SU KALİTE STANDART VE KRİTERLERİ GELİŞTİRME ESASLARI Yrd. Doç. Dr. Alpaslan EKDAL İTÜ Çevre Mühendisliği Bölümü ekdala@itu.edu.tr Yerüstü Sularının Kalitesinin Belirlenmesi, Sınıflandırılması ve Yönetimi Konulu Hizmet İçi Eğitim Programı (3-7 Kasım 2014 Afyonkarahisar)

SU YÖNETİMİ 80’lere kadar 80’lerden sonra Su Temini Odaklı Su Miktarı ön planda Spesifik amaçlara yönelik sınırlı ölçekte planlama Tekil sorunlara Tekil çözümler üretme Bütünleyici Çok sayıda probleme geniş ölçekte çözüm getirme Uluslararası İlkeler Yeni Kavramlar SÜRDÜRÜLEBİLİRLİK PAYDAŞLARIN KATILIMI BÜTÜNLEŞİK (ENTEGRE) ANLAYIŞ ve YÖNETİME GEÇİŞ

Sürdürülebilir Su Kullanımı Hızlı nüfus artışı Kentleşme Artan Su İhtiyacı Su Kirliliği Kuraklık/Taşkınlar Çölleşme Ormansızlaşma Kirletici kaynaklar (Noktasal, Yayılı, doğal, vs.) Ekosistemlerin Bozulması İklim Değişikliği Var olan su ve toprak kaynaklarının sürdürülebilir kullanımının teşvik edilmesi Su ekosistemlerinin ve bunlara bağlı diğer ekosistemlerin iyileştirilmesi ve tahribatının önlenmesi

SÜRDÜRÜLEBİLİRLİK Bugünün hedef ve ihtiyaçlarının, gelecek nesillerin hedef ve taleplerini tehlikeye sokmadan bütüncül bir anlayışla karşılanması

SU KAYNAKLARININ YÖNETİMİ Havza Bazlı Yönetim Bir su kaynağının doğal su toplama alanı, o su kaynağının «havzası» olarak tanımlanmaktadır. Sürdürülebilir havza yönetiminde; Havzanın çevresel özelliklerinin tanımlanması, Halihazır ve gelecekteki yararlı kullanımları için gerekli kalite ölçütlerinin saptanması, Kirletici kaynakların tanımlanması, halihazır su kalitesinin yararlı kullanımlara göre değerlendirilmesi, Mevcut kirliliğin kontrolü için uygun strateji belirlenmesi temel esaslar olarak sıralanabilir.

Suyun Yararlı Kullanımları (BenefIcIal Use) Evsel Su Kullanımı İçme Ev içi temizlikler Ticari Yangın Cadde temizliği Bahçe sulama Tarımsal Su Kullanımı Sulama Tuzların yıkanması Navigasyon Amaçlı Su Kullanımı Biriktirme Amaçlı Su Kullanımı (Barajlar) Hayvan Çiftlikleri için Su Kullanımı Endüstriyel Su Kullanımı Proses Soğutma Kazan Evsel Rekreasyon Amaçlı Su Kullanımı Su sporları Gezme, eğlence, dinlenme Su Ürünlerine Yönelik Su Kullanımı Ekolojik Dengeyi Koruma Amaçlı Kullanımlar

Deterjanlar Arabalar Endüstriyel deşarjlar Yüzeysel akış Arıtılmış veya arıtılmamış evsel atıksu deşarjı Yüzeysel akış ve erozyon ile madenlerden, ekili alanlardan taşınım Caddeler, çimenlikler ve inşaat alanlarından yüzeysel akış ile taşınım Gübre Tarım koruma ilaçlarnı Atmosferik taşınım

SU KALİTESİ Bir atıksuyun oluştuğunu ve yörede hiçbir kontrol mekanizması olmadığını varsayalım! Hiçbir arıtma işleminden geçmeden bu atıksuyu alıcı ortama verirsek; bir süre olumsuzluk gözlenmeyebilir; Özellikle Q atıksu< Q alıcı ortam ise; seyrelme olur. Alıcı ortamın özümleme kapasitesi kullanılır. 19. yy sonlarında 20. yy başlarında Atıksu Arıtma Tesislerine gerek olmadığı savunulmaktaydı. Ancak nüfus artışı, endüstrileşme ve kentleşme ile seyrelme yeterli olmadı ve açık kanallar birer kanalizasyon sistemi oldu. Böylece fark edilen en önemli kavram yararlı kullanımlara karşı değişik su kalitelerinin sağlanması olmuştur.

SU KALİTE STANDARTLARI NEDEN GELİŞTİRİLMELİ? Yararlı kullanımlara göre su kütlesini korumak adına deşarj edilebilecek kirletici seviyelerinin tanımlanması açısından önemlidir. Mevcut su kalitesi hakkında bilgi verir; gerekli iyileştirme çabaları için rehberlik eder. Kirlenmiş suları belirler. Kirlilik önleme ve iyileştirme çabaları için önceliklendirme yapmaya imkan verebilecek bir çerçeve çizer. Deşarj limitlerini koyar; dolayısıyla, arıtma ihtiyaçları ve seviyesi belirlenir.

SU KALİTE STANDARTLARI NEDEN GELİŞTİRİLMELİ? Su kalitesini bozan bir problemi ortaya koyar. Örneğin yüksek Hg bir deşarjın varlığını gösterir. İçme suyu kaynaklarının ayırımını yapmaya yardımcı olur. Bozulan su kalitelerini gösterir. Endüstrilerin kendilerini kontrol etmelerine yardımcı olur. Herhangi bir su kütlesinin kaldırabileceği kirlilik miktarının yararlı kullanımlar bazında belirlenmesine yardımcı olur. Mevcut su kalitesine bakılarak yararlı kullanımlar belirlenir. Yararlı kullanımlar arasından biri o su kütlesinin kullanım amacı olarak belirlenir (Designated Use).

SU KALİTE KRİTERLERİNİN GELİŞTİRİLME ESASLARI Amacına uygun kullanımı gerçekleştirebilmek ve aynı su kalitesini koruyabilmek için su kütlesi için Su Kalite Kriterleri geliştirilmelidir. Doğal suların deşarjları özümleme kapasitesi bulunduğundan, su kalitesi değişkenlik gösterir. Su kalitesinin bozulmaması için asimilasyon kapasitesinin üzerinde atıksu deşarjı yapılmamalıdır. Hatta gerekirse yine amacına uygun kullanım için su kalitesi iyileştirilmelidir. Böylece öncelikle kriter belirleme çalışması yapılmalıdır.

SU KALİTE KRİTERLERİNİN GELİŞTİRİLME ESASLARI Amacına uygun kullanım için tanımlanan fiziksel, kimyasal ve biyolojik koşullar ve kıstaslara Kriter denmektedir. Su Kalite Kriterleri bilim adamları tarafından bilimsel yöntemlerle ve bilgiye dayalı olarak belirlenir. Su kullanım amacına uygun olarak, kirleticilerin etkilerinin ortaya konmasıyla belirlenir. Bilimsel yargı ve mevcut ve üretilen verilerle desteklenmiş olarak çeşitli şartlar altında kalite değişimleri sayısal olarak hesaplanır. Kriterler: bilimsel olmalı, tekrarlanabilir olmalı, teknik varsayımlar gözetilmeden ve ekonomik analiz yapılmadan belirlenmeli, zorlayıcı olmamalıdır.

SU KALİTE KRİTERLERİNİN GELİŞTİRİLME ESASLARI Su kalitesi Askıda katı madde kalitesi Dip sediment (biota) tanımlayan değişkenlerle karakterize edilmelidir. Sayısal (numeric) ve sözel (narrative) olmak üzere 2 tip kriter belirlenebilir. Sayısal Kriterler: Ölçülebilen su kalite parametreleriyle ifade edilir. Çeşitli deşarj limitleri geliştirilirken kullanılır. Maksimum izin verilebilen konsantrasyon, minimum izin verilebilen konsantrasyon, kabul edilebilir aralık değerler gibi. Özellikle ÇO gibi biyolojik işlevlerde ve pH gibi parametrelerde aralık değerler verilir.

SU KALİTE KRİTERLERİNİN GELİŞTİRİLME ESASLARI Sözel Kriterler: Su kalite hedeflerini belirlemek için sözel açıklamalardır. İstenen bir durumu tanımlamak için kullanılabilir (Dengeli ve sağlıklı sürdürülen su yaşamı gibi). Bulunması ve/veya bulunmaması istenen bazı durumların açıklanmasında kullanılır (Su yaşamına olumsuz etki edebilecek her türlü maddeden arındırılmış olan bir su kütlesi gibi). Sözel kriterler sayısal kriterlerin bir altlığı gibidir. Sayısal kriterleri sınırlar.

SU KALİTE KRİTERLERİ Eşik Değer Limit Değer

SU KALİTE STANDARTLARININ GELİŞTİRİLME ESASLARI Standart: Bir otorite tarafından belirlenmiş bir prensip, önlem veya kuraldır. Kriterin yanı sıra çeşitli diğer faktörlere dayandırılır. Eşik değer ile limit değerleri arasında herhangi bir yerde seçilir. Eşik değer < standart < limit Eşik değer > standart : Arıtma/koruma tedbirleri gereksiz. Standart > limit : Amaca uygun bir kullanım söz konusu değildir. Ülkeler standartlarını belirlerler. Farklılıklar mümkündür.

SU KALİTE STANDARTLARININ GELİŞTİRİLME ESASLARI Ülkeler önceliklerine göre standartlarını belirlerler. Standartların belirlenmesinde rol oynayan etkenler; Ekonomik durum, gelişmişlik seviyesi, Şimdiki ve gelecekteki su kullanımları, Gelecekteki endüstrileşme hızının öngörüsü, Tarımsal faaliyetlerin gelişimi, Diğer sosyo-ekonomik faktörlerdir. Standartlar yasal otoriteler tarafından ilan edilir; yayınlanır ve yasal yaptırımı bulunmaktadır.

SU KALİTE STANDARTLARININ BELİRLENMESİNDE ÖNEMLİ OLAN FAKTÖRLER Kriter veya deneyime dayanır. Teknik olarak ulaşılabilir olmalıdır. Ekonomik olarak ulaşılabilir olmalıdır. Biyolojik deneylerin sonuçlarına dayandırılmalıdır (bioassay gibi) Güvenilir olarak ölçülebilir parametreler ve ölçülebilir limitler seçilmelidir. Mevcut veri ve bilgiye dayalı eğitimli ve yetkin kişiler tarafından belirlenmelidir. Gerçek hayatta rastlanan kanıtlar değerlendirilmelidir. Yasal yaptırımı olmalıdır.

SU KALİTE STANDARTLARININ GELİŞTİRİLME ESASLARI Standartlar: Doğası gereği dinamiktirler ve değişen dünya şartları ve deneyimlerle değişebilirler. Bir kez kabul edilip yayınlandıktan sonra yasal yaptırımlar da devreye girer. Bu durumda sıkça değiştirilmez. Zaman zaman yıllar içerisinde güncellenirler. ABD’de her 3 yılda bir su kalite standartları gözden geçirilir. Bu aşamada yapılacak değişiklikler en az 1 kez kamuoyuna sözel olarak açıklanır ve yazılı olarak da duyurulur. Yorumlar belli sürelerde alınarak değerlendirilir.

SU KALİTE STANDARTLARI Su Kalitesi Standartları Alıcı Ortam Standartları Deşarj Standartları AAT Verimi Kirlilik Yükü Teknoloji Bazlı Sıfır Deşarj Alıcı Ortam Bazlı Ön Arıtma Standartları

ALICI ORTAM STANDARTLARI Bir kirleticinin alıcı ortamda bulunabilecek konsantrasyonunu belirlemek için verilir. AVANTAJLARI Doğrudan ilgilenilen su kütlesi için geçerli olup; alıcı ortamın asimilasyon kapasitesinin bilinmesi önemlidir. Kirlenmemiş bakir (pristine) sularda asimilasyon kapasitesi yüksektir. Halen deşarjların yapıldığı bir alıcı ortam ise, asimilasyon kapasitesi düşüktür (Ergene Nehri gibi). DEZAVANTAJLARI Alıcı ortama gelen kirliliğin kaynağının kontrol edilmesi çok zordur; çeşitli kaynaklardan gelebilir. Kirlenmeyi yaratan kaynak/kaynaklar bulununcaya/tanımlanıncaya kadar geçen sürede problem sürer. Alıcı ortama deşarj edilen tüm noktasal kaynakların arıtma verimleri sıkça kontrol edilmeli ve izlenmelidir.

ALICI ORTAM STANDARTLARI Belirlenmiş/tayin edilmiş olan su kullanım amacına karşılık gelen standartlar o amaç için uygun olan en yüksek su kalitesini verir. Su kütlesinin diğer yararlı kullanımları için standartlar farklı olacağından geçişler mümkün değildir. (Balıkçılık amaçlı kullanılan su kütlesinin içme suyu amaçlı kullanımı mümkün değildir). Bu standartlarla su kütlesi tabanına çöken maddeler kontrol edilemez. Bu standartlar, endüstrilerin asimilasyon kapasitesi daha yüksek olan bakir/temiz alıcı ortam etrafına yerleşmelerini özendirir. Bu durumda yüksek atıksu arıtma verimine gerek kalmayacaktır. Bu yolu tercih eden endüstriler için daha temiz ve/veya yeni teknolojilerin kullanılması konusunda bir yaptırım kesinlikle uygulanmalıdır.

TİPİK BİR AKARSU KALİTESİ STANDARDI En Uygun Kullanma Şekli Çözünmüş Oksijen (mg/L) Koliform Bakterisi A İçme Kullanma suyu temini 5 50/100 mL B Su Sporları (yüzme ve balıkçılık) 4 500/100 mL C Su Sporları (yüzme hariç) balıkçılık ve su yaşamının korunması 5000/100 mL D Endüstri ihtiyaçları 3 -

DEŞARJ STANDARTLARI Deşarj standartları ABD’de 1970’li yıllardan bu yana kullanılmaktadır. Alıcı ortamın yoğun endüstri ile çevrelendiği endüstrileşmenin hızlı ve yoğun olduğu bölgelerde önem kazanır. Temel hedef; bireysel atıksu deşarjlarını ve arıtma tesisi verimlerini kontrol etmek ve izlemektir. Alıcı ortam değil endüstrilerin çıkışları izlenir. Daha kontrol edilebilir. Atıksu Arıtma Tesis (AAT) verimleri izlenir. Gelen ve arıtılan kirlilik yüklerine halihazırda bakılmadan kirleticilerin konsantrasyonlarına bakılmakta. Belirli yüzdelerle ifade edilen performanslar ön planda. Giriş: 500 mg/L, çıkış: 50 mg/L (%90 arıtma) Giriş: 5000 mg/L, çıkış: 500 mg/L (%90 arıtma) ancak alıcı ortama verilen yük aynı olmamakta. Kirlilik yükü önem kazanmakta.

KONSANTRASYON BAZLI DEŞARJ STANDARTLARI S.No. Parametre Aşılmaması gereken konsantrasyon (mg/Nm3) 1. Partiküler Madde (PM) 150 2. Toplam Florür 25 3 Asbest 4 Fiber/cc ve toz 2 mg/Nm3 ‘den daha fazla olmamalı 4 Cıva 0.2 5. Klor 15 6 Hidroklorik asit buharı ve misti 35 7 Sülfürik asit misti 50 8 Karbon monoksit %1 9 Kurşun 10

KİRLİLİK YÜKÜ BAZLI DEŞARJ STANDARTLARI Teknoloji bazlı standartlar Endüstrilerden kaynaklanan kirlilik yükleri bilinmekte. Alıcı ortam kalitesinden bağımsız olarak teknolojinin ve ekonomik koşulların elverdiği ölçüde atıksu arıtma yapılır. Bu standartlar endüstriler/alt sektörler için tüm ülkede aynıdır. Uygulanacak arıtma yöntemleri BPT: Best Practical Technology (En iyi Uygulanabilir Teknoloji) BAT: Best Available Technology (En iyi Mevcut Teknoloji) BEAT: Best Economically Available Technology (En iyi Ekonomik Mevcut Teknoloji)

KİRLİLİK YÜKÜ BAZLI DEŞARJ STANDARTLARI Petrol Rafinerisi Endüstrisi Parametre kg/1000 ton İşlenen Hammaddedeki Miktar Yağ ve Gres 10,00 Fenol 0,70 BOİ 10,50 Askıda katılar 14,00 Sülfür 0,35

KİRLİLİK YÜKÜ BAZLI DEŞARJ STANDARTLARI Alıcı Ortam kalitesine bağlı kirlilik yükü deşarj standartları Öncelikle söz konusu alıcı ortam kalitesine bakılır. Değişik kirletici kaynaklar için geri hesap yapılarak istenilen su kalitesine erişebilmek için değişik sektörlerden deşarj edilebilecek atıksu yükleri belirlenir. Örneğin Ergene Nehri’nin su kalitesini iyileştirmek adına sadece bu nehir özelinde alıcı ortam kalitesine bağlı olarak mevcut değişik endüstrilerin verebilecekleri maksimum kirlilik yükleri parametreler bazında sadece bu nehre özel belirlenir. Ciddi çalışma ve zaman gerektiren bir yoldur. Yoğun olarak kirlenmiş alıcı ortamlar için uygulanabilir. AVANTAJI: Çalışmalarda alıcı ortamın mevcut asimilasyon kapasitesi göz önüne alınır. DEZAVANTAJI: Alıcı ortamın hidrolik yapısı hakkında yeterli bilgi olması gerekir. Matematiksel model kullanımı gerekir. Modelin hassasiyetine göre başarılı olunur. Hassas model + uygun ve yeterli veri → BAŞARI

ÖN ARITMA STANDARTLARI Endüstriyel atıksular genelde kanalizasyon sistemlerine deşarj edilirler ve bu sistemler AAT’lere ulaşır. Kanalizasyon sistemleri evsel atıksu geçişleri için tasarlandıklarından yüksek kirlilik yüklerinde kullanıma uygun değillerdir. Dolayısıyla, yüksek kirlilik yükleri bulunan endüstriyel atıksuların evsel atıksu özelliklerine ulaşmalarını sağlayacak arıtmadan geçirilmeleri gereklidir. Temel amaç; kanalizasyon sistemlerinin korozyona, tıkanmalara, vs. karşı korumaktır. Böylece AAT’lerin de ömürleri artmış olur.

TEŞEKKÜRLER…