ÇÖZÜNMÜŞ OKSİJEN DENEYİ

Transkript

1 ÇÖZÜNMÜŞ OKSİJEN DENEYİ GENEL BĠLGĠLER Doğal sular ve atıksulardaki çözünmüģ oksijen (ÇO) seviyeleri su ortamındaki fiziksel, kimyasal ve biyokimyasal aktivitelere bağımlıdır. ÇözünmüĢ oksijen analizi, su kirlenmesi kontrol faaliyetlerinde ve atıksu arıtma tesislerinin kontrolunda uygulanmaktadır. ÇözünmüĢ oksijen tayininde genelde iki metot yaygın olarak kullanılır: a) Winkler veya iyodometrik metot ve onun modifikasyonları, b) Membran elektrotları kullanan elektrometrik metot Ġyodometrik metod çözünmüģ oksijenin oksitleme özelliğine dayanan titrimetrik bir iģlemdir. Buna karģılık membran elektrot metodu moleküler oksijenin membrana karģı difüzyon hızına dayanan bir yöntemdir. Metot seçimi istenen hassasiyet derecesine, mevcut giriģimlere ve laboratuvar imkanlarına göre yapılır. ĠYODOMETRĠK METOT (Winkler Metodu) GENEL ESAS Metot iki değerlikli mangan ve kuvvetli alkali ilavesi esasına dayanır. Bunun için ortama MnSO 4, NaOH ve KI ilave edilir. ÇözünmüĢ oksijen Mangan hidroksit Mn(OH) 2 çökeltisini daha büyük bir yükseltgenme basamağına (+4 değerli hale) MnO 2 bileliğine okside eder. Ġyodür iyonları varlığında asitlendirme ile yükseltgenmiģ Mn +4 tekrar iki değerlikli hale Mn +2 döner ve çözeltinin çözünmüģ oksijenine eģdeğer miktarda iyot açığa çıkar. Açığa çıkan iyot, niģasta indikatörlüğünde standart tiyosülfat ile titre edilerek su numunesinin çözünmüģ oksijen konsantrasyonu belirlenir. + O 2 = MnO 2 (Alkali ortamda O 2 varlığında,toprak renkli) + O 2 = Mn(OH) 2 (Alkali ortamda O 2 yokluğunda, beyaz renkli) MnO 2 +2 I - = Mn +2 + I 2 (Asidik ortamda) 2S 2 O = 3 + I 2 = S 4 O = I - Mn +2 Mn +2 GĠRĠġĠM Bazı oksidasyon vasıtalarının mevcudiyetinde iyodürden iyot açığa çıkar (pozitif giriģim). Bazı indirgeyici vasıtaların mevcutiyetinde de iyot iyodüre indirgenir (negatif giriģim). Bazı organik maddeler okside olmuģ MnO 2 çökeltisinin çökmesine mani olup niģasta indikatörü ile iyodometrik titrasyonda son noktayı donuklaģtırarak deneye zarar verirler. GiriĢim yapıcı maddelerin etkisini minimuma indirmek için iyodometrik metodun çeģitli modifikasyonları geliģtirilmiģtir: a. Winkler Azid modifikasyonu, b. Permanganat modifikasyonu, c. Alüm Flokulasyon modifikasyonu, d. Bakır sülfat-sülfamik asit flokulasyon modifikasyonu. Winkler azid modifikasyonu, biyolojik olarak muamele görmüģ akan sularda ve inkübe edilmiģ BOĠ numunelerinde çok yaygın bir giriģim yapıcı madde olan NO 2 - ' in sebep olduğu zararları etkili bir Ģekilde yok eder. Permanganat modifikasyonu, Fe +2 mevcudiyetinde kullanılır. Numune 5 mg/l veya daha fazla Fe +3 iyonu ihtiva ediyorsa, Winkler azit modifikasyonunda ilk önce veya Fe +2 iyonları için Permanganat muamelesinden sonra KF ilave edilir. Diğer bir alternatif olarak asitleģtirme iģlemi

2 için H 2 SO 4 yerine % 85-87'lik H 3 PO 4 kullanılarak da Fe+3 iyonları uzaklaģtırılabilir. Bu uygulama 20 mg/l'nin üstündeki Fe+3 konsantrasyonları için uygulanamaz. Alüm flokulasyon modifikasyonu, giriģime sebep olan askıda katıların mevcudiyetinde kullanılır. Bakır sülfat-sülfamik asit modifikasyonu aktif çamur karıģımları gibi biyolojik floklar için kullanılır. NUMUNE ALMA Numune alınmasında en çok dikkat edilecek Ģey havanın çıkıģı ile çözünmüģ oksijen seviyesinin doygunluk değeri altına düģmesidir. Bu olay yanlıģ sonuçlara sebep olur. Özel numune ĢiĢeleri kullanılır. Bu ĢiĢeler ve numune alma yöntemi standartlaģtırılmıģtır. Numune, ĢiĢelere doldurulurken hava ile temasına izin verilmemelidir. Numuneler araziden alınıyorsa, hemen analiz edilmeli; aksi takdirde oksijen sabitleģtirilmelidir. Bunun için BOĠ ĢiĢesi içine 0.7 ml konsantre H 2 SO 4 ve 1 ml NaN 3 - sodyum azid- çözeltisi (2 gr NaN 3 /100 ml distile su) ilavesi yapılarak 4-8 saatlik bir ön koruma yapılır. DENEYSEL METOD ARAÇ ve GEREÇLER a. Büret (tercihan otomatik ve ince ayarlı) b. BOĠ ĢiĢeleri (250 veya 300 ml'lik, Ģilifli, numaralı) veya cam kapaklı erlenler c. 250 ml'lik erlenler d. Mezürler ( ml'lik) REAKTĠFLER 1. Mangan Sülfat Çözeltisi : 48O gr MnSO4.4H2O veya 4OO gr MnSO4.2H2O veya 364 gr MnSO4.H2O distile suda çözülür, süzülür ve litreye tamamlanır. Bu çözelti asitlendirilmiģ KI ile karıģtırıldığında niģasta ile renk vermemelidir. 2. Alkali-iyodür-azid Reaktifi: 5OO gr NaOH (veya 7OO gr KOH) ve 135 gr NaI (veya 15O gr KI) damıtık suda çözülerek litreye tamamlanır. Bu çözeltiye 1O gr NaN3'ün 40ml distile suda çözünmüģ çözeltisi ilave edilir. Bu reaktif seyreltildiği ve asitlendirildiği zaman niģasta ile renk vermemelidir. 3. Sülfürik Asit Çözeltisi: DeriĢik, yaklaģık 36N, 1ml'si 3ml alkali-iyodür reaktifine eģdeğerdir. 4. NiĢasta Çözeltisi: 5gr çözünebilen niģasta, kaynamakta olan 8OO ml suda karıģtırılarak çözülür ve litreye tamamlanır. Bir kaç dakika daha kaynatılır. 1 gece bekletilerek üstteki berrak kısım alınır. Bu çözelti litresine 1.25gr salisilik asit veya bir iki damla toluen ilavesiyle korunur. 5. Standart Sodyum Tiyosülfat Çözeltisi, N : gr Sodyum tiyosülfat (Na2SO3.5H2O) distile suda çözülür. 1.5 ml 6 N NaOH veya 0.4 gr katı NaOH ilav edilir ve litreye tamamlanır. 6. Stantart Potasyum Bi-iyodat Çözeltisi, 0.025N : mg Potasyum biiyodat -KH(IO3)2- distile suda çözülerek litreye tamamlanır. Standardizasyon: YaklaĢık olarak 2kg KI, ml distile su içeren erlenmayerde çözülür. 1ml 6N H 2 SO 4 veya birkaç damla deriģik H 2 SO 4 ve 20ml standart bi-iyodat çözeltisi ilave edilir. 200ml'ye seyreltilir ve açığa çıkan iyot, tiyosülfat reaktifi ile titre edilir. Titrasyondan önce çözeltiye niģasta katılır. Çözeltinin rengi hafif sarımtrak renge dönene kadar titrasyona devam edilir. Çözeltiler, eģdeğer

3 Ģiddette olduklarında 20ml 0.025N Na 2 S 2 O 3 gereklidir. Eğer değilse Na 2 S 2 O 3 çözeltisi 0.025N'e ayarlanmalıdır. DENEYĠN YAPILIġI : a) Hava almayacak Ģekilde kapatılmıģ olan ml'lik BOĠ ĢiĢesi açılarak önce 1 ml MnSO4 çözeltisi ve bunu takiben 1 ml alkali-iyodür-azid reaktifi pipet ĢiĢeye daldırılmadan ilave edilir. b) ĢiĢe kapatılarak en az 15 defa ters yüz edilerek karıģtırılır ve yeterli miktarda (en az 100 ml) çökelek oluģup üstte berrak bir çözelti meydana gelinceye kadar bekletilir (deniz suyu ile çalıģırken en az 2 dakika ters yüz edilerek temas sağlanmalıdır). c) Çökelek oluģtuğunda ĢiĢenin kapağı açılarak 1 ml H2SO4 ilave edilir ve ĢiĢenin ağzı kapatılarak oluģan çökelek tamamen çözünene kadar ters yüz edilerek karıģtırılır. d) Çökelek tamamen çözüldükten sonra ĢiĢeden 2OO ml ölçülerek bir erlene alınır. 200 ml orjinal numune hacmine karģılık gelecek Ģekilde reaktifler için düzeltme yapılarak titrasyon için 201 ml numune hacmi alınır (1 ml MnSO4, 1ml alkali-iyodür- azid reaktifi olmak üzere toplam 2 ml reaktif konur). Böylece alınacak numune hacmi (200x300)/(300-2)= 201 ml olarak bulunur. ÖNEMLĠ NOT: 200 ml numune alıp bir değer elde etmek yerine 100 ml'lik üç adet numune alınarak bunlar için harcanan titrantın ortalaması alınarak deney daha doğru ve hassas Ģekilde yapılabilir. e) Erlene alınan çözelti O.O25 N sodyum tiyosülfat çözeltisi ile açık sarı renge kadar titre edilir. f) Daha sonra iki damla (1-2 ml) taze hazırlanmıģ niģasta çözeltisi ilave edilir ve oluģan mavi renk kayboluncaya (renksiz hal alıncaya) kadar titrasyona devam edilir. g) 200ml numune için harcanan sodyum tiyosülfat miktarı, mg/lt cinsinden çözünmüģ oksijen değerine eģittir. (1 ml O.O25 N Na2S2O3.5H2O = 1 mg/lt Çöz. Oks.) HESAPLAMA : a. Kullanılan numune miktarı 200ml'ye eģit olduğunda N sodyum tiyosülfatın ml.si 0.2mg Çöz.Oks.'e eģdeğer olduğundan kullanılan her 1 ml sodyum tiyosülfat, 1 mg/l ÇözünmüĢ Oksijene eģdeğer olur. Eğer 100ml'lik numunede çalıģılırsa harcanan tiyosülfatın iki katı, mg/l olarak ÇözünmüĢ Oksijene eģdeğerdir. b. Eğer neticeler ml O 2 /L olarak isteniyorsa, mg/l çözünmüģ oksijen değeri 0.70 faktörü ile çarpılarak O o C ve 760 mmhg (101.3 kpa) basınç için düzeltme yapılır.

4 KİMYASAL OKSİJEN İHTİYACI (KOİ) TANIM VE GENEL BĠLGĠLER: Bir suyun veya atıksuyun içerisindeki organik maddelerin kimyasal olarak oksitlenebilmesi için gerekli olan oksijen miktarının eģdeger ölçüsüne Kimyasal Oksijen Ġhtiyacı (KOI) denir. Bir suyun KOĠ mıktarının tesbiti için, organik maddelerin oksidasyonu sırasında harcanan oksijen miktarı belirlenir. Bir suya ait KOĠ tayini sonucu, BOĠ'den farklı olarak biyolojik yollarla ayrıģmayan bazı maddeleri de içerebilir. Bu metot tüm organik maddelerin kuvvetli oksitleyici maddelerle asidik ortamda oksitlenebilecekleri esasına dayanmaktadır. KOĠ, nehir ve endüstriyel atıkların incelenmesi çalıģmalarında önemli ve çabuk sonuç veren bir parametredir. Atıkların toksik madde içermemesi ve sadece kolaylıkla ayrıģabilecek organik maddeleri içermesi halinde bulunan KOĠ yaklaģık olarak nihai karbonlu BOĠ değerine eģit çıkar. ÖLÇÜM ESASLARI: Bir numune geri soğutucu altında % 5O sülfürik asitli ve gümüģ katalizli bir ortamda kaynatılarak organik maddelerin ayrıģması sağlanır. Bu iģlemler esnasında indirgenen dikromatın geriye kalan miktarı ölçülür. Yükseltgenme sonucu karbonlu organik maddeler karbondioksit (CO 2 ) ve suya, azotlu organik maddeler ise amonyağa (NH 3 ) dönüģür. Organik maddenin dikromatla (Cr 2 O 7-2 ) yükseltgenmesi reaksiyonu; C n H a O b N c dcr O (8d c)h nco 2 a 8d 2 3c H O 2 cnh 4 3 2dCr Burada Örnek: d C H O n 3 a 6 b 3 4Cr O c 2 32H 6CO 2 22H O 2 3 8Cr reaksiyon denklemine uygun olarak %95 - %98 verimle meydana gelir. Reaksiyonda belli fakat fazla bir miktar dikromat kullanılır ve reaksiyondan geriye kalan dikromat Demir Amonyum Sülfat (DAS) - Fe(NH 4 ) 2 (SO 4 ) 2 ile titre edilerek tayin edilir. Organik maddenin yükseltgenmesinde harcanan dikromat kantitatif olarak tayin edilir. Dikromat fazlasının demir amonyum sülfatla titrasyonu ferroin indikatörüne karģı yapılır. Ortamda Cr+6 kalmadığında ilk damla demir amonyum sülfattaki Fe+2 iyonları, ferroinle, koyu kırmızı bir renk verir. Cr 6 Fe 2 Fe 3 Cr 3 DENEY METOTLARI: Açık Reflux Metodu atıkların fazla bulunduğu büyük hacimdeki sularda daha rahat uygulanır. Kapalı Reflux Titrimetrik ve Kapalı Reflux Kolorimetrik Metodlar ise çok ekonomik olan metal tuzları ile uygulanır. Ancak numune içerisindeki askıdaki katıların değerlerinin homojen olması gerekir. GĠRĠġĠM Düz zincirli alifatik bileģikler, aromatik hidrakarbonlar ve piridin belli bir seviyeye kadar okside edilemez. Ancak düz zincirli bileģikler, ortama gümüģ sülfat katalizör olarak ilave edildiğinde kuvvetli bir Ģekilde oksitlenebilirler. Bununla beraber gümüģ sülfat klorür, bromür veya iyodür ile reaksiyona girerek çökelek verir ve deney süresince oksitlenerek doğabilecek hataları ortadan

5 kaldırır. Ortamda bulunan klorür hem Ag+'ü çöktürmesi hem de dikromat ile redoks reaksiyonuna girmesinden dolayı giriģim yapar. Bunu önlemek için ortama HgSO4 bileģiği ilave edip klorür iyonu ile kompleks oluģturulur. Kirli sularda nitrit konsantrasyonu yaklaģık 1-2 mg/lt seviyesinde olduğundan KOĠ deneyinde giriģime sebep olabilir ancak bu çok önemli değildir. OluĢabilecek giriģimi engellemek için mg nitrit baģına 1O mg sülfamik asit (NH2SO3H) ilave edilmelidir. NUMUNE ALMA VE KORUMA : Bozunabilecek numunelerin analizi vakit kaybedilmeden yapılmalıdır. Numunelere 2 ml/lt deriģik H2SO4 eklenerek 7 gün korunabilir. Çökebilen katı madde var ise numuneler blender den geçirilerek homojenliği sağlanır. DENEYSEL METOT ARAÇ VE GEREÇLER: *. Geri Soğutma Düzeni: 24/4O boyunlu 25O veya 5OO ml Ģilifli erlen, 24/4O boyunlu 3OO mm'lik Ģilifli soğutucudan oluģur. ġilifli erlen, elektrikli ısıtıcı (en az 1,4 W/cm2) üzerine konur. Soğutucu bu erlen üzerine dikey olarak yerleģtirilir. REAKTĠFLER (AYRAÇLAR): a) Standart Potasyum Dikromat Çözeltisi (0.0417M) : Önceden 2 saat süreyle 103ºC de kurutulmuģ, gr K 2 Cr 2 O 7 distile suda çözülür ve 1000ml'ye seyreltilir. b) Sülfirik Asit Reaktifi: 1 kg deriģik sülfirik asit çözelti- sine kristal veya toz halinde 5.5 gr Ag 2 SO 4 ilave edilerek çözülür. GümüĢ sülfatın asit içerisinde tamamen çözünmesi için 1-2 gün bekletilmesi gerekir. c) Ferroin Ġndikatör Çözeltisi: gr fenantrolin monohidrat ve 695 mg FeSO 4 7H 2 O distile suda çözülür ve 100 ml'ye tamamlanır. d) Standart Demir Amonyum Sülfat (DAS) Çözeltisi, (O.25M):98gr (DAS) Fe(NH 4 ) 2 (SO 4 ) 2 6H 2 O destile suda çözülür. Çalkalayarak azar azar 2O ml deriģik sülfirik asit eklenir, soğutulur ve 1OOO ml'ye tamamlanır. Bu çözelti kullanıldığı hergün standart dikromat çözeltisine karģı aģağıdaki Ģekilde ayarlanmalıdır: Standardizasyon: 10 ml standart K 2 Cr 2 O 7 çözeltisi 100ml'ye tamamlanır. Üzerine 30 ml deriģik H 2 SO 4 ilave edilip soğumaya bırakılır. Demir amonyum sülfat ile ml (2-3 damla) ferroin indikatörü kullanılarak titre edilir. DAS (Molarite) Harcanan(ml)0.0417M K2Cr2O7 Titrasyon İçin Kullanılan Fe(NH ) (SO ) 2 e) Civa Sülfat: HgSO4, kristal veya toz halinde. f) Sülfamik Asit: NH2SO3H, nitrit giriģimi olduğu zaman numune hacmi içine her 1 mg NO2--N için 1O mg sülfamik asit ilave edilir. DENEYĠN YAPILIġI : Numune iyice karıģtırılarak 2O ml'si bir pipet yardımı ile 25O ml'lik Ģilifli bir erlene aktarılır. Numunedeki KOĠ nin yüksek olduğu tahmin ediliyorsa, daha az bir hacım alınarak distile su ile 2O ml'ye tamamlanır. Çok yüksek seyreltmelerde balon joje kullanılır. Erlene birkaç kaynama taģı-, 0.4 gr Civa Sülfat (HgSO 4 ) konur. Erlen musluk altında çalkalanarak soğutulurken 5 ml gümüģlü

6 sülfürik asit Ag 2 SO 4 - H 2 SO 4 ilave edilir. Burada civa sülfatın tamamı çözülmelidir. Pipetle 10 ml standart dikromat çözeltisi konur ve karıģtırılır. Daha sonra erlen soğutucuya takılır, soğutma suyu açılır. Soğutucunun üst ağzından 25 ml gümüģlü sülfürik asit reaktifi yavaģça boģaltılır, bu arada erlende sürekli çalkalanır. Soğutucunun tepesine ters çevrilmiģ bir beher kapatılır. Isıtıcı açılır, kademeli olarak 5 dakikada en yükseğe getirilir. Erlenin içindekiler geri soğutma altında 2 saat süreyle kaynatılır. Reaksiyonlar sırasında soğutma suyu çıkıģı fazla ısınmıģsa ısıtıcı kapatılarak kaynamanın tamamen durması sağlanır. Az bir miktar su ile soğutucunun içi ve Ģilifi erlenin içine yıkanır. Erlene 60 ml kadar distile su konur, ağzına bir beher kapatılarak oda sıcaklığına soğutulur ve 2-3 damla ferroin indikatörü konur. Standart demir amonyum sülfat (DAS) çözeltisi ile maviyeģilden kırmızımsı kahverengi renge kadar titre edilir. DĠKKAT: Daha evvel belirtildiği gibi standart demir amonyum sülfat çözeltisi kullanıldığı gün mutlaka standart bikromat çözeltisine göre ayarlanmalıdır. ġahġt: Ģahit olarak numuneler dıģında bir erlene 2O ml distile su alınır ve içine reaktifler konularak hazırlanır ve yukarıdaki bütün iģlemlerden geçirilir. HESAPLAMA: Burada; KOİ A B M 8000 C A: Ģahidin demir amonyum sülfat sarfiyatı (ml), B: Numunenin demir amonyum sülfat sarfiyatı (ml), M: Demir amonyum sülfat çözeltisinin molaritesi. C: Numune miktarı (ml). HOCH ISITMA BLOKLA KOĠ TESBĠTĠ METOD : Bu metot KOĠ kapasitesi mg/lt arasında değiģen bir standart için kimyasal oksijen ihtiyacının tesbitini tarif eder. Okside olmuģ standartların rengini ölçmekle, (renk artan KOĠ değerlerinde portakal renginden yeģile değiģecek) bilinmeyen numuneler içinde kullanılabilen bir kalibrasyon eğrisi hazırlamak mümkündür. Alternatif olarak titrimetrik analiz yapılabilir. DENEYSEL METOT REAKTĠFLER 1. Sülfürik Asit Reaktifi: 1kg deriģik sülfürik asit çözeltisine 5.5 gr Ag2SO4 ilave edilerek çözülür. GümüĢ sülfatın asit içerisinde tamamen çözünmesi için 2 gün bekletilmesi gerekir. 2. Standart Demir Amonyum Sülfat Çözeltisi (0.1M): 39.2gr Fe(NH 4 )2(SO 4 )2 6H 2 O bir miktar distile suda çözülür 20ml konsantre H 2 SO 4 ilave edilir, soğutulur ve distile su ile 1lt'ye tamamlanır. 3. Ferroin indikatörü : 1,485 gr 1,10 fenantrolin H 2 O + 695mgr FeSO 4 7H 2 O distile su ile 100ml'ye tamamlanır.

7 4. Standart Potasyum Dikromat Çözeltisi (0.0167M): 500 ml distile suya, önceden 103ºC'de 2saat kurutulmuģ K 2 Cr 2 O 7 'dan 4.913gr, 167ml konsantre H 2 SO 4 ve 33.3gr HgSO 4 ilave edilerek çözülür ve oda sıcaklığına soğutulur. Daha sonra 1lt'ye tamamlanır. ARAÇ VE GEREÇLER : Hoch ısıtma bloku ve tahrip etme tüpleri 615 nm. de ölçümler için spektrofotometre DENEYĠN YAPILIġI : KOĠ tüpleri ve kapakları %20'lik H 2 SO 4 ile kirliliği önlemek için yıkanır. AĢağıdaki tabloya göre numune ve reaktif hacimleri belirlenir: Tüp Tipi Numune Hacmi (ml) Parçalama Çöz. Hacmi (ml) Sülfirik Asit Reaktifi (ml) Toplam Hacim (ml) Kültür Tüpleri mm mm mm Standart 10 ml Ampuller Tahrip etme tüpüne 3,5 ml H2SO4 ilave edilir. Hafifçe sallanır ve 1.5ml 0,25N K 2 Cr 2 O 7 çözeltisi ilave edilir. KarıĢtırıldıktan sonra 2.5ml numune veya 2.5ml'ye seyreltilmiģ numune ilave edilip tüpün kapağı derhal kapatılır. Tüpün içerisindekiler karıģtırılır fakat kesinlikle ters çevrilmez. Tüp 150ºC'de ön ısıtıcı bloklara yerleģtirilir. KarıĢımın reaksiyona girmesi için 2 saat bekletilir. Çıkarılıp oda sıcaklığına kadar soğuması beklenir. 615 nm'de absorplanma değeri okunur veya muhteva Demir Amonyum Sülfat (DAS) ile titre edilir. DönüĢüm noktasını belirlemek için 2 damla ferroin indikatörü ilave edilir. HESAPLAMA : Spektrofotometre ile ölçüm yapıldığında : y Ax B Burada, y: mg/lt KOĠ x: Absorbans değeri A,B: Kalibrasyon Doğrusu Katsayılar Titrimetrik Metodla deney yapıldığında KOİ(mg / l) (A B) M 8000 numune(ml) Burada A: Ģahidin demir amonyum sülfat sarfiyatı B: Numunenin demir amonyum sülfat sarfiyatı M: Demir amonyum sülfat çözeltisinin molaritesi.

8 BİYOKİMYASAL OKSİJEN İHTİYACI (BOİ 5 ) ANLAM VE ÖNEMĠ Atıksularda mevcut ölçüm teknikleri ile saptanamayacak miktarda ve değiģik konsantrasyonlarda organik maddeler bulunur. Bunları teker teker ölçmek yerine, BOĠ deneyi ile, aerobik ortamda biyokimyasal yollarla ayrıģmaları sonucunda ihtiyaç duydukları oksijen miktarı saptanır ve bu miktar kollektif bir parametre olarak kullanılır. Yani burada, organik maddeyi ölçmek yerine tüketilen oksijen konsantrasyonunu saptamak yoluna gidilmektedir. Bu nedenle Çevre Mühendisliğinde BOĠ kavramı en yaygın olarak su kaynaklarının kirlenme derecelerinin belirlenmesi, atıkların kirletme potansiyelinin saptanması ile arıtma sistemlerinin tasarımı, iģletilmesi ve verimliliğinin belirlenmesinde kullanılır. ÖLÇÜM ESASLARI : BOĠ'nin tayini için, organik maddelerin biyokimyasal oksitlenmesi sırasında kullanılan çözünmüģ oksijenin ölçülmesi gerekir. Anlamlı sonuçların elde edilmesi için organik madde ihtiva eden su numunesinin özel olarak hazırlanmıģ bir seyreltme suyu ile karıģtırılması gerekir. Su numunesinin kƒfi miktarda saprofitik bakteri ihtiva etmemesi halinde seyreltme suyuna bakteri aģılanmalıdır. Böylece su numunesinin sabit bir sıcaklıkta (20ºC), belirli bir süre (5 gün) muhafazası -yani inkibasyonu- sırasında yeterli oksijen ile besi maddeleri ve bakterilerin bir arada bulunması sağlanmıģ olur. Eğer bir kullanılmıģ su numunesi söz konusu ise, bunun içinde zaten bol miktarda mikroorganizma mevcut olduğundan, seyreltme suyunun mikroorganizma ile aģılanmasına gerek yoktur. Sonuç olarak bir su numunesinin biyokimyasal oksijen ihtiyacı, sadece organik maddenin kısıtlı olduğu ve atmosferden oksijen alamayacağı koģullarda, karanlıkta ve 20øC sabit sıcaklıkta, 5 gün süre ile bekletilen bir miktar numunenin, karbonlu organik maddelerin yükseltgenmesinden dolayı baģlangıçta bilinen çözünmüģ oksijen konsantrasyonu değerinde meydana gelen azalma miktarına eģittir. Standart BOĠ deneyinde aģağıdaki koģullar sağlanmalıdır: a) Zehirli maddelerin olmaması. b) Uygun ph ve Ozmotik KoĢullar : Bunun için ortama K, Na, Ca,Mg tuzları eklenir. Gerektiğinde nötralizasyon yapılır. c) Besleyici Elementlerin Mevcudiyeti : Ortama ayrıca N, P, Fe, S bileģikleri eklenir. Böylece deney sırasında mikroorganizmaların geliģmesinde tek kısıtlayıcı faktörün organik karbon olması sağlanır. d) Karanlık ortam ve sabit sıcaklık (2O ñ 2øC) e) AĢılama: Numunede yeterli miktar ve türde mikroorganizma olmaması durumunda, ortama bir miktar taze lağım suyu konur. f) Seyrelme : Numunedeki oksijen miktarı, organik maddelerin parçalanması için yeterli olmalı ve deney sonunda, organik maddeler oksijenin tamamını tüketmemeli ve 5 gün sonundaki çözünmüģ oksijen konsantrasyonu 1 mg/lt'nin altına düģmemelidir. g) Deney Neticelerinin Nitrifikasyondan Etkilenmemesi : Uygun Ģartlarda, karbonlu organik maddelerden baģka, deney ĢiĢesindeki azotlu maddeler ve bu arada besleyici olarak eklenen amonyak azotu biyolojik süreçlerle yükseltgenerek çözünmüģ oksijeni tüketir. Bunu önlemek için inhibitör kullanılır. GĠRĠġĠM : Ölçüm esaslarında belirtilen koģulların herhangi birinin yerine gelmemesi giriģime yol açar. Önemli miktarda nitrit içeren numunelerde, nitritin yükseltgenmesi giriģim yapabilir. Ayrıca,

9 deneyde kullanılan bütün kapların (seyreltme suyu kabı, BOĠ ĢiĢeleri, mezürler, pipetler v.b.) temizliğine son derece dikkat edilmelidir. Temizleme çözeltisi, deterjan veya daha önceki deneylerden kalan organik madde kalıntıları, giriģim kaynaklarıdır. NUMUNE ALMA VE KORUMA : Numuneler +4oC'ye soğutularak en fazla 48 saat korunabilir. Bu nedenle BOĠ deneyi, numune alınır alınmaz hemen yapılmalıdır. DENEYSEL YÖNTEM : Araç ve Gereçler a) Ġnkibasyon veya BOĠ ĢiĢeleri :BOĠ ĢiĢeleri 25O-3OO ml kapasitede cam kapaklı, numaralı özel ĢiĢelerdir. b) Ġnkibatör: Termostatik kontrollu 2O 0 C de çalıģan ve numunedeki bulunabilecek alglerin oksijen üretimi- ne engel olmak için tamamen karanlık tutulabilen cihazlardır. Reaktifler (Ayıraçlar) 1. Seyreltme Suyu : Distile su yada deiyonize su kullanılmalıdır. Ayrıca, su O.O1 mg/lt'den az bakır içermeli, klor, kloraminler, organik madde, asit ve hidroksit alkalinitesi içermemelidir. 2- Besleyici Çözeltiler : c) Fosfat Tampon Çözeltisi : 8.5 gr potasyum dihidrojen fosfat (KH2PO4), gr dipotasyum hidrojen fosfat (K2HPO4), 33.4 gr disodyum hidrojen fosfat heptahidrat (Na2HPO4.7H2O) ve 1.7 gr amonyum klorür (NH4Cl), yaklaģık 5OO ml distile suda çözülür ve litreye tamamlanır. Bu tampon çözeltinin ph'sı 7.2 olmalıdır. Bu yada bundan sonraki çözeltilerden herhangi birinde biyolojik geliģme belirtileri görülürse, çözelti atılarak yenisi hazırlanır.m d) Magnezyum Sülfat Çözeltisi : 22.5 gr (MgSO4.7H2O) distile suda çözülür ve litreye tamamlanır. e) Kalsiyum Klorür Çözeltisi : 27.5 gr susuz CaCl2 distile suda çözülür ve litreye tamamlanır. f) Demir (III) Klorür Çözeltisi : O.25 gr FeCl3.6H2O distile suda çözülür ve litreye tamamlanır. g) Asit ve Alkali Çözeltiler, 1 N : Asidik veya bazik olan kullanılmıģ su numunelerinin nötralizasyonunun sağlanması gerekir. Bunun için 1 N NaOH veya 1 N H2SO4 kullanılır. h) Sodyum Sülfit Çözeltisi : gr susuz Na2SO3, 1 lt distile suda çözülür. Bu çözelti dayanıklı olmadığından günlük olarak hazırlanmalıdır. AĢılama: AĢılama iģleminin amacı atıksuya organik maddeyi oksitleme özelliğine sahip mikroorganizmaların verilmesidir. Bu tip mikroorganizmalar evsel atıksularda yüzeysel sularda ve klorlanmamıģ çıkıģ sularında mevcut olduklarından aģılama iģlemi bu tip suların BOĠ analizlerinde gereksizdir ve kullanılmaz. Eğer numune klorlama, yüksek sıcaklık, ekstrem ph değerleri sonucu çok az miktarda mikroorganizma içeriyor yada hiç içermiyorsa, bu numunelerin aģılanması gerekir. Standart aģılama maddesi, çöktürülmüģ ve 20ºC'de saat saklanmıģ evsel atıksudur. Bazı numuneler, örneğin bazı endüstriyel atıksular çok az mikroorganizma içerdiklerinden aģılama iģlemini gerektirirler. Evsel atıksu ile aģılandıklarında bile içerdikleri bir kısım organik maddenin indirgenmesi mümkün olmaz. Bu tip atıkların BOĠ analizinde, bu atıklara adapte olmuģ özel aģıların kullanımı uygundur. Bu aģılar ya biyolojik arıtma üniteleri çıkıģ sularından alınır veya atığın deģarj edildiği yüzeysel sudan ve tercihen deģarj noktasından 3-8 km aģağısından alınır. Genellikle

10 kullanılan aģı miktarı 1-2 ml/lt'dir. Bazı atıklara adapte olmuģ özel aģıların kullanımında, bu miktar arttırılabilir. DENEYĠN YAPILIġI Seyreltme Suyunun Hazırlanması Seyreltme suyu mikroorganizmaların yaģaması ve geliģmesini kolaylaģtıracak inorganik tuzlar ihtiva etmeli, toksik elementleri içermemeli, doygunluğa yakın çözünmüģ oksijeni bulunmalıdır. Bu amaçla 20ºC'deki distile su veya deiyonize su kullanılır. Distile suyun havalandırılması, bir hava pompasına bağlı difüzör kullanılarak yada seyreltme suyunu kısmen dolu bir kapta Ģiddetle çalkalayarak sağlanabilir. HavalandırılmıĢ distile su ağzı pamuk tıkaçla kapatılarak korunur. Ġstenen hacimde distile su, uygun bir kaba alınır ve 1 lt su baģına 1 ml fosfat tamponu, 1 ml MgSO 4 çözeltisi, 1 ml CaCl 2 çözeltisi ve 1 ml FeCl 3 çözeltisi ilave edilir. Bu karıģım karıģtırılarak veya bir hava pompası ile havalandırılır. Aşılama AĢılamada kullanılacak lağım, ana kollektörlerden alınmalı ve zehirli olmamasına dikkat edilmelidir. Lağım alındıktan sonra 24 saat içinde kullanılmalı ve kullanılıncaya kadar sürekli havalandırılmalıdır. AĢılamadan az önce havalandırma dururdurulup lağım çökeltilir. AĢılama için üstteki çözünmüģ ve kolloidal kısım -üst su- kullanılır. Akarsulara boģaltılan endüstriyel atıkların BOĠ'sinin tayininde, aģı olarak lağım yerine boģaltım noktasının mansabında akarsulardan alınmıģ numunelerin Ģartlandırılarak kullanılması daha iyi sonuç verebilir. ġartlandırma için, numune sürekli havalandırılır ve düzenli olarak günde bir kaç kez atıkla beslenir. 1. Ön ĠĢlemler: i) Kostik alkalinite veya asidite içeren numuneler ph 7'ye kadar H2SO4 veya NaOH ilavesi ile nötralize edilir. j) b) Artık klor içeren numuneler ya 1-2 saat bekletilir yada klor kalıntıları Na2SO3 ilavesi ile giderilir. k) Zehirli maddeler içeren sular bu zehirli maddelerin giderimi için özel iģlemlere tabi tutulur. l) 9 mg/lt'den fazla çözünmüģ oksijen içeren numuneler veya alglerin aktif olarak geliģtiği bölgelerden alınan numunelerin havalandırma veya Ģiddetli karıģtırma ile çözünmüģ oksijen konsantrasyonu doygunluğa kadar azaltılır.bunun için numunenin sıcaklığı 2OøC'ye getirilerek ve kısmen doldurulmuģ ağzı açık ĢiĢede hızla karıģtırılarak çözünmüģ oksijen konsantrasyonu doygunluğa getirilir. 1. Seyreltme Tekniği : Numunenin harcayabileceği çözünmüģ oksijen miktarı göz önüne alınarak çeģitli seyreltme oranları kullanılır: i) Ġçme suları için seyreltme yüzdesi yarı yarıya olabilir. ii) ÇöktürülmüĢ atıksularda BOĠ aralığı genellikle 5O-2OO mg/lt'dir ve seyreltme yüzdesi % 2-3 ve % 3-4 olabilir. iii) Arıtma iģleminden geçirilmemiģ atıksularda BOĠ aralığı: 1OO-3OO mg/lt'dir ve bunlarda seyreltme yüzdesi % 1-2 olabilir. iv) KirlenmiĢ nehir sularında seyreltme yüzdesi % 25-1OO olabilir. v) Göl suyu, nehir suyu, çay suyu için durumuna göre seyreltme yüzdesi % 1O-2O veya % 5O olabilir. vi) Çok kirlenmiģ atıksular veya endüstriyel atıksular için % 1-2'lik seyreltme yapmadan önce bir kısım atıksu 10 kısım seyreltme suyu ile seyreltilir. Genellikle 1/5OO, 1/1OOO, 1/2OOO seyreltme oranları bu tip atıksuların BOĠ'sinin ölçümünde iyi sonuçlar vermektedir. Diğer bir yöntem ise, atıksuyun tahmini

11 BOĠ'sine göre seyreltme oranı seçimidir. Tahmini BOĠ'ye karģılık, seçilecek % karıģım seyrelme oranları aģağıdadır. Tahmini BOĠ (mg/lt) Seyreltme % Bunun için, bir mezürde toplam hacim 1 litre olacak Ģekilde seyreltmeler hazırlanır. Her örnek için beklenen BOĠ değerinin karģısındaki seyreltmeden baģka, tabloda onun üstünde ve altında yer alan seyreltmeler de yapılır. Böylece her örnek için üç seyreltme yapılmıģ olur. ÖRNEK : Numunenin BOĠ'sinin 500 mg/lt civarında olması bekleniyorsa, en uygun seyreltme oranı (tablodan) % 1 olarak bulunur. 1 litrelik hacim için numune kabı iyice çalkalanarak pipetle, ml numune alınır. 1 Tabloda %1'in bir altında ve bir üstündeki seyreltme oranları %2 ve %0.5'tir ve bunlar için de sırayla 2Oml ve 5ml numune alınır. Her bir seyreltme için alınan numune mezüre konur. Üzerine 0.6mg/lt'den çok aģı düzeltmesine neden olacak miktarda, yani 1-2 ml aģı konur. Daha sonra seyreltme suyu ile litreye tamamlanır. Bir cam bagetle mezür iyice karıģtırılır. ph'sı sınırları dıģında kalan seyreltmeler, 1N NaOH veya 1 N H2SO4 ile nötralize edilerek ph'sı 7'ye getirilir. Numune ile karıģık seyreltme suyu, mezürden bir lastik boru yardımıyla sifonlanarak (hava almadan) üç BOĠ ĢiĢesine doldurulur. ġiģelerde hava kabarcığı kalmamalıdır. Bunun için BOĠ ĢiĢesi kapağı ile ĢiĢeye vurularak olabilecek hava kabarcıkları bertaraf edilir. ĢiĢelerin ağzı kapatılarak ikisi beģ gün sonra çözünmüģ oksijen tayini yapılmak üzere inkibatöre konur. Diğerinde ise hemen çözünmüģ oksijen tayini yapılır. Ġnkibatördeki ĢiĢelerin kapak kısmı dıģarıdan hava almaması için distile su ile doldurulur ve beģ günlük inkibasyon süresince kontrol edilerek eksildikçe ilave edilir. İnkübasyon Ģahit seyrelme suyu ve seyreltilmiģ numuneleri 2OøC'de 5 gün süre ile karanlıkta inkübe edilir. 5 gün sonunda inkübatörden alınan numune ve Ģahitte çözünmüģ oksijen tayini yapılır. Ġnkibatörden çıkarılan numunenin çözünmüģ oksijen konsantrasyonunun en az 1 mg/lt ve birinci

12 gün tayin edilen çözünmüģ oksijen ile beģinci gün sonunda tayin edilen çözünmüģ oksijen konsantrasyonları farkının en az 2 mg/lt olması istenir. Bunu sağlayan seyreltme oranları güvenilirdir. Aşı Düzeltmesi Eğer numune aģılanmıģsa, aģılama suyunun harcadığı çözünmüģ oksijen, aģılama suyu çeģitli seyreltilerde 5 gün inkübe edilerek ve bunlar arasında % 4O-7O çözünmüģ oksijen harcayan seyrelti esas alınarak yapılan hesap uyarınca göz önüne alınır ve BOĠ'de gerekli düzeltme yapılır. AĢı düzeltmesi için, aģı olarak kullanılan havalandırılmıģ lağımdan seyreltme suyu ile, %2 ve %5'lik iki seri seyreltme hazırlanır. Bu seyreltmeler de inhibitöre konur. Yapılan seyreltmelerden 5 günde %40-70 çözünmüģ oksijen tüketimi yapan bir tanesi aģı üzeltme hesabında kullanılır. Seyreltme Suyu Kontrolu Üç BOĠ ĢiĢesi, aģılanmamıģ seyreltme suyu ile doldurulur. Ağzı kapatılır ve ikisi inkibatörde 2OøC'de tutulur ve birinde hemen çözünmüģ oksijen tayini yapılır. Ġlk gün ve beģinci gün oksijen tüketimleri farkı 0.2 mg/lt'yi geçmemelidir. Gözlenen tüketim, aģı kullanılmayan seyreltmelerde, seyreltme suyu düzeltmesi hesabında kullanılır. Glikoz-Glutamik Asit Kontrolu BOĠ deneyi bir biyosınama iģlemidir. Bu nedenle elde edilen sonuçlar kullanılan uygun olmayan aģıdan ve toksik maddelerden büyük ölçüde etkilenir. Aktif olmayan aģılar ve toksik bileģikler içeren seyreltme suları ile elde edilen BOĠ değerleri genellikle düģüktür. Seyreltme suyunun kalitesi, aģının etkinliği ve analizcinin tekniği, periyodik olarak belli BOĠ'ye sahip saf organik bileģiklerin kullanılması ile kontrol edilebilir. Genellikle BOĠ tayininde glikoz + glutamik asit karıģımı (her birinden 15O mg/lt olmak üzere) bu amaç için uygun bulunmuģtur. Bunun için: 103 º C'de 1 saat kurutulmuª glikozdan ve glutamik asitten ayrı ayrı 150 mg tartılır ve pipetle 5 ml alınarak ölçülür. BOĠ ĢiĢesine konur. AĢılı seyreltme suyu ile ĢiĢe doldurulur ve 20 º C'de 5 gün inkübe edilir. Glutamik asit karıģımının BOĠ5 değerleri farklıdır. Örneğin çökelmiģ taze evsel atıksu aģısı ile BOĠ5 218 mg/lt, nehir suyu aģısı ile BOĠ5 değeri mg/lt, aktif çamur çıkıģ suyu aģısı kullanıldığında ise BOĠ5 değeri 221 mg/lt bulunmuģtur. Ani Çözünmüş Oksijen İhtiyacı Demir (II) iyonu, sülfit, sülfat ve aldehit gibi moleküler oksijen ile yükseltgenebilen maddeler, alıcı suda bir yük oluģturduğundan dikkate alınması gerekir. Böyle bir substratın toplam oksijen ihtiyacı hesaplanan ilk çözünmüģ oksijen değeri yada ani oksijen ihtiyacı (AOĠ) ile 5 günlük BOĠ'nin toplamı kullanılarak bulunabilir. Ani Oksijen Ġhtiyacının bulunması için, numunenin çözünmüģ oksijen değeri ile seyreltme suyunun çözünmüģ oksijen değerleri ölçülür. Numune uygun bir Ģekilde seyreltilir ve 15 dakika sonra çözünmüģ oksijen değeri ölçülür. Hesaplanan ve 15 dakika sonra ölçülen çözünmüģ oksijen değerleri arasındaki fark, ani oksijen ihtiyacı değerini verir. HESAPLAMA AĢılama Yapıldığında: BOİ 5 (D1 D2) (B1 p B2) f AĢılama Yapılmadığında:

13 BOİ 5 (D1 D2) p Burada; D1 :Numunenin hazırlandıktan 15 dakika sonraki çözünmüģ oksijen değeri, mg/lt D2 :Seyreltik numunenin 5. gün sonundaki çözünmüģ oksijen değeri, mg/lt. B1 :AĢının birinci gün çözünmüģ oksijen değeri, mg/lt. B2 :AĢının beģinci gün çözünmüģ oksijen değeri, mg/lt. p :Numunenin seyreltme oranı (ondalık kesir olarak). f :Numunedeki aģının kontroldaki aģıya oranı (seyrelti faktörü). f AşınınSeyreltmedekiO ranı AşıSeyreltmeOranı AOİ Ani Oksijen Ġhtiyacı (AOĠ): (Dc D 1) p Burada, Dc: Seyreltme sonucu baģlangıçtaki çözünmüģ oksijen değeri, mg/lt.

14 AZOT DENEYİ ANLAM VE ÖNEMĠ: Yüzeysel sular, yeraltısuları ve atıksularda azot bileģiklerinden azalan oksidasyon kademesine göre en çok ilgilenilen türler nitrat (NO3-), nitrit (NO2-), amonyak (NH3) ve organik azottur. Bu azot çeģitleri ve azot gazı (N2) azot çevriminde yer alır ve biyokimyasal olarak bir çeģitten diğerine dönüģebilir. Organik azot, üç eksi değerlikli oksidasyon kademesinde organik olarak bağlı azottur. Analitik olarak (analiz yoluyla) organik azot ve amonyak birlikte saptanabilir ve "Kjeldahl Azotu" olarak adlandırılır. Organik azot, proteinler, peptidler, nükleik asit (hücre yapısında bulunan madde), üre gibi doğal ve çeģitli sentetik organik maddeleri içerir. Organik azot konsantrasyonu göl sularında rastlanan birkaç yüz µg/lt' den, kanalizasyon sularında bulunan 20 mg/lt'ye kadar çeģitli değerlerde bulunabilir. Toplam oksitlenmiģ azot, nitrat ve nitritin toplamıdır. Kjeldahl metoduyla saptanamayan nitrat, yüzey sularında eser miktarlarda (çok az), yeraltı suyunda ise nispeten yüksek miktarda bulunabilir. Ġçme sularında nitratın aģırı miktarı, bebeklerde methemoglobinemia hastalığı maydana getirir. KJELDAHL METODUYLA ORGANĠK AZOT TAYĠNĠ ÖLÇÜM ESASI Kjeldahl metodu üç eksi değerlikli azotların tayininde kullanılır. Bu iģlemde eğer amonyum uzaklaģtırılmadan ölçüm yapılırsa kjeldahl azotu terimi kullanılır ve çıkan sonuçtan amonyum konsantrasyonu çıkarılarak organik azot değeri bulunur. Deneyde kullanılan H2SO4 yardımıyla, potasyum sülfat ve civa sülfat katalizasyonu sonucunda çoğu organik maddenin amino azotu amonyum sülfata[(nh4)2so4] dönüģtürülür. Serbest amonyak ve amonyum azotu da (NH4)2SO4'a çevrilir. Numunedeki maddelerin parçalanması sırasında civa amonyum kompleksi oluģur ve takiben sodyum tiyosülfatla ayrıģtırılır. AyrıĢtırmadan sonra, amonyak, alkali ortamdan borik veya sülfirik asit absorbansına (tutucu madde) distile edilir. Elde edilen amonyak, kolorimetrik veya titrimetrik yöntemlerden biriyle tespit edilir. Titrimetrik metod geniģ bir aralıkta kullanılabilir. Organik azot içeriği 5 mg/lt den küçükse, hassas kolorimetrik metod kullanılır. DENEYSEL METOT : REAKTĠFLER : a) Civa sülfat: 8 gr kırmızı civa oksit, 1OO ml 6 N H2SO4' te çözülür. b) Parçalama reaktifi: 134 gr K2SO4, 65O ml distile su ve 2OO ml deriģik H2SO4'te çözülür, karıģtırılarak 25 ml civa sülfat çözeltisi eklenir ve distile su ile 1 L'ye tamamlanarak 2OøC'de korunur. c) Sodyum hidroksit-tiyosülfat reaktifi: 500gr NaOH ve 25gr Na 2 S 2 O 3 5H 2 O suda çözülerek 1L'ye tamamlanır. d) Borat tampon çözeltisi: 88ml 0.1N NaOH çözeltisi, 500ml 0.025M tetraborat çözeltisine katılır ve 1L'ye seyreltilir. e) Sodyum hidroksit: 6N NaOH. DENEYĠN YAPILIġI Alınacak numune miktarı Amonyak azotu kısmındaki tablodan bulunacaktır.

15 a) Teçhizatın temizlenmesi: 800ml'lik kjeldahl balonuna 500ml su konulur ve 20 ml borat tamponu ve 6N NaOH ile ph 9.5 e getirilir. Distilasyon cihazında amonyum izi kalmayana kadar distilasyon iģlemine devam edilir. b) Amonyak uzaklaģtırma: 800ml'lik kjeldahl balonuna belirlenen bir miktar (amonyum azotu deneyindeki tablodan) veya 300ml numune alınır, ph sı 7'ye getirilir ve kloru giderilir. 25ml borat tamponu ve 6N NaOH ile ph 9.5 e getirilir. Birkaç kaynama taçı ilave edilerek kaynatılır ve bu distilat amonyak tayininde kullanılır. c) Parçalama: SoğutulmuĢ numuneye 5O ml parçalama reaktifi (yada 10ml H2SO4, 6.7 gr K2SO4 ve 1.25 ml HgSO4 çözeltisi) eklenir. Birkaç cam boncuk konulup ısıtılarak asit dumanları uzaklaģtırılır. Hacim ml ye azalana kadar kaynatılır. Beyaz duman çıkıģı gözlendiğinde ilave olarak 30dak. daha kaynatılır ve çözelti berrak veya sarı renk olana kadar bu iģleme devam edilir. Balon soğutulup su ile 300 ml ye seyreltilir. Balonu sallamadan yan yatırarak dikkatlice 50 ml hidroksit-tiyosülfat reaktifi eklenerek balonun dibinde bir alkali tabaka oluģturulur. Balon, distilasyon cihazına bağlanır ve sallanarak karıģtırılır. Siyah HgS çökeleği oluģur ve ph 11'i geçer. Soğutucunun ucu 50 ml borik asit içine daldırılarak 200ml distilat toplanır ve istenilen bir yöntemle amonyak tayini yapılır. AMONYAK AZOTU Amonyak, yüzey sularında ve atıksularda doğal olarak bulunur. Yeraltı suyunda konsantrasyonu azdır. Çünkü toprak ve kil parçaları tarafından absorplanır ve kolaylıkla serbest hale geçemez. Amonyak çoğunlukla organik azotun deaminasyonu ve ürenin hidrolizinden meydana gelir. Bazı su arıtım tesislerinde klorla reaksiyona girip amonyum klorür bileģikleri oluģturmak için kullanılır. Amonyak konsantrasyonu yüzey ve yeraltı sularında 10 ægr NH3- N/L'den, atıksulardaki 30mg/L'ye kadar değiģen aralıklarda bulunabilir. NUMUNE ALMA VE KORUMA Numuneler plastik veya cam kaba alınmalı, en kısa sürede ölçüm yapılmalıdır. Bu yapılamıyorsa H2SO4 ile ph:2'nin altına indirilmeli ve buzdolabında saklanmalıdır. ÖLÇÜM ESASI Numune ph 9,5'ta borat tamponu ile organik azot bileģiklerinin ve siyanatların hidrolizini azaltmak üzere tamponlanır ve borik asit çözeltisi içine distile edilir. Bu durumda Nesslerizasyon Metodu veya titrasyon iģlemi ile amonyak tayin edilir. Titrimetrik Yöntem İle Amonyak Tayini Titrimetrik yöntem sadece ön distilasyon iģlemi görmüģ numuneler için uygulanabilir. AĢağıdaki tablo distilasyon ve titrasyon metodu için numune hacmini seçmede yararlıdır. Numunedeki azot kons (NH 3 - Numune hacmi(ml) N mg/lt) ÇÖZELTĠLER : a) Amonyak içermeyen su: Distilasyon veya iyon değiģtirme metodu ile hazırlanır.

16 b) Borat tampon çözeltisi: 88ml 0.1N NaOH çözeltisi, 500 ml 0.025M Sodyum tetraborat (Na2B4O7) veya 9.5gr Na2B4O7.10H2O/lt çözeltisine katılır ve 1lt'ye seyreltilir. c) Sodyum hidroksit, 6N: 240 gr NaOH, 1L amonyak içermeyen suda çözülür. d) Klor giderme maddesi, N/70: 1gr sodyum arsenit (NaAsO 2 ), amonyak içermeyen distile suda çözülür ve 1 litreye tamamlanır. Bu çözeltinin 1ml'si 100ml numunedeki 1mg/L kalıntı kloru giderir. e) Nötralizasyon maddesi: Amonyak içermeyen su ile hazırlanmalıdır. f) Sodyum hidroksit, NaOH: 1N g) Sülfirik asit, H 2 SO 4 : 1N h) KarıĢık indikatör çözeltisi: 200 mg metil kırmızısı indikatörü 100 ml % 95'lik etil veya izopropil alkolde çözülür. BaĢka bir kapta 100 mg metilen mavisi indikatörü 5O ml % 95 lik etil veya izopropil alkolde çözülür. Bu iki çözelti birleģtirilerek karıģık indikatör hazırlanır. Aylık olarak hazırlanır. i) Absorbant (Borik asit) çözeltisi: 20gr H 3 BO 3 amonyak içermeyen suda çözülür. 10 ml karıģık indikatör çözeltisi ilave edilir ve distile su ile 1L'ye tamamlanır. Aylık olarak hazırlanır. j) Standart sülfürik asit çözeltisi, 0.02N: 3ml deriģik H 2 SO 4 distile su ile 1litreye tamamlanarak 0.1N H 2 SO 4 hazırlanır. 0.1N H 2 SO 4 çözeltisinden 200ml alınarak destile su ile 1000 ml ye tamamlanır. Bu çözeltinin 1.0 ml'si 280 ægr N'dur. DENEYĠN YAPILIġI 1. Numunenin hazırlanması: Cam balonlara 500 ml veya 500 ml'ye seyreltilmiģ numune alınır. Eğer numunede kalıntı klor varsa giderilir. 25ml borat tamponu ve ph 9.6'ya gelene kadar 6N NaOH ilave edilir. 2. Distilasyon: Reaktifler konulunca balon derhal distilasyon cihazına bağlanır ve numune 5-10 ml/dak. hızla distile edilir. ÇıkıĢ borusunun ucu açıkta kalmayacak Ģekilde 5O ml borik asit iceren 500 ml'lik erlenmayer kabına daldırılmalı ve distilat erlenmayerde toplanmalıdır. En azından 300ml distilat toplanmalı daha sonra 5OO ml ye su ile tamamlanmalıdır. 3. Titrasyon: Ön distilasyon ile borik asit çözeltisine absorplanan distilat 1-2 damla karıģık indikatör ilavesiyle standart 0.02N H 2 SO 4 ile titre edilir. Ġndikatörün rengi açık mor-eflatun'a dönene kadar titrasyona devam edilir. NH HESAPLAMA : 4 N (mg / l) (A B) 280 Numune(ml) Burada; A: Numunenin titrasyonu için sarf edilen sülfürik asit (ml) B: ġahidin titrasyonu için sarf edilen sülfürik asit (ml)

17 FOSFAT TAYİNİ ANLAM VE ÖNEMĠ Fosfat, doğal sularda ve atık sularda çoğunlukla çeģitli fosfat bileģikleri halinde bulunur. Bu bileģikler, ortofosfatlar, kondanse fosfatlar (piro, meta ve polifosfatlar) ile organik bağlı fosfatlar olarak gruplandırılabilirler. DeriĢik fosfat formları, atık sulara ve kirletilmiģ sulara çeģitli kaynaklardan gelirler. Temizlik yerlerinde kullanılan sularla çok miktarda fosfat bileģikleri atıksulara karıģmaktadır. Yine fosfatlar kazan sularının tasfiyesinde çok yaygın olarak kullanılmaktadır. Zirai alanlara gübre olarak verilen ortofosfatlar da yağmurlarla yıkanma sonucu yüzeysel sulara taģınırlar. Organik fosfatlar ise biyolojik prosesler sonucu oluģurlar. Evsel atıklar ve gıda maddesi kalıntıları ile kanalizasyon sistemine gelirler. Fosfor, organizmaların büyümesinde esas olan nütrientlerden birisidir ve genellikle su kütlelerinde üretimi kısıtlayan bileģik olarak bilinir. Çoğu endüstriyel atıksu ise fosfor içermediği için bunların biyolojik olarak arıtılması icin anorganik fosfat bileģikleri atık suya ilave edilerek BOĠ:N:P oranının ayarlanması gerekmektedir. Fosfat tayini genellikle iki iģlem kademesinden oluģur. Ġlk aģamada analiz edilecek fosfor formları parçalama iģlemiyle çözünen ortofosfata dönüģtürülür daha sonra kolorimetrik yöntemle ortofosfatın tayini yapılır. Parçalama yöntemlerinden sülfürek asit-nitrik asit parçalamasının uygulanması aģağıda anlatılmıģtır. Sülfürik asit-nitrik asit parçalaması Cam balonlara gereken miktarda fosfor içeren numune konur. 1ml deriģik H2SO4 ve 5 ml deriģik HNO3 ilave edilir. Numune, parçalama iģlemi için 1 ml hacim kalana kadar kaynatılır ve çözelti renksiz hale gelene kadar parçalama iģlemine devam edilir. Numune soğutulur ve yaklaģık 2O ml distile su ilave edilir. 1 damla fenolftalein indikatörü ilave edilir ve çözeltide hafif pembe renk oluģana kadar 1N NaOH çözeltisi ile titre edilir. Nötralize edilmiģ çözelti süspanse maddeleri ve bulanıklığı uzaklaģtırmak icin filtrelenir ve 1OO ml lik volumetrik kaba (balon jojeye) alınır. Numunenin hacmi destile su ile 1OO ml ye ayarlanır. Hazırlanan numunedeki fosfor içeriği, kalay klorür metodu, vanado-molibdofosforik asit kolorimetrik metodu veya askorbik asit metodu yardımı ile bulunur. Standart fosfat çözeltilerinin herbiri için asit ile parçalama iģlemi uygulanarak kalibrasyon eğrileri hazırlanmalıdır. KALAY KLORÜR YÖNTEMĠ ĠLE FOSFAT TAYĠNĠ YÖNTEMĠN ESASI Fosfat tayin yöntemlerinden biri kalay (II) klorürün indirgen madde olarak kullanıldığı kolorimetrik yöntemdir. Bu yöntemde fosfat iyonları amonyum molibdat ile amonyum fosfo molibdat oluģturur. Bu bileģiğin kalay klorür ile indirgenmesi sonucu molibden mavisi kompleksi oluģur. OluĢan bu kompleksin rengi fosfat konsantrasyonu ile orantılı olduğundan ortofosfat konsantrasyonu, renk Ģiddeti ölçülerek kolorimetrik olarak bulunur. ARAÇ VE GEREÇLER : Spektrofotometre Aspiratör Cam balonlar REAKTĠFLER

18 a) Fenolftalein indikatör çözeltisi, b) Amonyum molibdat reaktifi: 25 gram (NH 4 )Mo 7 O 24 4H 2 O, 175ml destile suda çözülür.ayrı bir kapta dikkatli bir Ģekilde 266 ml deriģik H 2 SO 4 400ml distile suya katılır,soğutulur, molibdat çözeltisi ilave edilir ve 1 lt ye seyreltilir. c) Kalay Klorür reaktifi : 2.5gr taze SnCl 2 2H 2 O, 100ml gliserinde çözülür. Su banyosunda ısıtılır ve cam baget ile karıģtırılarak çözünmesi sağlanır. Bu reaktif dayanıklıdır ve özel bir saklama iģlemi gerektirmez. d) Standart fosfat çözeltisi: Distile suda 219,5 mg susuz (anhidro) potasyum dihidrojen fosfat (KH 2 PO 4 ) çözülür ve litreye tamamlanır. Bu çözeltinin 1 ml si 50 µg PO 4 -P dir. e) Kuvvetli asit çözeltisi: 300ml deriģik H 2 SO 4, yaklaģık 600ml distile suya ilave edilir ve soğutulur. Soğutmadan sonra 4 ml deriģik HNO 3 ilave edilip litreye tamamlanır. DENEYĠN YAPILIġI: a) Numune ön iģlemleri : Renk ve bulanıklığı olmayan, 0.2 mg dan fazla P içermeyen 100ml numuneye 1 damla fenolftalein indikatörü ilave edilir. Numune rengi pembeye dönerse kuvvetli asit çözeltisi damlatılarak renk giderilir. Eğer rengin giderilmesi için 5 damladan fazla asit gerekirse ilk renk giderilmesinden sonra daha az numune alınarak 100 ml ye destile su ile seyreltilir. b) Renk geliģtirilmesi : Her ilaveden sonra karıģtırılarak numuneye 4 ml molibdat reaktifi ve O.5 ml (10 damla) kalay klorür reaktifi ilave edilir. Renk geliģimi hızı ve renk Ģiddeti son çözeltinin sıcaklığına bağlıdır. 1ºC lik sıcaklık artıģı renk Ģiddetinin % 1 oranında artmasına neden olur. Bunu önlemek için numuneler,standartlar ve çözeltiler 20-30ºC sınırında saklanmalı ve birbirlerinden sıcaklık farkları 2ºC yi geçmemelidir. c) Renk ölçümü: 10 dakika sonra fakat 12 dakikadan önce olmak üzere geliģtirilen renk 690 nm de spektrofotometrede ölçülerek sonuç kalibrasyon eğrisi ile karģılaģtırılır ve fosfor içeriği bulunur. Deney sırasında daima Ģahit kullanılmalıdır. Ģahit olarak destile su kullanılır. Renk baģlangıçta arttığı sonra azaldığı için standart ve numune ölçümleri eģit zaman aralıklarında gerçekleģtirilmelidir. Her bir numune için enaz bir standart günlük olarak hazırlanmalıdır.kalibrasyon eğrisi æg/lt konsantrasyon sınırının dıģında doğru çizgiden sapma gösterebilir. HESAPLAMA: P(mg/l) mgp 1000 numune(ml)

19 YAĞ VE GRES Yağ ve gres tayininde belirli bir maddenin mutlak miktarı ölçülmez. Daha çok, benzer fiziksel karakteristikleri olan madde grupları freon içerisinde ortak çözünürlükleri esasına göre kantitatif olarak belirlenirler. Bu nedenle, yağ ve gres terimi, hidrokarbonları, yağ asitlerini, sabunları, hayvansal yağları, bitkisel yağları ve asitli bir numuneden çözücü vasıtasıyla çıkarılan ve test sırasında uçmayan diğer maddeleri kapsar. Burada anlatılan yöntemler, doğal sularda ve evsel atıksularda bulunan mineral hidrokarbonlar ve biyolojik lipitler için elveriģlidirler. Keza, endüstriyel atıksular veya bu maddeleri içeren arıtılmıģ suların çoğu için de bu yöntemler geçerlidir. ÖNEMĠ Yağ ve gresler, anaerobik parçalanmaya özellikle dirençlidirler. Çamur içerisinde mevcut bulunduklarında, çürütücülerde aģırı köpük birikmesine neden olabilir, filtrenin gözeneklerini tıkayabilir ve gübre olarak çamurun kulanılmasını bozabilirler. Bu maddeler atıksular içerisine veya arıtılmıģ atıksular içerisine boģaltıldıklarında, çoğu zaman yüzeyde film tabakasının ve kıyılarda birikimlerin oluģmasına neden olur. Bir atıksuda mevcut yağ ve gres miktarının belirlenmesinden, tesis verimliliğinde karģılaģılan güçlüklerin üstesinden gelinmesinde ve bu malzemelerin daha sonra akarsulara boģaltılmasını kontrol etmede yararlanılır. Yağ ve gres tayini için çeģitli yöntemler geliģtirilmiģtir. Bunlardan en çok kullanılanları; A) Kısmi Gravimetrik Yöntem B) Kısmi infraruj Yöntemi C) Soxhlet Metodu Numune Alma Ve Saklama Sudan numune almada, herhangi bir deterjan kalıntısını gidermek için durulanmıģ geniģ ağızlı cam ĢiĢe içerisine atıksu numunesi alınır ve laboratuvarda numuneyi bölümlere ayırmaktan kaçınılır. Belli bir süre boyunca atıksudaki ortalama gres konsantrasyonu hakkında bilgi gerktiğinde, birleģik bir numunenin toplanması esnasında numune alma donanımı üzerindeki gres kayıplarının giderilmesi için belirlenen zaman aralıklarıyla toplanan ayrı numunelerde tayin yapılır. Çamurdan numune almada, temsili bir numunenin alınması için mümkün olan her türlü önlem alınır. Eğer analiz derhal yapılmazsa, numunenin ph'ı asitle (HCl veya H2SO4) 2 'nin altına düģürülerek korunur. Numuneler asla kloroformla veya sodyum benzoatla korunmamalıdır. KISMĠ GRAVĠMETRĠK YÖNTEM ĠLE YAĞ-GRES TAYĠNĠ: 1. Yöntemin Prensibi ÇözünmüĢ veya dağılmıģ haldeki yağ ve gres, sudan freon (triklorotrifloroetan) veya n-hexzan yardımıyla ayrılır. Bazı ekstraklarda, özellikle doymamıģ yapıdaki katı yağlarda, yağ asitlerinde hemen oksitlenebilme özelliği olduğundan dolayı, sıcaklık ve çözeltinin buharlarını ayırma gibi özel önlemlerle oluģabilecek yan etkileri minimuma indirilmelidir. 2. Engelleyiciler (GiriĢim Yapıcı Maddeler) Freon, sadece gres ve yağları değil aynı zamanda organik maddeleri de çözebilmektedir. Solvent ayırma, kısa zincirli hidrokarbonların ve basit aromatik bileģiklerin buharlaģma sebebiyle kaybına neden olmaktadır. Benzinden 2 numara fuel- oil'e kadar petrol türevlerinin önemli bir kısmı bu

20 yöntem sırasında kaybolur. Ayrıca, petrol ürünlerinden ağır olanların önemli bir kısmı da bu yöntemde freonla çözünmezler. 3. Araç Ve Gerçler: 1. Teflon tıpalı ayırma hunisi 2. Destilasyon balonu, 125 ml 3. Su banyosu 4. Filtre kağıdı (Whatman No.40) 4. Reaktifler: a) Hidroklorik asit, HCl (1+1) b) Freon veya hexan kaynama noktası 47ºC. BuharlaĢma sırasında çözücü ölçülebilir miktarda artık bırakmamalıdır. Gerekiyorsa damıtılır. c) Sodyum Sülfat, Na2SO4. 5. Deneyin YapılıĢı: YaklaĢık 1 lt numune alınır ve numune hacminin daha sonraki tesbiti için ĢiĢedeki numune seviyesi belirlenir. ph'ı 2 veya daha düģük değere getirmek için genelde 5 ml HCl ilave edilir. Numune, ayırma hunisine aktarılır. 30 ml freonla numune ĢiĢesi yıkanır ve yıkama yapılan çözücü ayırma hunisine ilave edilir. 2 dakika kuvvetlice çalkalanır. Tabakaların ayrılması için kısa bir süre beklenilir. Çözücü ile nemlendirilmiģ bir filtre kağıdı içeren bir huni vasıtasıyla freon tabakası, temiz ve darası alınmıģ destilasyon balonu içerisine aktarılır. Berrak bir çözücü tabakası elde edilemezse, filtre kağıdı konisine 1 gr Na2SO4 ilave edilir ve emülsiyon halindeki çözücü yavaģca Na2SO4 kristallerinin üzerine akıtılır. Eğer gerekirse daha fazla Na2SO4 ilave edilir. Bu iģlem (ekstraksiyon) iki defa 30 'ar ml 'den fazla çözücü ile tekrarlanır. Fakat ilk önce çözücü ile numune kabı yıkanır. Darası alınmıģ destilasyon balonu içerisinde ekstraklar birleģtirilir ve 10 ila 20 ml freonla filtre kağıdı yıkanır. Freon, 70ºC de su banyosunda distilasyon balonundan damıtılır. Balon, 15 dakika süreyle sıcak su banyosu üzerine yerleģtirilir ve son 1 dakika içerisinde bir vakum vasıtasıyla balonun içerisinden hava çekilir. Daha sonra bu balon desikatöre konarak 30 dakika bekletilir ve tartılır. Eğer kullanılan organik çözücünün artıksız olduğu biliniyorsa, darası alınmıģ destilasyon balonunun ağırlığındaki artıģ esas itibarıyla yağ ve gresten ileri gelmektedir. HESAPLAMA: (A B) 1000 Yağ Gres Numune(ml) Burada, A: Toplam ağırlık, mg B : Balon jojenin darası, mg