Çevre Biyolojisi II BYL 118 Hacettepe Üniv. Biyoloji Bölümü

Transkript

1 Çevre Biyolojisi II BYL 118 Hacettepe Üniv. Biyoloji Bölümü lisans dersi Yaşamın temel kaynağı: Su Su kirliliği Çağatay Tavşanoğlu Hacettepe Üniv., Biyoloji Böl., Ekoloji Anabilim Dalı Bahar

2 Yerkürenin fiziksel ortamı Hidrosfer (sucul ortamlar) Litosfer (kabuk) Atmosfer (gaz tabaka)

3

4

5 Yerküre deyaşam suda başlamıştır 4,54 milyar yıl önce Yerküre oluştu 4,48 milyar yıl önce Ay oluştu 4,4 milyar yıl önce Sıvı su 3,8-3,7 milyar yıl önce Yaşam ortaya çıktı Filogenetikaraştırmalar, günümüzde yaşayan tüm canlıların ortak atasının 3,5 milyar yıl önce yaşamış olduğunu göstermekte 3,5 milyar yıllık Stromatolit çökelleri (Siyanobakteriler)

6 Su Çok basit bir moleküldür, ancak yaşam için çok önemlidir Yeryüzünün dörtte üçünü, canlı vücudunun yaklaşık üçte ikisini kaplar Su, polar bir moleküldür (+ ve uçlara sahiptir) Su, hidrojen bağları içerir

7 Suyun eşsiz özellikleri Su evrensel bir çözücüdür İçerisinde çözünebilen polar moleküller ve iyonlar arasındaki tepkimeleri kolaylaştırır Su molekülleri hidrojen bağları ile birbirlerini çekerler Adezyon (diğer polar yüzeylere temas ettiklerinde) Adezyon, biyolojik taşıma sistemlerinin gelişmesine olanak veren yüzey gerilimi ve kılcal hareketi sağlar

8 Suyun eşsiz özellikleri Su yüksek özgül ısıya sahiptir Çoğu bileşikten daha yavaş ısınır ve daha yavaş soğur Bu özellik suda yaşayan canlılar ani sıcaklık değişimlerine karşı korunmuş olurlar Su yüksek buharlaşma ısısına sahiptir Suyu buhara çevirmek için nispeten daha yüksek miktarda enerjiye gereksinim vardır Bu nedenle bir yüzeyden suyun buharlaşması yüzeyin soğumasına neden olur

9 Suyun eşsiz özellikleri Suyun yoğunluğu 4 o C deyken en yüksektir Sıcaklık donma noktasına doğru düştükçe su yoğunluğu azalır Buzun yoğunluğunun sudan hafif olması nedeniyle su yüzeyden donmaya başlar Yüzeydeki buz tabakası daha derinlerdeki donmaya karşı bir yalıtım mekanizması sağlar (kış aylarında tatlısu ekosistemlerindeki canlılar) Suyun iyonlaşması sonucunda hidrojen (H + ) ve hidroksil (OH - ) iyonları oluşur Saf suyun ph sı 7 dir

10 Kurşun, uranyum, neon ve silikon da su ile benzer özellik gösterirler ve donduklarında genişlerler. Diğer maddeler ise tam tersi özellik gösterirler. Suyun 4 C de en yüksek yoğunluğa sahip olmasının nedeni, buzun hekzagonal kristal yapısı ve büyük ölçüde de hidrojen bağlarının sıradışı esnek özelliği ile ilgilidir. Su soğudukça kristal yapısı şeklinde yığın oluşturmaya çalışır, ancak bu sırada bağın dönme ve yaylanma özelliği nedeni ile esner. Bunun sonucunda da her bir su molekülü komşu molekülden biraz uzaklaşmış olur.

11 Yerküredeki su: Dünyadaki mevcut suyun hacmi 141 milyarm 3 %97.5 okyanuslarda tuzlu su ~%2 buzullarda ve kutuplarda Yeryüzündeki su kaynaklarının yaklaşık %0.3'ü kullanılabilir ve içilebilir özelliktedir

12

13 Atmosferdeki tüm su 2haftada bir, dünyadaki tüm su 4000 yılda bir devreder.

14 Evaporasyon (Buharlaşma) (Sıvı fazdan gaz faza geçiş) Evaporasyon için enerji gerekli. Sıvının buharlaşmasıyla, yüzey serinler. Evaporasyon önemlidir, çünkü; bulutlar ve presipitasyon (yağış) için gerekli olan su buharının atmosfere girişi bu yolla sağlanır. Transpirasyon (Terleme) basit tanımıyla bitki vücudundan suyun buharlaşmasıdır. Su buharının atmosfere girişinin başka bir yoludur. Mineral çevrimi ile bağlantılıdır. (Çöllerde yaşayan bitkilerde yaprak yüzeyinin azaltılması ve kalın kütikula ile su kaybı azaltılır)

15 Kondensasyon (Yoğuşma) (Gaz fazdan sıvı faza geçiş) Su buharı içeren hava atmosferde yükseldikçe, genişler ve soğur. Yeterince soğuduğunda yoğuşma olur ve atmosferde bulut, sis, çiğ olarak gözlenir. Presipitasyon (Yağış) Bulutlar milyonlarca su damlacığından oluşmaktadır. Su damlacıkları yeterince büyüdüğünde, bulutlarda asılı kalamazlar ve yağmur olarak düşerler. Bulutlar donma sıcaklığı altında ise, su molekülleri buz kristalleri haline gelir ve kar/dolu olarak düşer. Yağış, katı yada sıvı olarak atmosferden yeryüzüne düşen sudur.

16 yılları arasında insanların su kullanımı altı katına çıkmıştır. (Nüfusun hızla artması, buna karşılık su kaynaklarının sabit kalması sebebiyle su ihtiyacı her geçen gün artmaktadır). İnsanoğlu, su ihtiyacını yüzeysel sular ve yeraltı su kaynaklarından temin etmektedir. Tatlı suların en önemli kaynağı yağışlardır. Dünya nüfusunun %40'ını barındıran 80ülke şimdiden su sıkıntısı çekmektedir.

17 Barajlar

18 Dünyada insan tarafından kullanılan suyun büyük bir kısmı tarımda ve sanayi sektörlerindedir Kişisel/evsel su kullanımı, bunlara göre oldukça düşük bir seviyededir

19 Belirli besinleri üretmek için harcanan su miktarı: 1kg ~100 g 1 kg 1 kg 1 litre 1kg kahve hamburger peynir pirinç süt buğday litre litre 5000 litre 5000 litre 2000 litre 1000 litre

20 Kişi başına düşen su kullanımı, toplumun gelişmişlik seviyesiyle doğru orantılıdır. Gelişmiş ülkelerde bu oran oldukça yüksek olmasına rağmen, gelişmekte olan ülkelerde düşüktür. (ABD'de 1692 m 3, Avrupa'da 726 m 3, Afrika'da 244m 3 ) Dünyanın yıllık toplam yağış ortalaması 1123mm (Legates et al. 1990), Türkiye'nin yıllık toplam yağış ortalaması ise 574 mm dir (MGM). Türkiye su kıtlığı çeken ülkeler arasında yer almamakla birlikte, hızlı nüfus artışı, kirlenme ve yıllık yağış ortalamasının dünya ortalamasından düşük olması; mevcut kaynakların daha dikkatli kullanılmasını ve kirlenmeye karşı gerekli tedbirlerin bir an önce alınmasını gerektirmektedir.

21 Türkiye de ortalama yağış miktarları Doğu Karadeniz bölgesi: mm/yıl Batı Karadeniz: 1000 mm/yıl; Güney Toroslar: 1000 mm/yıl Çukurova: mm/yıl; Orta Anadolu: mm/yıl Kil: Yüksek su tutma kapasitesi Kum, kalker: Yüksek geçirgenlik İnsan faaliyetleri doğal su çevrimini değiştirebilir. Beslenme, içme, temizlik, sulama, sanayi, atıklar, barajlar, vb. Tarım, ormancılık, şehirleşme gibi insan faaliyetleri... Bitki örtüsü: Suyun toprağa daha yavaş bir şekilde düşmesini sağlar

22

23 Su kirliliği -Tuzlu Kirleticiler -Asitli kirleticiler -Ötrofikasyon Aerobik koşul C CO2 N NH3+HNO3 S H2SO4 Anaerobik koşul C CH4 N NH3+ aminler S H2S P N - Organik atıklar P H3PO4 P PH3+fosforlu bileşikler Aerobik ve anaerobik koşullarda ortaya çıkan son ürünler Biyolojik indikatörler Tubifex(solucan) kirli su Chironomus(böcek) Farklı türleri, kirli veya temiz suda bulunur

24 Su ile taşınan hastalıklar: Hastalık Tifo Kolera İshal Dizanteri Hepatit Polio Parazitik hastalıklar Etken Bakteri Bakteri Amip Amip Virüs Virüs Giardia, vb.

25 Mikrobiyolojik kirlilik Ötrofikasyon Kimyasal kirlilik Askıda katı maddeler Katı atıklar Termal kirlilik Radyoaktif kirlilik Petrol kirliliği

26 Marmara Denizi'nde Kirliliğin Sebepleri: Özellikle Haliç ve İzmit Körfezi başta olmak üzere, fiziksel ve kimyasal kirleticilerin etkisinde kalmıştır. Giderek artan kentsel ve endüstriyel faaliyetler sonucu, bazı kirleticiler sınır değerlerin üzerine çıkmıştır. Bunlara ilaveten Haliç'te dere ve yamaçlardan gelen erozyon kalıntıları kirliliği artırmaktadır. Ege Denizi'nde Kirliliğin Sebepleri: Ege Denizi'nde ortaya çıkan en önemli kirletici kaynaklar; B. Menderes, Meriç ve Gediz Nehirleri (tarımsal kökenli kimyasallar) ile Çanakkale Boğazı ve İzmir şehrinden ileri gelen kentsel ve endüstriyel atıklardır, İzmir Körfezi'nde petrol rafinerilerinden birisinin bulunması ve yoğun deniz trafiği de, petrol ve diğer petrol ürünleriyle körfezin kirlenmesine yol açmaktadır. Akdeniz'de Kirliliğin Sebepleri: Deniz yolu taşımacılığı, Mersin'deki petrol rafinerisi ve İskenderun Körfezindeki iki adet petrol boru hattı terminali önemli kirletici unsurlardır. Bununla birlikte Akdeniz'de kirlilik oranı, Marmara ve Ege Deniz'ine göre daha düşüktür.

27 Karadeniz'de Kirliliğin Sebepleri: Karadeniz'in bazı bölgelerinde yapılan araştırmalar sonucunda; koliform bakteri sayısı, organik madde miktarı, bulanıklık gibi kirlilik unsurlarının normal değerlerin üzerinde olduğu tespit edilmiştir. Trabzon'da yapılan bir araştırmaya göre; deniz kirliliğinin sebepleri önem sırasına göre şöyledir; Kanalizasyon, Çöp ve atıklar, Erozyon, Doğu Karadeniz Bölgesinde kara yolu ulaşımının deniz kıyılarından gerçekleştirilmesi, Sanayi kuruluşlarının olumsuz etkisi.

28 Su Kirliliği uluslararası bir sorun olabilmekte. Örnek: Karadeniz Havzası TUNA NEHRİ Orta Avrupa sanayi/tarım kirliliğini Karadeniz e taşıyor Diğer nehirler Tarımsal kirliliği Karadeniz e taşıyor

29 Su Kirliliği uluslararası bir sorun olabilmekte. Örnek: Karadeniz Havzası TUNA NEHRİ Orta Avrupa sanayi/tarım kirliliğini Karadeniz e taşıyor Diğer nehirler Tarımsal kirliliği Karadeniz e taşıyor Saptanan petrol sızıntıları ( )

30 Lağım suları arıtılmaya elverişlidir -Bireysel arıtma Septik tanklar, çukurlar (Toprak süzme özelliğinin az olduğu ve taban suyuna yakın olduğu yerlerde önerilmez ) -Yerel yönetimlerce Arıtma 1. Ön arıtma 2. Birinci arıtma (Katı maddelerin fiziksel çökelmesi) 3. İkinci Arıtma a. Kimyasal b. Biyolojik

31 ATIKSULARIN ARITILMASI İLE İLGİLİ ÜLKEMİZDEKİ DURUM (Nüfus ve Belediye Bilgileri, TÜİK, 2004 verilerinden alınmıştır) Toplam 3225 belediyenin 2226 sında kanalizasyon şebekesi mevcuttur. ( %69) belediyenin 322 sine Atıksu Arıtma Tesisi hizmeti verilmektedir. Bakanlık tarafından yapılan çalışmalar sonucunda ülke genelinde 172 adet Belediye Atıksu Arıtma Tesisi bulunmaktadır. Ayrıca 35 adet belediye atıksu arıtma tesisinin inşaatı devam etmekte olup, 7 adet atıksuarıtma tesisi de ihale aşmasındadır. Ülkemizde faal olan toplam 107 adet OSB (Organize Sanayi Bölgesi) bulunmaktadır. Bunlardan 33 ünün Arıtma Tesisi bulunmakta olup, 9 OSB de AtıksuArıtma Tesisi inşaatı devam etmekte ve 3 OSB de de AtıksuArıtma Tesisi ihale aşamasındadır. Diğer Organize Sanayi Bölgeleri Çevre Kanunu kapsamında Atıksu Arıtma Tesislerini kanunda belirtilen sürelerde işletmeye almak zorundadırlar. Ülkemizde bulunan münferit sanayi tesislerinden 3195 adedinde Atıksu Arıtma Tesisi bulunmaktadır.

32 Su kirliliğinin önlenmesi Madencilik faaliyetleri Yüzey ve yeraltı sularına toksikve kirletici kimyasal madde karışması Bu maddelerin biriktirildiği havuzlar geçirimsiz olmalı ve uzun süre dayanabilmeli, biyolojik ya da kimyasal parçalama işlemleri uygulanmalı Çevreye zarar vermeyen yeni teknolojiler kullanılmalı

33 Su kirliliğinin önlenmesi Tarım faaliyetleri Zararlı bitkiler ve hayvanlara karşı kullanılan pestisitler ve verimi artırmak için kullanılan gübreler (N ve P) yüzey ve yeraltı sularına karışmakta; bilinçsiz sulama nedeniyle su kaynakları gereğinden fazla tüketilmekte Bilinçli sulama gerçekleştirilmeli (damla sulama); gübre kullanımı yeteri kadar yapılmalı, gübre ve ilaç sızıntısı suların sucul ekosistemlere ulaşamadan toplanacağı yapay havuzlar oluşturulmalı

34 Su kirliliğinin önlenmesi Sanayi faaliyetleri Yüzey sularına kimyasal madde deşarjları Fiziksel, biyolojik ve kimyasal arıtma sistemleri uygulanmalı (arıtma tesisleri kurulmalı) ve denetlenmeli (yüksek cezalar verilmeli) Sanayi alanlarının biyolojik çeşitliliğin yüksek olduğu ve insan nüfusunun yoğun olduğu yerlerin dışında oluşturulması Sulakalan Organize sanayi bölgesi Köy Hürmetçi Sazlığı, Kayseri

35 Su kirliliğinin önlenmesi Kentsel yerleşimler Yeraltı sularının kirlenmesi, kıyılarda denizlerin kirlenmesi Kanalizasyon arıtma sistemleri kurulmalı, belediyelere mali destek verilmeli Evlerde Deterjan, yağ vb. sucul ekosistemlere zarar verebilecek maddelerin lavabolara dökülmesi Deterjan ve su kullanımının azaltılması; yemeklerde kullanılan yağların lavabolara dökülmemesi (yağ toplayan dernekler var); belediyelerin iyi bir kanalizasyon toplama ve arıtma sistemi kurması

36 How woul d you l i k e t o dr i nk t hi s wat er? QuickTime and a TIFF (LZW) decompressor are needed to see this picture.