Elazığ Belediyesi Atıksu Arıtma Tesisi Arıtma Çamurlarının Helmintolojik Yönden Bir Yıllık Değerlendirilmesi

Fırat Üniv. Fen ve Müh. Bil. Dergisi Science and Eng. J of Fırat Univ. 19 (1), 61-66, 2007 19 (1), 61-66, 2007 Elazığ Belediyesi Atıksu Arıtma Tesisi Arıtma Çamurlarının Helmintolojik Yönden Bir Yıllık Değerlendirilmesi Erdal ÖBEK 1,Yusuf YAKUPOĞULLARI 2,Zülal AŞÇI TORAMAN 2 ve Mustafa TEPE 3 1 Fırat Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Çevre Mühendisliği Bölümü, Elazığ 2 Fırat Üniversitesi Tıp Fakültesi Mikrobiyoloji Anabilim Dalı Elazığ 3 Çev.Müh.,Elazığ Belediyesi Atıksu Arıtma Tesisi, Elazığ (Geliş/Received:09.05.2006; Kabul/Accepted:08.12.2006) Özet: Atık suların arıtımı sonucu oluşan arıtma çamurlarının tarımsal alanlarda kullanımı günümüzde birçok ülkede benimsenmiş bir uygulamadır. Ancak, helmint yumurtaları ile kirlenmiş olan bu çamurların kullanılması insan ve çevre sağlığı açısından önemli riskler oluşturmaktadır. Bu çalışmada, Elazığ Belediyesi Atık Su Arıtma Tesisi nin çamur kurutma yatakları ile nihai alandaki arıtma çamurlarının Haziran 2004 ve Mayıs 2005 tarihleri arasındaki dönemde helmint düzeyinin saptaması amaçlanmıştır. Arıtma çamurlarından her ay alınan örnekler incelenmiş ve en sık Trichuris, Ascaris, Toxocara, Strongiloides ve Taenia türlerine ait yumurtalar saptanmıştır. Özellikle yaz aylarında artan helmint yoğunluğundan dolayı bu çamurların tarımsal amaçlı kullanımı insan ve çevre sağlığı açısından riskli görülmüştür. Anahtar Kelimeler: Atık su arıtımı, helmint yumurtaları, arıtma çamuru. Helminthological Investigatıon of Elazig Municipal Wastewater Treatment Plant for One Year Abstract: Utilization of the wastewater treatment plant in the agriculture has been currently accepted in most countries. On the other hand, it presents high risks for human and environmental health using of the contaminated plants with helminth eggs. For this aim, helminth levels were determined in samples of effluents and treatment sludge of Elazig Municipal Wastewater Treatment Plant during June 2004-May 2005 period. Composite effluent and treatment sludge samples taken per each month were investigated during the period and the eggs of Trichuris, Strongyloides, Ascaris, Toxocara and Taenia were commonly found. It was considered as bearing high risk of the utilization of this wastewater treatment plant for the agriculture, due to the increasing concentration of the helminths in the summer session. Keywords: Wastewater treatment, helminth eggs, sewage sludge. 1. Giriş Atıksu arıtma tesis çamurları, makro ve mikro nütrientler ve eser elementler gibi birçok yararlı bileşiklerin yanında, organik mikro kirleticileri, mikroorganizmaları ve parazit yumurtalarını da içerebilmektedir [1]. Arıtım sonucu ortaya çıkan arıtma çamurlarındaki makro ve mikro besin elementlerinin bu atığa faydalı bir gübre; organik maddelerin ise iyi bir toprak ıslah edici özellik vermesi nedeniyle, çoğu otorite bu ürünlerin tarımda kullanımı desteklemekte ve birçok ülkede uygulamaları yaygınlaşmaktadır [2-5]. Arıtma çamuru ve diğer biyokatılarda, çok sayıda mikroorganizma bulunmasına rağmen tarımsal uygulamalarda sadece insan, hayvan ve bitki sağlığı için risk oluşturan bakteri, virüs, maya, fungus ve parazitler (protozoonlar ve helmintler) göz önünde bulundurulur [2]. Patojenlerin çevre ve halk sağlığına karşı potansiyel riskler oluşturacak kadar hayatta kalma süreleri yeterince uzun olabilir [6-8]. Birçok çalışmada, arıtma çamurunun araziye uygulanmasından sonra tarımsal topraklarda ve gıdalarda Enterovirüsler, Hepatit-A virüsleri, Poliovirüsler (çocuk felci), Salmonella ve parazitlerin saptandığı gösterilmiştir [9,10]. Sağlıkla ilgili düzenlemelerde, bu ürünlerin sıhhi durumunun tam olarak değerlendirilmesi için 61

E. Öbek ve diğ. parazitolojik kontrolünün gerekli olduğunu ortaya koymaktadır [6,11 13]. Bu araştırmada, Elazığ ili atıksularının arıtıldığı Elazığ Belediyesi Atık Su Arıtma Tesis i çamur kurutma yatakları ve nihai alandaki çamur örneklerinde, insan sağlığı açısından önemli helmint yumurtalarının türleri ile yoğunluk düzeylerinin saptanması amaçlanmıştır. Bu örneklerdeki helmint kontrolünün gerekliliği; kaynak sularının kirlenmesinin, tarım alanları ve tarımsal ürünlerin kontamine edilmesi risklerinin önlenmesi ve çevre ve halk sağlığının korunması açısından önemli görülmüştür. 2. Materyal ve Metot 2.1 Çalışma Alanı ve Tesisin Tanıtımı 1994 yılında işletmeye alınan Elazığ Belediyesi Atıksu Arıtma Tesisi, Elazığ-Bingöl yolu 17. km de yer alıp; ön arıtma, biyolojik arıtma ve çamur giderme ünitelerinden oluşmaktadır. Elazığ Belediyesi Atıksu Arıtma Tesisi akım şeması Şekil 1 de verilmiştir. Kaba+ince Burgulu Ön çökeltme Havalandırma Son Çökeltme Izgara Kum Tutucu Pompa Binası Havuzu Havuzu Havuzu Yaklaşım Kanalı Parshall Deşarj Savağı Çamur Tasfiye Kademesi Geri Devir Pompa Binası Çamur Kurutma Yatağı Çamur Yoğunlaştırma Havuzu Aerobik Çamur Çürütme Havuzu Şekil 1. Elazığ Belediyesi Atıksu Arıtma Tesisi Akım Şeması 2. 2. Materyal Araştırma materyali olarak incelenen Elazığ Belediyesi Atık Su Arıtma Tesisi nin çamur kurutma yatakları ve nihai alandaki çamurlardan Haziran 2004 Mayıs 2005 dönemi içinde her ay olmak üzere iki-üç gün arayla kompozit halde 10 ar kez örnek alındı. Örnekler, steril burgu kapaklı polyester kaplara konularak en geç 1 saat içinde üniversite hastanesi mikrobiyoloji laboratuarına ulaştırıldı. 2.3. Metot Kompozit çamur örneklerindeki parazit yumurtaların türünü ve yoğunluğunu belirlemek için, çamur örneğinden 1gr tartılıp bir kap içerisinde üzerine 29 ml. çeşme suyu ilave edilerek karıştırıldı. Karışım, bir süzgeç yardı- 62 mıyla temiz bir kaba süzüldü ve süzüntüden 15 ml. bir tüpe alınarak 10 dakika 2000 devirde santrifüj edildi. Daha sonra üstte kalan sıvı dökülüp dipteki çökeltinin üzerine doymuş ZnSO4 solüsyonu eklenerek karıştırıldı. Daha sonra tüpün ağzına kadar doymuş ZnSO4 solüsyonu doldurulup tüpün ağzına lamel kapatıldı ve 10 dakika 2000 devirde santrifüj edildi. Lamel bir lam üzerine alındı ve ışık mikroskopu ile sırasıyla 10x ve 40x büyütmeli objektifler altında lamelin kapattığı alandaki parazit yumurtalarının tanımlaması ve sayımları yapıldı. Sayılan tüm alandaki yumurta sayısı iki ile çarpılarak 1g. çamurdaki yumurta sayısı belirlendi [14].

Elazığ Belediyesi Atıksu Arıtma Tesisi Arıtma Çamurlarının Helmintolojik Yönden Bir Yıllık Değerlendirilmesi 3. Bulgular İncelenen kompozit çamur örneklerinde saptanan toplam dokuz türe ait helmint yumurtasının bir türü trematod (Dicrocoelium spp ), iki türü ses- tod ( Moniezia spp. ve Taenia spp.) ve altı türü ise nematoddur (Trichuris spp., Strongyloides spp., Nematodirus spp., Toxocara spp., Ascaris spp., Bunostomum spp) (Tablo 1). Tablo 3.1. 1 gramlık arıtma çamuru örneklerinde saptanan insan sağlığı açısından önemli helmint yumurtalarının aylık ortalama sayısı. Helmint Türleri Aylar Trichuris Strongyloides Ascaris Toxocara Taenia Dicrocoelium Haziran Ç.K.Y. 120 235 200-127 - N.Ç. - 58 20-14 - Ç.K.Y. 131 319 118-176 - Temmuz N.Ç. - 25 20-67 - Ağustos Ç.K.Y. 100 350 100-125 70 N.Ç. - 82 - - 45 - Eylül Ç.K.Y. 70 398 126-115 - N.Ç. - 20 9-14 - Ekim Ç.K.Y. - 296 138-123 89 N.Ç. - 53 7-31 - Kasım Ç.K.Y. - 235 123-101 - N.Ç. - 37 18-17 - Aralık Ç.K.Y. - 63 115-125 - N.Ç. - - - - 23 - Ocak Ç.K.Y. - 68 95-170 108 N.Ç. - - 17-44 - Şubat Ç.K.Y. - 58 115 80 145 - N.Ç. - - 18-56 - Mart Ç.K.Y. - 85 140-270 111 N.Ç. - 15 20-29 - Nisan Ç.K.Y. - 138 120 109 134 - N.Ç. - 70 10-44 - Mayıs Ç.K.Y. - 204 109-200 - N.Ç. - 40 19-39 - N.A. : Nihai Çamur Ç.K.Y. : Çamur Kurutma Yatakları 4. Tartışma Atıksu arıtma tesisine giren atık sudaki kirleticilerin çoğu, oluşan sedimentasyon prosesleriyle çamurda birikir. Atıksu arıtma işlemlerinde, birçok patojen sayıca azaltılabilir, ancak, tamamen giderilemez. Helmint yumurtaları; bakteri, mantar veya viral etkenlere göre daha ağır olduklarından çöktürme ile çamur içinde artış gösterebilir. Çamurdaki patojenlerin büyük bir kısmı bölgede yerleşmiş olan insan topluluğu, evcil hayvanlar ve çiftlik hayvanların- 63 dan kaynaklanır [2,15]. Ayrıca, çamurdaki patojen seviyesi proses tipi, toplumun sosyoekonomik düzeyi, hastane ve et-işleme fabrikaları gibi kuruluşların varlığı ve iklim gibi birçok faktörden etkilenebilir [16]. Çamurda bulunabilen parazitlerin olumsuz çevre koşullarına, yaygın olarak kullanılan dezenfektanlara ve stabilizasyon yöntemlerinin çoğuna karşı en dayanıklı formu olan helmint

Elazığ Belediyesi Atıksu Arıtma Tesisi Arıtma Çamurlarının Helmintolojik Yönden Bir Yıllık Değerlendirilmesi yumurtaları ile ilgili yasal düzenlemeler bulunmaktadır [3,17]. Fransa da üçten daha az sayıda canlı helmint yumurtası/10g çamur, USEPA (1993) birden az sayıda canlı helmint yumurtası/4g çamur ve İsviçre (1992) de ise bulaşıcı helmint yumurtalarından çamurun tamamen arındırılmış gerekliliği hedeflenmektedir [18]. Çamurdaki parazit yumurtaları, toprak ve bitkilerde aylarca hayatta kalabildiklerinden otlak ve çiftlik gibi hayvancılık alanlarında sorunlara neden olurlar. Örneğin, Ascaris yumurtaları toprakta 14 yıl boyunca canlılığını sürdürebilir. Diğer taraftan, helmint yumurtalarının çoğu birçok kimyasala karşı dayanıklı olmakla birlikte, 55 oc nin üzerindeki sıcaklıklarda çabucak ölürler [19]. Çamurdaki patojen ve parazitleri en alt düzeye indirmek için; ısıl işlemler ve ışınlama gibi daha farklı metotlar da kullanılabilir. Çamura 70 oc de 30 dakika süreyle pastörizasyon işlemi uygulandığında helmint yumurtaları ölür. Çamur 137 Cs veya 60 Co ile alfa ışınlarına maruz bırakıldığında mikrobiyal genetik yapı tahrip olur. Çamur basınç altında, 260 Co de 30 dakika ısıtılırsa, hem susuzlaştırılır hem de stabilize edilir. Bütün bu azaltma yöntemlerine rağmen çamurun atıksuya göre daha fazla sayıda patojen ve parazit içerdiği unutulmamalıdır [20]. Kirletilmiş ve/veya arıtılmamış suların sıhhi durumunun tam olarak ele alınabilmesi ve arıtma prosesiyle ilgili değerlendirmelerin yapılabilmesi için parazit yumurtalarının tür ve yoğunluğunun belirlenmesini gerektirir. Bu, özellikle atıksu arıtımı sonucu oluşan çamurların tekrar kullanımı açısından önemlidir [7,21]. Klasik aktif çamur sistemine göre projelendirilmiş olan Elazığ Belediyesi Atık Su Arıtma Tesisi den alınan çamur örneklerinde helmint yumurtalarının türü ve sayılarının ihmal edilemez düzeyde olduğu görülmüştür. Tablo 1 incelendiğinde, Taenia spp. ve Ascaris spp. yumurtalarının tüm aylarda; diğer türlerin ise kimi aylarda yüksek olduğu saptanmıştır. Hemen hemen tüm helmint yumurtalarının özellikle yaz aylarında yoğunluğunun artışı dikkat çekici bulunmuştur. Bu durumun en önemli nedeni, parazitin evrimi için gereksinim duyduğu ısı ve nemin bu aylarda en uygun düzeyde bulunması olarak düşünülmüştür. Diğer taraftan, yaz mevsiminde buharlaşma ile atıksuların konsantrasyonu sonucu birim hacimdeki yumurta miktarının artış gösterebileceği unutulmamalıdır. Ayrıca, kış aylarında, yağış sularının kanalizasyonlara karışması ile patojenlerin tesise ulaşan sulardaki yoğunluğunu azalarak elde edilen sonuçlarımızdaki düşüşe neden olabileceği de düşünülmüştür. Arıtma çamurundaki helmint yumurta tipleri, Öbek ve diğ. [22] tarafından da elde edilmiştir. Atık sularda saptanan helmintlerin birçoğu, insan ve hayvanlarda önemli sağlık sorunlarına yol açabilmektedir. Trichuris in bazı türleri, kirli topraklara temas etmiş gıda maddelerinin yenilmesi ile insanlara bulaşarak, özellikle kalın bağırsaklara yerleşip, kan emmek suretiyle parazit olarak canlılığını devam ettirir. Bu durum, uzun süreli anemi olgularına, gelişme geriliğine, kanlı ishal görülmesine, bağırsak tıkanmalarına veya rektal prolapsusa neden olabilmektedir. Strongyloides türleri, kirli topraklardan deriyi delerek kan dolaşımına katılır. Önce akciğerlere sonra ise bağırsaklara yerleşerek kan kaybına neden olur. Akciğerlere yerleştiği dönemde parazitik bir zattürre tablosuna yol açar. Bazı kişilerde ise infeksiyonlarının ölümle sonuçlandığı görülmüştür. Ascaris spp. ise kirli gıdaların ağız yoluyla alınmasını takiben, gastrointestinal sistemden kana geçerek akciğerlere ulaşır. Burada, Strongyloides in neden olduğu zatürreye benzer bir klinik tablo oluşturarak balgam ile tekrar gastrointestinal sisteme ulaşır. Bazen kalbe de yerleştiği görülmüştür. Oluşturduğu hastalığın yol açtığı komplikasyonlar Strongyloides enfeksiyonu ile benzerlik gösterir. Taenia türleri, kontamine otları yiyen arakonak hayvanların çeşitli organları veya kaslarına yerleşir. Son konak insan ve karnivor hayvanların arakonak hayvanların etlerini çiğ veya az pişmiş olarak tüketmeleri sonucu bağırsaklara ulaşan Taenia türleri burada olgunlaşarak büyüme geriliğine ve hayatı tehdit edici klinik tablolara neden olabilmektedir. Toxocara cinsine bağlı türler ise çoğunlukla yumurtalarının kontamine gıdalarla kedi ve köpekler tarafından alınması sonrası çevreye yayılım gösterir. Bu yumurtaları ağız yolu ile alan kişilerde, yumurtalar, gastrointestinal sistemde açılır. Ortaya çıkan larvalar bağırsak duvarını delerek kana karışır ve vıseral larva migrans yaparak karaciğer, dalak, 64

E. Öbek ve diğ. göz, lenf düğümleri gibi oranlara yerleşir. Ciddi organ tutulumları ölümle sonuçlanabilmektedir [23]. Çalışmamızda saptadığımız Dicrocoelium spp., Moniezia spp. ve Bunostomum spp. gibi diğer helmintlerin ise insanlar için klinik önemi oldukça az olup bazı immun sistemi zayıf hastalarda nadir enfeksiyonlara neden olabilmektedirler. Bu etkenlerin daha çok çiftlik hayvanlarında neden oldukları enfeksiyonlar önem taşımaktadır. Sonuç olarak, bu çalışmada tespit edilen helmint yumurtalarının tür düzeyinde tespiti mümkün olmamakla birlikte, insan ve hayvanlarda enfeksiyon oluşturabilecek helmintlerin bulunması ilimiz arıtma tesisinin helmintolojik yönden yetersiz bir giderim yaptığını göstermektedir. Özellikle yaz aylarında atık çamurlardaki helmint yoğunluğunun artışı da göz önüne alınarak tesisimizde revizyona gidilip daha etkin arıtma teknolojilerinin seçilmesi, insan sağlığı ve tarım hijyeni açısından risklerin ortadan kaldırılması açısından büyük önem arz etmektedir. 5. Kaynaklar 1. Alloway, B., Jackson, P., (1991). The Behaviour of Heavy Metals in Sewage Sludge Avended Soils. Elsevier Science publishers B.V., United Kingdom. 2. Strauch, D. (1991) Survival of pathogenic microorganisms and parasites in excreta, manure and sewage sludge. Rev. Sci. Techn. Off. Int.Epiz. 10,813 846. 3. Strauch, D., Carrington, E.G. (1992): hygienic aspect related to treatment and use of organic sludge and sanitary aspects of spreading of slurries and manures. İn: Treatment and use of sewage sludge and agricultural wastes. Review of COST 68/681 programme, 1972 90 (J.E. Hall, P.J. Newman, eds.), 122 143. 4. Madera, C.A., Pena M.R. and Mara D.D., (2002). Microbiological quality of a waste stabilization pond effluent used for restricted irrigation in Valle Del Cauca, Colombia. Water Science and Technology 45 (1), 139 143. 5. Düring, R.A., Gäth, S. (2002). Utilization of Municipal Organic Wastes in Agriculture: Where Do we Stand, Where will we go? J. Plant Nutr. Soil Sci., 165, 544-556. 6. World Health Organization (WHO), 1989. Health Guidelines for the use of wastewater in agriculture and aquaculture. Technical Report No. 778, Geneva. 7. Toze, S., (1999). PCR and the detection of microbial pathogens in water and wastewater. Elsevier Science PII: S0043 1354(99) 00071 8 8. Mavridou A., Kouloubis P, Vassalou E., Rigas F., Vakalis N., (2001). Microbiological quality of sewage sludge in Greece disposed for agricultural use. International Journal Environmental Health Research 11(3):275 279. 9. Straub, T.M., Pepper, I.L. and Gerba P., (1994) detection of naturally occurring enteroviruses and hepatitis. A virüs in undigested and anaerobically digested sludge using the polymerase chain reaction. Can. J. Microbiol. 40, 884 8 10. Lasorbas, J., Dellunde, J., Jofre, J. and Lucena, F.(1999) Occurance and levels of phages proposed as surrogate indicators of enteric viruses in different types of sludges. J. Appl. Microbiol. 86, 723 9. 11. Kresiel W. (1991) Water quality and health. Water Sci. Technol. 23, 201 209. 12. El Hamouri B., Khallayoune K., Bouzoubaa K., Rhallabi N. and Chalabi M. (1994). High-rate algal pond performances in faecal coliforms and helminth egg removals. Water Res. 28(1), 171 174. 13. Gaspard, P.,Wiart, J., Schwartzbrod, J. (1995) Urban Sludge Reuse In Agrıculture: Waste Treatment and Parasitological Risk, Bioresource Technology, 52, 37-40. 14. Mimioğlu,M.M.,Kasap,M.(1978).Medikal Parazitoloji Laboratuar Yöntemleri, Cumhuriyet Üniversitesi Yayın No: 2, Sivas. 15. Lue-Hing, C., Zenz, D., Kuchenrither, R. (1992). Municipal Sewage Sludge Management: Processing, Utilization and Disposal, Water Quality Management Library, U.S.A., 663. 16. Dumontet S, Dinel H, Baloda S.B. (1999). Pathogen reduction in sewage sludge by composting and other biological treatments: A review Biological Agriculture and Horticulture 16 (4), 409 430 17. Schwartzbrod, J., Gaspard, P., Thiriat, L.(1998). Pathojenic micro-organisms in sludge and effect of various treatment processes for their removal. Europ. Wat. Manage. 1, 64 69. 65

Elazığ Belediyesi Atıksu Arıtma Tesisi Arıtma Çamurlarının Helmintolojik Yönden Bir Yıllık Değerlendirilmesi 18. Gaspard, P.,Wiart, J., Schwartzbrod, J., (1997). Parasitological Contamination of Urban Sludge Used for Agricultural Purposes, Waste Management and Researc 15, 429 436. 19. Strauch, D (1998). Pathogenic micro-organisms in sludge. Anaerobic digestion and disinfection methods to make sludge usable as fertiliser. European Water Management. 2(2),12 26. 20. Kırlı L., (2003). Çevre Mühendisleri İçin Mikrobiyoloji. KOÜ Yayın No:41,İZMİT 21. U.S.EPA. (1992). Environmental Regulations and Technology. Control of Pathogens and Vector Attraction Reduction in Sewage Sludge. EPA/625/R 92/013 22. Öbek, E., İpek, U., Çınarcı, B., (2000). Elazığ Atıksu Artıma Tesisi Arıtma Çamurlarında Bulunan Parazit Yumurtaları. A.Ü. Bilim ve Teknoloji Dergisi.1(1), 215 220. 23. Mahmoud A.A.F. Diseases ue to helminths. In: Mandell GL, Bennet JE, Dolin R. Principles and Practice of Infectious Diseases. Fourth Eds. New York, 1995. Churchill-Livingstone. 2525 2557. 66