Bilimsel Projeler PROJENİN ADI: Çeşme Suyumdan Vazgeçmem! Öğrenciler: A. KARADENİZ, R. ŞAHİN Okul: Amasya Bilim ve Sanat Merkezi - 2013 Danışman: Hidayet TERECİ www.fencebilim.com Projenin amacı: Su arıtma cihazlarının içme suyuna, kimyasal ve biyolojik açıdan etkisinin incelenmesi. Projenin Hedefleri: 1- Su arıtma cihazlarının kimyasal yönden arıtımını araştırmak 2- Su arıtma cihazlarının biyolojik yönden etkisini araştırmak 3- Su arıtma cihazlarının temizlik ve bakımının önemi araştırmak 4- Su arıtım cihazlarıyla ilgili toplumu bilinçlendirmek 5- Toplum sağlığını korumak Giriş: Bakteriler; gözle görülmeyen ancak mikroskop altında görülebilen mini canlılardır. Bakterilerin hepsi bize zarar vermeyebilir. Ancak, bizim için esas tehlike, hastalık yapan bakteriler yani patojen bakterilerdir. Patojen bakteriler, vücudumuza çeşitli yollardan (sindirim, solunum, derideki yara ve bereler yoluyla) girerek çoğalırlar ve hastalanmamıza neden olurlar [1]. Mikroorganizmalar genel olarak psikrofil, mezofil ve termofil olmak üzere 3 gruba ayrılırlar [2]. Bir suyun içme ve kullanma suyu olabilmesi, ancak onun enterik bakteriler ile kirlendiğinin göstergesi olan bir mikroorganizma içermediğinin saptanması ile mümkündür. Ancak içme sularının değerlendirilmesinde en değerli yöntem patojen mikroorganizmaların bizzat suda bulunmadığının gösterilmesidir [3]. Koliform bakteriler suda kolayca saptanabildiği ve sayılabildiği için suyun kalitesinin belirlenmesinde uygun bir mikrobiyal indikatör olarak kabul edilmiştir [4]. Escherichia coli insan, sıcakkanlı hayvanlar ve kuşların normal bağırsak floralarında bulunan bakterilerden birisidir. E.coli taksonomik bakımdan Enterobacteriaceae ailesi içinde yer alır. Bu aile içinde E.coli ile birlikte 30 civarında cins ve pek çok tür bulunmaktadır. Enterobacteriaceae ailesinin üyeleri gıdalarda bozulmaya yol açmak yerine daha çok gıda zehirlenmesine neden olmaları bakımından önemlidirler [5]. İçme suyunda sodyum değerinin yüksek olması hipertansiyon ve böbrek hastalıklarına; sülfat değerinin yüksekliği sindirim sistemi hastalıklarına, bebekler, yaşlılar ve hamilelerde vücut suyunun da kayıplarına neden olabilir [6]. İçme suyundaki kimyasalların neden olduğu sağlık riski mikrobiyolojik kirleticilerin neden olduğundan az olmakla birlikte giderek miktar ve etkisi artmaktadır. Kimyasalların özellikle sağlığı tehlikeye düşürebilecek boyuta çıkmaları durumunda renk, koku ve tat olarak suyu bozmaları oldukça önemli bir şanstır. Belki de büyük kitlelerin suyun ani kimyasal kirliliğine bağlı olarak meydana gelebilecek salgınlardan korunabilmelerini sağlayan en önemli durumlardan birisini bu oluşturmaktadır. Ancak akut etkiye neden olmaması sorunun çözümü açısından yeterli değildir. Bir takım kimyasalların biyomagnifikasyon ve diğer etkileri nedeniyle insan ve canlı dokularında birikebilme özelliğine sahip olmaları, kanserojen bir takım kimyasallar için eşik değerin bulunmaması, günümüzde kimyasal kirletici riskinin giderek artması sorunun önemini artırmaktadır. Özellikle uzun süre etkilenime bağlı olarak önemli sağlık etkileri ortaya çıkabilmektedir [7]. Su sertlik değer aralıklarına göre: 0 ile 7,2 çok yumuşak, 7,3 ile 14 yumuşak, 14,1 ile 22 sert, 22,1 ile 32 orta sert, 32+ çok sert su olarak ifade edilir.
Gerekli materyaller: Saf su, arınık kap, katı besiyeri, PCA (Plate Cont Agar), PH metre, spektrometre, çakmak, pipet, amonyum ve nitrit kiti, ringer, petri kabı, mezur, kronometre, EDTA (etilen diyamin tetra asidik asit), bunzen beki, erico-crom black, deney tüpü. Kullanılan yöntem: Ev veya işyerlerinde kullanılan musluk ve su arıtma cihazlarından su numuneleri steril kaba ağzı doluncaya kadar dolduruldu. Bu işlem yapılırken kaba yukarıdan bakteri düşmemesi için musluk üzerinde çakmak yakıldı. Çeşme ve arıtıcı su numunelerinin kimyasal (PH, sertlik, amonyum ve nitrit) ve biyolojik özelliklerinin (toplam bakteri koloni sayısı) analizleri yapıldı. Çalışmanın kimyasal analizleri, Amasya İl Gıda Kontrol Laboratuarında öğrenci merkezli yapıldı. Numunelerin asitlik-bazlık derecesini ölçmek için Hach HQ 411d model PH metre kullanıldı. Önce prop saf su ile temizlendi, numuneye daldırıldı. Numune çalkalandı, oku tuşu ile PH değeri ölçüldü. Tüm numuneler için aynı işlem tekrarlandı. Amonyum ve nitrit değerlerinin ölçümlerinde Hach Large DR 5000 model spektrometre kullanıldı. Amonyum kitine 5 ml numune konularak 15 dakika reaksiyon beklendi. Kit spektrometre içine konularak amonyum değeri okundu. Nitrit kitine 2 ml numune konularak 10 dakika reaksiyon beklendi. Kit spektrometre içine konularak nitrit değeri okundu. Tüm numuneler için aynı işlemler tekrarlandı. Numunelerin sertliğini ölçmek için, 25 ml su numunesi pipet ile alındı, içerisine 2 ml amonyaklı tampon çözelti ve indikatör olarak erico crom black 3 damla damlatıldı. 0,1 molarite EDTA (etilen diyamin tetra asidik asit) ile titrasyonu yapıldı. Sonuç 4 ile çarpılarak yüzde Fransız sertliği olarak kaydedildi. Tüm numuneler için aynı işlemler tekrarlandı. Evlerdeki çeşme ve arıtıcı sularındaki toplam bakteri sayısını bulmak için: 1 tablet ringer alınarak 500 ml saf suda içinde çözülerek ringer solüsyonu hazırlandı. Deney tüplerine pipet ile 1/9 oranı gözetilerek, 9 ml ringer solüsyonu konuldu. Tüplerin ağızları kapatılarak otoklavda 121 santigrat derecede 15 dakikada steril edildi. PCA (Plate Cont Agar), 7,5 gram hazır besi yeri 500 ml saf su ile ısıtılarak çözünür ve 121 santigrat derecede 15 dakika otoklavda steril edilerek hazırlandı. Çeşme ve arıtıcılardan alınan 1 ml su örneği ve 1 kez ringer solüsyonu seyreltikten sonraki 1 ml örnekler ayrı ayrı steril boş petri kabına pipetle döküldü. Numune üzerine 43 santigrat derecede 15 ml PCA döküldü. Katı besiyeri 37 santigrat derecede 36 saat inkübatörde bekletildi. Katı besiyerlerinde oluşan koloni sayıları seyreltme oranına göre çarpılarak toplam koloni bakteri sayısı bulundu. Tüm farklı çeşme ve arıtıcı örnekleri için aynı işlemler tekrarlandı. Resim 1. Numune örnekleri
Bulgular: Çeşme ve su arıtıcılarından alınan numunelerin kimyasal ve biyolojik analizleri sonucu elde edilen veriler aşağıdaki çizelgelerde verilmiştir. Çizelge 1: Çeşmeden alınan su örneklerinin kimyasal verileri Özellikler/Numuneler A B C D E F G Amonyum mg/l (maksimum=0,5) 0,003 0,005 0 0,001 0 0,001 0 Nitrit mg/l (maksimum=0,1) 0 0,038 0,03 0,022 0,028 0 0,009 PH 7,65 7,81 7,8 7,9 7,95 7,87 7,76 Sertlik Fr (Fransız sertlik derecesi) 34 16 17 16 20 25 28 Çizelge 2: Arıtıcıdan geçmiş içme suyunun kimyasal verileri Özellikler/Numuneler A B C D E F G Kullanım Yılı 3 yıl 3 yıl 6 yıl 8 yıl 3 yıl 3 yıl 2 yıl Temizlenme Süresi 2 ay 3 ay 1 ay 10 ay 6 ay 7 ay 3 ay Amonyum mg/l (maksimum=0,5) 0 0 0 0,001 0,011 0 0,001 Nitrit mg/l (maksimum=0,1) 0 0 0,008 0 0 0 0 PH 6,54 6,95 6,93 7,09 6,82 6,84 6,82 Sertlik Fr (Fransız sertlik derecesi) 3 2 4 3 10 14 11 Çizelge 3: Çeşmeden alınan su örneklerinin mikrobiyolojik verileri Numune Alınan Yerler A B C D E F G Toplam Koloni sayısı (10-1 ) <10 <10 <10 <10 <10 <10 <10 Çizelge 4: Arıtıcıdan alınan su örneklerinin mikrobiyolojik verileri Numune Alınan Yerler A B C D E F G Kullanım yılı 3 yıl 3 yıl 6 yıl 8 yıl 3 yıl 3 yıl 2 yıl Temizlenme süresi 2 ay 3 ay 1 ay 10 ay 6 ay 7 ay 3 ay Koloni sayısı 15 <10 1 21 <10 8 17
Proje bütçesi: 85 TL (katı besiyeri, arınık saf su, eküvyon çubuğu, sıvı besiyeri, maske, steril kap,) Proje Çalışmasının Takvimi 1 Ekim-12 Ekim: Kaynak taramasının yapılması. 15 Ekim-19 Ekim: Problem cümlesinin oluşturulması. 22 Ekim-9 Kasım: Materyal ve yöntem tespit edildi. 12 Kasım-16 Kasım: Gerekli materyallerin temin edilmesi. 19 Kasım-23 Kasım: Su arıtıcısı kullanılan yerlerin tespit edilmesi. 26 Kasım-14 Aralık: Deneysel çalışmaların yapılması (su numunelerinin tespit edilen yerlerden alınması, kimyasal ve biyolojik ölçümlerinin yapılması). 17 Aralık-21 Aralık: Elde edilen bulguların kaydedilmesi. 24 Aralık-28 Aralık: Bulguların değerlendirilmesi sonuçların elde edilmesi. 31 Aralık-12 Aralık: Proje raporunun yazılması. Sonuçlar: Çeşme ve arıtıcı su numunelerinin kimyasal analizleri sonucuna göre: Çeşme ve arıtıcı sularının amonyum miktarı insan sağlığı için uygundur. Arıtıcıların çoğunluğunun çeşme suyundaki amonyum miktarını azalttığı görüldü. Tüm arıtıcılar çeşme suyunun PH değerini olumsuz yönde etkilediği görüldü. Arıtıcıların çoğunluğu suyu bazik iken asidik yaptığı belirlendi. Arıtıcıların kullanım yılı ve temizlenme sürelerinin, içme suyuna kimyasal etkisi bakımından anlamlı bir ilişki bulunamadı. Aynı şebekeden alınan çeşme sularının hepsinin PH değerinin farklı bazik değerlerde ve insan sağlığı için ideal olduğu görüldü. Çeşme sularının hepsinin sertlik derecesi 14 Fransız sertliğinin üzerinde olan sert ve çok sert olduğu görüldü. Arıtıcılar suyun sertlik derecesini azalttığı belirlendi. Arıtıcıların içme sularını çok yumuşak ve yumuşak su haline dönüştürdüğü görüldü. Çeşme ve arıtıcı su numunelerinin biyolojik analizleri sonucuna göre: Tüm çeşme su örneklerinin toplam bakteri koni sayısına göre sağlıklı olduğu bulumdu. Arıtıcı su örneklerinde ise sağlıklı olmayan numune sayısı (A, C, D, F, G) sağlıklı olanlara göre (B, E) daha fazladır. Arıtıcıların kullanım yılı ve temizlenme süresinin, mikrobiyolojik açıdan içme suyuna etkisinde anlamlı bir ilişki bulunamamıştır. Kişilerin arıtıcılarının temizlik ve bakım bilinçleri, süreleri farklılık göstermektedir. Kaliteli, sürekli temizliği ve bakımı yapılan, filtreleri zamanında değiştirilen arıtıcıların insan sağlığına daha uygun oldukları görüldü. Sonuçların Değerlendirilmesi: Amasya ili içindeki çeşme suları kimyasal ve biyolojik açıdan insan sağlığına uygun olmasına rağmen arıtıcı kullanılarak insan sağlığına uygun olmayan sular tüketilmektedir. Çeşme sularının ideal olmayan tek yönü sert ve çok sert olmasıdır. Bazı arıtıcılar suyun sertliğini olumlu yönde değiştirirken, diğerleri olumsuz yönde değiştirmesi su arıtıcılarının sertlik bakımından standardı olmadığını gösterdi. Çok yumuşak sular insanların sudan gerekli olan mineralleri alamamasına sebep olur. Bu ise insan sağlığı açısından istenmeyen bir durumdur. Genel olarak arıtıcılar içme sularına kimyasal açıdan olumsuz etki etmektedir. Arıtıcıların bir kısmının mikrobiyolojik açıdan temiz olan içme suyunu kirletmesi, bu araçların kullanımının yeniden gözden geçirilmesini gerektirmektedir. Arıtıcıların bakteri üretmeleri ciddi sağlık sorunlarına neden olabilir. Bu nedenle arıtıcıların kaliteli, kontrollü kullanılması ve belirli aralıklarda analizlerinin yapılması önemlidir. İnsanların arıtıcılar hakkında kimyasal ve biyolojik açılardan yeterince doğru bilgi sahibi olmaları sağlanmalıdır. Arıtıcı kullanılan kişilerle yapılan
görüşmelerde ticari kaygılar sebebiyle tüketicilerin doğru bilgilendirilmediği tespit edildi. Arıtıcılar konusundan afiş, broşür, sunum hazırlanarak toplumun bu konuda bilinçlenmesi sağlanmalıdır. Bu konuda devletin ilgili birimleri ile iletişime geçirilerek destek alınabilir. Kaynaklar 1. Bilici, S., Buzgan, T., (2008). İlköğretim çocukları için el hijyeni, Şubat, Ankara. 2. Kristjonsson, J. K. ve Stetter K.O. (1991). Thermophilic Bacteria Thermophilic Bacteria (Ed:Kristjonsson J.K). CRC Pres, Inc. London, 1-13. 3. Payment P, Franco E. L. (1993). Clostridium perfringens and somatic coliphages as indicators of the efficiency of drinking water treatment for viruses and protozoan cysts. Applied and Environmental Microbiology; 59: 2418-2424. 4. Alim A., (1995). Sivas il ve ilçe merkezlerinde içme sularının bakteriyolojik analizi. Erciyes ünv. Mikrobiyoloji Anabilimdalı, Yüksek Lisans Tezi, Kayseri. 5. Madigan, M.T., Martinko, J. M., Parker J., (1997). Prokaryotik diversity:bacteria. Brock Biology of Microorganisms. 710-711. Prentice Hall International, Inc., p. 986. 6. Guidelines for drinking-water quality. First appendum to the third edition. Vol 1, Recommendations (ISBN: 9241546966), WHO 2006, pp vii, 306-307. 7. Güler. Ç, Çobanoğlu. Z., (1994). Su Kirliliği, Çevre Sağlığı Temel Kaynak Dizisi No: 12, Türkiye Cumhuriyeti Sağlık Bakanlığı, Sağlık Projesi Genel Koordinatörlüğü, TC. Sağlık Bakanlığı Temel Sağlık Hizmetleri Genel Müdürlüğü, ISBN 975-7572-60-8, Ankara. 8. http://tr.wikipedia.org/wiki/escherichia_coli, Son erişim: 21. 12. 2012, Saat: 17.10. 9. http://www.haberler.com/ozcan-su-aritma-cihazlari-saticilari-konusunda-3847467-haberi/, Son erişim: 21. 12. 2012, Saat: 17.40. 10. http://saglik.haber.pro/haber-su-aritma-ve-su-aritma-cihazlari-24592.html