. İÇİNDEKİLER SI BASKISI İÇİN ÖN SÖZ xv ÖN SÖZ xvi YAZARLAR HAKKINDA xix ÇEVİRENLER xxi ÇEVİRİ EDİTÖRÜNDEN xxiii K I S I M B İ R ÇEVRE MÜHENDİSLİĞİ 1 BÖLÜM BİR Çevresel Problemlerin Belirlenmesi ve Çözülmesi 3 1.1 Çevre Mühendisliği Nedir? 4 1.1.1 Çevre Mühendisliğinin Kökeni 4 1.1.2 Günümüzde Çevre Mühendisliği 4 1.1.3 Gelecekte Çevre Mühendisliği 5 1.2 Örnek Olaylar 7 1.2.1 Holy Cross Kolejinde Hepatit Salgını 7 1.2.2 Atıksu Arıtma Çamurlarının Bertarafı 9 1.2.3 Donora Olayı 13 1.2.4 Krom-Jersey Şehri 16 1.2.5 Biyolojik Atıksu Arıtımının Keşfi 18 1.2.6 Çöp Gemisi (Mavna) 21 1.3 Sürdürülebilirlik ve Beşikten Beşiğe Tasarım 23 1.3.1 Sürdürülebilirlik İçin Sistem 23 1.3.2 Beşikten Beşiğe Tasarım 25 vii
viii İçindekiler K I S I M İ K İ TEMEL PRENSİPLER 31 BÖLÜM İKİ Mühendislik Kararları 33 2.1 Teknik Analizlere Dayalı Kararlar 34 2.2 Maliyet Analizine Dayalı Kararlar 35 2.3 Fayda/Maliyet Analizlerine Dayalı Kararlar 42 2.4 Risk Analizine Dayalı Kararlar 46 2.4.1 Çevresel Risk Analizi Yöntemi 49 2.4.2 Çevresel Risk Yönetimi 54 2.5 Alternatiflerin Değerlendirilmesine Dayalı Kararlar 54 2.6 Çevresel Etki Analizine Dayalı Kararlar 60 2.6.1 Envanter 60 2.6.2 Kıymetlendirme 61 2.6.3 Değerlendirme 67 2.7 Etik Analizlere Dayalı Kararlar 68 2.7.1 Faydacılık ve Deontolojik (Ahlak Bilimi ile İlgili) Teoriler 69 2.7.2 Çevresel Etik ve Enstrümental Değer 70 2.7.3 Çevresel Etik ve Gerçek Değer 72 2.7.4 Çevresel Etik ve Maneviyat 77 2.7.5 Sonuç Değerlendirmesi 77 2.8 Mühendislik Kararlarında Süreklilik 78 BÖLÜM ÜÇ Mühendislik Hesaplamaları 86 3.1 Mühendislik Boyutları ve Birimler 87 3.1.1 Yoğunluk 87 3.1.2 Konsantrasyon 88 3.1.3 Debi 90 3.1.4 Bekletme Süresi 92 3.2 Mühendislik Hesaplamalarında Yapılan Tahminler 93 3.2.1 Tahmin Yoluyla Yapılan Hesaplamalarda İzlenecek Yol 93 3.2.2 Anlamlı Rakamların Kullanımı 94 3.3 Bilgi Analizi 96
İçindekiler ix BÖLÜM DÖRT Kütle Dengeleri ve Ayırma İşlemleri 110 4.1 Tek Maddeli Kütle Denkliği 111 4.1.1 Tek Maddeli Ayrık Akımlar 112 4.1.2 Tek Maddeli Birleşik Akımlar 113 4.1.3 Tek Maddeli Kompleks Prosesler 114 4.2 Çok Maddeli Kütle Denklikleri 122 4.2.1 Çok Maddeli Akımların Karışımı 122 4.2.2 Çok Maddeli Akımların Ayrımı 128 4.2.3 Çok Maddeli Kompleks Prosesler 135 4.3 Reaktörlerde Kütle Dengesi 139 BÖLÜM BEŞ Reaksiyonlar 151 5.1 Sıfırıncı Dereceden Reaksiyonlar 153 5.2 Birinci Dereceden Reaksiyonlar 155 5.3 İkinci Dereceden ve Derecesi Tam Sayı Olmayan Reaksiyonlar 160 5.4 Yarı Ömür ve İki Katına Çıkma Süresi 161 5.5 Ardışık Reaksiyonlar 161 BÖLÜM ALTI Reaktörler 165 6.1 Karışım Modeli 166 6.1.1 Karıştırmalı Kesikli Reaktörler 166 6.1.2 Piston Akımlı Reaktörler 167 6.1.3 Tam Karışımlı Reaktörler 168 6.1.4 Seri Bağlı Tam Karışımlı Reaktörler 171 6.1.5 Sürekli Sinyaller İçeren Karışım Modelleri 176 6.1.6 Gerçek Akışlı Reaktörler 176 6.2 Reaktör Modelleri 177 6.2.1 Karıştırmalı Kesikli Reaktörler 177 6.2.2 Piston Akımlı Reaktörler 181 6.2.3 Tam Karışımlı Reaktörler 183 6.2.4 Seri Bağlı Tam Karışımlı Reaktörler 185 6.2.5 Reaktör Performansının Kıyaslanması 186
. x İçindekiler BÖLÜM YEDİ Enerji Akışı ve Dengeleri 190 7.1 Ölçü Birimleri 191 7.2 Enerji Dengeleri ve Dönüşümler 191 7.3 Enerji Kaynakları ve Kullanılabilirliği 197 7.3.1 Enerji Eşdeğerliği 198 7.3.2 Elektrik Enerjisi Üretimi 199 BÖLÜM SEKİZ Ekosistemler 210 8.1 Ekosistemlerdeki Enerji ve Madde Akışı 211 8.2 Ekosistemler Üzerinde İnsan Etkisi 220 8.2.1 Pestisitlerin Ekosistem Üzerindeki Etkisi 220 8.2.2 Nütrientlerin Göl Ekosistemi Üzerindeki Etkisi 221 8.2.3 Organik Atıkların Bir Akarsu Ekosistemi Üzerindeki Etkisi 224 8.2.4 Bir Ekosistem Üzerinde Tasarımın Etkisi 232 K I S I M Ü Ç UYGULAMALAR 241 BÖLÜM DOKUZ Su Kalitesi 243 9.1 Su Kalitesi Ölçütleri 244 9.1.1 Çözünmüş Oksijen 244 9.1.2 Oksijen İhtiyacı 246 9.1.3 Katı Maddeler 260 9.1.4 Azot 262 9.1.5 Bakteriyolojik Ölçümler 264 9.2 Su Kalitesinin Değerlendirilmesi 270 9.3 Su Kalitesi Standartları 273 9.3.1 İçme Suyu Standartları 273 9.3.2 Deşarj Standartları 275 9.3.3 Yüzeysel Su Kalitesi Standartları 275
İçindekiler xi BÖLÜM ON Su Temini ve Arıtımı 281 10.1 Hidrolojik Çevrim ve Suyun Erişilebilirliği 282 10.1.1 Yer Altı Su Kaynakları 283 10.1.2 Yüzeysel Su Kaynakları 291 10.2 Su Arıtma 294 10.2.1 Yumuşatma 295 10.2.2 Koagülasyon ve Flokülasyon 315 10.2.3 Çökeltme 318 10.2.4 Filtrasyon 326 10.2.5 Dezenfeksiyon 329 10.2.6 Diğer Arıtma İşlemleri 332 10.3 Suyun Dağıtımı 335 BÖLÜM ON BİR Atıksuların Arıtılması 342 11.1 Atıksu 343 11.1.1 Taşınım 343 11.1.2 Bileşenler 343 11.2 Ön ve Birincil Arıtma 347 11.2.1 Ön Arıtma 347 11.2.2 Birincil Arıtma 352 11.3 İkincil Arıtma 354 11.3.1 Sabit Film Reaktörler 354 11.3.2 Askıda Büyüyen Sistemler 354 11.3.3 Aktif Çamur Sistemlerinin Tasarımı 357 11.3.4 Gaz Transferi 369 11.3.5 Katıların Ayrılması 376 11.3.6 Çıkış 378 11.4 Üçüncül Arıtma 379 11.4.1 Besi Maddesi (Nütrient) Giderimi 379 11.4.2 Diğer Katı ve Organik Madde Giderim Yöntemleri 382 11.4.3 Sulak Alanlar 383 11.5 Çamur Arıtımı ve Bertarafı 385 11.5.1 Çamur Şartlandırma 389 11.5.2 Çamur Susuzlaştırma 391 11.5.3 Çamur Nihai Bertarafı 398 11.6 Arıtma Stratejilerinin Seçilmesi 400
xii İçindekiler BÖLÜM ON İKİ Hava Kalitesi 409 12.1 Meteoroloji ve Hava Hareketi 410 12.2 Temel Hava Kirleticileri 415 12.2.1 Partiküller 415 12.2.2 Partikül Ölçümü 417 12.2.3 Gaz Hâldeki Kirleticiler 419 12.2.4 Kirletici Gazların Ölçümü 419 12.2.5 Duman Ölçümü 421 12.2.6 Görüş Mesafesi 422 12.3 Hava Kirliliğinin Kaynakları ve Etkileri 423 12.3.1 Kükürt, Azot Oksitler ve Asit Yağmuru 427 12.3.2 Fotokimyasal Sis 429 12.3.3 Ozon Tabakasının İncelmesi 432 12.3.4 Küresel Isınma (İklim Değişimi) 435 12.3.5 Hava Kirleticilerinin Diğer Kaynakları 441 12.3.6 İç Ortam Havası 442 12.4 Hava Kalitesi Standartları 446 12.4.1 Amerika Birleşik Devletleri nde Hava Kalitesi Mevzuatı 447 12.4.2 Emisyon ve Dış Ortam Hava Kalitesi Standartları 448 BÖLÜM ON ÜÇ Hava Kalitesi Kontrolü 454 13.1 Emisyonların Arıtımı 455 13.1.1 Partikül Kontrolü 457 13.1.2 Gaz Kirleticilerin Kontrolü 461 13.1.3 Kükürt Oksitlerin Kontrolü 464 13.2 Hava Kirleticilerinin Dispersiyonu 465 13.3 Hareketli Kaynakların Kontrolü 472 BÖLÜM ON DÖRT Katı Atıklar 480 14.1 Katı Atıkların Toplanması 481 14.2 Katı Atık Oluşumu 486 14.3 Katı Atıkların Tekrar Kullanımı ve Geri Dönüşümü 489 14.3.1 Katı Atıkların İşlenmesi 491 14.3.2 İşlenmiş Katı Atıklar İçin Pazarlar 493
. İçindekiler xiii 14.4 Katı Atıkların Yakılması 496 14.5 Katı Atıkların Nihai Bertarafı: Düzenli Depolama 501 14.6 Atık Üretimini Azaltmak: Kaynakta Azaltma 505 14.6.1 Neden? 505 14.6.2 Yaşam Döngüsü Analizi 506 14.7 Entegre Katı Atık Yönetimi 509 BÖLÜM ON BEŞ Tehlikeli Atıklar 518 15.1 Tehlikeli Atıkların Tanımlanması 519 15.2 Tehlikeli Atık Yönetimi 526 15.2.1 Kirlenmiş (Eski) Sahaların Temizlenmesi 527 15.2.2 Tehlikeli Atıkların Arıtılması 531 15.2.3 Tehlikeli Atığın Bertarafı 533 15.3 Radyoaktif Atık Yönetimi 534 15.3.1 İyonize Radyasyon 534 15.3.2 İyonize Radyasyona Bağlı Riskler 536 15.3.3 Radyoaktif Atıkların Arıtımı ve Bertarafı 541 15.4 Sürdürülebilir Malzeme Yönetimi 541 15.4.1 Yeşil Kimya 543 15.4.2 Kirlilik Önleme 548 15.5 Tehlikeli Atık Yönetimi ve Gelecek Nesiller 552 BÖLÜM ON ALTI Gürültü Kirliliği 559 16.1 Ses 560 16.2 Sesin Ölçülmesi 565 16.3 Gürültünün İnsan Sağlığı Üzerindeki Etkisi 568 16.4 Gürültü Azaltımı 569 16.5 Gürültü Kontrolü 572 16.5.1 Alıcının Korunması 572 16.5.2 Kaynakta Gürültüyü Azaltma 572 16.5.3 Gürültünün Yayıldığı Alanda Kontrolü 573
. xiv İçindekiler BÖLÜM ON YEDİ Yeşil Mühendislik Etiği 579 17.1 Yeşil Mühendislik 580 17.2 Yeşil Mühendislik Uygulaması İçin Teşvikler 580 17.2.1 Yasal Konular 581 17.2.2 Mali Konular 581 17.2.3 Etik Düşünceler 585 17.3 Sonuçlar 586 DİZİN 588