HAVUZ SUYU KİMYASI

KİMYA Y. MÜH. ERDİNÇ İKİZOĞLU E.Ü. MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ E.ÖĞR. GÖR.

H O SAF SU bir oksijen molekülü ve iki hidrojen molekülü içerir. Saf su, RENKSİZDİR H KOKUSUZDUR TATSIZDIR

Su, EVRENSEL ÇÖZÜCÜ dür ve bilinen her maddeyi kendi içinde belirli bir dereceye kadar çözer. Su, çözünmüş katı maddeler, gazlar ve askıdaki katı maddeler gibi çeşitli tipteki maddeleri içermektedir.

Su molekülü H+ ve OH- iyonları şeklinde bulunur.

Kw = [H+][OH-]



10-14

DOĞADA SUYUN ÇEVRİMİ Bulutlar Yere inme Yağmur, Kar Toz Endüstriyel Gazlar Atmosfer Gazları Jeolojik oluşumlar Kireçtaşı, granit Buharlaşma Yüzey suyu Yeraltı suyu

SU KAYNAKLARI YÜZEY SULARI Çözünmüş Malzemeler Partiküller - Organik Maddeler Arazi ve Jeolojik oluşumların Etkileri YERALTI SULARI Yüksek Mineral Seviyesi Düşük Askıda Katı Madde Düzeyi Jeolojik Oluşumların Etkileri DİĞER SU KAYNAKLARI Doğada Tekrar Çevrilen Su - Deniz Suyu

ATMOSFER GAZLARI Atmosfer çeşitli gazların karışımıdır,; temel bileşenleri ise, şunlardır: - AZOT OKSİJEN - ARGON KARBONDİOKSİT 78 21 % % 0,9 % 0,033 % OKSİJEN :

Suyun deniz seviyesinde ve 1 atm. basınç altında, oksijene doygunluk derişimleri 0  C de 14.6 mg/L, 25  C 'de 8.4 mg/L'dir.

KARBON DİOKSİT : Çözünürlüğü 1700 mg/l ‘ye dek çıkar.

Suda: CO 2 + H 2 O H + + HCO 3 Karbondioksit suda çözüldüğünde ZAYIF ASİT ÇÖZELTİSİ meydana gelir.

Bu çözeltiye genellikle Karbonik Asit Çözeltisi denir.

ENDÜSTRİYEL GAZLAR Fosil yakıtların yanması ile ve endüstriyel prosesler sonucu meydana gelen fosil yakıtlar aşağıdakileri içermektedir : SÜLFÜR DİOKSİT/TRİOKSİT AZOT OKSİTLER HİDROJEN SÜLFÜR - AMONYAK SÜLFÜR DİOKSİT/TRİOKSİT: SO 2 + H 2 O H 2 SO 3 SO 3 + H 2 O H 2 SO 4 AZOT OKSİTLER : Sülfüroz Asit Sulfürik Asit NO NO 2 N 2 O 4 Azot Monoksit Azot Dioksit Diazot Tetraoksit HİDROJEN SÜLFÜR : H 2 S + H 2 O H + + HS Bisülfür AMONYAK : NH 3 + H 2 O OH + NH 4 + Amonyum

ÇÖZÜNMÜŞ KATILAR Bilinen tüm maddeler, suda belirli oranlarda çözünür.

Kalsiyum ve magnezyum tuzları, yaygın olarak, SERTLİK TUZLARI olarak bilinmektedir.

Doğal sularda, suyun kalsiyum konsantrasyonu, magnezyum konsantrasyonundan büyüktür.

Deniz suyu için tersi geçerlidir.

Başlıca kalsiyum ve magnezyum tuzları: Bikarbonatlar Karbonatlar Klorürler Sülfatlar Silikatlar Ca(HCO 3 ) CaCO 3 CaCl 2 CaSO 4 CaSiO 3 Mg(HCO 3 ) MgCO 3 MgCl 2 MgSO 4 MgSiO 3

Suyun Temel Bileşenleri Askıda Katı Maddeler • kum • yosun,bakteriler • kolloid partiküller Çözünmüş Gazlar • Oksijen • Karbondioksit • Nitrojen, vs.

Çözünmüş Organik Bileşikler • Çeşitli Asitler • Klorofil vs.

Çözünmüş İnorganik (Katyon) • Kalsiyum, magnezyum • Sodyum, potasyum • Demir, bakır, çinko vs.

Çözünmüş İnorganik (Anyon) • Klorür • Karbonat, Bikarbonat • Sülfit • Nitrit • Nitrat • fosfor bazlı bileşikler vs.

To plam Çözünmüş Katı Madde

• Havuz suyundaki toplam çözünmüş madde: – Mineraller ve kimyasallar – Dezenfektanlar ve yan ürünleri – Yüzücülerin taşıdıkları (ter, idrar, saç sprayi, losyon, vb) – Buharlaşma ile konsantre olur – Önerilen maximum kons. 2,500 mg/L

İLETKENLİK

Suların elektriksel iletkenliği, iyonların sudaki toplam derişimine ve sıcaklığa bağlıdır. Sıcaklık artışı ile suların elektriksel iletkenlikleri de artar. Sudaki iyonların derişimi arttıkça elektriksel iletkenlik de artar, dolayısıyla elektriksel iletkenlik ölçümleri sudaki toplam iyon derişimi hakkında iyi bir göstergedir.

Temel iletkenlik birimi :

m

S/cm (microsiemens/cm).

İletkenlik seviyesi sıcaklıktan etkilendiği için, ölçüsü 25°C sıcaklıkta belirtilir.

Sudaki toplam çözünmüş madde miktarı (TDS), iletkenlik değeri ile yaklaşık olarak belirlenir.

Doğal haldeki yüzey sularının elektriksel iletkenliği 50 - 1500 m S/cm değişir.

arasında Yeraltı sularının elektriksel iletkenliği yüzey sularına oranla daha geniş aralıkta değişir. Yeraltı sularının iletkenliği bazı bölgelerde deniz suyunun yaklaşık iletkenliği olan 50000 m S/cm ’ ye ulaşabilmektedir. Sanayideki kirliliğin yüksek olduğu dere ve akarsularda civarlarında okunabilmekte buna bağlı olarak da tuzluluk ve diğer kimyasal parametrelerde artış göstermektedir.

4500-5000 m S/cm

• • • • • Toplam çözünmüş katı madde (TDS) ile arasındaki bağıntı; TDS = İletkenlik x 0,5 (Saf sularda) TDS = İletkenlik x 0,68 (İletkenlik <1000 µS/cm) TDS = İletkenlik x 0,75 (1000<İletkenlik<4000) TDS = İletkenlik x 0,82 (4000<İletkenlik<10000)

Bulanıklık (TSS)

• Suyun içerdiği çözünmemiş organik ve inorganik katı asıltılar suya bulanıklık verir.

• • • Çökeltme ve süzme işlemleri ile giderilir.

• Kum, çakıl, aktif karbon filtreleri veya membranla filtrasyon Kolloidal madde; katı asıltılar NTU (Nephelometric Turbidity Units)

TOPLAM SERTLİK

Sudaki sertliğe Kalsiyum ve Magnezyum tuzları neden olmaktadır.

Suyun sertliği suyun kaynağına bağlı olarak büyük miktarda değişebilmektedir.

Sertlik, genellikle, mg/l CaCO 3 (ppm CaCO 3 ) olarak ifade edilmektedir.

Sertlik bazen, Fransız derecesi ile de gösterilebilir: 1 Fransız derecesi 10 ppm CaCO 3 ‘e eşittir.

KALSİYUM VE MAGNEZYUM SERTLİĞİ

KALSİYUM SERTLİĞİ Suyun kalsiyum sertliğine suda yer alan kalsiyum tuzları neden olmaktadır.

Genellikle ppm CaCO 3 olarak ifade edilir.

MAGNEZYUM SERTLİĞİ Suyun magnezyum sertliğine suda yer alan magnezyum tuzları neden olmaktadır.

Magnezyum sertliği, toplam sertlik ile kalsiyum sertliğinin farkına eşittir.

Genellikle ppm CaCO 3 olarak ifade edilir.

Kalsiyum Sertliği

• Toplam sertlik sudaki kalsiyum ve magnesyum iyon larının konsantrasyonudur.

• Havuzlarda yalnız kalsiyum sertliği önemlidir.

• Havuzlarda 200 – 400 ppm CaCO3 kalsiyum sertliği idealdir.

Kalsiyum Sertliği ile İlgili Havuz Problemleri

Minimum 150ppm Düşük Kalsiyum Sertliği Ideal 200 to 400ppm

Aşındırıcı Derz aralarının aşınması Metal yüzeylerde aşınma

Maximum 1000ppm

Kireç Yapıcı Tıkanmış filtreler Tıkanmış ısı değiştiriciler Azalan sirkülasyon Bulanık Su

Yüksek Kalsiyum Sertliği

ALKALİNİTE

Alkalinite, asitliğe karşı suyun tamponlama gücüdür.

P ALKALİNİTE(Partial/Kısmi) Kısmi alkalinite (fenolftalein, pH 8.3), aşağıdaki denkleme bağlı olarak, toplam hidroksitlerin ve yarı-karbonatların konsantrasyonunu göstermektedir: P (as ppm CaCO 3 ) = OH + 1 / 2 CO 3 hidroksil karbonat 2 M ALKALİNİTE Toplam Alkalinite (metiloranj, pH 4.3) toplam hidroksitlerin, toplam karbonatların ve toplam bikarbonatların, aşağıdaki denklemde olduğu gibi sudaki konsantrasyonlarını göstermektedir M (ppm CaCO 3 ) = OH + CO 3 2 + HCO 3 hidroksil karbonat bikarbonat

ALKALİNİTE Suyun tamponlanma kapasitesinin miktarsal ölçümüdür. pH'nin değişmeye gösterdiği direncin derecesidir. Suyun içindeki tüm alkali maddelerin tip ve toplam miktarını ifade eder.

Düşük alkalinitede pH sürekli değişir ve su korozifdir. Yüksek alkalinitede pH değişmeye direnç gösterir ve su taş yapıcıdır. Alkalinitede önerilen aralık 80-120 PPM (caco3)dir.

Toplam Alkalinite

• Havuz suyu kimyasında çok önemli • Toplam Alkalinite üç şekilde bulunur:

5.0

Bicarbonate 7.0

8.0 8.2

pH Carbonate 9.0

Hydroxide 10.0

Toplam Alkalinite İle İlgili Havuz Problemleri

Minimum Düşük Toplam Alkalinity 60 ppm pH 80 – 100 ppm yüksek pH dezenfektanlar 100 – 120 ppm düşük pH dezenfektanlar Değişken Derz aralarında aşınma Yüzeylerde parlama Isı değiştirici arızaları Ideal 180 ppm pH Kilitli Bulanık su Havuz yüzeylerinde pürüz Tıkanmış Filtreler Tıkanmış ısı değiştiriciler Azalmış sirkülasyon Maximum Yüksek Toplam Alkalinite

Alkalinite ve Sertlik

alkalinite Toplam titre edilebilir bazlar bikarbonat HCO 3 karbonat CO 3 - sertlik Toplam divalent tuzlar kalsiyum Ca ++ magnesyum Mg ++ Calcium bicarbonate Ca( HCO 3 ) 2 Calcium carbonate CaCO 3 Magnesium bicarbonate Mg( HCO 3 ) 2 Magnesium carbonate MgCO 3

KONSANTRASYON BİRİMLERİ Normal olarak sertlik ve alkalinite mg/l CaCO 3 birimi ile ifade edilmektedir. Bu sayede herhangi bir numunenin içindeki çeşitli iyonların konsantrasyonları hesaplanmaktadır: Toplam sertlik Kalsiyum sertliği Magnezyum sertliği M - Alkalinite Klorür ..

150 100 50 80 40 mg/l CaCO mg/l CaCO mg/l Cl 3 3 mg/l CaCO 3 mg/l CaCO 3 Toplam ve kalsiyum sertlikleri titrasyon yoluyla elde edilmektedir, dolayısıyla, magnezyum sertliği bunların farklarının hesaplanması ile bulunur: Toplam Sertlik Kalsiyum Sertliği Magnezyum sertliği 150 ppm CaCO 3 100 ppm CaCO 3 50 ppm CaCO 3 olarak hesaplanır.

Çözünmüş İyonlar

• Anyonlar – CO3-2 ve HCO3- (70 75% ) – SO4-2 ve Cl- de önemlidir.

• Katyonlar – Ca+2 (60%) – Mg+2 (15-20%) – Na+ (15-20%) – K+ (5-10%) • Alkalinite – [CO3-2] + [HCO3-] – Asid tamponlama kapasitesi • Sertlik – [Ca+2] + [Mg+2] – Köpük oluşmaz

• pH = -log [H+] • pH = 4 ise [H+] = 10 -4 • pH = 7 ise [H+] = 10 -7 • pH = 10 ise [H+] = 10 -10

pH

pH:

pH değeri bir suyun nötr, asit ya da baz oluşunu belirleyen faktördür.

H2O>(H+) + (OH-) pH değeri sulu bir çözeltideki hidrojen iyonu konsantrasyonu olup 1-14 arası bir skala ile ifade edilir. Burada pH 0 çok asit, 7.0 nötr ve 14'de kuvvetli baz özelliklerine karşılık gelmektedir. Havuz suyunun pH değeri, çöktürme ve filtrasyon, dezenfeksiyon, korozyon etkisi ve yüzenlerin rahatlığı açısından çok önemlidir.

pH Bağımlı Havuz Problemleri

Aşındırıcı Derz aralarının aşınması Metal yüzeylerde aşınma Düşük pH Diğer Sorunlar Klor kaybı Göz/Cilt tahrişi Kireç Yapıcı Tıkanmış filtreler Tıkanmış ısı değiştiriciler Azalan sirkülasyon Bulanık Su Diğer Sorunlar Klor etkisizleşir Göz/Cilt tahrişi Yüksek pH

Sıcaklık

• Su ortamındaki fiziksel, biyolojik ve kimyasal süreçler sıcaklığın etkisi altındadır.

• Örneğin, su sıcaklığının yükselmesi oksijenin suda çözünürlüğünü azaltırken balıkların oksijen gereksinimini yükseltir.

• Yüksek sıcaklık birçok kimyasal çözünürlüğünü arttırarak kirleticilerin sudaki canlı yaşamı üzerindeki etkilerini çoğaltır.

bileşiğin

Sıcaklık

• Sularda yapılan sıcaklık ölçümleri su kimyası ile ilgili bazı hesaplamalarda kullanılır. • Yüzey sularının sıcaklığı, coğrafi konum, yükseklik, mevsim, günün değişik saatleri, akarsu debisi, derinlik ve kirletici kaynaklardan karışan atık özelliklerine bağlı olarak değişir.

• Yeraltı sularının sıcaklıkları genellikle yüzey sularına göre daha düşüktür.

• Suların sıcaklığı, kapsamı geniş olan bir parametredir ve standart sıcaklık önermek güçtür.

Su Sıcaklığı

• Yüzücünün rahat yüzmesi için önemlidir.

• Klorun etkinliğini değiştirir: – Yüksek sıcaklıklarda klor etkinliği azalır – Yüksek sıcaklıklarda bakteri üreme hızı artar • Yüksek sıcaklık bulanıklık yapar

Denge Sayısı (SI)

Beş Denge Faktörü

• • • • • pH Toplam Alkalinite Kalsiyum Sertliği Sıcaklık T oplam Çözünmüş Katı Madde

SI=pH +Tf +Cf +Af -TDSf

• -0.3 and +0.3 arası su dengededir.

-0.5 -0.4

Korozyon -0.3 -0.2 -0.1 0 +0.1 +0.2 +0.3

Dengede Su +0.4 +0.5

Kireçlenme

Langelier Saturation Index 12 16 19 24 29 34 41 53 Temper.

C 0 F 0 0 32 3 8 37 46 53 60 66 76 84 94 105 128

T.F

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

Calc.Hard ppm 5 25 50 75 100 150 200 250 300 400 600

C.F

0.3

1.0

1.3

1.5

1.6

1.8

1.9

2.0

2.1

2.2

2.35

TAC ppm 5 25 50 75 100 125 150 200 300 400 800

A.F

0.7

1.4

1.7

1.9

2.0

2.1

2.2

2.3

2.5

2.6

2.9

TDS ppm 0 1000 2000 3000 4000 5000

TDSF 12.0

12.1

12.2

12.25

12.3

12.35

Dengede Havuz Mutlu Havuzdur

!

Azot Bileşikleri (Amonyak, Nitrit, Nitrat)

• Azot, canlıların yapısında bulunan temel elementlerden biridir. Bu nedenle azot, canlı besin maddelerinin de vazgeçilmez bir bileşenidir.

Azot Bileşikleri (Amonyak, Nitrit, Nitrat)

• Yüzey ve yeraltı sularına karışan azot bileşikleri doğal veya insan kökenli olabilir.

• Doğal azot yükleri su ortamlarında bulunan yağışlardan ve mikroorganizmalardan, yüzeyaltından karışan azot bileşiklerinden oluşur.

sulara

Azot Bileşikleri

– N 2 = mole küler azot, – NH 4 + , NH 3 , NH 4 OH = amonyak azotu – NO 2 = nitrit iyonu – NO 3 = nitrat iyonu – Organik azot: proteinler, amino asidler, ure

90 % 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % 0% at 20 C at3 0C

pH of water

Nitrit (NO

2 -

)

• Nitrit sularda düşük miktarlarda bulunan bir azot bileşiğidir.

• Nitrit iyonu sularda oldukça yaygın olarak görülür, fakat nitrata oranla oldukça düşük miktarda bulunur.

Nitrit (NO

2 -

)

 Bozunan bitkisel ve hayvansal atıklar,  evsel ve endüstriyel atık sular,  tarımda kullanılan gübreler,  katı atıkların yakılması, yüzey ve yer altı sularına nitrit sağlayan başlıca kaynaklardır. • Nitrit, insan ve hayvanlar için nitrattan daha fazla zehirleyicidir.

Nitrat (NO

3 -

)

• Nitrat sularda bulunan bağlı azot bileşiklerinin en önemlisidir.

• Yüzey sularında en kararlı azot bileşiği olan nitrat iyonunun sonucudur.

yüksek çözünürlüğü, azot bileşiklerinin tamamen oksitlenmiş olmasının • Yüzey ve yeraltı sularındaki nitrat çoğunlukla organik veya insan kaynaklıdır.



Nitrat (NO

3 -

)

Bozunan bitkisel ve hayvansal atıklar,  endüstriyel atıksular (azotlu gübre, nitrit asit v.b. endüstriler),  tarımda kullanılan gübreler,  atmosferik azotun yağışlarla yıkanması,  atıksu arıtma tesislerinin çıkış suları yüzey ve yeraltı sularındaki nitratı sağlayan başlıca kaynaklardır

TER İDRAR Azotlu Bileşikler (mg/l) % (mg/l) %

• Ure 680 68 10 240 84 • Amonyak 180 18 560 5 • Amino asidler 45 5 280 2 • Kreatinin 7 1 640 5 • Diğer 80 8 500 4 • Toplam N 992 100 12 220 100

Fosfat (PO

4 3-

)

• Sularda fosfor çeşitli fosfat türleri şeklinde bulunur.

• Fosfor, mağmatik kayaçlarda oldukça yaygın olarak bulunan bir elementtir.

• Sedimentler içinde de oldukça yaygın olarak sulardaki altındadır.

bulunmasına derişimi 1 rağmen, mg/L’nin doğal çok

Fosfat (PO

4 3-

)

• Analitik Formları: – Fosfat iyonu – Ortofosfat – Toplam çözünür fosfor – Toplam fosfor •Organik P = Toplam P – Orto P

Fosfat (PO

4 3-

)

• Fosfatlar sentetik gübrelerde, temizliği kolaylaştırıcı madde olarak deterjanlarda, kabuklanma ve korozyonu arıtılmış içme ve kullanma sularında kullanılır.

önleyici olarak

Fosfat (PO

4 3-

)

       Yüzey ve yer altı sularındaki fosfat, kayaçlardan ve topraktan, bozunan bitkisel ve hayvansal atıklardan, evsel ve endüstriyel atıklardan, arıtma tesisi atıksularından, katı atık deponi alanlarından, tarımda kullanılan gübrelerden, sulamadan dönen atık sulardan, kaynaklanır.

Sülfat (SO

4 2-

)

   Doğal sulardaki sülfatın başlıca kaynakları; magmatik kayaçlar deri, selüloz, tekstil, sülfirik asit, metalürji endüstrisi atıksuları, asit yağmuru ve kükürt içeren maden sahalarının drenaj suları da yüzey ve yeraltı sularındaki sülfat miktarını arttıran kaynaklardır. • Yerleşim bölgelerinde evsel atıksuların yüzeysel sulara boşaltılması veya çeşitli yollarla yeraltı suyuna sızması, bu sulardaki sülfat derişimini yükseltir. • Yüzey sularında sülfat derişimi birkaç mg/L ile binlerce mg/L arasında değişebilir.

Ağır Metaller

• Doğal sularda başlıca iyonlar (Ca2  , Mg 2+ , Na  , HCO 3 , SO 4 2 , Cl ) olup suyun içerdiği çözünmüş maddelerin % 90 ’ını oluştururlar.

• Doğal sular, bu ana iyonlar dışında eser düzeyde Ağır metaller içerir.

Ağır Metaller

• Demir dışındaki diğer ağır metaller sularda genellikle 1 mg/L’den düşük derişimlerde bulunurlar.

• Doğal sulara evsel ve endüstriyel atık sular ve madencilik faaliyetleri atıkları aracılığıyla bazen önemli miktarda ağır metaller katılır.

• Madencilik faaliyetleri ortaya çıkan katı atıkların yıkanması sonucu sulara Fe, Cu, Pb, Cr, Zn, Mn gibi metaller karışır.

1 SUYUN ÖZELLİKLERİ

Suyun karakteristik nitelikleri içme suları ile ilgili TS 266’ ya uygun olmalıdır. Deniz ve mineral suları için, özelliklerine bağlı olmak üzere kısmen başka araştırma metodlarıda kullanılmak zorundadır. Temiz suyun numunesi havuza girmeden önce tesisattan alınır. Havuz suyu numunesi yüzeyin 20 cm. altından (Derinden) alınır.

1.1 Havuz Doldurma Suyunun Özellikleri

Doldurma suyu; İçilebilen genel ve yaygın hijyenik suların (TS 266’ya uygun) niteliklerini taşımalıdır., aksi takdirde ayrı olarak düzenlenmiş özel bir su hazırlama tesisinde bu şartlara getirilmesi gerekir. Su hazırlama işlemini zorlaştıran maddeler de ön bir işlemle önceden sistemden uzaklaştırılır. Deniz suyu ve tuzlu sulardaki tuz miktarı ile sağlık açısından problem taşımayan mineralli sularda ve kaplıca sularındaki mevcut doğal maddeler dikkate alınmamalıdır. Doldurma amacı ile kullanılan suyun ön bir işlemle hazırlanması TS 266 ya uygun olmadığı veya aşağıdaki değerlerin aşılması halinde söz konusu olur.

Demir 0.2 mg/l Mangan 0.05 mg/l Amonyum 0.5 mg/l P olarak polifosfat 0,005 mg/l

Genel Dezenfektan Özellikleri

• Kalıcı • Oksitleyici • Etkin • Ölçülebilir • Ekonomik • Dozajı kolay • Güvenli • En az yan ürünler

Dezenfektan Kimyasalları

• Halojenler: klor, brom • Oksidanlar: ozon, hidrojen peroksid, klor dioksid, monopersulfat • Diğerleri: Biguanidin, Bakır, Gümüş

Sıcaklık Etkisi

Organism Disinfectant 0 5 10 15 20 25

Temperature o C

30 35 40

Klor Kimyası

XCl + H20 HOCL

Hipoklor öz Asid

HOCL

Hipoklor öz Asid

+ Yan Ürün OCL- + H+

Hipoklorit Hidrojen

% HOCL 97 91 76 66 50 33 24 9

HOCL, pH bağıntısı

pH 6.0

6.5

7.0

7.2

7.5

7.8

8.0

8.5

% OCL 3 9 24 34 50 67 76 91

Serbest Klor (FC)

• FC = HOCL + OCL Minimum = ?

Maximum = ?

SERBEST KLOR TÜKETİM SIRASI 1. Fe+2 ve Mn+2 Oksidasyonu 2.

Amonyum iyonları ile bağlı klor oluşturma 3. Organik maddelerin oksidasyonu 4. Dezenfeksiyon

Effect of Cyanurate (UV Stabiliser)

100 90 80 70 60 50

Chlorine Staying Power - 1 Hour

0 10 20 30

mg/L Cyanurate

40

BAĞLI KLOR (KLORAMİNLER) Serbest klor nasıl bağlı klor haline geçer: HCLO/NH4>5 ve pH>7.5 ise HCLO + NH4 = H20 +NH2CL Serbest Klor+Amonyum= Su+Monokloramin HCLO/NH4>10 ve pH<7.5 ise HCLO+NH2CL=H20+NHCL2 Serbest Klor + Monokloramin=Su + Dikloramin HCLO/NH4>15 ve pH<7.4 ise HCLO+NHCL2=H20+NCL3 Serbest klor +dikloramin =Su+Trikloramin

Bağlı Klor Nasıl Giderilir?

– Oluşumunu engellemek – Dönüm noktası klorlaması – Taze su takviyesi – Ozon veya UV Işın uygulaması – Oksidan kimyasallar (H2O2, monopersülfat)

Bağlı Klor dezenfektan değildir ve yüzenleri rahatsız eder.

Bağlı Kloru yok etmek için Şok klorlama yapmak lazım!

NHCL2 + 2HCLO+H20=NO3+5H+4CL Dikloramin+Serbest klor+Su=Nitrate +Hidrojen+klorür 2NHCL+HCLO=N2+H20+3H+3CL Monokloramin + Serbest Klor = Azot gazı olarak Kloraminin okside olmasını sağlar.

Dönüm Noktası Klor Miktarı

• CC = TC FC • Kloraminlerin azot gazına dönüştürülmesi için gereken klor miktarı BPC • BPC için gerekli FC – BPC = 10 x CC – BPC = 10 x (TC – FC)

Yüzülen Ortamın Sağlıklı Olması Yüzülen ortamın kirliliğine bağlı olarak bir çok sağlık sorunu ortaya çıkabilmektedir. Bunların başında infeksiyon hastalıkları gelmektedir. Uluslararası literatürde yüzmeye bağlı oluşabilecek infeksiyon hastalıklarının tanımlanmasında “Recreational Water Ilnesses” (RWI) terimi kullanılmaktadır.Türkçe literatürde henüz bu terime karşılık gelen bir ifade bulunmamakla birlikte, “Rekreasyonel Su Hastalıkları” (RSH) ifadesi kullanılmaya başlamıştır.

Yüzme havuzu, deniz, su parkları ve benzeri mekanların kullanımıyla ilişkili sağlık sorunlarıdır.

RSH geniş bir spektrumdaki hastalıkları içermektedir; • • • • • • deri, göz, kulak, solunum ve gastrointestinal sistem infeksiyonları ile deri döküntüleri

TEHLİKELİ MİKROORGANİZMALAR Dışkı Kaynaklı Dışkı Kaynaklı Olmayan Virüs Adenovirüs Hepatit A Norovirüs Enterovirüs Bakteri

Shigella

spp.

E.coli O157 Bakteri Legionella spp.

Pseudomonas spp.

Mycobacterium spp.

Staphylococcus aureus

Leptospira spp.

Protozoa

Giardia Cryptosporidium

Fungus Trichophyton spp.

Epidermophyton floccosum

Havuzlardaki potansiyel mikrobiyal tehlikeler Virüs Moluscipoxvirüs Papillomavirüs Adenovirüs Protozoa

Naegleria fowleri Acanthamoeba

spp.

Plasmodium

spp.

Havuzlardaki Dışkı Kaynaklı Protooza Salgınları

•

Giardia

bağlantılı salgınlar •

Cryptosporidium

bağlantılı salgınlar

Risk Yönetimi

•

Giardia

kistleri ve

Crytosporidium

ookistleri klor da dahil olmak üzere dezenfektanların çoğuna dirençlidir.

• Klora en dirençli olan

Crytosporidium

‘da % 99’luk bir azalma sağlayabilmek için, pratikte kullanılamayacak düzeylerde, 30 mg/l klor konsantrasyonlarında 320 dakika (pH 7 ve 25 0 C’de) gerekmektedir.

•

Giardia

kistleri ve ookistlerinin durdurulmasında ozon klora göre daha etkin bir dezenfektandır.

Crytosporidium

–

Crytosporidium

oositleri 5mg/l –

Giardia

kistleri 0,6 mg/l ozona duyarlıdır.

UV ışınları da

Giardia

kistleri ve

Crytosporidium

ookistlerinin durdurulmasında etkilidir.

Cryptosporidiosis

• • • •

Cryptosporidiosise ishal anlaşılmıştır.

sebep olan (Cryptosporidium spp.), uzun parazit yıllar sığırlarda oluşturan bir patojen olarak bilinirken 1976 yılından sonra insanları da enfekte ettiği Günümüzde bu hastalıkla ilgili vaka sayıları gittikçe artmakta, özellikle de AIDS'liler başta olmak üzere immün sistemi baskılanmış kişilerde ciddi sonuçlara yol açmaktadır.

İnsanlara bu hastalığın geçişi, özellikle büyük baş hayvanların atıklarıyla kontamine olmuş sular vasıtasıyla olmaktadır.

Bu protozonın klorlamaya da dirençli

Giardia

ve 'nınkine benzer filtrasyonla uzaklaştırılması gereken kistleri (ookist) vardır

.

ABD’de Crytosporidium

türleri yüzme havuzu suyu salgınlarında en yaygın rastlanan patojendir.

DEZENFEKSİYON YAN ÜRÜNLERİ

Exposure to chemicals through inhalation

Klorlanmış Yüzme Havuzlarında Dezenfeksiyon Yan Ürünlerinin Sağlık Etkileri

Yüzme havuzlarının çoğunda mikrobiyolojik kontrol klor eklenmesi ile uygulanır. Klorun, trihalometanlar (THM) ve kloraminler (bağlı klor) dahil pekçok dezenfeksiyon yan ürünlerinin oluşumuna neden olduğu çok iyi bilinmektedir. Yüzücülerde göz ve deri irritasyon sendromları ile yüzme havuzu suyunun klorla şartlandırılması arasındaki bağa ilişkin hipotez ilk olarak Mood (1953) tarafından önerilmiştir. Mood, göz irritasyonunun ana etken maddesinin klor değil kloramin olduğunu belirtmiştir. Bu hipotez, pek çok araştırmacı tarafından teyit edilmiştir. Geçen onlarca yılda suda mevcut doğal veya insanlar, böcekler, bitkiler vs. kanalı ile eklenen organik maddeler ile oluşan dezenfeksiyon yan ürünlerinin önemi pek çok epidemiyolojik çalışma ile açıklanmıştır. Hipoklorik asidin açıkladığımız oksidasyon etkisinin yanısıra, klor diğer moleküler b ileşiklerle de reaksiyona girer. Bu reaksiyonun sonucunda Klor - Karbon kombinasyonları oluşur. Özellikle Kloroform çok sık rastlananıdır. Brom da içeren sularda ise Bromoform o luşur.(Tribromomethan CHBr3) Bu ürün kısaca THM olarak bilinir. THM eğer yüksek konsantrasyonlu ise toksik ve potansiyel olarak kanserojendir.

Çok çabuk buharlaştığı için sudan hemen uçar ve havadan ağır olduğu için su yüzeyinin hemen üstünde birikir. Bu yüzücüler tarafından solunur ve direkt kana karışır.

Bu bileşiğin deriden direkt olarak insan vücuduna girip girmediği hala tartışma konusudur. Klorlu sularda bu bileşiğin oluşması kaçınılmaz bir durumdur.

Uçuculukları nedeni ile, THM ler kapalı havuzlarda havada ve suyun yüzeyinde bulunur. Klorla ve ozon/klor ile şartlandırılmış havuzlarda en çok bulunan THM, kloroformdur. Avrupa’da bir kapalı havuzda, yüksek THM ile kontamine hava maruziyeti sonucu kloroformun narkotik özellikleri nedeni ile solunum problemleri yaşayan genç çocuklar hastaneye kaldırılmış ve yapay ventilasyon uygulanmıştır. Yüzücüler, solunum yanısıra yutma ile ve deri yolu ile de THM lere maruz kalırken, havuz alanında çalışanlar solunumla ve oküler mukoza ile temas kurmaktadır. Klorla şartlandırılmış kapalı yüzme havuzlarında antreman yapan sporcular yanısıra çalışanlarda kloroform ve kloramin gibi uçucu organik bileşiklere sürekli maruz kalmakta ve benzer sağlık problemleri ile karşılaşmaktadırlar. En yaygın sendromlar; göz kızarıklığı ve yanması, ses kısıklığı ve alerjik astım vakalarıdır.

OZONLA DEZENFEKSİYON

• Havuzlarda ozon sistemleri filtrasyon sistemleriyle bağlantılıdır. Ozon havuz içine mekanik bir cihazla beslenmektedir.

• İki yöntemle üretilmektedir: – -UV-ozon – Corona Deşarj

• Ozon kendine has bir kokuya sahiptir.

• 0,05-0,1 ppm konsantrasyonlarda ve özellikle zayıf havalandırılan alanlarda göz, burun, deri ve solunum problemlerine yol açmaktadır.

ELEKTROLİTİK HÜCRELER

• Klor gazı üretmek için elektrikli cihazlar (KLOR JENERATÖRÜ) üretilmiştir.

• Klor gazı suda çözünen sodyum klorürden (tuz) elektrolizle üretilmektedir. Bu proses aynı zamanda sodyum hidroksit (NaOH) de üretmektedir.

• Klor gazı (Cl 2 ) ve NaOH birbiriyle temas ettiğinde sodyum hipoklorit (NaOCl) , sıvı klor, oluşmaktadır.

• Bu cihazlar piyasada yaygın olarak bulunmaktadır.

Fiziksel Dezenfeksiyon: ULTRAVİYOLE (UV) IŞINLARI

Havuz dezenfeksiyonda kullanılan en önemli fiziksel ajan “ultraviyole ışınlarıdır”.

UV ışınları bakterileri öldürmektedir. Havuz suyu UV ışınlarından geçirildiğinde bir

bakterisid

görmektedir.

olarak iş UV ve ozon birlikte havuz dezenfeksiyonunda (UVAZON) uzun Avrupa’da yıllardan beri kullanılmaktadır.

• Bakterisidal olan ultraviyolenin kullanıldığı sistemlerde en büyük sorunlar: – -Sürdürülebilen bir kalıntı olmaması – -Algler üzerinde çok az veya hiç etkisinin olmamasıdır.

• Bu nedenlerden ötürü UV sistemlerinin sedece konvensiyonel dezenfeksiyon sistemleriyle bağlantılı olarak kullanılması önerilmektedir.

GÜMÜŞ-BAKIR İYONİZASYONU

• Bakır, yosunlar üzerinde • Gümüş bakteriler üzerinde sidal etkiye sahip olduğundan, • Sanitizasyonun etkinliğini arttırmak için – -Elektrolizle veya – -Bir gümüş veya bakır elektrottan bir elektrik akımının geçirilmesiyle suyun içine gümüş ve bakır iyonları verilmektedir

Gümüş iyonunun dezenfeksiyon özellikleri uzun yıllardır bilinmektedir. Gümüş, hidrojen peroksit ile birleştirilerek “gümüşle stabilize edilmiş hidrojen peroksit” olarak adlandırılan çözelti elde edilir. Bu adlandırma esas olarak dezenfeksiyon gücünü arttırdığı için yapılır, serbest radikal oluşumuna etkisi yoktur. Gümüş, çözeltide iyon veya kolloidal formda bulunabilir. Bu ürünün 500 ppm hidrojen peroksit derişiminde yaklaşık 30 saniyede Pseudomonas aeruginosa bakterisini log4 kadar azaltılmasını (TSE 11899 – dezenfeksiyon gereği) sağladığı bulunmuştur.

PHMB (BİGUANİD)

Biguanidler, 50 yıldan uzun süredir kozmetiklerin ve farmasotiklerin korunmasında antimikrobiyal ajanlar olarak kullanılmaktadır. PHMB, 4-10 pH aralığında stabildir. ICI Amerika (Şimdi Arch Chemicals), 1977 de PHMB nin yüzme havuzlarındaki kullanımını patentlemiştir. (G. Carter, A.J. Hinton, U.S. Patent 4,014,676 (1977)).

ABD Çevre Koruma Ajansı (EPA), 1982 de PHMB yi yüzme havuzu dezenfektanı ve algisit olarak, 1993 te jakuziler için dezenfektan olarak kullanımını tescil etmişlerdir. PHMB, ABD EPA tarafından tescillenmiş halojen olmayan ve metalik olmayan tek havuz suyu dezenfektanıdır. Eylül 2005 de ABD EPA tarafından insan ve çevre sağlığı uygunluk belgesi olan RED (Tekrar kayıt uygunluk kararı) verilmiştir. PHMB, çeşitli uygulama alanları olan bir antimikrobiyaldir. Yüzme havuzlarında fungusid, algisid ve dezenfektan olarak kullanılır ve tüm kayıtlı kullanımın yaklaşık %95 i havuzlar içindir. Toksik özellikleri olmadığından yara tedavisinde antiseptik ve lens solüsyonu olarak kullanılır.

Havuz suyu uygulamalarında PHMB nin %20 lik (ağırlıkça) sudaki çözeltisi kullanılır. Havuzlarda ve jakuzilerde başlangıç dozu olarak 10 ppm (aktif madde) uygulanır ve 6-10 ppm arasında tutulur. Yaklaşık her 7-14 günde, PHMB derişimi 6 ppm altına düşeceğinden aktif madde derişimini 6-10 ppm arasında tutmak için yeterli PHMB eklemek gerekir. PHMB yalnız bakterileri öldürdüğünden organik yükü (yapraklar, yosun ve mantarlar) okside etmek için bir oksitleyici ile algal üremeyi kontrol etmek için bir algisid eşzamanlı kullanılarak havuzlarda berraklık ve hijyen koşulları sağlanır. Oksitleyici olarak peroksidler kullanılır. Klor kullanılamaz, çünkü PHMB ile reaksiyona girerek sarı bir çökelek şeklinde uzaklaştırmaya çalışır. EPA tarafından aktif PHMB derişimin 6-10 ppm arasında tutmak zorunlu olduğundan havuzlarda ve jakuzilerde PHMB derişimini izlemek gereklidir. PHMB suda çok stabil bir bileşiktir ve klor, brom gibi diğer dezenfektanlar gibi hızla tükenmez. PHMB derişimi, klor ve brom gibi güneş ışığı ve sıcaklık ile etkilenmez. PHMB nin sudaki uzun süreli stabilitesinden dolayı (0.4 ppm/gün ortalama tüketim hızı) haftalık ölçülür.

SAĞLIKLI HAVUZLAR DİLEĞİYLE