SULARIN OZON İLE DEZENFEKSİYONUNDA ORTAYA ÇIKAN İSTENMEYEN YAN ÜRÜNLERDEN BROMATIN TAKİBİ

Transkript

1 SULARIN OZON İLE DEZENFEKSİYONUNDA ORTAYA ÇIKAN İSTENMEYEN YAN ÜRÜNLERDEN BROMATIN TAKİBİ Nur TAŞKIN, Emel ÇALIŞKAN, Erdal KARADURMUŞ Hitit Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Kimya Mühendisliği Bölümü, 19030, ÇorumHH emel ÖZET Ozon büyük ve uzun zincirli molekülleri daha küçük parçalara böler. Oluşan bu küçük moleküller daha çabuk biyolojik parçalanmaya uğrayabilirler ve daha az tehlikelidirler. Pek çok durumda daha küçük moleküller daha az kirlilik sorunu oluşturur, daha kolay geri dönüşürler ve çevre tarafından geri kullanılırlar veya süzme işlemleriyle uzaklaştırılabilirler. Fakat içme suyunun dezenfeksiyonunda ortaya çıkabilen yan ürünlerden biri bromat iyonudur ve kanserojendir. Çalışmada Çorum ilini temsil eden il ve ilçe merkezlerinden 7 istasyondan alınan yer altı, içme ve kullanma sularından 5 er litre numune alınıp çalışılmıştır. DPD Metot 8016 kullanılarak DPD Total Chlorine ve DPD Free Chlorine kitleriyle sudaki bromür tayini yapılmıştır. Daha sonra bu numuneler belirli sıcaklık, belirli ph aralığı ve belirli zamanlarda laboratuar tipi ozonatör cihazı yardımıyla ozonlanarak bromür iyonunun bromata dönüşmesi işlemi gerçekleştirilmiştir. Ozonlanan numuneler tekrar DPD Metot 8016 kullanılarak DPD Total Chlorine ve DPD Free Chlorine kitleriyle bromür tayinleri yapılmıştır. Ozonlanan numunelerdeki bromat miktarları tayin edilip bromat oluşumu takip edilmiştir. Bunun yanı sıra her numunede ozonlama öncesi ve ozonlama sonrası toplam klor, serbest klor, nitrit, nitrat, kalsiyum sertliği, magnezyum sertiği, toplam sertlik gibi parametrelerde analizlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Dezenfeksiyon, Ozon, Bromat 1. GİRİŞ Su arıtımı işlemlerinde su içindeki organik madde konsantrasyonunun yüksek olduğu yerlerde, klor yerine dezenfektan olarak klor dioksit, kloraminler ya da ozon kullanılmaktadır. Ozon, iyi bir dezenfektan olmasının yanı sıra, askıdaki katı maddelerin koagülasyon ile giderilmesi ve filtrasyon gibi süreçlerde de fayda sağlamaktadır. Suda koku ve tat bırakmaması bir diğer avantajdır. Bunun yanı sıra ozon, yüksek reaktivitesinden dolayı çeşitli oksidasyon ürünleri de oluşturmaktadır. Ortamda bromür bulunduğunda, ozonlama sırasında, kanserojen olduğu ileri sürülen bazı bromlu bileşikler de oluşmaktadır. Serbest klorlarla birlikte bulunabilen bromdan kaynaklanan bromür tuzları uygun ortamda bromata dönüştüğünde bromat kirliliği görülür. Sularda yapılan bazı çalışmalardan görüldüğü üzere çeşitli dezenfeksiyon işlemleri sırasında birtakım yan ürünler açığa çıkabilmektedir. Oluşan yan ürünlerin farklı sıcaklık ve değişik bölgelerden alınan örneklerde belirlenen dozajlarda ozon ve klor verilmesi ile yan ürün miktarları değişiklik göstermektedir. Yan ürünlerin miktarlarındaki değişmeleri incelerken farklı metotlar kullanılmıştır. Ortaya çıkan yan ürünler çoğu zaman kritik düzeylere ulaşabilmektedir. Bu nedenle izlenmesi gerekmektedir[1,2,3,4,5,6,7,8,9]. Bu Proje TÜBİTAK ın Üniversite Öğrencileri Yurt İçi Araştırma Projeleri Programı Tarafından Desteklenmiştir. 1

2 2. DENEYSEL YÖNTEM Çalışma bölgesinde sahayı tam temsil edebileceği düşünülen 7 farklı numune alım yeri belirlenmiştir. Örnek alma yerlerinin su tutma miktarı, derinliği gibi saha özelliklerine dikkat edilmiştir. Çalışma alanı temsil yeteneği göz önünde bulundurularak 7 istasyondan 14 numune kurallara uygun alınmıştır. Numuneler ile ilgili genel bilgiler Tablo 1 de verilmiştir. Numune almak için polietilen kaplar kullanılmıştır. Numune alımından sonra ortamda bulunan herhangi bir ozonun hemen uzaklaştırılmasıyla daha fazla bromat oluşumu engellenmiştir. Bunun için örneğin 1 L numuneye 50 mg etilendiamin ilave edilmiştir. Alınan örneklerde serbest brom, toplam brom, serbest klor, toplam klor, nitrit, nitrat, kalsiyum sertliği, magnezyum sertliği ve toplam sertlik analizleri yapılmıştır. Daha sonra bu numuneler laboratuar tipi ozon jeneratörü kullanılarak okside edilmiştir. Ozonlama işlemi 1 L numuneye 30 dakika uygulanmıştır. Böylece bromür iyonunun bromata dönüşmesi işlemi gerçekleştirilmiştir. Ozonlanan numunelerde tekrar serbest brom, toplam brom, serbest klor, toplam klor, nitrit, nitrat, kalsiyum sertliği, magnezyum sertliği, toplam sertlik ve bromat analizleri yapılmıştır. Tablo 1. Çalışılan Numunelerin Genel Bilgileri No Sembol Numunenin Alındığı Yer Tarih Saat 1 N1 ÇORUM ARITMA TESİSİ GİRİŞİ (HAM SU) 26/03/12 10:45 2 N2 ÇORUM ARITMA TESİSİ ÇIKIŞI (TEMİZ SU) 26/03/12 11:00 3 N3 ÇORUM ARITMA TESİSİ DEPOSU 26/03/12 11:30 4 N4 ÇORUM MERKEZ, İNÖNÜ CADDESİ 28/03/12 08:00 5 N5 ALACA 29/03/12 10:30 6 N6 KUYU SUYU 03/04/12 08:00 7 N7 ÇOMAR BARAJI 25/04/12 12:40 8 N8 HATAP BARAJI BABAOĞLU KÖY GİRİŞİ 26/04/12 14:30 9 N9 HATAP BARAJI ALACA YOLU MERKEZ 26/04/12 15:00 10 N10 KOPARAN DERESİ 26/04/12 15:15 11 N11 YENİ HAYAT BARAJINI BESLEYEN DERE 26/04/12 15:30 12 N12 HATAP BARAJI 17/05/12 15:00 13 N13 ÇOMAR BARAJI 17/05/12 19:30 14 N14 BAHÇELİEVLER (MAHALLE ÇEŞMESİ) 18/05/12 07:50 2

3 3. SONUÇLAR VE TARTIŞMA Tablo 2: Numunelerde Ozonlama Öncesi ve Sonrası İzlenen Parametreler Tablo 2: Numunelerde Ozonlama Öncesi ve Sonrası İzlenen Parametreler (Devamı) 3

4 Tablo 3. Ozonlama Sonrası Bazı Numunelerin Bromat Değerleri (N12) (N13) (N14) Bromat, μg/l 12,10 16,10 7,50 Grafik 1. Ozonlama Öncesi ve Sonrası Serbest Brom Değerleri Grafik 2. Ozonlama Öncesi ve Sonrası Toplam Brom Değerleri 4

5 Grafik 3. Ozonlama İle Serbest Bromdaki % Azalmalar Grafik 4. Ozonlama İle Toplam Bromdaki % Azalmalar 5

6 Ozonlama öncesi ve sonrası incelenen parametrelerden serbest brom ve toplam brom miktarlarındaki azalma Tablo 2 de görülmektedir. Ozonlama ile serbest bromdaki % azalma değerleri Grafik 3 de görüldüğü gibi %11 ile %100 arasındadır. Toplam bromdaki % azalma değerleri ise Grafik 4 de görüldüğü gibi %7 ile % 85 arasındadır. Bu azalma bromat oluşumu yönündedir. Bromat analizi iyon kromatografi cihazı ile yapılmıştır. 12,13 ve 14. numunelerin ozonlama sonrası bromat miktarları Tablo 3 de görüldüğü gibi sırasıyla yaklaşık 12 μg/l, 16 μg/l, 8 μg/l dır. Kişi sağlığını ilgilendiren en önemli fiziksel etmenlerden biri olan su, miktar olarak vücuda en fazla giren ve çıkan maddelerden biridir. Yani hayatın varlığı ve sürdürülmesi için vazgeçilmez olan suyun sağlığa uygun olması önemlidir. İçme sularının dezenfeksiyonunda ozon kullanıldığında su bromür içeriyorsa bromat ve diğer bromlu dezenfeksiyon yan ürünleri oluşabilir. Bromatın içme suyu ile vücuda girmesi sonucunda karaciğer, böbrek, merkezi sinir sistemi tahribatı ortaya çıkabilir; ayrıca kanser riski taşıdıkları literatürde mevcuttur. Bromat sınırı TS-266 İçme Suyu Standartlarına göre maksimum 10 µg/l dir. Bromat EPA da son dönemde üzerinde önemle durulmaya başlanan bir kirlilik türü olup, sınır değeri 0,01ppm olarak verilmektedir. İçme sularında bromatın suda 0,5µg/L ya da daha az olması sağlık üzerine olumsuz bir etki yaratmamaktadır. Ozonlama sonucu bromür içeren sularda bromat oluştuğu için bu sularda başka bir dezenfeksiyon yöntemi seçilmelidir. Yani dezenfeksiyon yöntemi seçilirken suyun kimyasal özellikleri dikkate alınmalıdır. Dezenfeksiyon sonucu ortaya çıkan yan ürünlerin engellenmesi gerekmektedir. TEŞEKKÜR Bu çalışma, TÜBİTAK tarafından 2209 A no lu proje ile desteklenmiştir. KAYNAKLAR [1] Jackson L. K. Joyce, M., Laikhtman, 1998, determination of trace level bromate in drinking water by direct injection ion chromatography, 829: [2] sohn J, Amy G, Cho J, Lee Y, 2004, Disinfectant decay and disinfection by-products formation model development: chlorination and ozonation by-products, [3] Wagner H.P., Hautman D.P., Munch DJ, 2000 Performance evalution of a metod for the determination of bromate in drinking water by ion chromatography and validation of EPA method [4] Zhu B., Zhong Z., Yao J, 2006, Ion Chromatographic determination of trace iodate, chlorite, chlorate, bromide, bromate, nitrite in drinking water using suppressed conductivity detection and visible detection [5] Ingrad V., Guinamant, Bruclet, 2002, determination of bromate in drinking water: development of laboratory and field methods [6] Weinberg H.S. Yamada H. New selective method for determining bromate in drinking water [7] CavalliS, chloride interference in the determination of bromate in drinking water by reagent free ion chromatography with mass spectromery detection [8] Wagner H.P., Pepich B.V., Hautman D.P., Munch D.J., 2002, US Environmental Protection Agency Method 326.0, a new method for monitoring inorganic oxyhalides and optimization of the postcolumn derivatization fort he selective determination of trace levels of bromate, 956: [9] Atabek A.,1997, Treatment of waste water with ozone and determination of by-products after ozonation 6