DOĞAL ORGANİK MADDELER (DOM)

... konulu sunumlar: "DOĞAL ORGANİK MADDELER (DOM)"— Sunum transkripti:

1 DOĞAL ORGANİK MADDELER (DOM)

2 Tüm yüzeysel ve yeraltı sularında hatta yağmur suyunda bile bulunabilen doğal organik maddeler, kompleks biyotik ve abiyotik reaksiyonlar sonucu oluşur. DOM, makro moleküler hümik yapılar, küçük molekül ağırlıklı hidrofilik asitler, proteinler, yağlar, karboksilik asitler, amino asitler, karbonhidratlar ve hidrokarbonlar gibi organik maddeleri içeren heterojen bir karışımdır .

3 DOM’un fizikokimyasal kompozisyonu su ortamında meydana gelen bazı süreçlerden etkilenir. Örneğin, karbonun alg ve sudaki bitkiler tarafından bağlanması, organik maddelerin biyolojik olarak bozunması ve dönüşümü, sıvı ve katı fazlar arasındaki dağılım, ışığı kullanarak bozunma (fotodegredasyon) ve oksidasyon gibi süreçler etkilidir

4 Bunlara ilaveten, toprak ve bitki kalıntılarındaki
Organik maddelerin yağmur ve yüzeysel akım ile taşınımı, sedimentden difüzyon, ve canlı veya çürümüş bitkilerde doğal sulardaki organik Madde içeriğine katkıda bulunurlar

5 DOM’ların varlığı, doğada ve mühendislik sistemlerindeki su kalitesi üzerinde önemli etkilere sahiptir. DOM’ların proton alıcı ve/veya verici olması, pH tamponlayıcı olması, kirleticilerin bozunması ve taşınımları üzerindeki etkileri, çökelme reaksiyonları ve minerallerin çözünmesinde yer almasından dolayı, su sistemlerindeki jeokimyasal reaksiyonlar DOM’lar tarafından kontrol edilir.

6 DOM’lar, yüzeysel sularda ışık bölgesinin derinliğini kontrol eder, besin maddelerinin biyolojik kullanılabilirliğini etkiler ve mikrobiyal büyüme için karbon kaynağı sağlar

7 DOM’lar, karbonhidratlar ve proteinler gibi önemli mikrobiyal substratları da yapılarına bağlayabilir, hidrofobik organiklerin (örn., pestisitler), metallerin (örn., kurşun, kadmiyum, bakır ve civa ), radyonükleoitlerin (örn., plutonyum ve uranyum) hareketini ve taşınımını artırırlar. Böylece, su ortamında hemen hemen hareketsiz kabul edilen bu kimyasallar, yapı ve aktivite ilişkileri kullanılarak tahmin edilen mesafelerden daha uzaklara taşınabilir

8 Doğal sularda DOM’ların bulunması içme suyu arıtımında ve dağıtım sistemlerinde oldukça fazla problemler oluşturur. DOM’un sebep olduğu problemler arasında; DYÜ oluşturabilmesi, dağıtım sistemlerinde substrat olarak mikrobiyolojik yeniden büyümeye sebep olabilmesi, metalleri ve hidrofobik sentetik organikleri yapısına bağlayarak onları arıtılması zor hale getirmesi, içme suyunda tat ve koku oluşturması, arıtma proseslerinin etkinliğine zarar vermesi (örn; membranların ve aktif karbonların tıkanması), ve daha fazla koagülant ve dezenfektan/oksidant gereksinimine sebep olması sayılabilir

9 Hümik Maddeler Hümik yapılar genel olarak şu şekilde tanımlanır: Doğal olarak meydana gelen, biyojenik, renk olarak sarıdan siyaha değişebilen, yüksek molekül ağırlıklı ve kararlı heterojen organik yapılardır

10 Toprak, sediment ve sularda bulunan doğal organik
maddeler, değişik yapılardaki organik bileşiklerden oluşurlar. Bu organik bileşikleri de esas olarak iki ana bölüme ayırmak mümkündür: Hümik maddeler Hümik olmayan maddeler

11 Hümik olmayan maddeler; karbonhidrat,
protein, peptit, aminoacid, yağ ve alkan içeren basit bir kimyasal yapıya sahip olan düşük molekül ağırlıklı organik asitlerdir. Bu yapıdaki organik maddeler, mikroorganizmalar tarafından kolayca parçalanabildiklerinden akuatik ortamlardan ve topraktan çok kısa sürelerde yok olabilirler.

12 Hümik maddeler, topraklardaki ve sulardaki organik maddelerin esas kısmını oluştururlar. Hümik maddeler hidrofilik, asidik, kısmen aromatik, amorf ve kimyasal olarak oldukça kompleks yapıdadırlar. Yüksek moleküler ağırlığına sahiptirler. Koyu renklidirler.

13 Hümik maddelerin yaklaşık element kompozisyonu şöyledir: %40-60 karbon, % oksijen, %4-5 hidrojen, %1-4 azot, %1-2 sülfür, ve %0-0.3 fosfor

14 Hümik asitler(HA); asidik şartlardaki sularda(ph<2)
çözünemeyen ancak yüksek pH değerlerinde çözünebilir hale gelen hümik madde fraksiyonudur. Hümik asitler, topraktan daha kolay ekstrakte edilebilirler. Koyu Kahverengi siyah renktedirler. Fülvik asitler(FA); her pH değerindeki sularda çözünebilirler. Sarı kahverengi bir renge sahiptirler. Hümin(H); hiçbir pH değerinde çözünemeyen koyu siyah Renkli hümik madde fraksiyonudur.

15

16 Sekil de yer alan kuramsal model yapısında da gösterildiği gibi serbest ve bağlı fenolik OH grupları, kuin yapıları, köprü görevi gören nitrojen ve oksijen bileşikleri ve aromatik zincirlerde bulunan COOH gruplarından oluşmaktadırlar

17 Hümik maddeler; mikrobiyal parçalanmaya karsı dirençlidirler, metal iyonlarıyla suda çözünen ve çözünemeyen bileşikler olustururlar, kil mineralleri ve alkanlar,yağ asitleri, pestisitler gibi hidrofobik organik bileşikler ile etkileşime girebilmektedirler

18 Organik Maddelerin Kaynakları
Sudaki organik bileşikler, akuatik organikler olarak bilinmektedirler ve bu organiklerin ortaya çıkmasında iki esas unsur bulunmaktadır. Bunlar doğal ve antropojenik kaynaklardır. Bitki ve hayvan artıklarının doğal olarak bozunmasıyla ortaya çıkan organikler doğal kaynaklara; endüstriyel, evsel ve zirai kullanımlarla oluşanlar ise antropojenik kaynaklar olarak nitelendirilebilirler.

19 Suda doğal olarak oluşan organik maddelerin diğer İki kaynağı ise mikroorganizmalar ve petrol artıklarıdır. Alg, bakteri ve aktinomisitler yüzeysel su kaynaklarında aynı zamanda bulunabilirler. Bu organizmaların bulunduğu Su ortamlarında, hücre materyalleri suyun toplam organik karbon içeriğine önemli ölçüde katkıda bulunurlar.

20 DEZENFEKSİYON

21 Dezenfektanların su arıtımında kullanımının en önemli sebebi, su ile bulaşan hastalıklara engel olunması ve su kaynaklarındaki patojen organizmaların inaktive edilmesidir.

22 Klorun su arıtımında sürekli bir proses halinde kullanımı ilk olarak Belçika’nın bir kasabasında 1900’lü yıllarda başlamıştır. ABD’de su arıtma tesislerinde filtrasyon ve dezenfeksiyonun uygulanması tifo ve kolera gibi su ile bulaşan hastalıkların azalmasını sağlamıştır. Ancak Rook (1974) ve Bellar ve Lichtenberg (1974)’in yaptığı çalışmalar sonucu içme sularının klorlanmasının bir sonucu olarak THM oluştuğu belirlenmiştir.

23 Dezenfeksiyon işleminde THM’ler, okside olmuş organikler ve halojenli
Dezenfeksiyon işleminde uygun dezenfektan maddenin seçiminde bazı noktalar önem arz etmektedir. Dezenfeksiyon işleminde THM’ler, okside olmuş organikler ve halojenli organikler meydana gelmektedir. Özellikle kuvvetli bir oksidanın kullanılması halinde yüksek konsantrasyonlarda okside olmuş organikler meydana gelmekte iken, klor ve ozon kullanılması halinde bromür İyonu da mevcut ise halojenli organikler oluşmaktadır.

24 Klor dioksit ve ozon kullanımı halinde oluşan klorat iyonu, klorit iyonu ve bromat iyonu gibi inorganik yan ürünler meydana gelecektir

25 -Bazı dezenfektanlar için maksimum kalıntı dezenfektan düzeyi (MRDL) istenmektedir. Bu da dağıtım sisteminde belirli miktarda bir kalıntı dezenfektan madde bulunması ile ilişkilidir. -Kireçle sertlik giderme işleminde artan pH değerleri klor, kloramin ve UV üzerinde etkili olmaktadır.

26 UV ve ozon ile dezenfeksiyonda bulanıklılığın etkisi göz önüne alınmalıdır. Ozon koagülasyon ve çökeltme işlemine etkili olabilmekte, bu nedenle ozonlama prosesi bulanıklılık etkisini minimize etmek için çökeltmeden sonra fakat filtrasyondan önce uygulanmalıdır.

27 Son dezenfeksiyon işleminde kullanılan dezenfektan maddenin dağıtım sisteminde belirli miktarlarda kalıntı bırakması gereklidir. Sadece klor, klor dioksit ve monokloramin dağıtım sisteminde kalıntı dezenfektan madde kalmasını sağlamaktadır. Klor dioksitin ise bu etkisi küçük dağıtım sistemleri ile sınırlıdır, çünkü uygulanabilecek toplam klor dioksit dozu oluşacak klorat ve klorit iyonları nedeniyle sınırlı olacaktır. Kullanılan farklı türdeki dezenfektanlar için bu özellikler Tablo ’da verilmektedir.

28