İstanbul'daki Ham Su Kaynaklarında Dezenfeksiyon Yan Ürünlerinden Haloasetikasitlerin Oluşum Potansiyellerinin Belirlenmesi

Abstract

Suların zararlı mikroorganizmalardan arındırılması amacıyla dezenfeksiyon uygulanmaktadır. İçme suyu arıtımında kullanılan en yaygın dezenfeksiyon yöntemi klorlamadır. Ham su kaynaklarında bulunan doğal organik maddeler (DOM), su arıtımı sırasında dezenfeksiyon amaçlı kullanılan klorla reaksiyona girmekte ve insanlar üzerinde kanserojenik etkiler gösterebilen dezenfeksiyon yan ürünlerinin (DYÜ) oluşumlarına neden olmaktadır. Trihalometanlar (THM'ler) ve Haloasetikasitler (HAA'lar) bu yan ürünlerin en bilinenleridir. Dolayısıyla, klorlama sonucu oluşan bu yan ürünlerin hangi şartlarda oluştuğunun ve miktarlarının yasal sınırların altında tutulabilmesi için hangi tedbirlerin alınması gerektiği hususu, gerek su arıtma tesislerini işletenler gerekse halk sağlığının korunması anlamında büyük önem taşımaktadır. Avrupa Birliği Çevre Koruma Ajansı tarafından dört trihalometan türü, yani toplam THM (TTHM) olarak bahsedilen kloroform, bromoform, dibromokloro ve diklorobromo metan için maksimum kirletici seviyesi (MCL) 80 µg/L, beş adet haloasetikasitin toplamı (monokloro, dikloro, trikloro, monobromo ve dibromo asetik asit) için MCL değeri 60 µg/L olarak belirlenmiştir. İleride MCL seviyelerinin; THM'ler için 40, HAA5'ler için ise 30 µg/L'ye düşürülmesi hedeflenmektedir. Ülkemizde geçerli olan içme suyu standartlarında (TS 266) bu anlamda bir sınır bulunmamaktadır. İnsani Tüketim Amaçlı Sular Hakkında Yönetmelik kapsamında THM konsantrasyonu 31 Aralık 2012 tarihine kadar 150 μg/L, bu tarihten sonra ise azaltılarak 100 μg/L olarak belirlenmiştir. Fakat HAA'lar için herhangi bir sınırlama bulunmamaktadır.Bu çalışmada; Haloasetik asitlerle ilgili deneysel çalışmalar yapmak üzere ham su kaynağı olarak İSKİ Kağıthane, Büyükçekmece ve Ömerli su arıtma tesislerinin girişleri seçilmiştir. Bu tez çalışmasında artan konsantrasyonlarda eklenen dezenfektanla ortaya çıkan HAA oluşum potansiyeli gözlemlenmiş ve numunelerde Haloasetik asit ölçümü yapılmıştır. Oluşum potansiyeli incelenen HAA'lara etki eden pH, bekleme süresi ve dezenfektan miktarı gibi bazı faktörler de dikkate alınarak, bu faktörlerin etkilerinin hangi yönde olduğu araştırılmıştır. Her üç klorlama işlemi sonucunda oluşan HAA konsantrasyonunda farklılıklar tespit edilmiştir. Klor dozu arttıkça buna paralel olarak HAA miktarlarında artışlar olmuştur. Bu da göstermektedir ki artan klor miktarıyla oluşan HAA'lar paralellik göstermektedir. Sonuç olarak, bu çalışma ile yukarıdaki bilgiler ışığında, gerek Türkiye'de gerekse yurtdışında faaliyet gösteren su arıtma tesisleri işletmecilerine ışık tutacak, ham su kaynaklarındaki organik maddelerin klorlanma işlemi sırasında ortaya çıkabilecek zararlı yan ürünlerin tür ve miktarca incelenmesi kolaylaşacaktır. Böylece klorun ham sudaki zararlı mikroorganizmalara, organik maddeye ve diğer parametrelere etki sırası göz önünde bulundurularak optimum konsantrasyonu belirlenebilecek ve en az DYÜ oluşacak şekilde kullanımı gerçekleştirilebilecektir.

Although chlorine has several disadvantages in water treatment, it is widely used for disinfection and oxidation purposes. Chlorine is preffered in water treatment mainly due to its high oxidation state, practical use, and low operation and maintenance cost. When chlorine is applied to drinking water processes, it reacts with NOM and forms various types of chlorinated disinfection by-products (DBPs). These halogenated by-products are considered to be possible human carcinogens and trihalomethanes (THMs) and haloacetic acids (HAAs) are most widely known DBPs. Through the different reaction reactivity of the NOM components with disinfectants, isolation and fractionation of NOM into more homogenous components is the better way to determining the DBP formation potential (DBPFP) of the waters. The disinfection of water with chlorine results in formation of disinfection by-products (DBP), such as trihalomethanes (THM) and haloacetic acids (HAA). It has been shown that natural organic matter (NOM) is a likely precursor material for THM and HAA formation. Among DBP found in chlorinated water, THM and HAA have been the focus of particular attention because they are considered potentially carcinogenic. Concerns about health risks associated with DBP have prompted several industrialized countries to establish maximum acceptable levels for THM and HAA concentrations in drinking water. In the United States (US), more stringent DBP regulations have been promulgated, placing limits on THM and HAA. The US Environmental Protection Agency (USEPA) drinking water limits for THM and HAA is 80 µg/L, and 60 µg/L, respectively. Recently most of the European countries regulated THM in their water at the level of 100µg/L. Further, there has been a 150 µg/L THM limit Turkish Drinking Water Regulation since 2005. US Drinking Water Regulations force water utilities to further increase DBP precursor removal with removing TOC below 2 mg/L. In order to decontaminate insalubrious microorganisms in the water, disinfection has been performed. The most common disinfection treatments method used in drinking water is chlorination. Disinfection by products (DBP) is formed as a result of chlorination of water which contains natural organic matter (NOM). Disinfection by products are; such as, trihalomethanes and haloacetic acids. In this study; for conducting experimental studies with haloacetic acids, water samples were gathered from ISKI Kağıthane, Büyükçekmece and Ömerli, then brought to the laboratory. The forming potential of HAA which is being appeared by adding disinfection in increasing concentrations is observed and the investigation of HAA in samples were conducted. In conclusion, since our results shows that, the administrative of drinking water treatment plants which operates either in Turkey or abroad, can be inspired such a study, that enable them to easily investigate the type and amount of insalubrious by products in pure water resources during chlorination of organic matter. Therefore, considering the gradual effect of chlorine on insalubrious microorganisms, organic matter and other parameters in pure water, the optimum concentration will be determined, hence minimum amount of DBP will be used in processes.