Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Su (Kirliliği) Kimyası Ülkü Yetiş ODTÜ Çevre Mühendisliği Bölümü SYGM Ankara, 18 Nisan 2016.

Benzer bir sunumlar


... konulu sunumlar: "Su (Kirliliği) Kimyası Ülkü Yetiş ODTÜ Çevre Mühendisliği Bölümü SYGM Ankara, 18 Nisan 2016."— Sunum transkripti:

1 Su (Kirliliği) Kimyası Ülkü Yetiş ODTÜ Çevre Mühendisliği Bölümü SYGM Ankara, 18 Nisan 2016

2 İçerik SU ve TEMEL ÖZELLİKLER Kimyasal Kirleticiler Ötrofikasyon

3 "SU" Temel Özellikleri

4 Su Molekülü Polar – Elektronların H ve O atomları arasında eşit olmayan dağılımı; H atomları karşılıklı değil – O atomu tarafı daha elektronegatif...

5 Hidrojen Bağları

6 Su ve İki Önemli Özelliği 1.Yüksek yüzey gerilimi 2.Universal solvent

7 Yüzey Gerilimi - Kohezyon Kohezyon Su moleküllerinin birbirini çekmesi Yüzey Gerilimi: Su yüzeyinde görülen kohezyon davranışı

8 Adhezyon Farklı cins moleküllerin birbirine yapışması

9 Adhezyon-Kohezyon-Yer Çekimi

10 Çözünürlük Polar bileşikler çözünebilir (yüzey yükleri, su molekülündeki yüzey yükleri ile etkileşir) HİDROFİLİK Polar olmayanlar çözünemez (yüzey yükleri, su molekülündeki yüzey yükleri ile etkileşemez) HİDROFOBİK

11 Çözünürlük Polar su molekülleri, NaCl moleküllerini iyonize eder Na ve Cl iyonları su molekülleri tarafından çevrelenir (H bağları) H-bağı kalmadığı durum: doygunluk Su Molekülü Küreleri

12 Çözünürlük Organik : Glukoz Glukoz molekülü su molekülleri çeker Çekim kuvvetli ise: çözünür

13 Çözünürlük-PAH’ler Non-polar Çözünürlükleri düşük Aromatik halka sayısı artarken, çözünürlük düşer 100’den fazla temel PAH ve herbirinin 100’lerce derivatifi

14 Çözünürlük – PCB’ler Non-polar Çözünürlükleri düşük Aromatik halka sayısı artarken, çözünürlük düşer

15 Çözünürlük – PCB’ler PESTİSİTÇözünürlük, mg/L

16 Diğer Önemli Özellikler Yüksek spesifik ısı : Yüksek ısı alımına rağmen minimum sıcaklık artışı Yüksek buharlaşma ısısı: Yüksek ısı alımına rağmen, minimum buharlaşma

17 Buz Donarken genişler ve daha az yoğun kristaller oluşur. Katı Sıvı

18 Kimyasal Kirleticiler

19 Kimyasal Kirletici Parametreler ParametreTanım pH H iyonu konsantrasyonu Organikler (Konvansiyonel kirleticiler için, BOİ,KOİ, TOK) Biyobozunur-bozunmaz Çözünmüş Oksijen Oksijen doğada mikrobiyal bozunma, sucul yaşam için gerekli

20 Kimyasal Kirletici Parametreler ParametreTanım Azot Toplam N (TN) Toplam Kjeldahl N (TKN) Nitrat-N (NO3-N) Nitrit-N (NO2-N) Amonyak-N (NH4-N). TKN : Organik-N+ amonyak-N Fosfor Toplam P (TP) Fosfat (PO4) Orto-fosfat MetallerHg, Cd, Pb, Ni, Zn, Co vb

21 pH

22 pH Skalası pH = -log[H 3 O + ] pOH = -log[OH - ] pH + pOH = 14 pouvoir hydrogène (Fr.) “hydrogen power”

23 Suyun İyonlaşması H 2 O + H 2 O H 3 O + + OH - K w = [H 3 O + ][OH - ] = 1.0  Courtesy Christy Johannesson

24 Saf suyun pH = 7, neden? Suyun doğal olarak iyonize oluşu: H 2 O + H 2 O  H 3 O + + OH 1- 1 x M H 3 O + /L pH = -log[1 x ], pH = 7

25 pH- Sıcaklık T (°C)K w (mol 2 dm -6 )pH x x x x x x x x Ayrıca, havadan CO 2 absorblanır...

26 Asidite-Alkalinite AsidikBazik Nötr Her adım, 10’luk bir katsayıya karşılık geliyor.. pH 6 vs. pH 7 (10X daha asidik) pH 3 vs. pH 5 (100X daha asidik) 10x Søren Sorensen ( )

27 Richter Ölçeği

28 Asitler - Bazlar Asit pH > 7 Acı tat Metallerler rxn pH < 7 Ekşi tat Metallerle rxn Benzer özellikler H + (proton) konsantrasyonu pH + pOH = 14 pH’ı etkiler Baz Farklı özellikler

29 Meyvelerin Olgunlaşması Olgunlaşma öncesi, asidik bileşenler Doğa, olgunlaşma öncesi "nahoş" hale getirip, tohumu koruyor Enzimler, asidi parçalıyor, ekşilik gidiyor

30 Neutralization ASİT + BAZ  TUZ + SU HCl + NaOH  NaCl + H 2 O Oluşan Tuz; Asidik Bazik Nötr Dolayısıyla, pH = 7 olmayabilir... Örneğin: HC 2 H 3 O 2 + NaOH  NaC 2 H 3 O 2 + H 2 O bazik

31 Böcek Sokması Eşek Arısı - Bazik Limon ya da sirke ile nötralizasyon Kırmızı karınca - Asidik Karbonat ile nötralizasyon

32 Zayıf-Kuvvetli Asit Çözünme Öncesi Çözünme Sonrası-Denge Hali Çözelti Kuvvetli Asit Zayıf Asit

33 Le Chatelier’s Prensibi Henry Le Chatelier ( ) Denge halindeki bir sisteme dışarıdan herhangi bir etki yapıldığında, denge bu etkiyi azaltacak yönde tepki gösterir. Bu tepki yeni denge kuruluncaya kadar devam eder.

34 Denge CO 2 + Ca CaCO 3 “nefes” “yiyecek” “yumurta kabuğu” Ter bezlerim olmasını isterdim! Sıcaklık artıkça, tavuklar terlemediğinden daha hızlı solur; kanda CO 2 azalır, denge sola doğru kayar.. Sonuç: İNCE YUMURTA KABUĞU Çözüm: Karbonat eklenmiş su Physical Chemistry: Understanding our Chemical World, Paul M. S. Monk

35 Organik Kirleticiler

36 Organik Kirleticiler – Pestisitler ve herbisitler – Evsel amaçla kullanılan bileşikler – Endüstriyel amaçla kullanılan bileşikler Biyobozunur Biyobozunmaz

37 Organik Kirleticiler Proteinler, yağ ve greases, karbohidratlar, deterjanlar, üre, vb Karbonlu, azotlu organik bileşikler KOİ, BOİ5, UBOD, NOD, TOK, TKN, ThOD, PCB, PAH, Naftalenler

38 İnorganik Kirleticiler Nütrient düzeyi, bozunma düzeyi, oksitlenme düzeyi NH 4 + Org N TKN (Org N + NH 4 + ) Nitrit Nitrat TN Inorg P TP Organik P

39 Toplam KOİ Biodegredable KOİ Readily biodegradable (soluble) ComplexVFA Slowly biodegradable COD KolloidParticulate Nonbiodegradable KOİ ParticulateÇözünür KOİ

40

41 Pesticides Klorlu hidrokarbonlar – DDT, heptachlor, vb—2-15 yıl Organofosfatlar – Malathion, methyl parathion—1-2 hafta Carbamatlar – Carbaryl, maneb, aldicarb— birkaç gün-hafta Pyrethroidler – Pemethrin, decamethrin— birkaç gün-hafta

42 PCB’ler Polychlorinated biphenyls 1940’s-1977: üretim Hala doğada var PBT maddeler

43 PCB Kullanımı Transformatörler Kapasitörler Hidrolik sıvıları Yapıştırıclar Yanmazlık kimyasalı Pestisitler Mürekkep 1978 öncesi üretilmiş; – Fluorescent ampuller – Electrikli cihazlar – Hidrolik yağlara

44 N ve P

45 Nitrat (NO 3 - ) : Topraktaki N formu Bitkilerin, gübrenin diğer organik maddenin mikrobiyal bozunması Fosfat (PO 4 -3 ) : Kayaçlarda doğal olarak bulunur. Bitkiler ve mikroorganizmalar kullanır.. Redfield Ratio: (C:N:P) 106:16:1 Okyanus derinlerinde fitoplanktonların yapısı

46 N Döngüsü

47 Azot Formları TKN Ammonia NOrganik N BiodegradableÇözünmüşPartikülerNonbiodegradableÇözünmüşPartiküler

48 1. Hidroliz & Amonifikasyon Üre NH 4 -N organik Azot NH 4 -N 2. Nitrifikasyon NH 4 -N + O 2 NO 2 -N NH 4 -N + O 2 NO 3 –N 3. Denitrifikasyon NO 3 -N N Nitrifikasyon & Denitrifikasyon

49 P Döngüsü

50 1. Hidroliz & Amonifikasyon Üre NH 4 -N organik Azot NH 4 -N 2. Nitrifikasyon NH 4 -N + O 2 NO 2 -N NH 4 -N + O 2 NO 3 –N 3. Denitrifikasyon NO 3 -N N Konvensiyonel Nitrifikasyon & Denitrifikasyon

51 Ötrofikasyon

52 Alg= C 106 H 263 O 110 N 16 P 1 g N :16 g alg 1 g P :114 g alg OLUŞUMU… Ötrofikasyon

53 53

54 Göllerde Kirlenme Organiklerden ziyade P ve N’e bağlı Alglerin aşırı büyümesi, gündüz fotosentez gece respirasyon Orgof nik maddelerin bozunması; anaerobik koşullar

55 Alg Patlaması- Ötrofikasyon

56 Ötrofikasyon

57 Metaller

58 Alkali metaller Li, Na, K, Rb, Cs Reaktif Elektropositif (kolayca elektron kaybederler) Alkali toprak metaller Be, Mg, Ca, Sr, Ba ve Ra Reaktif Metaloidler Metaller ve metal olmayanlar arasında B, Si, As, germanium, antimon, telluryum, ve polonyum Metalloid kulanımı: Bilgisayarlar! Ağır metaller Yoğunluk> 5g/cm3 Cu, Ni, Cr, Fe, Cd, Pb, Ag, Hg, Pt, Au Çok toksik

59 Metal toksisitesi Etkileyen faktörler Diğer metallerin varlığı, düzeyi (etkilenecek biyolojik siteler için yarışma) Çözünürlük – pH – Diğer anyon ve katyonların varlığı/düzeyi Sertlik: Ca, Mg (toksik değil!, kolayca canlılar tarafından absorblanır) Sertlik artarken, toksik metalin toksisitesi azalır Yumuşak, asidik suda metaller daha toksik

60 Metal toksisitesi Cu, sertlik etkisi

61 Metal toksisitesi Park et al., 2009, Journal of Industrial and Engineering Chemistry, Volume 15, Issue 1, January 2009, Pages Cu, pH etkisi

62 Metal toksisitesi Park et al., 2009, Journal of Industrial and Engineering Chemistry, Volume 15, Issue 1, January 2009, Pages Cu, DOC etkisi

63 İletkenlik

64 Elektriği iletme kapasitesi, "toplam çözünmüş katı" Bir su örneğinin iletkenliği çok çok düşükse, TEMİZ! Cl - Na+ Cl -

65 İletkenlik Elektriği iletme kapasitesi, "toplam çözünmüş katı" Bir su örneğinin iletkenliği çok çok düşükse, TEMİZ! Suİletkenlik, µS/cm Tamamen saf su0.055 Deiyonize su0.1 Distile su Ters ozmoz suyu Musluk suyu Deniz suyu56000

66 Toplam Çözünmüş Madde (TÇM) İletkenlikle ilintili ama aynı değil! – TÇM; "ppm" – µS; "micro-Siemens" Katsayı: TÇM -> İletkenlik (NaCl): ppm /( ) TÇM -> İletkenlik (KCl): ppm /( )

67 İletkenlik - TÇM SU KÜTLESİİletkenlik, µS/cmTÇM, mg/L Divide Lake104.6 Lake Superior9763 Grindstone Lake9565 Lake Independence Atlantic Ocean43,00035,000 Great Salt Lake158,000230,000 From wateronthweb.org Salt present in 1L water

68 SORULAR_CEVAPLAR SORU: BOİ 5 ~ 0 mg/L CEVAP: -Test yanlış yapılmış -Atıksu toksik -Bakteri eklenmemiş SORU: BOİ 5 << KOİ Metaller < 2-3 mg/L Toksik organikler yok CEVAP: Test yanlış

69 SORULAR_CEVAPLAR SORU: BOİ 5 nitrifikasyonu da içerir mi? CEVAP: Hayır! SORU: Neden 5-gün BOİ? CEVAP: Nitrifying bakteri enterferansını engellemek

70 SORULAR_CEVAPLAR SORU: Deniz suyunda KOİ? CEVAP: Ciddi enterferans! (Hg ilavesi) SORU: BOİ=1.2 mg/L Veya BOİ= mg/L CEVAP: LoQ=2 mg/L Hassasiyet ; olamaz!

71 SORULAR_CEVAPLAR SORU: YAS’da NH 4 -N; nedeni? CEVAP: Evsel atıksu karışımı SORU: YAS’da NH 4 -N veya NO 2 - nedeni? CEVAP: NH 4 -N; yakın bir kaynak!

72 SORULAR_CEVAPLAR SORU: Ham atıksu NO 2 - ; 10 mg/L CEVAP: Test yanlış! SORU: TOK> KOİ olabilir mi? CEVAP: Hayır!

73 SORULAR_CEVAPLAR SORU: T-N < TKN olabilir mi? CEVAP: Asla! SORU: İletkenlik gros bir kirletici parametre olabilir mi? CEVAP: Evet; iyonik bileşiklerin (inorganik) varlığı konusunda fikir verir!

74 TEŞEKKÜRLER...


"Su (Kirliliği) Kimyası Ülkü Yetiş ODTÜ Çevre Mühendisliği Bölümü SYGM Ankara, 18 Nisan 2016." indir ppt

Benzer bir sunumlar


Google Reklamları