2. BÖLÜM - SORULAR Bir su numunesi 10 mg/l içermektedir. Bu numunedeki derişimi; (a) ppm, (b) mol/l, (c) mg -N/L ve (d) ppb olarak hesaplayınız.

Transkript

1 2. BÖLÜM - SORULAR 2-1. Aşağıda verilen Kirletici/Ortam konu başlıkları için kullanılması uygun olan Derişim Birimlerini yazınız. Örneğin; (a) mg/l O 2 (i) ve (ii)'ye karşılık gelir. Derişim Birimleri: (a) mg/l O 2 ; (b) ppm m ; (c) ppm v ; (d) mol/l; (e) eşdeğer/l; (f) mg/l Kirletici/Ortam: (i) Nehirde BOİ; (ii) Suda çözünmüş oksijen; (iii) Suda kurşun; (iv) Toprakta benzen; (v) Havada azot oksit; (vi) Alkalinite 2-2. Bir dilim ekmeğin her bir gramında 4,23 mg sodyum bulunur. a) Ekmekteki sodyum derişimi ppm cinsinden nedir? b) "a" şıkkı için verilen cevap hangi ifade şekline uymaktadır, ppm m ya da ppm v? Hangisinin kullanılması daha uygundur? Neden? 2-3. a) İçme suyu arıtımında, 19 milyon litre suyun dezenfeksiyonu için günlük 7,7 kg klor kullanılmaktadır. Sudaki klor derişimini mg/l cinsinden hesaplayınız. b) Klor ihtiyacı, dezenfeksiyon sırasında kullanılan klor derişimidir. Artık klor ise arıtımdan sonra kalan klor derişimidir ve suyun, arıtma tesisinden kullanıcılara ulaşıncaya kadar dağıtım şebekesindeki dezenfeksiyon etkisini devam ettirmesini sağlar. Artık klor derişimi 0,20 mg/l ise klor ihtiyacı mg/l cinsinden nedir? 2-4. Bir su numunesi 10 mg/l içermektedir. Bu numunedeki derişimi; (a) ppm, (b) mol/l, (c) mg -N/L ve (d) ppb olarak hesaplayınız Bir sıvı numune 5,6 mg/l demir (Fe) içermektedir. Sıvının yoğunluğu 2000 mg/l ise demir derişimi ppm cinsinden nedir? 2-6. Koliform bakteriler (örn. E.coli) insan ve hayvan dışkısında büyük miktarlarda (1 gr dışkıda yaklaşık 50 milyon koliform bakteri!) bulunur. Arıtılmamış evsel atıksuyun 100 ml'si 3 milyondan fazla koliform bakteri içerebilir. 100 ml sinde 1 koliformdan daha az bakteri içeren su, insan tüketimi için güvenli olarak değerlendirilmektedir. Acaba, litresinde 9 koliform içeren su numunesi insan tüketimi için güvenli midir? 2-7. Evsel atıksu arıtma tesisi çıkış suyu 9 mg N/L amonyak ve 0,5 mg N/L nitrit içermektedir. Bu derişimleri mg NH 3 /L ve mg /L cinsinden yazınız Bir kimyacı, tarımsal bir bölgeden alınan yeraltı suyu numunesindeki nitrit ( ) + nitrat ( ) derişimini 0,850 mm olarak rapor etmektedir. Tarımsal bölgelerdeki yeraltı sularında nitrit ve nitrat, azotlu gübreleme nedeniyle sıklıkla yüksek çıkmaktadır. İlgili yönetmeliklere göre ölümcül olabilen methemoglabin veya mavi-bebek sendromundan korunmak için toplam ( + ) derişiminin 10 mg N/L değerinden düşük olması gerekmektedir. a) ( + ) derişimi mg N/L cinsinden nedir? b) Rapor edilen değer ppm m -N cinsinden nedir? c) Kütlesel yüzde (%-N) cinsinden nedir? 2-9. İçme suyunda 44,3 mg /L değerini aşan nitrat derişimi, methemoglabin gibi bebek hastalıklarına neden olabileceği için ciddi bir problemdir. Nitrat seviyesi; sentetik veya doğal gübrelerin düzensiz kullanımı, sulama faaliyetleri, hayvancılık faaliyetleri, endüstriyel atıkların bertarafı sonucunda artabilir. Hayvansal atıkların mevcudiyeti, gübre uygulamaları

2 ve yeraltı suyu zenginleşmesi gibi nedenlerle kırsal alandaki üç kuyuda nitrat derişimi 0,01 -N/L, 1,3 -N/L ve 20 -N/L olarak ölçülmüştür. Sizce, bu üç kuyudan herhangi biri 44,3 ppm seviyesini aşmakta mıdır? Mirex (M.A.=540), ateş karıncalarının kontrolü için üretilmiş klorlu organik bir pestisittir. Aynı zamanda, yangın önleyici olarak ve piroteknik endüstrisinde de kullanılmıştır. Yapısından dolayı tepkimeye girmeyen (kararlı) mirex, çevrede (verildiği ya da kullanıldığı alıcı ortamda) uzun süre kalmaktadır. Erie gölünden alınan su numunelerinde 0,002 µg/l ve alabalık numunelerinde 0,002 µg/g mirex ölçülmüştür (Journal of Great Lakes Research, 19: , 1993). a) Sudaki mirex derişimini (i) ppm, (ii) ppt, (iii) µmol/l olarak hesaplayınız. b) Balıktaki derişimini (i) ppm, (ii) ppb olarak hesaplayınız Klorofenoller, 5 mg/m 3 seviyesine kadar düşük derişimlerde bile içme suyuna istenmeyen tat ve koku verirler. Fenol içeren suların klor ile dezenfeksiyonu sonucu oluşurlar. İstenmeyen tat ve koku limit (eşik) değeri (a) mg/l, (b) µg/l, (c) ppm, (d) ppb cinsinden nedir? LC 50 (LC = Lethal Concentration, öldürücü derişim) sucul türler için zehirlilik seviyesinin belirlenmesinde kullanılır. Bu değer, test edilen kimyasalın - belirli bir sürede maruz bırakıldığı türlerin %50'sinin ölümüne neden olduğu - sulu çözelti içerisindeki derişimidir. Yassı kafalı golyan balığı (fathead minnows) için 96 saatlik maruziyet sonrası ölçülen LC 50 derişimleri, kafein (C 8 H 10 N 4 O 2 ) için 151 mg/l ve trikloroetilen (TCE - C 2 Cl 3 H) için 44,1 mg/l'dir. Kafeinin ve TCE nin sudaki derişimleri, sırasıyla, 6,2x10-4 M ve 4,5x10-4 M ise LC 50 değeri aşılmış mıdır? Kloroasetik asitler, ozon tabakasının incelmesine neden olduğu belirtilen hidrofloroklorokarbonların (HFCs) parçalanması sonucu açığa çıkan yan ürünlerdir. HFCler, günümüzde freonların yerine kullanılmaktadır. Zürih'te toplanan yağmur suyundaki monokloroasetik asit (CH 2 ClCOOH) derişimi 7,8 nmol/l ise bu asitin derişimini µg/l olarak hesaplayınız yılında Minneapolis'te toplanan yağmur suyunda Pb, Cu ve Mn derişimleri, sırasıyla, 9,5, 2,0 ve 8,6 µg/l olarak ölçülmüştür. Bu derişimleri nmol/l cinsinden ifade ediniz. Pb, Cu ve Mn elementlerinin atomik ağırlıkları, sırasıyla, 207, 63,5 ve 55 g/mol dür Evsel atıksu artıma tesisindeki bir biyolojik reaktörde (örn. havalandırma tankı) çözünmüş oksijen derişimi, anoksik (serbest oksijen (O 2 ) in olmadığı) bölgede 0,5 mg/l ve 33 m uzunluğundaki tankın sonuna yakın noktada 8 mg/l olarak ölçüşmüştür. Bu iki çözünmüş oksijen derişimi (a) ppm ve (b) mol/l cinsinden nedir? Amerika'da yasaklanmış klorlu bir pestisit olan Klordan, Norveç'teki kuzey kutup dairesinde havadaki derişimi ortalama 0,6 pg/m 3 olarak ölçülmüştür (Oehme vd., 1996). Ölçümde, bu bileşiğin yaklaşık olarak %90'ının gaz fazında ve geri kalanının ise partiküller üzerine tutunmuş olduğu belirlenmiştir. Tüm bileşiğin gaz fazında olduğunu, nemin ihmal edilebilecek kadar düşük olduğunu ve ortalama hava basıncın 1 atm olduğunu kabul ederek,

3 Klordanın havadaki (ya da atmosferdeki) kısmi basıncını hesaplayınız. Klordanın molekül formülü C 10 Cl 8 H 6 ve ölçüm süresi boyunca ortalama hava sıcaklığı -5 C'dir mg/m 3 derişime sahip karbon monoksitin (CO); a) ppm ve (b) hacimsel yüzde olarak derişimi nedir? Buz düzeltme makineleri, egzoz gazında CO ve NO x açığa çıkaran içten yanmalı motorlar kullanırlar. 5 Mart 1995 tarihli gazetede, buz pistlerinde ölçülen CO derişiminin en yüksek 107 ppm ve en düşük 36 ppm olduğu belirtilmiştir. Bu derişimler, US dış-ortam hava kalitesi standardı olan saatlik 35 mg/m 3 değeri ile kıyaslandığında ne anlama gelmektedir? (Sıcaklığın 20 C olduğunu kabul ediniz) Karavan içerisindeki formaldehit derişimi 0,7 ppm olarak bulunmuştur. Karavanın iç hacmi 800 m 3 ise karavan içinde gram cinsinden ne kadar formaldehit buharı vardır? Kabuller: T=298 K, P=1 atm. Formaldehit in molekül ağırlığı 30 g/mol dür Los Angeles'da sıcak bir yaz gününde (T=30 C, P=1atm) ozon (O 3 ) derişimi 125 ppb v olarak ölçülmüştür. (O 3 ) derişimi a) µg/m 3, b) 10 6 mol havadaki O 3 mol sayısı cinsinden nedir? Boş bir balon tam 10 g azot (N 2 ) ve 2 g oksijen (O 2 ) ile doldurulmuştur. Odadaki basınç 1 atm ve sıcaklık 25 C'dir. a) Balondaki oksijen derişimi hacimsel yüzde olarak nedir? b) Şişirildikten sonra balonun hacmi "L" olarak nedir? Toplamı 1 mol olan bir gaz karışımında 1,5x10-5 mol CO vardır. Gaz karışımındaki CO derişimi ppm cinsinden nedir? "Temiz" havada 0,01 ppm kükürt dioksit (SO 2 ) bulunabilirken "kirli" havada bu miktar 2 ppm olabilir. 1 ppm SO 2 seviyesi üzerinde kirliliğe maruz kalmak üst solunum yollarında nefes darlığına yol açabilir. Bu iki derişimi µg/m 3 birimine çeviriniz. Sıcaklığı 298 K kabul ediniz Karbon monoksit (CO), akciğerlerin oksijen taşıma kapasitesini etkiler. CO, kandaki hemoglobin moleküllerinde bulunan dört demir bağlanma noktasından birisi için oksijen ile yarışır. CO, gerçekte, bu yerler için oksijenden 210 kat daha fazla bağlanma eğilimine sahiptir. 50 ppm CO derişimine 90 dk. maruz kalınması sonucunda kişide zaman/mesafe ayrımı yapabilme yeteneğinin azaldığı görülür. Bu nedenle, çok kirlenmiş bölgelerdeki motosikletçiler kaza yapmaya daha eğilimli olabilirler. Eğer CO derişimi 65 mg/m 3 ise motosikletçiler daha fazla kaza riski altında mıdır? Sıcaklığı 298 K kabul ediniz Michigan eyaleti Çevre Kalite Bölümü, topraktaki toksafen derişiminin 60 µg/kg değerini aşması durumunda yeraltı suları için tehlike oluşturabileceğini tespit etmiştir. a) 100 g toprak numunesinde 10-5 g toksafen varsa topraktaki ve ilgili eyaletteki sınır toksafen derişimi ppb cinsinden nedir? b) Bu numune ilgili eyaletteki yeraltı suları için tehlike arz eder mi?

4 2-26. Polisiklik aromatik hidrokarbonlar (PAHs), iki veya daha fazla kaynaşık benzen halkasının doğrusal, açısal veya grup halinde birbirine bağlanması sonucunda oluşan organik kimyasallardır. Fosil yakıtların yakılması sonucu açığa çıkar ve bazıları kanserojen ve mutojen (genetik değişime yol açan) olarak kabul edilir. Gelişmemiş alanlarda topraktaki toplam PAH derişimi 5 µg/kg iken yerleşim alanlarında bu miktar µg/kg aralığındadır. Gelişmemiş alanlardaki PAH derişimini ppm cinsinden hesaplayınız Bir yeraltı depolama tankı yerinden çıkarıldıktan sonra alınan yüzeyaltı toprak numunesinde 5 mg/kg toluen ölçülmüştür. Toluen derişimi ppm cinsinden nedir? Aşağıdaki çizelge, bir yüzey suyunun tipik kimyasal analizini (Hammer, 1975) içermektedir. a) Bu suda en fazla bulunan dört katyon ve üç anyonu kullanarak analizin doğru olup olmadığını gösteriniz. b) Suyun sertliği mg CaCO 3 /L cinsinden nedir? (TE: Tayin Edilemedi, tüm birimler mg/l cinsindendir) Alkalinite 108 Kurşun TE Alkil benzen sülfonat (deterjan) 0,1 Magnezyum 9,9 Arsenik TE Nitrat 2,2 Baryum 0 ph 7,6 Bikarbonat 131 İnorganik fosfor 0,5 Kadmiyum TE Potasyum 3,9 Kalsiyum 35,8 Selenyum TE Klorür 7,1 Gümüş TE Krom TE Sodyum 4,6 Bakır 0,1 Sülfat 26,4 Siyanür TE Toplam çözünmüş katı 220 Florür 0,7 Çinko TE Arthur Van de Lay, Hırvatistan'ın Zagreb şehrini ziyareti sırasında Mimara sanat müzesini ziyaret etmiş ve şehrin büyük mimarisini görmüştür. Şehrin eski yerleşim yerinde bir kafede oturmuş ve bir şişe su sipariş etmiştir. Bu şişenin üzerindeki kimyasal içerik şu şekilde yazmaktadır: [Na + ]=0,65 mg/l, [K + ]=0,4 mg/l, [Mg +2 ]=19 mg/l, [Ca +2 ]=35 mg/l, [Cl - ]=0,8 mg/l, [ ]=14,3 mg/l, [ ]=189 mg/l, [ ]=3,8 mg/l. Suyun ph'ı 7,3'tür. a) Bu suyun sertliği mg CaCO 3 /L cinsinden nedir? b) Şişe üzerindeki kimyasal analiz doğru mudur? Bir laboratuvar, bir atıksu numunesi için aşağıda detayı verilen katı analizini yapmıştır: TKM=200 mg/l, TÇKM=30 mg/l, SAKM=30 mg/l. a) Bu numunedeki toplam askıda katı madde derişimi nedir? b) Bu numune kayda değer miktarda organik madde içermekte midir? Neden? Açıklayınız Bir evsel atıksu arıtma tesisinin biyolojik havalandırma tankından 100 ml su numunesi alınmıştır. Bir krozeye konulan numune (krozenin numune konulmadan önceki ağırlığı 0,5000 gr), içerisindeki tüm nem buharlaşana kadar 104 C fırında bekletilmiştir. Kurutma sonrası krozenin ağırlığı 0,5625 gr olarak ölçülmüştür. Benzer nitelikteki bir diğer 100 ml numune ise filtrelenmiş ve filtreden geçen 100 ml sıvı başka bir krozenin (bu krozenin de numune eklenmeden önceki ağırlığı 0,5000 gr) içerisine alınmıştır. Bu numune 104 C'deki fırında

5 kurutulmuş ve kuru krozenin ağırlığı 0,5325 gr olarak ölçülmüştür. mg/l cinsinden; a) toplam katı, b) toplam askıda katı, c) toplam çözünmüş katı ve d) uçucu askıda katı derişimi nedir? (havalandırma tankında UAKM=0,7xTAKM olduğunu kabul ediniz)