YAYILI KİRLİLİK: KENTSEL VE TARIM KAYNAKLI

Transkript

1 YAYILI KİRLİLİK: KENTSEL VE TARIM KAYNAKLI DOÇ.DR. EMRE ALP ODTÜ ÇEVRE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ Mart 2015

2 YAYILI KİRLİLİK: KENTSEL VE TARIM KAYNAKLI Yayılı Kirlilik Kaynakları ve Özellikleri Yayılı Kirliliğin temel nedenleri ve etkileri Tarımsal Yayılı kirlilik ve önleme yöntemleri En iyi Tarım Uygulamaları Kentsel Yayılı Kirlilik ve Önleme Yöntemleri Düşük etkili şehirleşme

3 Noktasal Kirleticiler: Belli bir noktadan alıcı ortama giren miktarı rahatlıkla ölçülebilen kirleticiler Endüstriyel ve evsel atıksu Yayılı Kirleticiler: Yayılı, belirlenmesi zor, aralıklı ve arazi kullanımı ile ilgili. Sulama geri dönüş suları Tarımsal yüzey akış suyu Kentsel yüzey akış suyu Atmosferik çökelme Terk edilmiş maden sahaları Kar erimeleri Meteorolojik ve başka nedenler tetikliyor

4 Meteorolojik olaylara bağlı olarak farklı zamanlarda yayılı olarak alıcı ortama ulaşır Büyük alanlardan geçerek oluşur İzleme çalışmaları çok zordur Kontrolü arazi kullanımı ve yüzey akış suyu yönetimi ile yapılır İzleme çalışmaları hem su da hem de arazide yapılmalıdır Deşarj limit değerleri olmadığından bütüncül yaklaşım ile çözümler üretilmelidir Yayılı kirlilikten kaynaklanan en önemli parametreler askıda katı madde, besinler ve toksik maddelerdir

5

6 Organikler (PAHs and çözücüler) and inorganikler (metaller, tuzlar), toksik maddler kentlerden Sediman, besinler, pestisit tarım faaliyetlerinden

7 Temel nedenler: Nüfus artışı ve göç Yaşam standartlarının artması Nüfus artışını karşılayabilmek için arazi kullanımı oranlarının değiştirilmesi Yasal boşluklar

8 Temel Neden Geçirimsizlik oranında artış İnşaat Sahları Trafik, araçlar Atmosferik çökelim Gübre kullanımı Fosil kaynaklı yakıtlar Endüstriyel ve evsel atıklar Katı Atıklar Baskı Fiziksel Habitat Debi, Hız, Erozyon, Dere sisteminin yok oluşu,.. Su Kalitesi Toksik maddeler, sıcaklık, ph, ÇO, besinler Sediman Kirliliği Toksik Risk Habitat kaybı Akut ve kronik toksisiteakuatik yaşam Kronik toksisitebentik yaşam Etki Balık türlerinde kayıp Besin Zinciri Bentik ekosistemde kayıp Değisim Referans Ekosistem

9 Körfezler (%) Göller (%) Nehirler (%) Birleşik Kanalizasyon Taşkınları Doğal nedenler Endüstriyel noktasal kaynaklar Evsel noktasal kaynaklar Yayılı kaynaklar Diğer/bilinmeyen Toplam %100 %100 %100

10 Kentsel Yayılı Kirlilik Tarımsal Yayılı Kirlilik

11 Mevcut yağmur suyu/atıksu yönetimi (Sürdürülebilir olmayan Yağmursuyu Yönetimi) - Yüzey akış suyu azaltımı göz önüne alınmadan yağmursuyu toplama sistemi tasarlanıyor - Suyun yeniden kullanımı planlanmıyor - Şehirlerin genişlemesi göz önüne alınmıyor TAŞKINLAR KİRLİLİK

12

13

14 9 Eylül, 2009 İstanbul

15 İstanbul, 25 Ekim, 2008

16

17

18

19

20 Kentsel Yayılı Kirlilik Erozyon, birikme ve yüzey akış suyu

21 11/9 11/5 11/1 10/28 10/24 10/20 10/16 10/12 10/8 10/4 9/30 9/26 9/22 9/18 9/14 9/10 9/6 9/2 8/29 8/25 8/21 8/17 8/13 8/9 8/5 8/1 7/28 7/24 7/20 7/16 7/12 Dissolved Oxygen (mg/l) CSSC at Romeoville, July 12-November 9, Hourly measured > 1 Hafta Limit ÇO değeri> 4 mg/l Date

22 Kentsel yüzey akış suyunun nitel ve nicel özellikleri yağış şiddeti ve süresi, bitişik yağışsız geçen süre (BYGS), trafik yoğunluğu, arazi kullanımı, yol yapım çalışmaları, kanalizasyon sistemi tipi (ayrık, birleşik) ve havzanın jeolojik özellikleri gibi birçok etkene bağlıdır Kentsel yüzey akış suyunda ağır metallerin ana kaynağı araç trafiği olup tipik ağır metaller Kurşun (Pb), Çinko (Zn), Demir (Fe), Bakır (Cu), Kadmiyum (Cd), Krom (Cr), Nikel (Ni), ve Manganez (Mn) olarak sıralanabilir

23 Kentsel yayılı kirliliğin kontrolü ve yönetimi çeşitli yöntemler ile mümkündür. Bu yöntemler pahalı olan yapısal tedbirler olabildiği gibi ucuz ve yapısal olmayan tedbirleri de içerebilirler. En iyi yönetim uygulamaları (EİYU) olarak bilinen terim genellikle düşük maliyette, az miktarda yapısal zorunluluk gerektiren uygulamaları kapsar

24 EİYU aşağıdaki gibi 5 sınıfa ayrılabilir: 1) Önleme: Kentlerde biriken kirleticilerin önlenmesini veya miktarının azaltılmasını amaçlar. PCB, DDT gibi zararlı kimyasalların kullanılmasının yasaklanması, buzlanmayı önleyici kimyasalların miktarının azaltılması, vb önlemler.

25 EİYU aşağıdaki gibi 5 sınıfa ayrılabilir: 2) Kirlilik kaynağının kontrolü: Sokakların temizlenmesi gibi kirleticilerin yağmur suyu ile temasını engelleyici önlemler. 3) Hidrolojik Değişiklikler: Yüzey akış suyunun daha az debilerde oluşmasını sağlayan yağmur bahçeleri, yeşil çatılar, nehir restorasyonyonu, geçirgen yollar gibi yöntemlerdir.

26 Lincoln Creek, WI, ABD

27 Bülbül Deresi Ak Dere Kavaklı Dere Dikmen Deresi (?) Ankara Çayı (?)

28

29

30

31 İnfiltrasyon şeritleri

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42 EİYU aşağıdaki gibi 5 sınıfa ayrılabilir: 4) Kirlilik yükünün şebekelerde azaltılması: Birleşik şebekelerde oluşan taşkın sularının arıtılması gibi pahalı ve sınırlı yöntemlerdir

43 EİYU aşağıdaki gibi 5 sınıfa ayrılabilir: 5) Boru-sonu arıtma ve kirlilik kontrolü: Maliyeti en yüksek yöntemleridir. Birleşik sistemlerden kaynaklanan taşkın sularının yüzey depolaması yöntemi ile arıtımı halktan gelebilecek olumsuz görüşler nedeni ile tercih edilen bir yöntem değildir. Ayrık yağmur suyu şebekelerinden deşarj edilen suyun yüzey ve yeraltı depolaması veya sulak alanlarda artımı çok daha az maliyeti olan yatırımlardır.

44

45 Evsel ve Yağmur suyu girdisi Birleşik KanalizasyonSistemi Taşkını Kanalizasyon Taşkınları için Izgara Sistemi Arıtma tesisine

46 Kuru Pond

47 Dry Kuru Pond

48 Kuru Pond

49 Islak Pond

50

51 Wet Pond

52

53 Tarım faaliyetlerinin kirliliğe olan etkisi Avrupa Birliği ülkelerinde %55 olarak hesaplanmıştır

54 Tarım faliyetlerinden oluşan yüzey akışsuyundaki kirliliğin kaynakları ve çeşitleri aşağıda listelenmiştir: Kuru tarım alanı: Çökelti, adsorbe olmuş besinler, pestisitler Sulu tarım alanları: Sulama gerisuyu içinde çökelti, çözünmüş ve adsorbe olmuş besinler, pestisitler, metaller, tuzlar ve bazen bakteriler, virüsler ve diğer mikroorganizmalar Meralar, otlaklar: Bakteriler, besinler, çökelti ve bazen pestisitler Orman alanları: Çökelti, organik maddeler ve adsorbe olmuş besinler Hayvan barınakları: Bakteriler, virüsler ve diğer mikroorganizmalar, besinler, çökelti, organik maddler, tuzlar ve metaller Özel alanlar: - Balık ciflikleri: çözünmüş besinler, bakteriler ve diğer bakteriler Doğal yaşam alanları: bakteri ve besinler

55

56 Tarımsal yayılı kirliliğin kontrolü ve yönetimi çeşitli yöntemler ile mümkündür. Bu yöntemler pahalı olan yapısal tedbirler olabildiği gibi ucuz ve yapısal olmayan tedbirleri de içerebilirler. En iyi yönetim uygulamaları (EİYU) olarak bilinen terim genellikle hem ekonomik hem de teknik olarak uygun uygulamaları kapsar. Tarımsal EİYU, yapısal, ürün ile ilgili ve yönetimsel olmak üzere üç anabaşlık altına toplanabilir.

57 EİYU örneklerinden bazıları aşağıda sıralanmıştır i) Yapısal : Teraslama, toprak stabizasyonu, sediman kontrol havuzları, gübre depolama/arıtma lagünleri, yapay sulak alanlar, yüzey akış suyu tutma havuzları ii) Ürün: ürün rotasyonu, çimlendirilmiş su yolu kanalları, seçilmiş bitkilerin ekimi, sızıntı bantları, azaltılmış ve/veya sıfır toprak işleme iii) Yönetimsel: taşkın alanı restorasyonu, sürdürülebilir otlak yönetimi, sulama geri dönüş suyunun yeniden kullanımı, sürdürülebilir sulama yönetimi, gübre yönetimi, pestisit yönetimi

58 EİYU'ların seçiminde kirleticiler ve hangi formda oldukları bilgisinin bilinmesi gerekir. Örneğin azaltılmış toprak işleme erozyonla mücadelede çok önemli bir uygulama olmasına rağmen, çözünmüş kirleticilerin yüzey akış suyu ve süzüntü suyu ile taşınımını kontrolde çok fazla etkili değildir. Aşağıdaki prosedür EİYU'ların seçiminde önerilmektedir: i) Göl ve nehirlerde su kalitesi ile ilgili sorunun tespiti ii) Soruna neden olan kirlilik ve muhtemel kaynağının belirlenmesi iii) Her bir kirletici unsurun su alanına nasıl taşındığının tespiti iv) Göl veya akarsu alanı için öngörülen kullanımla uyuşan standartların ve bu standartlara ulaşılabilmesi için gerekli kirlilik yükündeki azaltma oranının belirlenmesi v) EİYU'larından teknik ve ekonomik olarak hedeflenen standartlara en uygun olanının modelleme çalışmaları ile değerlendirilmesi