SUYUN KİMYASAL ÖZELLİKLERİ

SUYUN KİMYASAL ÖZELLİKLERİ
1-ALKALİNİTE
2-pH
3-ASİDİTE
4-SERTLİK
5-KONDUKTİVİTE
6-RADYOKAKTİVİTE
7-AZOT BİLEŞİKLERİ
8-FOSFAT BİLEŞİKLERİ
9-SÜLFAT
10-AĞIR METALLER
11-KARBONDİOKSİT
12-ANYONLAR-KATYONLAR

pH
pH is a measure of whether the water is acidic
or alkaline. It is measured on a scale of 1 – 14. A
pH of 7 is neutral, greater than 7 is alkaline and
less than 7 is acidic. The reason for measuring
pH is to minimise corrosion and encrustation in
pipes and fittings as well as ensure that chlorine
based disinfection is working effectively.
The pH of drinking water should be between 6.5
and 8.5 pH units.

pH VERİSİNİN ÇEVRE MÜH. DEKİ UYGULAMALARI
• Su temininde kimyasal koagülasyon, dezenfeksiyon, su yumuşatma ve
korozyonun önlenmesinde,
• Evsel ve endüstriyel atıksu arıtımında biyolojik yaşamı sağlayabilmek
için,
• Su arıtımında, çamur yoğunlaştırma, özel bazı kirleticilerin giderilmesi
gibi işlemlerinde oldukça önemli bir parametredir.
• Doğal yeraltı sularının pH’ı 6.0–8.5 arasında değişir, fakat termal
sularda sularda düşük pH değerleri de görülebilir. Kirlenmemiş suların
pH’ı 6.5–8.5 arasındadır.
• Asidik sular bazik sulara göre daha az yaygındır.
• Asidik maden işletmeleri sularının drenajı ve nötralleştirilmemiş
endüstriyel atıksular suların pH’ını düşürür.

pH VERİSİNİN ÇEVRE MÜH. DEKİ UYGULAMALARI
» Demir bakterilerinin üremesi pH’a bağlıdır ve bu bakteriler pH 5,5
– 8,2 arasında ürerler. Demir bakterilerinin çok hızlı üremesi “kırmızı
su” oluşumuna yol açar.
» Kükürt kirliliğine uğramış sularda “çürük yumurta” kokusu oluşturan
hidrojen sülfür gazının oluşumu pH 7.0’ nin altında ise termodinamik olarak
hızlanır.
» Suların renk yoğunluğu pH’ın yükselmesi ile artar. Arıtma
işlemlerindeki çöktürme ve yüzdürme işlemlerinin verimliliği pH’a
bağlıdır. Bundan dolay arıtma işlemlerinde pH ayarlaması yapılır.
» Su ortamlarının korunması için pH’ı 6.5 – 9.0 aralığında olmalıdır.

ELEKTRİKSEL İLETKENLİK, EC
Elektriksel iletkenlik (kondüktivite), suyun elektrik akımını iletebilme
özelliğinin sayısal olarak ifadesidir. Su analiz sonuçları verilirken
Mikrosiemens/cm (µS/cm) cinsinden 25 °C sıcaklıktaki değeri hesaplanarak
belirtilir.
‣ 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.

ELEKTRİKSEL İLETKENLİK, EC
Doğal haldeki yüzey sular iletkenliği 50 - 1500 µS/cm arasında
değişir.
Yer altı sularının elektriksel iletkenliği yüzey sularına oranla
daha geniş aralıkta değişir. Yer altı sularının iletkenliği bazı bölgelerde
deniz suyunun yaklaşık iletkenliği olan 50000 µS/cm’ye ulaşabilmektedir.
Sanayideki kirliliğin yüksek olduğu dere ve akarsularda 4500-5000
µS/cm civarlarında okunabilmekte buna bağlı olarak da tuzluluk ve diğer
kimyasal parametrelerde dolayısıyla KOİ değerinde artış
göstermektedir.
Atık suların iletkenliği, atık suları üreten kaynağın özelliklerine
bağlıdır. Bazı endüstriyel atık sularda sularda 10000 µS/cm’nin üzerinde
iletkenlik değerleri gözlenmektedir.

Electrical Conductivity and TDS
TDS or Total Dissolved Solids is a measure of the total ions in solution. EC is actually a
measure of the ionic activity of a solution in term of its capacity to transmit current.
In dilute solution, TDS and EC are reasonably comparable. The TDS of a water sample
based on the measured EC value can be calculated using the following equation:
TDS (mg/l) = 0.5 x EC (dS/m or mmho/cm) or = 0.5 * 1000 x EC (mS/cm)
The above relationship can also be used to check the acceptability of water chemical
analyses. It does not apply to wastewater.
As the solution becomes more concentrated (TDS > 1000 mg/l, EC > 2000 ms/cm), the
proximity of the solution ions to each other depresses their activity and consequently
their ability to transmit current, although the physical amount of dissolved solids is
not affected. At high TDS values, the ratio TDS/EC increases and the relationship
tends toward TDS = 0.9 x EC.
In these cases the above-mentioned relationship should not be used and each sample
should be characterized separately.
For water for agricultural and irrigation purpose the values for EC and TDS are
related to each other and can be converted with an accuracy of about 10% using the
following equation:
TDS (mg/l) = 640 x EC (ds/m or mmho/cm).

Alkalinite
Bir suyun alkalinitesi, o suyun asitleri nötralize edebilme kapasitesi olarak
tanımlanır. Doğal suların alkalinitesi, zayıf asitlerin tuzlarından ileri gelir.
Bunların başında yer alan bikarbonatlar, alkalinitenin en önemli şeklidir.
Bikarbonatlar karbondioksitin topraktaki bazik maddeler üzerindeki faaliyeti
sonucu sularda oluşurlar. Doğal sularda ayrıca boratlar, silikatlar ve fosfatlar
gibi diğer zayıf asit tuzları küçük miktarlarda bulunabilirler.
Bazı durumlarda doğal sular, önemli miktarda karbonat ve hidroksit alkalinitesi
içerebilir. Bu duruma özellikle alglerin ürediği yüzeysel sularda rastlanır. Algler
sudaki serbest veya iyonize haldeki karbondioksiti alırlar ve suyun pH’ını 9 – 10’ a
yükseltirler. Kazan suları karbonat ve hidroksit alkalinitesini içerebilir.
Birçok madde suyun alkalinitesine katkıda bulunur. Doğal sularda alkalitenin en
önemli kısmı, 3 tür maddeden ileri gelir. Bunların pH değerlerinin yüksek oluşuna
göre su şekilde gruplandırabiliriz.
1 ) Hidroksitler
2 ) Karbonatlar
3 ) Bikarbonatlar

Suların alkalinitesi genelde zayıf asitlerin tuzlarından ve kuvvetli
bazlardan ileri gelir. Alkalinite, atık su arıtma uygulamalarında çok
kullanılan bir özelliktir. Alkalinite halk sağlığı yönünden önemli
değildir. Yüksek alkaliniteli sular, genellikle tatsızdır.
Alkalinite, iki indikatör (fenolftalein ve metiloranj) ve 0.02 N H 2 SO 4 ile titre
edilerek tayin edilebilir. Su, hidroksit veya karbonat içerdiği zaman
fenolftalein indikatörü ile pembe renk verir. Asitle titrasyonda pembeden
renksiz hale geçtiği anda pH = 8.2 - 8.3’tür. Metiloranj, bu üç alkaliniteden
birinin bulunması halinde sarı renk verir, asit mevcudiyetinde ise kırmızıya
döner; bu anda pH = 4.4 tür. Normal karbonat alkalinitesi, hidroksit veya
bikarbonat alkalinitelerinden birisi ile birlikte bulunabilir.
Fakat hidroksit ve bikarbonat alkalinitesi aynı numunede birarada bulunmaz.
Eger numunede fenolftalein alkalinitesi varsa, hidroksit veya karbonat
iyonlarından biri veya her ikisi de bulunabilir. Eger numunede sadece
metiloranj alkalinitesi varsa bu üç alkaliniteden herhangi biri mevcut olabilir
veya hidroksil ve karbonat birlikte veya karbonat ve bikarbonat birlikte
bulunabilir.
Titrasyonu takip eden hesaplamalarda alkalinitenin türleri, kullanılan
indikatörlerle sarfedilen asit miktarının alkaliniteyi oluşturan iyonlara göre
dağılımı yapılarak bulunur.

Doğal sulardaki CO 2 , alkalinite ve pH ilişkileri aşağıdaki bağıntılar ile verilir.
Çeşitli pH seviyelerinde alkalinitenin üç şekli ve karbondioksit arasındaki ilişki
(değerler 25 °C’ de toplam alkalinitesi 100 mg/lt olan su için)

Alkalinite Verisinin Uygulamaları
Alkalinite ile ilgili bilgiler, çevre mühendisliği uygulamalarında çeşitli şekillerde
kullanılırlar. İçme ve atık suların kimyasal pıhtılaştırma işlemlerinde kullanılan
kimyasal maddeler, su ile reaksiyona girerek çözünmeyen hidroksit çökeleklerini
oluştururlar. Açığa çıkan hidrojen iyonu, suyun alkalinitesi ile tepkimeye girer.
Alkalinite, kireç ve soda–kireç yöntemleri ile suların yumuşatılması işlemlerinde
gerekli kimyasal madde miktarlarının hesabında önemlidir. Alkalinite, korozyon
kontrolünde önemli bir parametredir.
Alkalinite, ölçümleri atıksuların ve çamurların tamponlama kapasitelerinin
değerlendirilmesinde kullanılır. Karbondioksit, asidik bir gaz olduğundan,
karbondioksitin uzaklaştırılması ile; bağıntısına göre suyun pH’ı yükselir.

OH - + H + H 2
O
CO 2(g)
+ H 2
O (l)
H 2
CO 3 (aq)
H 2
CO 3 (aq)
HCO 3
-
(aq)
+ H + (aq)
HCO 3
-
(aq)
H + (aq) + CO 3 2- (aq)

Asidite
Bir suyun asiditesi, o suyun bir bazı belirtilen bir pH değerine kadar
nötralize edebilme kapasitesini gösterir. Doğal sular büyük ölçüde zayıf
asitler içerirler. Zayıf asitlerin en önemlisi karbonik (H 2 CO 3 ) asittir.
Karbonik asitin titrasyon eğrisi incelendiği zaman pH dönüm noktasına
pH=8,2–8,3'den önce ulaşmadığı görülür. Buna göre pH=8,2–8,3'den az olan
tüm suların asidite içerdiği söylenebilir. pH'sı 4,5–8,3 arasında olan suların
asiditesine "Fenol Ftalein Asiditesi", pH'sı 4,5'dan küçük olan suların
asiditesine ise "Metil Oranj Asiditesi" denir. Metil oranj asiditesi mineral
asitlerden ileri gelir.
Önemi: Halk sağlığı açısından pek önemli değildir. Ancak mineral asidite
içeren sular oldukça tatsızdır.
Asidik sular korozif özellikleri ve korozyon oluşturan maddelerin kontrolü
açısından önemlidir. Çoğu sularda korrozif faktör CO 2 ’dir. Endüstriyel
atıksularda ise mineral asidite önem taşır.

pH 4,5’ un altında
mineral asiditede,
pH 4,5’ un üzerinde ise
suda karbondioksit
asiditesi etkindir.
pH’ı 8,5’ den düşük olan tüm suların
asidite içerebileceği dikkate
alınmalıdır. Genellikle fenolftalein
dönüm noktası, pH 8,2 – 8,4’ de
referans noktası olarak alınır.

Asidite Kaynakları
CO 2 tüm doğal suların normal bileşiğidir. Yüzeysel sulara havadan
adsorpsiyon ile CO 2 girebilir. CO 2 aynı zamanda sularda organik maddenin
biyolojik oksidasyonu ile özellikle kirletilmiş sularda bakteriler tarafından
da oluşturulabilir. Böyle durumlarda sudaki CO 2 ’ nin kısmi basıncı,
atmosferdeki kısmi basıncını aşabilir ve CO 2 su ortamından havaya
kaçmaya başlar. Böylece yüzey suların atmosferle denge oluşturmak
üzere, sabit bir şekilde CO 2 adsorpladıkları veya verdikleri sonucuna
varılır.
Yeraltı suları ile göllerin hipolimnion tabakasındaki sular çoğunlukla fazla
miktarda CO 2 içerirler. Bu CO 2 derişimi, suyun sahip olduğu şartlarda
organik maddenin bakteriyel oksidasyonu sonucu oluşur ve atmosfere
geçmek üzere serbest halde değildir.
CO 2 aerobik ve anaerobik bakteriyel oksidasyonunun son ürünüdür. Yer altı
sularında 30–50 mg/L CO 2 derişimi olasıdır. Eğer toprakta yeterince CaCO 3
ve MgCO 3 mevcut ise aşağıdaki reaksiyonla CO 2 adsorbe edilecektir.
CO 2 + CaCO 3 + H 2 O → Ca(HCO 3 ) 2

Mineral asidite endüstriyel atıkların çoğunda mevcuttur. Bazı doğal sularda
mineral asidite içerebilir. Terk edilmiş maden yataklarının drenajları ve
zayıf maden yataklarından süzülen sular eğer çevrede sülfürler, sülfitler
veya demir piritleri mevcut ise, sülfürik asit veya H 2 SO 4 tuzlarını da
içerecektir. Bu maddelerin H 2 SO 4 ’ e ve sülfatlara dönüşümü, aerobik
şartlar altında kükürt oksitleyen bakteriler yardımıyla aşağıdaki
reaksiyonlara göre oluşur;
2S + 3O 2 + 2H 2 O ↔ 2H 2 SO 4
FeS 2 + O 2 + H 2 O ↔ FeSO 4 + H 2 SO 4
Ağır metallerin tuzları, özelliklede Fe+3 ve Al+3 gibi üç değerlikli metal
tuzları suda hidrolize olarak mineral asidite oluştururlar.
FeCl 3 + 3H 2 O ↔ Fe(OH) 3 + 3H + + 3Cl -
Endüstriyel atıkların çoğu organik asitleri içerir. Bu tür asitlerin varlığı ve
özellikleri elektrometrik titrasyon eğrilerinin veya gaz kromatografisinin
kullanımı ile belirlenebilir.

pH, Asidite ve Alkalinite Arasındaki İlişki

Sertlik
Genel olarak, herhangi bir suyun sertliği denildiğinde o suyun sabunu
çöktürme özelliği anlaşılır. Sabun başlıca Ca++ ve Mg++ iyonları tarafından
çökeltilir. Ancak iyonlara oranlara su kaynakları içerisinde daha az
miktarda bulunan diğer metal iyonları da sabunun çöktürülmesinde
etkilidirler. Fakat bu iyonlara oranla Ca++ ve Mg++ iyonları sularda daha
fazla bulunduklarından, suların sertliği, su içerisinde çözünmüş olarak
bulunan toplam Ca++ ve Mg++ miktarının CaCO 3 eşdeğeri olarak
tanımlanır.
Sularda sertliğe yol açan iyonların genellikle mg/l olarak CaCO 3 eşdegeri
olarak gösterilmesinin nedeni, CaCO 3 ’ın standard olarak kolaylıkla
bulunabilmesi ve hesaplamalardaki kolaylık yönünden mol ağırlığının 100
olmasıdır.
Suyun sertliği içerisinde çözünmüş Ca++ ve Mg++ nadiren Sr++ ve Ba++’un
bikarbonatları geçici sertlik veya karbonat sertliğini, yine bu elementlerin
karbonattan ayrı tuzları kalıcı sertliği verir. Geçici sertlik denilmesinin
nedeni, belirli şartlarda her iki anyonun da serbest CO 2 gazı açığa
çıkarabilmesidir.

Origin of water "hardness“
Carbon dioxide reacts with water to form carbonic acid (1) which at ordinary
environmental pH exists mostly as bicarbonate ion (2). Microscopic marine
organisms take this up as carbonate (4) to form calcite skeletons which, over
millions of years, have built up extensive limestone deposits. Groundwaters,
made slightly acidic by CO 2 (both that absorbed from the air and from the
respiration of soil bacteria) dissolve the limestone (3), thereby acquiring
calcium and bicarbonate ions and becoming "hard". If the HCO 3– concentration
is sufficiently great, the combination of processes (2) and (4) causes calcium
carbonate ("lime scale") to precipitate out on surfaces such as the insides of
pipes. (Calcium bicarbonate itself does not form a solid, but always precipitates
as CaCO 3 .)

Sertlik
Bir suyun sertliği, o suyun temas etmiş olduğu topraklardaki minerallerin
suda çözünmesiyle yakından ilgilidir. Yer altı suları daha fazla oranda
mineral madde ile temas ettiklerinden yüzey sularından daha serttir. İçme
kullanma sularının sertliklerine göre sınıflandırılması birçok ülkede ayrı ayrı
kabul edilen temel esaslara göre yapılmaktadır.
Geçici Sertlik; Su ısıtıldığı zaman geçici sertlik veren maddeler karbondioksit vererek
ayrışır. Kalsiyum karbonat ve magnezyum hidroksit çökerek ayrılır. (Bunların
çözünürlükleri sıcaklıkla ters orantılıdır.) Bu şekilde ısıtılarak giderilen sertliğe geçici
sertlik denir.
Ca(HCO 3 ) 2 +ısı--->CaCO 3 +H 2 O+CO 2 (g)
Mg(HCO 3 ) 2 +ısı--->Mg(OH) 2 +2CO 2(g)
Kalıcı Sertlik; Kalıcı sertlik veren maddeler ısı ile ayrışmaz. Bu tuzlar nötr olup,
alkanilite oluşturmaz ve ısı aktarım yüzeylerinde sert birikinti oluştururlar. Bu nedenle
katma suyunda sertlik istenmez.
Geçici sertlik ile kalıcı sertliğin toplamına, toplam sertlik (TH ) denir..
Geçici sertlik bikarbonatlardan ileri geldiğinden, suların kaynatılması
ile giderilir. Hâlbuki kalıcı sertlik kalsiyum ve magnezyum sülfat ve
klorürden ileri geldiği için kaynatılmakla giderilemez.

Sertlik Birimleri
Çeşitli sertlik birimleri vardır. Bunlardan en çok kullanılanları şunlardır;
1. Fransız Sertlik Derecesi (FS): Litrede 10 mg kalsiyum karbonat
kapsayan suyun sertliği, 1 Fransız Sertlik Derecesidir.
2. İngiliz Sertlik Derecesi (IS): 1 galon (0,7 litre) suda 10 mg kalsiyum
karbonat kapsayan suyun sertligi, 1 İngiliz Sertlik Derecesidir.
3. Alman Sertlik Derecesi (AS): Litrede 10 mg kalsiyum oksit (CaO)
kapsayan suyun sertliğidir.
4. Amerikan Sertlik Derecesi: 1 grain (0,0648 gr) CaCO3/Amerikan
galonu (3,785 lt)
5. Rus Sertlik Derecesi : 0.001 g Ca/lt

Sertlik
SERTLİK DERECELERİ
Çarpma Faktörleri Alman(°D) Fransiz(°F) İngiliz(°E) milival(mval)
°D için 1 1.79 1.25 0.357
°F için 0.56 1 0.7 0.200
°E için 0.80 1.43 1 0.285
mval için 2.80 5.00 3.5 1
Fransız sertlik derecesi= 10 mg CaCO 3 /l
Alman sertlik derecesi= 17.8 mg CaCO 3 /l
İngiliz (Clark) sertlik derecesi= 14.3 mg CaCO 3 /l
Dünya Sağlık Örgütü (WHO)
tarafından sular sertliklerine
göre CaCO 3 olarak şöyle
sınıflandırılmıştır,

Sertlik Çeşitleri
Sertlik çeşitleri, su içerisindeki metal iyonlarına ve asit köklerine göre sınıflandırmaya
tabi tutulabilir. Metal iyonlarına göre sertlik tasnifi, kalsiyum ve magnezyum iyonlarına
göre yapılabilir. Bu iyonların sebep oldukları sertlikler ayrı ayrı bulunarak ifade edilebilir.
Sert suların yumuşatılmasında su içerisindeki kalsiyum ve magnezyum sertliklerinin ayrı
ayrı bilinmesine ihtiyaç vardır. Bu nedenle toplam sertliğe ilave olarak kalsiyum ve
magnezyum sertlikleri tayin edilmelidir.
Kalsiyum ve Magnezyum Sertliği (Toplam Sertlik):
Ca ve Mg iyonları, doğal sularda oluşan sertliğin büyük bir kısmını meydana getirirler. Bu
sertlik çok az bir hata ile toplam sertlik olarak kabul edilir.
Toplam Sertlik = Kalsiyum sertliği + Magnezyum sertliği
Asit köklerine göre yapılan sınıflandırmada sertlik, karbonat ve karbonat olmayan gruplara
ayrılır. Su içerisindeki alkalilik iyonlarının (HCO 3- , CO 3- , OH - ) bağlı bulunduğu Ca ve Mg
iyonlarının sebep oldukları sertliğe karbonat sertliği adı verilir. Başka bir değişle
sudaki sudaki karbonat ve bikarbonat iyonlarına karşı gelen kısmı karbonat sertliği
olarak bilinir.

Sertlik Çeşitleri
Bu iyonlar aynı zamanda doğal suların alkalinitesini de belirlediğinden,
Eğer alkalinite toplam sertlikten küçük ise;
Karbonat sertliği (geçici sertlik) (mg/l CaCO 3 ) = Alkalinite (mg/l CaCO 3 )
Sudaki bikarbonat iyonlarının meydana getirdikleri sertliğe, geçici sertlik de denir.
Zira böyle bir su kaynatıldığı zaman karbondioksit gazı uçar ve kalsiyum karbonat
çökerek suyun sertliği azalır.
Eğer alkalinite toplam sertliğe eşit veya büyükse;
Karbonat sertliği (geçici sertlik) (mg/l CaCO 3 ) = Toplam Sertlik (mg/l CaCO 3 )
Diğer asit köklerine göre (SO 4- , NO 3- , Cl - ) bağlı Ca ve Mg’dan meydana gelen sertliğe
karbonat olmayan (kalıcı) sertlik adı verilir. Suyun toplam sertliği ve alkalinitesi tayin
edilirse karbonat olmayan sertlik bulunabilir.
Karbonat olmayan (kalıcı) sertlik = Toplam sertlik – Karbonat (geçici) sertlik

Sertlik Çeşitleri
Yalancı (Pseudo) Sertlik:
Tuzlu sularda sabun köpürmesi, şimdiye kadar açıklandığından farklı olarak sabunun
iyonlaşması engellendiğinden dolayı durur. Bu olayın sorumlusu sabun ve tuzdaki
ortak olan Na + katyonlarının “ortak iyon etkisi”dir. Sodyum normal olarak bir sertlik
yaratıcı unsur olmamasına karşın meydana gelen bu sertliğe yalancı sertlik denir. Bu
duruma özellikle deniz sularında rastlanır.
Sertlik Tayini
1. Hesap Yöntemi
Eğer suyun tam mineral analizi yapılmışsa sertlik, sudaki sertlik yapan
katyonların CaCO 3 eşdeğerinin toplanması ile hesaplanarak bulunabilir. Bu
yöntem, bütün sulara uygulanabilir ve doğruluğa oldukça yüksektir.

Sertlik Tayini
2. EDTA Titrimetrik Yöntemi
3. Strip Yöntemi

Radyoaktivite
Suyun Radyoaktivitesi:
Gerek banyo yolu ile gerekse içme yolu ile yapılan kür
uygulamalarında şifalı suların radyoaktif özellikleri, en önemli
özelliklerinden birini oluşturmaktadır.
Şifalı suların sürekli ve geçici olmak üzere iki tür radyoaktif
özelliği vardır.
Sürekli radyoaktiflik yarılanma süresi yaklaşık 3825 gün olan
Radon (Rn 222)’nun şifalı suda bulunması ile oluşur.
Geçici radyoaktiflik ise yarılanma süresi 54,3 sn olan Radon 220
gibi radyoaktif türlerin bu sularda bulunması ile ortaya çıkar.

AZOT
Yüzey ve yeraltı sularına karışan azot bileşikleri doğal veya
insan kökenli olabilir.
Doğal azot yükleri su ortamlarında bulunan
mikroorganizmalardan, yağışlardan ve yeraltından sulara karışan
azot bileşiklerinden oluşur.
İnsan kökenli azot yükleri evsel atık sular, evsel katı atık
deponi alanları, endüstriyel atık sular ve tarımsal çalışmalardan
(tarım alanlarının drenajı ve gübre kullanımı) kaynaklanır.

AMONYAK (NH 3 )
Amonyak sularda çözünmüş amonyak(NH 3 ) ve amonyum
iyonlarından (NH 4+ ) oluşur.
Doğal sulardaki amonyak derişimleri genellikle 0,1 mg/L’den
azdır. Atıksularda ise 30 mg/L’den yüksek derişimlere rastlanabilir.
Yer altı sularındaki amonyak derişimi, genellikle düşüktür.

NİTRİT (NO 2 )
Nitrit sularda düşük miktarlarda bulunan bir azot bileşiğidir.
Nitrit iyonu sularda oldukça yaygın olarak görülür, fakat nitrata
oranla oldukça düşük miktarda bulunur.
• Bozunan bitkisel ve hayvansal atıklar,
• evsel atık sular,
• tarımda kullanılan gübreler,
• endüstriyel atık sular,
• atmosferdeki azotun yıkanması,
yüzey ve yer altı sularına nitrit sağlayan başlıca kaynaklardır.
Yeterli derecede nitrifikasyona uğramamış evsel atık suların alıcı
ortama verilmesi halinde bu ortamlarda çok yüksek nitrit değerlerine
rastlanılabilir.

NİTRAT (NO 3 )
Nitrat sularda bulunan bağlı azot bileşiklerinin en önemlisidir.
Yüzey sularında en kararlı azot bileşiği olan nitrat iyonunun yüksek
çözünürlüğü, azot bileşiklerinin tamamen oksitlenmiş olmasının sonucudur.
Yüzey ve yeraltı sularındaki nitrat çoğunlukla organik veya insan kaynaklıdır.
• Bozunan bitkisel ve hayvansal atıklar,
• katı atıkların yıkanması,
• evsel atıklar,
• endüstriyel atıksular (azotlu gübre, nitrit asit v.b. endüstriler),
• tarımda kullanılan gübreler,
• sulamadan dönen sular,
• atmosferik azotun yağışlarla yıkanması,
• atıksu arıtma tesislerinin çıkış suları yüzey ve yeraltı sularındaki nitratı
sağlayan başlıca kaynaklardır

Yüzey sularında 5 mg/L'den fazla nitrat içeriği kirlenme
göstergesi olabilir.
Yeraltısularında nitrat miktarı 450 mg/L'ye kadar çıkar.
Azotlu gübrelerin kullanıldığı tarım alanlarında yeraltısularında
nitrat derişimi 1000 mg/L'yi aşabilir.

AZOT GİDERME METOTLARI
* Nitrifikasyon ve denitrifikasyon ile biyolojik tasfiye
* Damlatmalı filtrelerle tasfiye
* Yeraltı suyunun suni olarak beslenmesi veya kuyularla
çekilmesi
* Kırılma noktası klorlanması
* Yüksek pH'ta havalandırma
* İyon değiştirme
* Reverse-Osmosis

FOSFOR
Sularda fosfor çeşitli fosfat türleri şeklinde bulunur.
Fosfor, mağmatik kayaçlarda oldukça yaygın olarak
bulunan bir elementtir.
Sedimentler içinde de oldukça yaygın olarak
bulunmasına rağmen, doğal sulardaki derişimi 1 mg/L’nin çok
altındadır.

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

Aşırı miktardaki fosfor içeren arıtılmamış atıksular ve sulamadan dönen sular
yüzeysel sulara verildiğinde ötrofikasyona neden olmakta, algler aşırı miktarda
üreyerek "alg patlaması" oluşturmaktadır.

SÜLFAT
Sülfür mineralleri suyla temas ederek bozundukları zaman
oksitlenerek sülfat iyonları oluşur ve bu iyonlar suya geçerler.
Doğal sulardaki sülfatın başlıca kaynakları;
• magmatik kayaçlar
• deri, selüloz, tekstil, sülfirik asit, metalürji endüstrisi atıksuları,
• asit yağmuru ve kükürt içeren maden sahalarının drenaj sularıda
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.

KLORÜR
• Klorür bütün doğal sularda en çok karşılaşılan bir anyondur. İçme
sularında klorürün üst sınırı 250 mg/litredir. Kandaki anyonların
üçte ikisi klorürdür.
• Sulara yeraltı formasyonlarından çözünme yolu ile ya da tuzlu su –
tatlı su girişimleri sonucu katılabilir. Klorürün normal
konsantrasyonlarında bir sağlık sakıncası yaratmadığı
bilinmektedir. Ancak 250 mg/lt’den yüksek konsantrasyonlarda
tuz tadı oluşmaktadır. Klorür suyun iletkenliğini artırdığı için
korozyonu kolaylaştırır.

SODYUM (Na)
Sodyum tuzları suda çok çözündüğü için doğal sularda az yada çok
miktarda bulunurlar.
İnsanın günlük sodyum ihtiyacı 4 gramdır. İçme sularında 200
mg/litre’den fazla olması istenmez.
Sodyum İyonları, suyun dokulara bağlanmasını, kanda
karbondioksitin taşınmasını sağlarlar. Aşırı miktarda sodyum
tüketimi kalp, böbrek ve dolaşım rahatsızlıklarına, yetersizliği ise
kusma, zihin bulanıklığı gibi rahatsızlıklara yol açar.

KALSİYUM (Ca)
Doğal suların başlıca katyonudur. Çünkü kayalarda ve topraklarda
bol miktarda bulunur. Yetişkin bir insanın günlük kalsiyum ihtiyacı
1 gram kadardır. Kalsiyum kanın pıhtılaşmasını sağlar ve vücuttaki
bazı enzimler için aktivatör görevi yapar.

MAGNEZYUM (Mg)
Tatlı sularda Kalsiyum ve Sodyum iyonlarından sonra en çok
rastlanan iyondur. Magnezyum miktarı fazla olan suların tadı
acıdır. Özellikle de magnezyum sülfat içeren sular acıdır. Bu sular
ishal gibi geçici bağırsak sorunlarına yol açarlar. Vücutta
magnezyum yetersizliği sinir sisteminin aşırı çalışmasına ve
damar genişlemesine yol açar.

POTASYUM (K)
Sodyuma göre daha az miktarda olmakla birlikte doğal sularda
daima var olan bir iyondur. İnsanın günlük ihtiyacı 1 gram
kadardır. Potasyum bazı metabolizma olayları ve kas hareketleri
için gereklidir.

BİKARBONAT
Doğal sularda özellikle yer altı sularında en çok bulunan
anyonlardan biridir. Yer altı sularının içerdiği CO 2 basınç altında
kalsiyum ve magnezyum tuzlarının bikarbonatı şeklinde
çözünmesine neden olur. Suların geçici sertliğine neden olur.

10.AĞIR METAL TAYİNİ
Doğal sularda başlıca iyonlar (Ca2+,Mg2+, Na+,
HCO3 -, SO42-, Cl-) olup suyun içerdiği çözünmüş
maddelerin % 90’ını oluştururlar.
Doğal sular, bu majör iyonlar dışında eser
düzeyde Ağır metaller içerir.
Demir dışındaki diğer ağır metaller
sulardagenellikle 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.
Ağır metallerin bazıları, mikroorganizmalar, bitkiler,
hayvanlar, ve insanlar açısından toksik özelliklere sahiptir.

11.KARBONDİOKSİT
Karbondioksitin su ile reaksiyonu sonucu bir asit
meydana getirir: (CO 2 + H 2 O → H 2 CO 3 ). Gazoz ve soda
yapımında kullanılır.

Sanayi çağının başlangıcından bu yana hidrokar
bonların yanmasıyla 120 milyar ton karbondioksit
okyanusların derinliklerine karıştı. Ancak bu durum
okyanus sularının Ph derecesini düşürerek daha asidik
olmalarına sebep oldu. Sonuç olarak sudaki karbondioksit
oranının artması kireç taşı oluşum unun en önemli maddesi
olan karbonatların azal masına neden oluyor.

Karbondioksit seviyesi yüksek sularda yetiştirilen
balıkların erişkin yaşa gelemediği bu balıkların kulak
taşlarının, karbondioksit seviyesi yüksek olmayan ortamda
yetiştirilen balıklarınkin den daha gelişmiş olduğu görüldü

12.ANYON-KATYONLAR
Suda bilinen en genel iyonlar asagidaki gibidir;
KATYONLAR : Ca +2 , Mg +2 , Na +2 , Fe +2 , Mn +2
ANYONLAR : Bikarbonat HCO 3- , Cl -1 , SO 4
-2
, N0 3
-
Nitrat, C0 3
-2
Karbonat

ANKARA IÇME SUYU DEĞERLERI

İVEDIK SU ARıTMA TESISLERI HAM SU VE ÇıKıŞ SUYU ANALIZLERI

TEŞEKKÜRLER

Kimyasal Parametreler
‣ Biyolojik Oksijen İhtiyacı (BOİ5)
‣ Kimyasal Oksijen İhtiyacı (KOİ)
‣ Toplam Organik Karbon (TOK)
‣ Toplam Azot ve azot bileşenleri
Toplam Azot, NH4-N, NO3-N, N02-N, Kjeldahl Azotu (organik azot)
‣ Toplam Fosfor ve fosfor bileşenleri
Toplam Fosfat, Orto PO4-P, Organik fosfor
‣ Metaller

Kimyasal Parametreler
Suyun kimyasal özelliklerini içerdiği çözünmüş organik maddeler, azotlu ve
fosforlu maddeler ile toksik maddeler belirler.
Suda biyolojik olarak bozunabilen organik maddeler üç grupta toplanırlar;
Proteinler (yüksek molekül ağırlıklı aminoasitler) (%40-60)
Karbonhidratlar (şekerler, nişasta ve selüloz) (%25-50)
Lipidler (sıvı ve katı yağlar) (%10)
Suyun içerdiği organik maddeler;
‣Biyolojik oksijen ihtiyacı (BOİ 5 )
‣Kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ)
‣Toplam organik karbon (TOK)
‣Teorik oksijen ihtiyacı (TeOİ)
‣Toplam oksijen ihtiyacı (TOİ) cinsinden ifade edilir.

BİYOLOJİK OKSİJEN İHTİYACI (BOI)
Aerobik şartlarda bakterilerin organik maddeyi parçalayarak stabilize etmeleri
için gereken oksijen miktarı olarak tanımlanır
BOİ analizi; mikroorganizmaların sudaki organik maddeleri çözünmüş oksijeni
kullanarak oksitlemeleri için gerekli olan oksijen ihtiyacını doğrudan, atıksuda
biyolojik yolla bozulabilen organik madde miktarını dolaylı olarak ölçmeye yarar.
Organik madde + O 2
CO 2 + H 2 O + NH 3 + Enerji
Bu proses oluşurken suda bulunan oksijen kullanılır. Bu yüzden organik maddenin
fazla bulunduğu sularda çözünmüş oksijen düzeyi az olacağından balık ve diğer
canlıların yaşama imkanı sınırlıdır.

BOİ analizi; Su numuneleri daha önce hazırlanan seyreltme suyu ile belirli oranda
karıştırılır. Seyreltme suyu, saf suya mineral (MgSO4, CaCl2, FeCl3, NH4Cl vb.)
elementler ilave edilerek mikroorganizma ile aşılanır ve havalandırılır. Atıksu ve
seyreltme suyu karıştırılarak içerdiği başlangıç çözünmüş oksijen konsantrasyonu
ölçülür ve 20 °C de inkübatörde 5 gün süre ile bekletilir. İnkübasyonda
mikroorganizmaların sudaki organik madde ve mineral tuzlar ile beslenerek
çoğalması ve yukarıdaki reaksiyonu oluşturması sağlanır. 5 gün sonra BOİ
şişesindeki suyun içerdiği çözünmüş oksijen miktarı tekrar ölçülür ve BOİ 5 değeri
hesaplanır.
DO 1 -DO 2
mg/(BOI 5 ) L = ---------------------
Numune hacmi
DO 1 = Başlangıçtaki çözünmüş oksijen kons., mg/l
DO 2 = 5 günlük inkübasyondan sonraki ÇO kons., mg/l
Numune hacmi= ml atıksu/ ml BOI şişe hacmi

BOİ 5 ölçüm metodunun yetersiz yönleri;
Sudaki organik maddelerle reaksiyona girmeye uygun mikroorganizma
bulunmaması
Sonuçların uzun sürede elde edilmesi
Sadece biyolojik olarak bozunabilen organik maddelerin ölçülebilmesidir.
Reaksiyon kinetiği açısından düşünüldüğünde ve sudaki organik madde BOİ
cinsinden ifade edildiğinde; organik maddenin oksitlenme hızı suyun BOİ sinin
azalma hızına eşittir. Bu hız sudaki herhangi bir t zamandaki BOİ miktarı ile
doğru orantılıdır.

BOI Reaksiyon Kinetiği
Karbonlu ve azotlu maddelerin
Toplam oksijen ihtiyacı
BOI, mg/l
Karbonlu maddelerin
toplam oksijen ihtiyacı
dL / dt = -k’. L t
L t = L. e -k’t
8-10
Zaman, gün
y= L-L t = L (1-10 -kt )
Y= Herhangi bir anda ölçülebilecek BOI değeri
k= reaksiyon hız sabiti, zaman -1
L= BOI birimi ile ifade edilen konsantrasyon, mg/l

Kimyasal Oksijen İhtiyacı; sudaki yükseltgenebilir maddelerin kimyasal yolla
oksitlenmeleri için gerekli olan oksijen miktarıdır. Atıksu numunesi H 2 SO 4 ve
K 2 Cr 2 O 7 ile 2 saat kaynatılır.
Organik madde + K 2 Cr 2 O 7 CO 2 + H 2 O + K 2 Cr 2 O 7
Stokiyometrik olarak numune içindeki yükseltgenebilir maddeye eşdeğer miktarda
K 2 Cr 2 O 7 kullanılır ve geriye kalan K 2 Cr 2 O 7 standart Fe 2 NH 4 SO 4 ile titre edilir.
Kullanılan K 2 Cr 2 O 7 oksitlenen organik madde miktarını gösterir.
KOİ nin yetersiz yönleri;
‣Bazı organikler K 2 Cr 2 O 7 ile kısmen oksitlenirler (düz zincirli asitler, alkoller,
aminoasitler) veya bazı organikler oksitlenmezler (benzen, pridin, toluen vb.)
‣S -2 , SO 3
-2
NO 2- , Fe+2 gibi inorganik maddelerin K 2 Cr 2 O 7 ile oksitlenmesi atıksuyun
içerdiği organik maddelerin olduğundan daha fazla ölçülmesine neden olur.
‣Klorür iyonu K 2 Cr 2 O 7 ile reaksiyona girdiği için Hg 2 SO 4 kullanılarak iyonlaşmayan
HgCl 2 şekline dönüşür.

Toplam Organik Karbon; su numunesindeki karbon miktarını veren bir
parametredir. Kısa sürede yapılabilen bu ölçüm BOİ ve KOİ ölçümlerinin
yerini almaktadır.
Su numunesi 900-1000 °C de saf oksijen gazı ile oksitlenir. Yanma
aşamasında Kobalt katalizör olarak kullanılır. Yanma ürünleri CO 2 ve su
buharıdır. Su buharı yoğunlaşarak ayrılır. CO 2 gazı infrared analizörüne
verilir. Ölçülen CO 2 miktarından atıksu içindeki karbon miktarı belirlenir.
Su TOC cihazına verilmeden önce, anorganik karbon kısmını oluşturan
karbonatlar asitli ortamda CO 2 numuneden ayrılmalıdır. Böylece TOC
cihazında yapılan CO 2 ölçümünden atıksu numunesindeki organik karbon
miktarı elde edilir.

Teorik Oksijen İhtiyacı (TeOİ)
Atıksularda bulunan karbonhidratlar, yağlar, proteinler ve bunların
ayrışma ürünleri genel olarak karbon, hidrojen, oksijen ve azottan
meydana gelir. Numunenin kimyasal formülü biliniyorsa, içindeki
karbonun oksitlenmesi için gerekli oksijen miktarı bulunabilir. Bu
değer KOİ ve BOİ’den daha büyüktür.

Toplam Oksijen İhtiyacı (TOİ)
TOİ parametresi ise diğer parametrelerin bulunmasından daha
sonraki yıllarda geliştirilmiştir.
TOİ deneyi, numuneyi platinle katalizlenen bir yanma odasında kararlı
son ürünlere çevirmeyi ve bu esnada sarf edilen oksijen miktarını
bulmayı hedef alır.

SU VE ATIKSU ÖZELLİKLERİ VE İLGİLİ PARAMETRELER
Biyolojik Parametreler
İçme ve kullanma sularında bulunan bakterilerin, tek hücreli ve çok hücreli
patojen mikroorganizmaların miktarlarının tespit edilmesi için kullanılan
yöntemler.

Biyolojik Parametreler; İçme ve kullanma sularının güvenilir olup
olmadığını belirlemek amacıyla bakteriyoloji analizler yapılır.
En olası sayı yöntemi
Membran filtrasyon yöntemi