HAVUZ SUYU KİMYASI

KİMYA Y. MÜH. ERDİNÇ İKİZOĞLU

E.Ü. MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ E.ÖĞR. GÖR.

SAF SU bir oksijen molekülü

ve iki hidrojen molekülüiçerir. Saf su,

RENKSİZDİR

KOKUSUZDUR

TATSIZDIR

O

H H

Su, EVRENSEL ÇÖZÜCÜ dür ve bilinen her maddeyi kendiiçinde 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

Bulutlar

DOĞADA SUYUN ÇEVRİMİ

Yere inmeYağmur, Kar

TozEndüstriyel GazlarAtmosfer Gazları Buharlaşma

Yüzey suyu

Yeraltı suyu

Jeolojik oluşumlarKireçtaşı, granit

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 78 %- OKSİJEN 21 %- ARGON 0,9 %- KARBONDİOKSİT 0,033 %

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

KARBON DİOKSİT : Çözünürlüğü 1700 mg/l ‘ye dek çıkar. Suda: CO2 + H2O H+ + HCO3

Karbondioksit suda çözüldüğünde ZAYIF ASİT ÇÖZELTİSİmeydana gelir.

Bu çözeltiye genellikle Karbonik Asit Çözeltisi denir.

ENDÜSTRİYEL GAZLARFosil yakıtların yanması ile ve endüstriyel prosesler sonucu meydana gelen fosil yakıtlar aşağıdakileri içermektedir :

- SÜLFÜR DİOKSİT/TRİOKSİT- AZOT OKSİTLER- HİDROJEN SÜLFÜR- AMONYAK

SÜLFÜR DİOKSİT/TRİOKSİT:

SO2 + H2O H2SO3 Sülfüroz AsitSO3 + H2O H2SO4 Sulfürik Asit

AZOT OKSİTLER : NO Azot MonoksitNO2 Azot DioksitN2O4 Diazot Tetraoksit

HİDROJEN SÜLFÜR :

H2S + H2O H+ + HS Bisülfür

AMONYAK :

NH3 + H2O OH + NH4+ 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 Ca(HCO3) Mg(HCO3)Karbonatlar CaCO3 MgCO3

Klorürler CaCl2 MgCl2

Sülfatlar CaSO4 MgSO4

Silikatlar CaSiO3 MgSiO3

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.

Toplam 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

İLETKENLİKSuların elektriksel iletkenliği, iyonların sudaki toplam derişimine ve sıcaklığa Suların elektriksel iletkenliği, iyonların sudaki toplam derişimine ve sıcaklığa bağlıdır. bağlıdır.

Sıcaklık artışı ile suların elektriksel iletkenlikleri de artar. Sıcaklık artışı ile suların elektriksel iletkenlikleri de artar.

Sudaki iyonların derişimi arttıkça elektriksel iletkenlik de artar, dolayısıyla Sudaki iyonların derişimi arttıkça elektriksel iletkenlik de artar, dolayısıyla elektriksel iletkenlik ölçümleri sudaki toplam iyon derişimi hakkında iyi bir elektriksel iletkenlik ölçümleri sudaki toplam iyon derişimi hakkında iyi bir göstergedir. göstergedir.

Temel iletkenlik birimi : 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 Doğal haldeki yüzey sularının elektriksel iletkenliği 50 - 1500 50 - 1500 S/cmS/cm arasında arasında değişir.değişir.

Yeraltı sularının elektriksel iletkenliği yüzey sularına oranla daha geniş Yeraltı sularının elektriksel iletkenliği yüzey sularına oranla daha geniş aralıkta değişir. Yeraltı sularının iletkenliği bazı bölgelerde deniz suyunun aralıkta değişir. Yeraltı sularının iletkenliği bazı bölgelerde deniz suyunun yaklaşık iletkenliği olan yaklaşık iletkenliği olan 50000 50000 S/cmS/cm’ ye ulaşabilmektedir. ’ ye ulaşabilmektedir.

Sanayideki kirliliğin yüksek olduğu dere ve akarsularda Sanayideki kirliliğin yüksek olduğu dere ve akarsularda 4500-50004500-5000 S/cmS/cm civarlarında okunabilmekte buna bağlı olarak da tuzluluk ve diğer kimyasal civarlarında okunabilmekte buna bağlı olarak da tuzluluk ve diğer kimyasal parametrelerde artış göstermektedir.parametrelerde artış göstermektedir.

• 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 CaCO3 (ppm CaCO3) olarak ifade edilmektedir.

Sertlik bazen, Fransız derecesi ile de gösterilebilir:

1 Fransız derecesi 10 ppm CaCO3 ‘e eşittir.

KALSİYUM VE MAGNEZYUMSERTLİĞİ

KALSİYUM SERTLİĞİ

Suyun kalsiyum sertliğine suda yer alan kalsiyum tuzları neden olmaktadır.

Genellikle ppm CaCO3 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 CaCO3 olarak ifade edilir.

Kalsiyum Sertliği

• Toplam sertlik sudaki kalsiyum ve magnesyum iyonlarının konsantrasyonudur.

• Havuzlarda yalnız kalsiyum sertliği önemlidir.

• Havuzlarda 200 – 400 ppm CaCO3 kalsiyum sertliği idealdir.

Kalsiyum Sertliği ile İlgili Havuz Problemleri

Minimum Ideal Maximum 150ppm 200 to 400ppm 1000ppm

DüşükKalsiyumSertliği

YüksekKalsiyumSertliği

Aşındırıcı

Derz aralarının aşınmasıMetal yüzeylerde aşınma

Kireç Yapıcı

Tıkanmış filtrelerTıkanmış ısı değiştiricilerAzalan sirkülasyonBulanık Su

ALKALİNİTEAlkalinite, 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 CaCO3) = OH + 1/2 CO3 2 hidroksil karbonat

M-ALKALİNİTE

Toplam Alkalinite (metiloranj, pH 4.3) toplam hidroksitlerin, toplam karbonatların ve toplam bikarbonatların, aşağıdaki denklemde olduğu gibi sudaki konsantrasyonlarını göstermektedir

M (ppm CaCO3) = OH + CO32 + HCO3

hidroksil karbonat bikarbonat

ALKALİNİTESuyun 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:

Bicarbonate Carbonate Hydroxide

5.0 7.0 8.0 8.2 9.0

10.0 pH

Toplam Alkalinite İle İlgili Havuz Problemleri

80 – 100 ppm yüksek pH dezenfektanlar100 – 120 ppm düşük pH dezenfektanlar

Minimum Maximum

DüşükToplamAlkalinity

YüksekToplamAlkalinite

60 ppm 180 ppm

pH Değişken

Derz aralarında aşınmaYüzeylerde parlamaIsı değiştirici arızaları

pH KilitliBulanık suHavuz yüzeylerinde pürüzTıkanmış FiltrelerTıkanmış ısı değiştiricilerAzalmış sirkülasyon

Ideal

Alkalinite ve Sertlik

alkalinite sertlik

Toplam titre edilebilir bazlar Toplam divalent tuzlar

HCO3-

bikarbonat

CO3--

karbonat kalsiyum magnesyumMg++Ca++

Calcium bicarbonate

Ca( HCO3 )2

Calcium carbonate

CaCO3

Magnesiumbicarbonate

Mg( HCO3 )2

Magnesium carbonateMgCO3

KONSANTRASYON BİRİMLERİNormal olarak sertlik ve alkalinite mg/l CaCO3 birimi ile ifade edilmektedir. Bu sayede herhangi bir numunenin içindekiçeşitli iyonların konsantrasyonları hesaplanmaktadır:

Toplam sertlik 150 mg/l CaCO3

Kalsiyum sertliği 100 mg/l CaCO3

Magnezyum sertliği 50 mg/l CaCO3

M - Alkalinite 80 mg/l CaCO3

Klorür 40 mg/l Cl

..

Toplam ve kalsiyum sertlikleri titrasyon yoluyla elde edilmektedir, dolayısıyla, magnezyum sertliği bunların farklarının hesaplanması ile bulunur:

Toplam Sertlik 150 ppm CaCO3

Kalsiyum Sertliği 100 ppm CaCO3

Magnezyum sertliği 50 ppm CaCO3 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

• pH = -log [H+]

• pH = 4 ise [H+] = 10-4

• pH = 7 ise [H+] = 10-7

• pH = 10 ise [H+] = 10-10

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

AşındırıcıDerz aralarının aşınmasıMetal yüzeylerde aşınma

Diğer SorunlarKlor kaybıGöz/Cilt tahrişi

Kireç YapıcıTıkanmış filtrelerTıkanmış ısı değiştiricilerAzalan sirkülasyonBulanık Su

Diğer SorunlarKlor etkisizleşirGöz/Cilt tahrişi

Düşük pH

YüksekpH

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 bileşiğin çözünürlüğünü arttırarak kirleticilerin sudaki canlı yaşamı üzerindeki etkilerini çoğaltır.

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• Toplam Çözünmüş Katı Madde

SI=pH +Tf +Cf +Af -TDSf

• -0.3 and +0.3 arası su dengededir.

-0.5 -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0 +0.1 +0.2 +0.3 +0.4 +0.5

Korozyon Dengede Su Kireçlenme

Langelier Saturation Index

Temper.

C0 F0 T.F

Calc.Hard

ppm C.F

TAC

ppm A.F

TDS

ppm TDSF

0 32 0.0 5 0.3 5 0.7 0 12.0

3 37 0.1 25 1.0 25 1.4 - -

8 46 0.2 50 1.3 50 1.7 1000 12.1

12 53 0.3 75 1.5 75 1.9 - -

16 60 0.4 100 1.6 100 2.0 2000 12.2

19 66 0.5 150 1.8 125 2.1 - -

24 76 0.6 200 1.9 150 2.2 3000 12.25

29 84 0.7 250 2.0 200 2.3 - -

34 94 0.8 300 2.1 300 2.5 4000 12.3

41 105 0.9 400 2.2 400 2.6 5000 12.35

53 128 1.0 600 2.35 800 2.9

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 mikroorganizmalardan, yağışlardan ve yüzeyaltından sulara karışan azot bileşiklerinden oluşur.

Azot Bileşikleri

– N2 = moleküler azot,

– NH4+, NH3, NH4OH = amonyak azotu

– NO2- = nitrit iyonu

– NO3- = nitrat iyonu

– Organik azot: proteinler, amino asidler, ure

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

7

7.4

7.8

8.2

8.6 9

9.4

9.8

pH of water

NH 3 a

s %

of T

AN

at 20C

at30C

Çözünmeyen Amonyak Azotunun Toplam Amonyum Azotuna Oranı:

Nitrit (NO2-)

• Nitrit sularda düşük miktarlarda bulunan bir azot bileşiğidir.

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

Nitrit (NO2-)

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 (NO3-)

• 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.

Nitrat (NO3-)

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 (PO43-)

• 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.

Fosfat (PO43-)

• Analitik Formları:

– Fosfat iyonu – Ortofosfat

– Toplam çözünür fosfor

– Toplam fosfor

•Organik P = Toplam P – Orto P

Fosfat (PO43-)

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

Fosfat (PO43-)

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 (SO42-)

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, Mg2+, Na, HCO3

-, SO42-, 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 ÖZELLİKLERİSuyun 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 ÖzellikleriDoldurma 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

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Temperature oC

Gro

wth

Rat

e

Organism

Disinfectant

Sıcaklık Etkisi

Klor Kimyası

XCl + H20 HOCL + Yan Ürün Hipokloröz

Asid

HOCL OCL- + H+ Hipokloröz Hipoklorit Hidrojen

Asid

HOCL, pH bağıntısı

%

HOCL97

91

76

66

50

33

24

9

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)

Chlorine Staying Power - 1 Hour

50

60

70

80

90

100

0 10 20 30 40

mg/L Cyanurate

% F

AC

Rem

ain

ing

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+4CLDikloramin+Serbest klor+Su=Nitrate +Hidrojen+klorür

2NHCL+HCLO=N2+H20+3H+3CLMonokloramin + 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

TEHLİKELİTEHLİKELİ

MİKROORGANİZMALARMİKROORGANİZMALAR

VirüsAdenovirüs

Hepatit A

Norovirüs

Enterovirüs

BakteriShigella spp.

E.coli O157

ProtozoaGiardia

Cryptosporidium

BakteriLegionella spp.

Pseudomonas spp.

Mycobacterium spp.

Staphylococcus aureus

Leptospira spp.

Virüs

Moluscipoxvirüs

Papillomavirüs

Adenovirüs

ProtozoaNaegleria fowleri

Acanthamoeba spp.

Plasmodium spp.

FungusTrichophyton spp.

Epidermophyton floccosum

Dışkı Kaynaklı Dışkı Kaynaklı Olmayan

Havuzlardaki potansiyel mikrobiyal tehlikelerHavuzlardaki potansiyel mikrobiyal tehlikeler

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 250C’de) gerekmektedir.

• Giardia kistleri ve Crytosporidium ookistlerinin durdurulmasında ozon klora göre daha etkin bir dezenfektandır.– Crytosporidium oositleri 5mg/l – Giardia kistleri 0,6 mg/l

ozona duyarlıdır.

UV ışınları da Giardia kistleri ve Crytosporidium ookistlerinin durdurulmasında etkilidir.

Cryptosporidiosis

• Cryptosporidiosise sebep olan parazit (Cryptosporidium spp.), uzun yıllar sığırlarda ishal oluşturan bir patojen olarak bilinirken 1976 yılından sonra insanları da enfekte ettiği anlaşılmıştır.

• 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 da Giardia'nınkine benzer klorlamaya dirençli ve 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

Istit

uto

Sup

erio

re d

i S

anità

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 bileşiklerle de reaksiyona girer. Bu reaksiyonun sonucunda Klor - Karbon kombinasyonları oluşur. Özellikle Kloroform çok sık rastlananıdır. Brom da içeren sularda ise Bromoform oluşur.(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 (Cl2) 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 olarak iş görmektedir.

UV ve ozon birlikte havuz dezenfeksiyonunda Avrupa’da (UVAZON) uzun 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