Su Kirliliği
Suyun çevresel döngüsü (hidrolojik döngü) sırasında antropojenik kullanımdan kayanaklanan çok çeşitli yabancı madde ile karışması veya doğal olarak bulunabilen maddelerin çeşitli nedenler ile sularda zenginleşmesi, sularda önemli kirlenme sorunları meydana getirir. Ayrıca insanlar baraj, kapalı su iletim sistemleri, kanallar ve göletler gibi su yapıları oluşturarak hidrolojik döngüye yapay etkiler oluştururlar.
Yerleşim bölgelerinde ve endüstri bölgelerinde su kullanımı sonucunda önemli miktarlarda atık yük taşıyan kirli sular ortaya çıkar. Bu suların belirli düzeylerde arıtılmaması, diğer bir deyimle atık yük miktarları azaltılmadığı takdirde doğal sulara bırakılması durumunda, bu sistemlerin kendilerini yenileme kapasitesinin üzerinde atık maddeler ile bulaştırılması sonucu su kalitesi şiddetle bu değişimden etkilendiği gibi su yaşamı da zarar görür.
Suları kirletme potansiyeli bakımından kirletici kaynakları şöyle sıralayabiliriz:
• Endüstriyel organik atıklar,
• Endüstriyel inorganik atıklar,
• Endüstriyel atık ısı,
• Kanalizasyon atıkları,
• Tarımsal atıklar,
• Erozyon sonucu oluşan sedimentler,
• Asit maden suları,
• Petrol ve yağ kirlenmeleri.
Yüzey sularında doğal olarak bulunan veya kirletici kaynaklardan sulara ulaşan çeşitli organik maddeler,ortamdaki mikroorganizmaların aktiviteleri sonucu anaerob veya aerob olarak belirli düzeyde ayrışır ve bu sırada suyun oksijen dengesini etkilerler.
Aerob ayrışmanın basit eşitliği şu şekilde yazılabilir:
Kompleks organik maddeler + O2 → CO2+H2O+stabil ürünler
Kükürtlü organik bileşikler→ SO4-2 (son ürün)
Fosforlu organik bileşikler→PO4-3 (ortofosfat)
Azotlu organik bileşikler→ NH4 (amonyak→ nitrit→nitrat)
Ayrışmanın ikinci şekli olan anaerob ayrışmada, serbest oksijen bulunmadığından tamamen farklı mikroorganizma grupları biyolojik ayrışmayı gerçekleştirir.
İkincil reaksiyon sonucu meydana gelen bazı ayrışma ürünleri stabil değildir. Örneğin metan (CH4) bataklık gazı olarak tanınan yüksek enerjili bir bileşiktir. Fiziksel olarak stabil olmakla birlikte, biyolojik olarak kararsızdır ve dönüşüme uğrar. Kolay ayrışabilir nitelikli, yüksek enerjili bir organik bileşik ham atık su ile akarsulara ulaşırsa, deşarj ağzından itibaren bir seri değişiklikler meydana getirir. Özellikle sudaki çözünmüş oksijen (D.O = çözünmüş oksijen) düzeyinde azalma görülür. Bunun nedeni yukarıdaki reaksiyonlarda açıklandığı şekilde mikroorganizmaların organik bileşikleri parçalamaları ve bu sırada sudaki çözünmüş oksijeni tüketmeleridir.
Meydana gelen bu durum su ortamına yapılan yükleme düzeyi ve su sisteminin kendi kendi yenileme gücü ölçüsünde değişik nitelikler arzeder. Şayet kirlenme miktarı fazla ve kirletici faktör birden fazla ise akarsuda önemli bir oksijen yetmezliği ve anaerob koşulların ortaya çıkması söz konusudur. Kirleticilerle yüklenmiş bir akarsuda zaman (mesafe) ile çözünmüş oksijen düzeyleri arasındaki lişiki gösterilmektedir.
Şekildeki A eğrisi anaerob koşulların oluşmadığı, B eğrisi de anaerob koşulların ortaya çıktığı çözünmüş oksijen düzeylerini göstermektedir.
Kirlenen bir su sisteminde organik artıkların ayrışması yolu ile tüketilen oksijen miktarı aşağıdaki eşitlikle ifade edilebilir:
Oksijen kullanım oranı = k1 (L-y)
L = mg/l olarak organik madde ayrışması için gereken toplam oksijen miktarı
y = belirli bir t zamanında kullanılan O2 miktarı (mg/l)
k1 = oksijensizleşme (deoksigenasyon) katsayısı
Kirlenen su sistemi için oksijen kullanım oranı değeri, ayrışabilir organik madde miktarına bağlı olan L değeri arttıkça artış gösterir. Suda eksilen oksijenin atmosferden çözünme ile yeniden kazanımı K2D olarak ifade edilebilir. "D" herhangi bir t zamanı için çözünmüş oksijen açığını ifade etmektedir. bu değer sudaki teorik doygunluk oksijen düzeyi ile gerçek çözünmüş oksijen değeri arasındaki mg/l olarak farktır. Tekrar oksijenlenme (reoksigenasyon) katsayısı olarak tanımlanan K2 ise akarsu akış hızı ve derinliği gibi niteliklere bağlı olan günlük (gün-1) katsayıdır.
olup Da= kirlenme başlama noktasındaki oksijen açığıdır.
Örnek: Büyük bir nehirdeki " tekrar oksijenlenme" katsayısı (k2) değeri 0.4/gün 'dür. Nehir akış hızı 5 mil/saat ve kirlilik deşarj noktasındaki suyun oksijenle doygun olarak 10 mg/l düzeyinde oksijen içeriği kabul edilmektedir. Su ve atık su karışımının oksijen gereksinimi 20 mg/l ve deoksigenasyon katsayısı (k1) 0.2/gün dür. 30 mil mesafe için çözünmüş oksijen değeri ne olur?
Çözüm: Nehrin akış hızı satte 5 mil olduğuna göre akış zamanı 30/5=6
saattir. t= 6/24=0.2/gün=1/4 gün'dür,
Da= 0 (Çünkü doygunluk değeri kabul ediliyor)
0.2 x 20
D= (e-0.2( 0.25) - e 0.4 (0.25) ) + 0 .e-k2t 2t
0.4 - 0.2
D= 20 (e-0.05 -e-0.1 )= 1.0 mg/l
D.0 ( Çözünmüş oksijen) = 10-1.0=9.0 mg/l
Şayet nehirdeki oksijen kullanım oranı oksijen sağlanmasından büyük olursa, nehirde belirli mesafelerde anaerobik koşullar ortaya çıkar. Bu tip bölgeler veya akarsular kolayca farkedilir, zira diğer gazlar ile birlikte ayrışma ürünü olarak amonyak (NH3) ve kükürtlü hidrojen (H2S) oluşur. Bu gibi değişimler akvatik (su) yaşamı da etkiler. Kirlenme noktasından itibaren türlerin tipi ve sayılarında önemli değişimler ortaya çıkar. Artan bulanıklık, çökelen katı madde miktarı ve düşük çözünmüş oksijen, balık yaşamını azaltır. Kirlenmeye bağlı olarak zaman (mesafe) ile tür ve sayısal dağılımın etkilenmesi Şekil 5.2 ve 5.3’de görülmektedir.
Ekoloji
-
Ekosistem hizmetleri
-
Biyoremediasyon Nedir ? Biyoremediasyon Teknikleri Nelerdir ?
-
Enerji Bağımsızlığı Nedir ?
-
İklim Araştırmaları
-
Sera Etkisi - Atmosferdeki karbondioksitin sera gazı etkisindeki yeri nedir?
-
CO2 Salımları
-
İklim Bilimi - İklimi Nasıl Değiştiriyoruz
-
Ağır Metallerin Sağlık Üzerine Etkileri
-
Küresel Isınmanın Sonuçları
-
Asit Yağmurlarının Çevre Üzerine Etkileri
-
Tür Çeşitliliğinin Korunması
-
Biyolojik Mücadele Kavramı
-
Atık Suların Kullanım Alanları
-
Sera gazı ile küresel ısınma arasında nasıl bir ilişki vardır? Kaynak: Sera gazı ile küresel ısınma arasında nasıl bir ilişki vardır?
-
Canlı Türlerinin Yok Olmasının Doğal Dengeye Etkisi