve yenilenebilir enerji kaynaklarımızdan biodizel gerek üretimi gerekse tüketimi safhalarında çevreyi düşünen bir yakıttır. Atık bitkisel ve hayvansal yağların da biodizel hammaddesi olarak kullanılabilmesi, biodizel üretim prosesinin bir atıklardan geri dönüşüm sistemi olarak da nitelendirilmesini sağlar. Sera gazı emisyonunda düşüş: 214

215 Đklim değişiklerinin başlangıç sebebi sera gazı olarak adlandırılan gazın (Karbondioksit) atmosferde oranının hızla artmasıdır. Bugün dünyamızın çevre sorunlarının en büyüğü sera etkisinin yol açtığı sorunun giderilmesinde fosil kökenli yakıtların yerine biodizel kullanımı büyük ilgi görmektedir. Đklim değişimi konusunda Birleşmiş Milletler Çerçeve Konvensiyonuna ilişkin Kyoto Protokolüne ülkemiz de taraftır ve taraf olan ülkeler sürdürülebilir kalkınmayı teşvik etmek amacıyla protokolde Madde 3'e uygun olarak sayısallaştırılmış emisyon sınırlaması ve indirimini yerine getirmek amacıyla ulusal koşullara uygun olarak politika ve önlemler uygulayacak ve/veya geliştirecektir denmiştir. Bu politika ve önlemlerden bazıları şunlardır; - Đklim değişikliğine ilişkin yaklaşımlar ışığında sürdürülebilir tarımsal yöntemlerin yaygınlaştırılması; - Yeni ve yenilenebilir enerji çeşitleri, karbondioksit tecrit/ayırma teknolojileri ve gelişmiş ve yenilikçi çevresel bakımdan sağlam teknolojiler üzerinde araştırma yapmak, teşvik etmek, geliştirmek ve kullanımının artmasını sağlamak; - Montreal Protokolü ile düzenlenmemiş bulunan sera gazının emisyonunu/yayılmasını sınırlandıran veya azaltan politika veya önlemleri teşvik etmeyi amaçlayan ilgili sektörlerdeki uygun reformların teşviki; - Nakliye sektöründe, Montreal Protokolü tarafından düzenlenmeyen sera gazı emisyonu/yayımının sınırlandırılması ve/veya azaltılmasına ilişkin önlemler Kyoto protokolüne göre fosil yakıt kullanımı yerine biodizelin tercih edilmesi zorunlu olmaktadır. Bu konuda yapılmış pek çok detaylı araştırma biodizel emisyonlarında korbondioksit ve diğer zararlı gazların petrol dizelininkine kıyasla düşük oranda olduğunu göstermiştir. 1 kg DYE (Dizel Yakıt Eşdeğeri= 42,7 MJ) başına açığa çıkan korbondioksit miktarı: Biodizel 0,73 kg CO 2 /1 kg DFE Fosil dizel 3,63 kg CO 2 /1 kg DFE Biodizel tüketiminden kaynaklanan korbondioksit emisyonunun tekrar yağ bitkilerince fotosentezde kullanılmak üzere geri alındığı düşünülürse biodizel kullanımı kapalı karbondioksit döngüsüne uygundur. Bölgesel çapta zararlı egzoz emisyonları 215

216 Şehirlerde artan trafik hava kalitesini kötü yönde etkileyip insan sağlığını tehdit eder boyuta gelmiştir. Şehirlerde yaşayan nüfusu risk altında bırakan bu durumu azaltmak için bazı ülkelerde önlemler alınmaya başlanmıştır. Bunlara örnek olarak verilebilecekler şunlardır: - Avrupa Konseyi nin Kaliteli Petrol ve Motorin kullanımı ile ilgili direktifi vardır. Bu direktif yakıtın kükürt ve PAH ların (Polisyklik Aromatik Hidrokarbonlar) içeriğinin kontrol altından tutulmasını gerekliliğini içerir. - Avrupa Komisyonu Çevre bölümünden Đsveçli Mrs.Margot Wallström başlattığı Avrupa Temiz Hava Programı (CAFE Clean Air For Europe) Biodizel kullanımı petrol dizeline kıyasla emisyonlarda önemli ölçekte düşüş sağlar. Biodizel ve %20 biodizel içeren petrol dizeli kullanımı sonucu açığa çıkan emisyon değerleri karşılaştırmalı olarak aşağıda tablo şeklinde verilmiştir Tablo - B20 ve B100 yakıtlarının emisyonları yüzde değerleri Emisyonlar B20 B100 CO: Karbonmonoksit -6.90% % PM: Partikül Madde -6.48% % HF: Hidroflorik Asit -3.10% % SO x : Kükürt Oksitler -1.61% -8.03% CH 4 : Metan -0.51% -2.57% NO x : Azot Oksitler 2.67% 13.35% HCl: Hidroklorik Asit 2.71% 13.54% HC: Hidrokarbonlar 7.19% 35.96% Kaynak: "Biyomotorin Uygulamaları", Mühendis ve Makina, 36 (431):35-39, Tabloya göre biodizelin yakıt içerisine katılma yüzdesi arttıkça azot oksitler hariç diğer parametrelerin emisyon değerlerinde düşüş sağlanır. Azot oksit emisyonunun kontrolünde de basit önlemler yeterlidir. Biyolojik olarak bozunabilirliği yüksektir Biyolojik bozunma herhangi bir bileşiğin toprakta mikrobiyal aktiviteler ile parçalanabilirliğidir. Biodizel ve fosil dizeli için yapılan test sonuçları; biodizelin %95 inin parçalanması için 21 gün yeterli olurken, fosil dizelinin 21 gün sonunda ancak %72 isinin parçalanabildiğini göstermiştir. Ayrıca fosil yakıtlar içerdikleri PAH lar ile zehirlilik kaynağıdırlar ve düşük bozunma hızı ile de toprakta uzun süre kalırlar. Bu özelliği biodizelin herhangi bir kaza durumunda toprakta kalış süresinin çok uzun olmayacağını, kısa bir sürede tamamına yakınının bakteriler tarafından özümleneceğinin göstergesidir. Zehirli değildir Biodizel gıda yapımında kullanılan yağların bir türevi olarak düşünülebilir. Bu yüzden de anlı metabolizmasına zararlı bir yapı içemez. Fareler üzerinde yapılan testler ağız yolu ile alındığında canlının her 1 kg vücut ağırlığı için 2000 mg a kadar biodizel almasının hiçbir 216

217 zehir etkisi yaratmadığı görülmüştür. Bu özelliği yine herhangi bir kaza durumunda nehire veya göllere biodizel dökülmesinin su canlılarına zararının olmayacağını göstermiştir. Biodizel üretimi sonrası atık olarak sadece sabunlu su çıkar.çıkan atığı da kanalizasyona vererek giderilebilir. Biodizel üretimi ve kullanımı ile : Enerjide dışa bağımlılığımızı öz kaynaklarımızı kullanarak azaltacaktır, TÜKENMEK zorunda olan ham petrole karşılık TÜKENMEZ enerji kaynaklarımız harekete geçirilmiş, uyuyan dev potansiyelimiz uyandırılmış olacaktır Tarım ve tarıma dayalı sanayi gereken ilgiyi bulacak, çiftçimizin yüzü gülecek, istihdam artacaktır. Yenilenebilir, alternatif enerji kaynaklarına yoğunlaşmada gecikilmemiş olacaktır, Çevreye verilen zarar azalacaktır Ve biodizelle ilgili yapılan proje sonucu aşağıdakiler çıkıyor: Yenilenebilir enerji kaynaklarından hayata geçirilmesi basit teknolojilere bağlı olan biodizel aile bütçesine, ülke ekonomisine, ülkenin dışa bağımlılığının azalmasına, hava ve çevre kirliğinin önlenmesine, dünya fosil yakıtlarının korunmasına vereceği katkılarla gelecekte, petrol ürünlerinden elde edilen motorinin alternatifi olarak tamamen gündemde olacaktır. Eğer bir gün fosil yakıtlar tükenirse ne yaparız? sorusuna verilecek en güzel cevap çevreyle uyumlu ürün BĐODĐZEL dir 217

218 218

219 ÇEVRE MĐKROBĐYOLOJĐSĐ 219

220 RAPD-PCR BASED BĐOASSAYS WĐTH THE FĐSH OF THE SEA OF MARMARA FOR TARGET ORGAN GENOTOXĐCĐTY BĐOMONĐTORĐNG 1 Andrei Vasiliev, 1 Cansu Yanık, 1 Ece Dörtkardeşler, 1 Cansu Kurt, 1 Nihan Semizoğlu, Raif Yaman, 2 Ayrat Gizzatov, 2 Farrukh Vohidov, 3 Derya Karaca, 4 Ümran Ceylan, 4 Güzin Kekeç, 5 Ahmet Ayaz, 6 Irem Uzonur 1 Fatih University, Faculty of Arts and Sciences, Biology Department, student. 2 Fatih University, Faculty of Arts and Sciences, Chemistry Department, student. 3 Fatih University, Faculty of Arts and Sciences, Chemistry Department, M.Sc. student. 4 Fatih University, Faculty of Arts and Sciences, Biology Department, M.Sc. student. 5 Fatih University, Faculty of Arts and Sciences, Biology Department, M.Sc. Thesis Student. 6 Fatih University, Faculty of Arts and Sciences, Biology Department, Assist. Prof. Dr. Abstract: Introduction: Numerous natural and chemical substances have been used and released without knowing the possible impact on the structure and function of aquatic ecosystems. Since chemical analysis of pollutants is tiring and does not warrant exhaustive coverage of all potential toxic substances, bioassays have been developed to biomonitor and evaluate the potential toxicity of freshwater, household and industrial waste waters and natural ecosystems. Bioassays are to assess potential harm of water samples. Bioassays are based on the response of living organisms to putative toxic substances in the water. In our project a comparative and qualitative bioassay for DNA changes of various fishes and molluscs different tissues has been performed by a RAPD-PCR-based molecular approach. We aimed to gather as much DNA data to be able to further evaluate the toxic substances and their real effects on these organisms and human beings that rely on these organisms for their food and feed. Materials and Methods: Two individuals from five different fish species of the Marmara Sea from various depths and Mytilus galloprovincialis have been studied. For each organism three different organs have been dissected and the DNA of these organs and tissues has been extracted seperately by using Nucleospin Tissue DNA extraction kit. These DNA has been recorded and stored for further analysis to compare their DNA changes and target organ genotoxicity levels due to sea pollution. Results and Discussion: The extracted DNA samples of each fish s and mussel s different organs were further evaluated for their DNA changes to assess the effects of sea pollution and to monitor target 220

221 organ genotoxicity. Each species and their organs were found to have a different range of DNA modifications. Modifications of the RAPD patterns can be due to changes in primer binding sites, structural changes due to DNA damage. The interpretation of the molecular events responsible for differences in the RAPD patterns is not an easy task since different DNA alterations can induce similar type of changes. RAPD analysis allows a qualitative assessment of the DNA effects and the nature of the changes in profiles can only be speculated unless amplicons are analyzed with sequencing, probing etc. In some recent research, it was demonstrated that RAPD analysis is able to detect mutations if they occur in at least 2-5% of the cells. Preliminary data obtained in this work show that the RAPD profile changes of various organs of the same fish can easily and reliably monitor the effects of total marine pollution on the DNA which is an early indication for the genotoxic, mutagenic and carcinogenic potentials. Figure 1: RAPD-PCR results run on 2% agarose gel for 20 min at 100 volt for 8 diffferent tissues of the same fish. Each lane from 1-8 represents one organ s DNA (produced from reference 5). Figure 2: RAPD-PCR results run on 2% agarose gel for 20 min at 100 volt for 3 different tissues of 2 different individuals of the same species and 3 different fish species of the Sea of Marmara. There seems to be a high variability in patterns for each tissue and individuals when compared mostly due to the natureof highlyvariable pollution exposure of these individuals and their target organ toxicity levels. Conclusion: The DNA samples extracted and amplified by a RAPD-PCR based approach can be a good archive for evaluation of pollution effects on various organisms and can also be evaluated for human food quality. Keywords: RAPD-PCR, bioassay, target organ, genotoxicity, biomonitoring, fish, The Sea of Marmara 221

222 1- Atienzar F.A., Venier P., Jha A.N. and Depledge M.H., Evaluation of the Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD) Assay for the detection of DNA damage and mutations. Mutat. Res., 521, Topcuoglu, S., Monitoring of radionuclides and heavy metals in Turkish Black Sea Coast, Bosphorus and Marmara Sea using mussel (Mytilus galloprovincialis) as a bioindicator. In: CIESM workshop, Ser., No: Ma X.L., Cowles D.L. and Carter R.L., Effect of pollution on genetic diversity in the bay mussel Mytilus galloprovincialis and the acorn barnacle Balanus glandula. Mar. Environ. Res., 50, Uzonur I., Abasiyanik M.F., Bostanci B., Eyidemir M., Ocba N., Yanik C. and Petek M., 2004a. Re-exploring planaria as a model organism for genotoxicity monitoring by an Improved Random Amplified Polymorphic DNA approach. Fres. Environ. Bull., 13, 12a, Uzonur I., Abasiyanik M.F., Cam S., Cobanli K., Elmas A., Erdogan H., Hizal S., Karabulut D.S., Ozdemir M., Yesil F.A. and Petek M., 2004b. A Preliminary report on target organ genotoxicity biomonitoring by an Improved Random Amplified Polymorphic DNA Assay. Fres. Environ. Bull. 13, 12a, Uzonur I., Genotoxicity monitoring with Improved RAPD Assay on Mytilus galloprovincialis as a model. PhD Dissertation, Istanbul University, Institute of Marine Sciences and Management, Physical Oceanography and Marine Biology Department, Istanbul. 7 - Welsh J. and McClelland M., Fingerprinting genomes using PCR with arbitrary primers. Nucl. Acids Res., 18,

223 TOPRAK SOLUCANLARININ FARKLI BAKIŞ AÇILARINDAN BĐR MODEL ORGANĐZMA OLARAK DEĞERLENDĐRĐLMESĐ EVALUATION OF EARTHWORMS AS A MODEL ORGANISM FROM DIFFERENT PERSPECTIVES Ahu Karademir *, Stephen Otieno Akech *, Talgat Sailov *, Murat Karakol*, Đsmail Dağdelen*, Duran Sakallı*, Irem Uzonur ** ÖZET Toprak solucanları karasal besin zincirinin temelindedir. Bu tip organizmaları anlamak toprak kirliliğinin potansiyel besin zincirine olan etkilerinin tahmini için gereklidir. Bu canlıların rejenerasyonu, topraktaki kimyasalların toprak solucanlarına geçişi ve gentoksisite değerlendirmeleri risk değerlendirme yöntemlerini desteklemek için gereklidir. Toprak solucanlarındaki zehirli maddelerin miktarını belirlemek için yapılacak olan testler bu konuda karasal risk değerlendirmesi için yararlıdır. Projemizde, toprak solucanlarını çevresel ve ekotoksikolojik farklı uygulamaları yönüyle değerlendiriyoruz. Bu çalışma biyolojik etkenler, antibiyotikler ve veterinerlik ürünleri gibi farklı kimyasalları değerlendirme açısından, bu canlıları temel alan farklı alanlardaki uygulamalara yönelik testlerin tanıtılması için faydalıdır. ABSTRACT Earthworms are at the basis of terrestrial food chains. Understanding different mechanisms in these organisms is therefore essential for prediction of potential food-chain effects of soil contamination. Models with different aspects such as regeneration of these organisms, uptake of chemicals from soil into earthworms and genotoxicity evaluations are needed to support risk assessment methods. Earthworm toxicity tests are useful tools for terrestrial risk assessment. In our project we evaluate earthworms from different ecotoxicological and environmental application aspects. This work is useful for introducing this organism based tests to different fields for assessing different chemicals, such as biological agents, antibiotics, and veterinary products. *Fatih University, Faculty of Arts and Sciences, Biology Department, 1st year student. **Fatih University, Faculty of Arts and Sciences, Biology Department, Assist. Prof. Dr. INTRODUCTION Soil is a dynamic and complex system functioning as habitat for microorganisms, flora, animals and humans. Nowadays contaminated soils are a major problem since they might lead to groundwater contamination and biomagnification of chemical compounds through food webs, with the final outcome of adverse human health effects. To assess soil quality and risk assessment, bioassays can be useful tools. Biological test methods integrate the effects of all bioavailable pollutants, including chemicals which cannot be detected by chemical analyses. Applied test organisms should be representatives of soil organisms typical for each soil habitat (1). 223

224 The routes of contaminant uptake for earthworms is via soil ingestion or dermal contact, which mean that earthworms are exposed directly to pollutants in soil. Two major issues in risk assessment are species representativeness and the availability of the toxicant in question. Different species represent various habitats, making it difficult to extrapolate results from a single species. Species may indeed react very differently to contaminants and that one species cannot be considered as always more sensitive than another. Earthworms have been chosen as test-organisms in ecotoxicological tests because they are common in a wide range of soils, representing 60-80% of the total soil animal/invertebrate biomass. by having chemoreceptors on their body surface, they can provide a high sensitivity to chemicals in soil (2, 3). An earthworm avoidance test has potential advantages for use in evaluation of hazardous waste sites. Because organisms often exhibit behavioral responses at lower levels of stress than those that acute toxicity tests are able to detect, avoidance tests could provide increased sensitivity to hazardous chemicals (5). Figure 1: Principles of the two different easily applicable avoidance response tests [six chamber test unit according to Stephenson et al. (1998), slightly modified, and dual test unit according to Hund-Rinke and Wiechering (2001)]. Hund-Rinke K, Wiechering H (2001): Earthworm Avoidance Test for Soil Assessment. JSS J Soils & Sediments 1, (Taken from these references, 2,3) 224

225 Earthworms that were introduced into glass containers staying on the top layer of the contaminated soil instead of moving into it, followed by worms dying a few days later. This can be interpreted as avoidance behavior, which supports the justification of behavioral tests. Laboratory experiments may not always be comparable to field observations. To understand such differences in toxicity, it is essential to understand the uptake mechanisms for such toxicants. In a model study, it was shown that for highly lipophilic compounds the primary uptake route is likely to be through the gut tissue (4). The avoidance response test not only has advantages in terms of the extrapolation of all effects to earthworm populations in the field, but also proves to be a more sensitive test method than the acute tests (4). Still, the earthworm avoidance response test has to be standardized. Standardization of an earthworm avoidance test requires further research on (i) the selection of suitable earthworm species and reference soils (standard soils versus uncontaminated field soils), (ii) defined test conditions (ph, water content, temperature), (iii) the arrangement of the different test substrates in test containers, and (iv) the migration behavior of earthworms within the test containers under laboratory conditions. References: 1. M. Schaefer, Assessing 2,4,6-trinitrotoluene (TNT)-contaminated soil using three different earthworm test methods, Ecotoxicology and Environmental Safety 57 (2004) Hund-Rinke, K., Wiechering, H., Earthworm avoidance test for soil assessment. J. Soils Sedim. 1, Stephenson, G.L., Kaushik, A., Kaushik, N.K., Solomon, K.R., Steele, T., Scroggins, R.P., Use of an avoidance-response test to assess the toxicity of contaminated soil to earthworms. In: Sheppard, S.C., et al. (Ed.), Advances in Earthworm Ecotoxicology. Setac Press, Pensacola, FL, pp Ecotoxicology and Environmental Safety 57 (2004) 1 3 Editorial Third International Workshop on Earthworm Ecotoxicology: Ecological, physiological, and physicochemical factors in earthworm ecotoxicology. 5. Yeardley Jr., Roger B., Lazorchak, James M., Gast, Laura C. The Potentıal Of An Earthworm Avoıdance Test For Evaluatıon Of Hazardous Waste Sites Environmental Toxicology and Chemistry, 15:9, ,

226 YERYÜZÜNDE YAŞAYAN CANLILARIN DAĞILIMININ YAPAY SĐNĐR AĞLARI ĐLE TESPĐT EDĐLMESĐ Elif Erdoğan 1 ve Bekir Karlık 2 ÖZET Yeryüzündeki canlıların dağılımlarının tespitinde, araştırılan bölgelerden elde edilen verilerden yola çıkılarak araştırma yapılmayan bölgeleri kapsayan tahminlerin yapılması önemli bir çevre problemidir. Zira, canlıların doğadaki konumlarını incelerken eskiden tüm alanların tek tek kontrolu yapılmaktaydı. Tüm bölgelerin incelenmesi her zaman mümkün olmadığı gibi gerek de yoktur. Genel yaklaşım, bölgelerin sadece belli bir kısmını inceleyip, diğer bölgeler için tahmini değerler üretmektir. Bunun için şimdiye kadar gerileme ve dayanıklılık gibi farklı yöntemler kullanılmaktaydı. Bu çalışmada ise, Đskoçya daki Grampian Bölgesi ndeki 1277 km 2 alan içerisinden taranarak deneysel olarak incelenmeyen bölgelerdeki Kızıl Geyik türünün var olup olmadığının tahmini için Yapay Sinir Ağları (YSA) ile kestirim gerçekleştirilmiştir. Daha sonra YSA ile elde edilen sonuçlar ile aynı sorunun çözümünde kullanılan diğer yöntemlerin sonuçlar karşılaştırılması yapılmıştır. ABSTRACT It is an important environment problem to determine the spatial distribution of living creatures in unexplored areas in the earth by estimating with the help of data from explored areas. Because, in the past, all areas had been controled one by one in order to examine the distribution of creatuers in nature. It is neither possible nor needed to examine all areas every time. The general approach is to produce estimated values for unexplored areas by examining some certain parts. To do this, two different methods had been used so far like regression and strength. In this study, an estimation was made by Neural Network to determine if red deers live in unexplored areas in an area of 1277 km 2 in Grampian Region in Scotland. The found results were compared with the other results which obtained from other methods used to solve the same problem. 1 Fatih Üniversitesi, Đstanbul Meslek Yüksek Okulu, Bilgisayar Teknolojileri ve Programlama Bölümü, 34500, Đstanbul 2 Fatih Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Bilgisayar Mühendisliği Bölümü, 34500, Đstanbul 226

227 1. GĐRĐŞ Yeryüzünde yaşayan canlıların coğrafik konumları, dağılımları ve yoğunlukları sürekli incelenmektedir. Yeryüzündeki canlıların dağılımların incelenmesinde verinin bir kısmından yola çıkılarak araştırılmayan bölgeleride kapsayan tahminler üretilir. Đncelenecek örnekte yeryüzü haritada 1 km 2 lik alanlara ayrılmıştır. Çevresel faktörlerin etkisi ve diğer komşu karelerin değerleri förmülize edilerek bilinmeyen kare için değerler üretilir. Bu araştırmada problemi YSA ile çözmeye çalıştık. Bilinen verileri kullanarak bilinmeyen/incelenmeyen bölgeler için formül ile hesaplama yaparak sonuca ulaşmak yerine yysa kullanarak değer ürettik. Sounçları karşılaştırdık. 2. CANLILARIN YERYÜZÜNDE DAĞILIMI Canlıların doğadaki konumlarını incelerken bilinen en eski yöntem tüm alanları tek tek kontrol edilmesidir. Tüm bölgelerin incelenmesi her zaman mümkün olmamaktadır, ya da tek tek incelenmesine gerek kalmamaktadır. Bölgelerin sadece belli bir kısmı incelenir diğer bölgeler için tahmini değerler üretilir. Bunun için farklı yöntemler kullanılmaktadır Gerileme Obsorne&Tiger(1992), araştırmalarında belli bir bölgeye bakarak lojistik gerilemeyi incelemişlerdir. Daha önceki bir çalışmada Aitchison s 1955 yılında kuşlalarla ilgili araştırma yapmıştı. Gerileme yönteminde daha önce araştırılmış bu bölge içinde herhangi bir yer alt bölge olarak seçilir. Seçilen alt bölgede daha önceki veri ile şimdiki veri karşılaştırılır. Aradaki fark; farkın oluşmasına sebeb olan etkenler ve dağılımın heterojen olmasına sebep olan çevresel faktörler göz önüne alınarak gerileme algoritması çıkarılır. Diğer alt bölgelere de gerileme algoritması uygulanarak tahmin yapılıp bölgenin haritası çıkartılır Dayanıklılık Başka bir yaklaşımda Högmander&Moller(1995) modelidir. Modellerinde bir türün dayanıklılığını fonksiyona dökmüşlerdir. Gözlem; haritada karelere ayrılan bölgelerde bu işi yürütecek birçok gönüllü ile sağlanmıştır. Modellerinde diğer değişkenler dikkate alınmaz türlerin homojen dağıldığı düşünülür, komşuluk ilişkilerinden yola çıkılarak bir karedeki bilgi elde edilebilir Otolojistik Model N.H Augustin, M.A. Muddstlone & S.T Buckland(1996) otolojistik modelin kurucularıdır. 1) Bitkilerin ve hayvanların yeryüzündeki dağılımının incelemesinde, araştırılmayan bölgeleride kapsayan tahminler üreten yeni metodlar gelistirilmiştir. 2) Araştırmalarda, yeryüzü harita üzerinde bölgelere ayrılır. Her bir bögede inceleme yapılan türün var olup olmadığına bakılır. Đncelenen türle ilgili değişkenler (iklim, yeryüzü şekli vs...) dikkate alınır. 3) Çok dolaylı olan değişkenler veya incelenen tür sürü şeklinde yaşıyorsa bu değişkenler göze alınmaz. 4) Bunlarla beraber, haritada karelere ayrılan bölgeler, birbiriyle yüksek ilişkilidir. Yani bir bölgedeki veri, komşularından bağımsız düşünülemez. Komşuluk ilişkilerine dayanarak geliştirilen bu modele Otolojistic Model (Autologistic Model) denir. 227

228 Bu modelde yeryüzündeki kızıl geyiklerin dağılımı ile ilgili çalışma yapılmıştır. Buckland&Elston(1993) araştırmalarında kızıl geyiği kullanmışlardı ve bu dökümanda RedDeerCommission tarafından kayıtlı olan verilerden yararlanılmıştır. Đskoçyadaki Grampian Bölgesi 1277 kilometrekareye ayrılmıştır.( Dökümanda her 1 kilometrekareye kısaca kare diyeceğiz). Sadece 190 karede geyik vardır. Bölge genelde bozkırlardan oluşur. Bölgenin, bozkır olması, çamlık bölge olması yada bataklık bölge olması göz önünde bulundurulması gereken çevresel bir değişkendir. Bölgenin geometrik konumuda bir değişkendir. Komşu kareler benzer koşullar gösterme eğilimindedirler. Bir karedeki verinin çevresindeki karelerden bağımsız olduğu düşünülemez. Aralarında yüksek korelasyon(ilişki) vardır. Otolojistik modelde komşu karelerin durumları ve çevresel degişkenler dikkate alınarak incelenen kare için veri üretilir. Bilinmeyen karede veri üretilebilmesi için komşu karelerin hepsinin veya bazılarının bilinmesi gerekir. Komşuluk ilişkileri bilinmiyorsa bu yöntem kullanılamaz. Eldeki değişkenler tüm şartları yansıtmıyorsa, modeldeki hesap ve gözlem arasındaki fark uzaysal otokorelasyonu sergiler. Uzaysal otokorelasyon içeren modelleri kullanarak dağılımı gösteren tecrübeye dayalı modellerde daha az degişken kullanabilir. Dağılıma gerçekten etki eden tesiri olan değişkenleri elde edilir. Örneğin bir değişken korelasyon üzerinde farklılık oluşturmuyorsa demek ki bu değişkenin formülde kullanılmasına gerek yoktur. Bu şekilde otokorelasyona bakarak değişkenler azaltılabilir yada sonuca yaklaşamıyorsak değişkenlerimizde eksiklik vardır. Kızıl geyik örneğinde tüm kareler ziyaret edilmiş olup tüm veriler bilinmektedir adet kareden sadece %20 sini kullanılmışır. Otolojistik model ile haritanın geri kalan kısmı %80 lik bolge için otolojistik model ile veri üretilecelir. Gerçek harita ile üretilen harita karşılaştırıp sonuca ne kadar yaklaşıldığı anlaşılabilir.verilerde geyik olan kareye 1 olmayan kareye 0 degerini verilir. Bu şekilde bir oluşturulan hariya 1/0 var/yok haritası olarak adlandırılır Otolojistik Modelde Formüller Y i çıkış değişkeninin değeri bölgede geyik varsa 1 aksi taktirde 0 değerini alır. Geyiğin varolma olasılığı p i iklim ve diğer bazı habitat değişkenlerine bağlıdır. Ek olarak komşu karelerdeki 1/0 bilgisine bağlı olması beklenir. Otolojistik modelin başlangıç noktası olarak 5 değişken içeren Buckland&Elston(1993) modeli kullanılmıştır. Altitude : denizden yükseklik. Mires: Batak Pine : Çam Bu Model %20 lik bir alana adım adım uygulanacaktır. 228

229 Eşitliğe otocov olarak nitelendirilen otokorelasyonuda eklersek: Üniversite Öğrencileri 2. Çevre Sorunları Kongresi Mayıs 2007 autocov i yerine, (eşitlik 1) k i değişkenleri üzerinde çalışılan karenin komşularının temsil eder. Ağırlık w ij = 1/h ij olup i ve j kareleri arasındaki uzaklığı temil eder. Basitçe k i = 4 ise, 4 komşuluğu varsa: * * y i * * k i = 8 ise, 8 komşuluğu varsa: * * * * y i * * * * Bu grubun boyutu ilişkili olduğu düşünülen karelere kadar artırılabilir. Otolojistik modelde komşu karelerin durumu 1/0 bilgisi bilindiği zaman tahmin yapılabilir. Aşağıdaki şekillde gerçek veri ile otolojistik modelle %20 si bilinen veriden yola çıkılarak 1/0 haritası oluşturulmuştur. Otolojistik model ile ile üretilen veri ile gerçek veriyi karşılaştırılabilir. 229

230 Sekil 1. a)otolojistik model kullanılarak %20 lik veriden %80 içinde tahmini değerler üretilmesi ile oluşan harita 3. YSA(YAPAY SĐNĐR AĞLARI) NEDĐR? YSA, biyolojik sinir ağlarından esinlenerek modellenen bir bilgi işleme sistemidir. YSA, biyolojik sinir ağlarının bilinen temel birkaç özelliğini (öğrenme kabiliyeti gibi) benzetmek (simulation) üzere geliştirilmiştir. Birtakım özellikler ise nörofizyolojik yaklaşımlar yerine mühendislik yaklaşımı ile geliştirilmektedir. Bir YSA nın yapısını belirleyen bazı faktörler vardır. Yapay nöronlar veya mühendislik deyişiyle işlem elemanları, sinir ağının yapısal dağılış şekli, ağın sahip olduğu öğrenme kuralı ve stratejisi bunların başında gelir. YSA mimarilerinin çeşitliliğine rağmen, benzer kısımlardan oluşurlar. Bir sinir ağının genel formunda, nörona benzeyen birime işlem elemanı denilmektedir. Ağ, bu elemanların bir araya gelmeleriyle meydana gelmektedir. Bu elemanlar genellikle tamamen veya kısmen bağlı sıralı katmanlar şeklinde düzenlenmişlerdir. YSA yaklaşımının temel düşüncesiyle, insan beyninin fonksiyonları arasında benzerlik vardır. Bu yüzden YSA sistemine insan beyninin modeli denilebilir. YSA çevre şartlarına göre davranışlarını şekilleyebilir. Girişler ve istenen çıkışların sisteme verilmesi ile kendisini farklı cevaplar verebilecek şekilde ayarlayabilir. 4. YERYÜZÜNDE YAŞAYAN CANLILARIN DAĞILIMLARININ TESPĐTĐNDE YSA KULLANILMASI 4.1. Problemin Tespiti Yeryüzünde canlıların yerlerini tespit etmek için tüm bölgeleri taranması yerine sadece belli bir bölge taranmıştır. Diğer bölgeler için tahminler üretilecektir. Kızıl geyik örneğinde bölgenin %80 lik verisinden yola çıkılarak, %20 lik tahmini veriyi oluşturmak için otolojistik model förmülleri yerine YSA kullanılacaktır Açıklama Bu çalışmada YSA parametreleri olarak 2 giriş ve 1 çıkış olmak üzere 3 parametre kullanılacaktır. Giriş değerleri incelenen bölgenin koordinat bilgileridir. Çıkış değeri ise incelenen bölgede inceleme yapılan türün var olup olmadığı, yani 1/0 bilgisidir Kullanılan YSA Yapısı Problem çözümü için Backpropogation algoritması kullanılmıştır. Girişlerimiz sadece haritanın koordinat bilgileridir. Çıkışımız ise o bölgede geyiğin var olup olmadığı; 1/0 bilgisidir. 4.4 Sonuç Problemin çözümde Matlab ortamında çalışılmıştır. En iyi sonuça ulaşabilmek için farklı katmanlarda ağ tipleri kullanılmıştır. 230

231 4.4.1 Faklı Katmanlarda Ağ Çözümleri 2 layer kullanıldığı durumda doğru bir sonuç elde edilememiştir. 100 iterasyon kullanılmasına rağmen ağ 12 iterasyondan sonra ilerleyememiştir. Şekil1 de de görüleceği gibi iki farlı sonuç içinde aynı değeri üretmiştir. Kullanılan YSA Tipi: feed-forward backprop Layer Sayısı:2 Layerdaki nöronlar: 1. layerda 2 nöron 2. layerda 1 nöron Transfer Fonksiyyonu:Tansig Đterasyon sayısı:100 X1 X2 Y Y Sonuc : Network uygun sonuclar vermiyor. Sekil 2. 2 layer kullanılan ağda test sonuçlarında doğru veri elde edilememiştir. Kullanılan YSA Tipi: feed-forward backprop Layer Sayısı:3 Layerdaki nöronlar: 1. layerda 2 nöron 2. layerda 1 nöron Transfer Fonksiyyonu:Tansig Đterasyon sayısı:1000 Test sonuçları X1 X2 Y Y Şekil 3 4 katmanlı ağda sonuca yaklaşılmıştır. 231