FiZİko-kimyasal özelliklerin belirlenmesinde kullanilan yöntemler
Yüklə 5,29 Mb.
|
- Bu səhifədəki naviqasiya:
- Şekil 1 Biyolojik bozunma eğrisi örnekleri
- VERİLER VE DEĞERLENDİRME
- C=havalandırma hücresi G=havalandırıcı (3 litre kapasiteli); H=hava akış metresi (isteğe bağlı) D=çökeltme kabı;
- Şekil 2 Ek-II Şekil 1
- Şekil 2 Üç litrelik gözenekli havalandırma kabının detayları C.11 BİYOLOJİK BOZUNMA AKTİF ÇAMUR SOLUNUM İNHİBİSYON TESTİ
- C.12 BİYOLOJİK BOZUNMA DEĞİŞTİRİLMİŞ SCAS TESTİ
RAPORLAMA
Test raporu, eğer mümkünse, aşağıdakileri içermelidir.
COD veya DOC uzaklaştırması günler ve haftalar boyunca aşamalı olarak gerçekleşiyorsa bu test maddesinin bozunduğunun belirtisidir. Ancak fizikokimyasal adsorpsiyon bazen rol oynayabilir.Bu etki başlangıçtan ilk 3 saat içinde bütünüyle yada kısmen bir uzaklaştırma varsa yada kontrol ve test üst sıvısı arasındaki fark beklenmeyecek şekilde düşük seviyede kalıyorsa anlaşılabilir.
Bu pek çok yolla yapılabilir fakat en ikna edici olanı üst sıvının esas ayarlı testte ( tercihen respirometik test) aşı olarak kullanılmasıdır. Bu testte yüksek, adsorptif olmayan DOC(COD) değerleri veren test maddeleri potansiyel olarak biyolojik bozunur kabul edilebilir. Kısmi, adsorptif olmayan uzaklaştırma kimyasalın en azından biraz biyolojik bozunmaya maruz kaldığını gösterir. Düşük yada sıfır DOC (yada COD) uzaklaştırma değerleri test mikroorganizmaların test maddesi tarafından inhibe edilmesinden kaynaklanabilir ve bu çamurun azalması ve parçalanmasıyla bulanık üst sıvı vermesi ile anlaşılabilir. Böyle durumlarda, test maddesinin daha düşük konsantrasyonları kullanılarak test tekrar edilmelidir. Bileşiğe özgü bir analitik yöntemin kullanımı yada 14C işaretli test maddesi kullanımı daha büyük bir hassasiyet sağlayabilir. 14C işaretli bileşikte, 14CO2 geri kazanımı biyolojik bozunmanın gerçekleştiğini doğrular. Sonuçlar birincil biyolojik bozunma cinsinden verildiğinde, eğer mümkünse ana test maddesinin tepki kaybına yol açan kimyasal yapı değişikliğine ilişkin bir açıklama verilmelidir. Yöntemin analitik geçerliliği, kör test ortamında bulunan test sonucu ile birlikte verilmelidir.
Ek-I
 Şekil 1 Biyolojik bozunma eğrisi örnekleri Şekil 2 Çamur adaptasyon örnekleri C.10 BİYOLOJİK BOZUNMA AKTİF ÇAMUR BENZETİM (SİMÜLASYON) TESTİ
Bu test
- test şartlarında buhar basıncı ihmal edilebilen - bakterilere inhibitör etki göstermeyen organik maddelerde uygulanabilirdir.
Uygun test koşullarının seçilmesinde ve düşük sonuçların yorumlanmasında maddenin mikroorganizmalara karşı olan toksisitesi hakkında bilgi gereklidir.
Bu yöntemin amacı maddenin aktif çamur tesis modelinde 12 mg DOC/litre’den fazla (yada yaklaşık 40mg COD/litre) derişime karşılık gelen; 20mg DOC/litre en uygun değerdir; herhangi bir metabolitin uzaklaştırılması ile nihai biyobozunurluluğun belirlenmesidir (DOC= Çözünmüş organik karbon; COD= kimyasal oksijen ihtiyacı). Maddenin organik karbon içeriği (yada kimyasal oksijen ihtiyacı) belirlenmelidir.
Bu yöntemin amacı maddenin aktif çamur tesis modelinde 20 mg DOC/litre derişimde özgün bir analitik yöntem uygulanarak birincil biyolojik bozunurluluğun belirlenmesidir (Toksisite ve analitik yöntem izin verirse, daha düşük veya daha yüksek derişimlerde kullanılabilir). Bu, maddenin birincil biyolojik bozunurluluğunun değerlendirilmesine imkan verir (Ana kimyasal yapının kaybolması ile). Bu test yönteminun amacı, test edilecek olan maddenin mineralizasyonunu belirlemek değildir.
Maddenin uzaklaştırılma derecesi: [(1a)]  eşitliği ile verilir. burada: DR= Test maddesine göre ortalama alıkonulma zamanında yüzde DOC(yada COD) uzaklaştırma derecesi T= Test Maddesinin giriş konsantrasyonu, mg DOC/litre cinsinde (veya mg COD/litre cinsinde) E= Test ünitesinin çıkış konsantrasyonu; mg DOC /litre olarak (yada COD) E0= Kör ünitesinin çıkış konsantrasyonu; mg DOC / litre(veya mg COD / litre cinsinden) Bozunma, test maddesinin verilen alıkonma zamanında yüzde DOC (yada COD) uzaklaştırması olarak belirtilir.
Ortalama alıkonulma zamanı içerisinde maddenin sulu fazdan (Rw) yüzde giderimi:  [(1b )]
Burada: C = Test ünitesi girişindeki madde konsantrasyonu (mg madde /litre, özgül analiz ile belirlenmiş) C0 = Test ünitesi çıkışındaki madde konsantrasyonu (mg madde / litre, özgül analiz ile belirlenmiş)
Yeni bir madde araştırılırken referans maddelerinin kullanımı yararlı olabilir ancak henüz özgül bir referans maddesi önerilemeyebilir.
En yüksek biyolojik bozunurluğun belirlenebilmesi için iki aktif çamur pilot ünitesi (OECD doğrulama testi yada gözenekli kap ünitesi) paralel olarak çalıştırılır. Test maddeleri bu birimlerin birisinin giriş akışına (sentetik yada evsel atıksu) ilave edilir ve diğeri yalnızca sadece atıksuyu alır. Özgül analiz ile giriş ve çıkış akışında birincil biyolojik bozunurluğun belirlenmesi için sadece tek bir ünite kullanılır. DOC (yada COD) değişimleri çıkış akışlarında belirlenir yada madde derişimi özgül analiz ile belirlenir. Test maddesine bağlı DOC ölçülmez yalnızca belirtilir. DOC (yada COD) ölçümleri yürütüldüğünde, test ve kontrol çıkış akışlarındaki ortalama derişimler arasındaki farkın bozunmayan test maddesinden kaynaklandığı kabul edilir. Özgül analizler yürütüldüğünde ana molekülün derişimindeki (konsantrasyonundaki) değişim ölçülebilir( Birincil biyolojik bozunma) Üniteler ters aşılama prosedürüyle “eşlenmiş üniteler modunda” çalıştırılabilir.
Maddenin başlangıç derişimi kullanılan analiz ve onun sınırlamalarına bağlıdır.
Özgül analizlerin yürütülmesi dışında aynı tipte ünitelerden bir çift gereklidir. İki tip aygıt kullanılabilir: OECD doğrulama testi Ekipman (EK-I) sentetik atıksu saklamak için bir saklama kabı (A), doz ayar pompası (B), havalandırma kabı (C), ayırıcı (D), aktif çamuru geri-besleme yapmak için hava emici pompası (E) ve arıtılmış çıkış akısını toplamak için saklama kabı (F)’i içermektedir. (A) ve (F) kapları 24 litre muhafaza edebilecek hacimde ve camdan yada plastikten yapılmış olmalıdır. (B) pompası sentetik atıksuyu, havalandırma kabına sabit akış sağlayacak şeklide olmalıdır ve bunun için giriş akımını ve derişimi istenilecek şekilde ayarlayacak herhangi bir sistem kullanılabilir. Normal çalıştırmada ayırıcının (D) yüksekliği, havalandırma kabının hacmi, karışım sıvısının hacminin 3 litresi olacak şekilde sabit tutulur. Kalıplanmış havalandırma küpü (G) kap içinde koninin tepesinde askıda olacak şekilde tutulur. Havalandırıcıdan verilen havanın miktarı uygun bir akış-metre ile izlenebilir. Hava pompası ayırıcıdan gelen aktif çamur sürekli ve düzenli bir şekilde havalandırma kabına geri besleyecek şekilde ayarlanır. “Delikli kap” Delikli kap konik kaideye 45 ˚açı yapan 14 cm çapında silindirik yapıdadır ve delikli polietilen tabakalarından oluşmuştur (2 mm kalınlıkta; maksimum gözenek büyüklüğü 95 mikron) Delikli kap kabın silindirik bölgedeki yüksekliği 17.2 cm olan ve hacmini (3 L) olarak belirleyen 15 cm çapında su geçirmeyen uygun bir plastik içinde yer alır. İç kabın tepesinin etrafında uygun bir plastikten yapılı destekleyici bir halka vardır ve bu iç ve dış kaplar arasında 0.5 cm çıkış boşluğu sağlar. Delikli kaplar ısısal kontrollü su banyosunun üzerine monte edilebilir. İç kabın tabanında uygun yayıcıların üzerine yerleştirildiği bir hava takviyesi vardır. (A) ve (E) kapları 24 litre muhafaza edebilecek hacimde ve camdan yada plastikten yapılı olmalıdır. (B) pompası sentetik kanalizasyonu havalandırma kabına sabit akış sağlayacak şeklide olmalıdır ve bunun için giriş akışını ve derişimi istenilecek şekilde tutacak herhangi bir sistem kullanılabilir. Kullanım sırasında tıkananları değiştirmek için yedek delikli kaplar gereklidir. Tıkanan kaplar çeşme suyuyla yıkandıktan sonra 24 saat hipoklorit çözeltisi içinde bekletilerek temizlenir.
Gözenek büyüklüğü 0.45 mikron olan membran filtreleri ve membran filtrasyon cihazı. Membran filtreleri, süzme aşamasında ne karbonu salacak ne de maddeyi adsorplayacakşekilde olmalıdır.
Sentetik besleme yada evsel atıksudan herhangi birisi kullanılabilir. Sentetik besleme örneği hazırlamak için Pepton: 160 mg, Et özütü: 10 mg, Üre: 30 mg, NaCl: 7 mg, CaCl2 .2H2O: 4 mg, MgSO4 .7H2O: 2 mg K2HPO4: 28 mg alınır ve 1 L hacimdeki musluk suyu içinde çözülür. Evsel atıksu: Çoğunlukla evsel atıksu; arıtma tesisindeki birincil çökeltme tankından günlük taze olarak toplanmalıdır.
Test çözeltisinin stok çözeltisi, örneğin %1’lik, test ünitesine eklenmek için hazırlanmalıdır. Atıksuya eklenecek yada istenilen test derişimini verecek şekilde ikinci bir pompa aracılığı ile doğrudan üniteye verilecek hacmin belirlenmesi için malzemenin derişimi belirlenmelidir.
Açıklama: Evsel atıksu kullanıldığı zaman, düşük bakteriyel derişimde kullanılacak bir aşı noktası olmaz, ancak aktif çamur kullanılabilir. Değişik aşılar kullanılabilir. Uygun aşılara 3 örnek verilmiştir: (a) ikincil çıkış akışından aşı Aşı temel olarak evsel atıksu arıtma tesisinden toplanan iyi kalitede ikincil çıkış akışından elde edilmelidir. Çıkış akışı örnekleme ve kullanım periyotları arasında aeorobik ortamda saklanmalıdır. Aşıyı hazırlamak için, örnek kaba bir süzgeçden geçirilir ve ilk 200 ml atılır. Süzülen kısım kullanıma kadar aerobik(oksijenli) ortamda saklanır. Aşı toplanma gününde kullanılmalıdır. Aşılama için en azıdan 3 ml kullanılmalıdır. (b) Kompozit aşı İkincil çıkış akısından elde edilen aşı: Yukarıdaki açıklamalara bakınız. Topraktan elde edilen aşı: 100 g bahçe toprağı (gübreli ama steril değil) 1000 ml kloru giderilmiş içme suyu içerisine asılı bırakılır (çok fazla kil, kum yada humus içeren topraklar uygun değildir.) Karıştırıldıktan sonra, süspansiyon çökmesi için 30 dak. bekletilir. Üst sıvı (süpernatant) kaba süzgeç kağıdı ile süzülür ve ilk 200 ml atılır. Süzülen kısım hemen ve kullanıma kadar havalandırılır. Aşı toplanma gününde kullanılmalıdır. Yüzey suyundan elde edilen aşı: İlave aşı kısmı, mezosaprobik yüzey suyundan hazırlanır. Örnek kaba bir süzgeç kağıdından süzülür ve ilk 200 ml atılır. Süzülen kısım aerobik (oksijenli) ortamda saklanır. Aşı toplanma gününde kullanılmalıdır. 3 ilave aşı kısmı örneği birleştirilir, iyice karıştırılır ve son aşı bu karışımdan alınır. Aşılama için en azıdan 3 ml kullanılmalıdır. (c) aktif çamurdan elde edilen aşı 3 litreden fazla olmayan aktif çamur (askıda katı madde (AKM miktarı 2.5 g/L olan) ve ağırlıklı olarak evsel.atıksu arıtan tesisin havalandırma tankından alınır ve aşı olarak kullanılabilir.
Bu test 18 ila 25 ˚C arasında sabit tutulan oda sıcaklığında gerçekleştirilir. Eğer uygunsa, test 10 ˚C’ye kadar olan daha düşük bir sıcaklıkta da gerçekleştirilebilir. Eğer madde bozunuyorsa normal olarak başka bir işlem yapılmaz. Eğer madde bozunmuyorsa test 18 ila 25 ˚C arasındaki sabit bir sıcaklıkta yürütülmelidir.
Çamur büyümesi ve dengeleme periyodu kullanıla alıştırma koşullarında ünitelerin performansının ve aktif çamur içinde asılı olan katıların derişiminin sabitlendiği periyottur. Alıştırma periyodu ise maddenin ilk eklendiği zamandan uzaklaştırılmasının bağıl sabit bir plato değerine ulaşmasına kadar geçen zamandır. Bu periyot altı haftayı geçmemelidir. Değerlendirme periyodu test maddesinin sabit değere ve genellikle yüksek bir değere ulaştığı üç haftalık bir periyottur. İlk altı haftada çok az bozunan yada hiç bozunma göstermeyen maddeler için, değerlendirme periyodu aşağıdaki üç hafta olarak alınır. Başlangıçta, ünite(ler) test için gerekli olan giriş sıvısı (influent) karıştırılan aşı ile doldurulur. Havalandırıcı (ve OECD doğruluma test ünitelerinde hava emici) ve doz ayarlama aygıtı çalışır duruma ayarlanır. Madde içermeyen test edilecek giriş sıvısı (influent) saatte bir litre yada saatte 1,5 litre akış hızıyla havalandırma kabından (c) geçirilir ve bu akış hızı 3 ila 6 saatlik ortalama alıkonulma zamanına karşılık gelir. Kabın içindeki süspansiyon sabit ve çözünmüş oksijen içeriği an az 2 mg/L olacak şekilde havalandırma hızı ayarlanır. Köpürme uygun yollardan engellenmelidir. Köpük oluşumunu engelleyen ajanlar aktif çamuru inhibe ediyorsa kullanılmamalıdır. Havalandırma kabının (C) tepesinde (ve OECD doğrulama test üniteleri kullanılıyorsa çöktürme birimimin tabanında (D) ve devri-daim devresinde) biriken çamur günde en az bir kere olacak şekilde fırçalayarak yada başka bir uygun yolla ana sıvıya geri döndürülmelidir. Eğer çamur çökmüyorsa, %5 ‘lik demir (III) klorür çözeltileri ile özkütlesi artırılabilir ve bu işlem gerektiğinde tekrarlanır. Çıkış sıvısı (effluent) 20 ila 24 saat süre ile kapta toplanır (E yada F) ve örnek iyice karıştırıldıktan sonra alınır. Tank dikkatlice temizlenmelidir ( E yada F). Sürecin verimliliğini kontrol etmek ve izlemek için, birikmiş çıkış sıvısının filtre edilmiş kesiminin ve filtre edilmiş giriş sıvısının (influent) kimyasal oksijen ihtiyacı yada çözünmüş organik karbon (DOC) miktarı en az haftada 2 kere ölçülür (gözenek büyüklüğü 0.45 mikron olacak membranlar kullanılır ve ilk 20 ml atılır). Düzenli bir günlük bozunma değeri elde edildiğinde COD ve DOC değerlerindeki azalma yatay bir değer alır. Havalandırma kabındaki aktif çamurun kuru madde içeriği haftada iki kere belirlenmelidir (g/L olarak). Bu üniteler iki yoldan biriyle çalıştırılabilir: -aktif çamurdaki kuru madde içeriği haftada iki kere belirlenir ve eğer bu değer 2,5 g/Litre değerinden fazla ise fazla aktif çamur atılmalıdır, veya, - ana sıvının 500 ml’si ortalama çamur alıkonulma zamanı 6 gün olacak şekilde her bir kaptan günlük olarak atılır.
Alıştırma periyodundaki çalıştırma koşulları korunur. Test malzemesinin stok çözeltisinin (yaklaşık %1’lik) yeterli bir miktarı test biriminin giriş sıvısına eklenir ve böylelikle atıksudaki test maddesinin istenen derişimi elde edilir ( yaklaşık 10 ila 20 mg DOC/litre yada 40 mg COD/litre). Bu işlem stok çözelti ile atıksuyu uygun ve ayrı bir pompalama sitemi ile günlük olarak karıştırılarak gerçekleştirilebilir. Bu derişime aşama aşama ulaşılabilir. Eğer test maddesinin aktif çamur üzerine toksik bir etkisi yoksa daha yüksek değişimlerde denenebilir. Kör ünite hiç madde eklemeden yalnızca giriş sıvısı (influent) ile beslenir. Çıkış sıvılarının (effluent) yeterli hacimleri analiz için alınır ve bir membrandan filtre edilir(0,45 mikron) ve filtre edilen kısmın ilk 20 ml’si (yaklaşık olarak) atılır. Filtre edilen örnekler aynı gün analiz edilmelidir, aksi durumda uygun bir yöntemle korunmalıdırlar, örneğin, 0,05 ml civa klorür(HgCl2 ) süzülen kısmının her 10 ml.sine eklenir ve bu hacim 2 ila 4 oC sıcaklıkta 24 saat saklanabilir yada -18 oC de daha uzun periyotlarda saklanabilir. Alıştırma zamanı, test maddesinin eklenmesi ile birlikte, altı haftayı geçmemelidir ve değerlendirme periyodu 3 haftadan az olmamalıdır yani, sonucun hesaplanması için 14 ila 20 ölçüm yapılmalıdır. Eşleşmiş üniteler modu Birimlerin eşlenmesi günde iki kere birimler arasında aktif çamur havalandırma kabından, test içeren ana sıvının 1,5 litresinin değiştirilmesi ile sağlanır. Güçlü absorplayıcı test maddelerde olması durumunda, çöktürme kabından 1,5 litre üst sıvı alınır ve diğer ünitenin aktif çamur kabına dökülür.
Maddenin davranışını belirlemek için iki tür analiz yürütülür. DOC ve COD DOC derişimleri karbon analizörü ile ve/veya referans (2)’ye göre COD değerleri ile yapılır. Özgül analiz Test maddelerinin derişimleri uygun bir yöntem ile belirlenir. Eğer mümkünse çamur üzerine absorbe edilen maddenin özgül tayini yapılmalıdır.
Eşleşmiş üniteler modu kullanıldığında günlük uzaklaştırma derecesi, DR 1.2.1’e göre hesaplanır. Bu günlük DR uzaklaştırma dereceleri 3 saat için eşitlik [2]’de yada ortalama 6 saat alıkonulma zamanı için eşitlik [3] ile ters-aşılama işlemine dayanan malzeme transferi için DRc’ye düzeltilir. 
DRc değerlerinin ortalaması ve ek olarak standart sapması eşitlik [4] ile hesaplanır. 
burada:
___ DRc= ortalama DRc değeri N= tayin sayısıdır. DRC serilerindeki aykırı değerler uygun bir istatiksel işleme, örn Nalimov (6)’ya göre bertaraf edilir. %95 olasılık seviyesi ve aykırıdeğer içermeyen DRC veri setinin ortalama ve standart sapması yeniden hesaplanır. Son sonuç, eşitlik [5] ile hesaplanır. 
tn-1;α = E ve E0 çiftlerinin t tablo değeri ve istatiksel güven P(P=1- α) P en az % 95 Bu sonuç %95 olasılık seviyesinde, standart sapma ve aykırıdeğer içermeyen DRc veri seti veri sayısında ve aykırı değer sayısı, vb göre tolerans limitleri ile ortalama olarak belirtilir. Drc= 98,6 ± 2,3 % DOC uzaklaştırması, S= 4, 65 % DOC uzaklaştırması, N=18,
X= aykırı değer sayısı
Ünitelerin performansı aşağıdaki gibi kontrol edilebilir: 
Bu günlük uzaklaştırmalar herhangi bir değişimi, örneğin ortama alıştırma gibi, göstermek için grafiksel olarak belirtilebilir.
Günlük DR uzaklaştırılma derecesi 1.2.1 ‘e göre hesaplanır. DR değerlerinin ortalaması ve ek olarak standart sapması eşitlik [6] ile hesaplanır. 
Burada;
___ DR=ortalama DRi değerleri n= tayin sayısıdır. DR serilerindeki aykırı değerler uygun bir istatistiksel işleme, örneğin Nalimov(G)’ ya göre bertaraf edilir, %95 olasılık seviyesi ve aykırı değer içermeyen DR setinin ortalama ve standart saoması yeniden hesaplanır. Son veri eşitlik [7] ile hesaplanır. Burada ;  tn-1;α = E ve E0 çiftlerinin t tablo değeri ve istatiksel güven P(P=1- α) P en az % 95 Bu sonuç %95 olasılık seviyesinde, standart sapma ve aykırı değer içermeyen DRc veri seti veri sayısında ve aykırı değer sayısı, vb göre tolerans limitleri ile ortalama olarak belirtilir. Drc= 98,6 ± 2,3 % DOC uzaklaştırması, S= 4, 65 % DOC uzaklaştırması, N=18,
X= aykırı değer sayısı
Maddenin sulu fazdan(Rw) yüzde giderimi 1.2.2 ye göre hesaplanır.
Test raporu, eğer mümkünse, aşağıdakileri içermelidir.
Test maddesinin sulu fazdan düşük oranda uzaklaştırılması mikroorganizmaların test maddesi tarafından inhibe edilmesinden kaynaklanabilir. Bu çamurun parçalanması ve kaybı sonucunda, bulanık bir üst sıvı oluşması ile yada yeterli desorpsiyon ile pilot tesisteki COD ve ya DOC uzaklaştırma etkinliğinin azalması ile de anlaşılabilir. Fizikokimyasal adsorpsiyon bazen rol oynayabilir. Molekül üzerindeki biyolojik etki ve fizikokimyasal adsorpsiyon arasındaki farklar yeterli desorpsiyon sonrası çamurun analizi soncunda ortaya çıkarılabilir. Biyolojik bozunma (yada kısmi biyolojik bozunma) ile adsorpsiyon arasında ayırt edicilik varsa ilave testler yürütülmelidir. Bu pek çok yolla yapılabilir fakat en ikna edici olanı üst sıvının temel-set testinde (tercihen respirometik test) aşı olarak kullanılmasıdır. Eğer yüksek DOC yada COP uzaklaştırması gözleniyorsa öyleyse bu biyobozunmadan dolayıdır ancak düşük uzaklaştırmalarda biyobozunma tamamen giderilme olayından ayırt edilemez. Örneğin, çözünür bir bileşik %98’lik yüksek bir adsorpsiyon sabiti gösteriyorsa ve artık çamur yok olma hızı günlük %10 ise, %40’ a varan bir yok olma mümkündür. Artık çamur yok olma hızı adsorpsiyona bağlı günlük %30 ve artık çamura bağlı uzaklaştırma %65’lere varabilir. Özgül analiz yapıldığında maddenin yapısı ve kullanılan analitik yöntem arasındaki ilişkiye dikkat edilmelidir. Bu durumda gözlenen olay maddenin mineralizasyonu olarak yorumlanamaz.
Ek-I  Şekil 1 Anahtar: A=depolama kabı; E=hava emici B= dozlama cihazı; F=toplayıcı C=havalandırma hücresi G=havalandırıcı (3 litre kapasiteli); H=hava akış metresi (isteğe bağlı) D=çökeltme kabı; 
Şekil 2 Ek-II  Şekil 1 Biyolojik bozunma değerlendirmesi için düzenekAnahtar: A=depolama kabı; E=çıkış akışı (effluent) toplama kabı B= dozlama cihazı; F=difüzyonlu taş havalandırıcı C=gözenekli havalandırma kabı G=rotametre (isteğe bağlı) D=dışı geçirgen olmayan kab 
Şekil 2 Üç litrelik gözenekli havalandırma kabının detayları C.11 BİYOLOJİK BOZUNMA AKTİF ÇAMUR SOLUNUM İNHİBİSYON TESTİ
Bu yöntem, test maddesinin mikro-organizmalar üzerine etkisini test maddesinin farklı derişimlerinde mikroorganizmanın belirli şartlarda solunum hızını ölçerek değerlendirir. Bu yöntemin amacı aerobik mikrobiyal arıtma tesislerini olumsuz etkileyecek maddeleri hızlı bir izleme metodu ile izlemek ve biyolojik bozunurluk testlerinde kullanılabilecek inhibitör etkisi göstermeyen konsantrasyonları belirlemektir. Kesin testten önce bir aralık bulma testi yapılabilir. Bu test ana testte kullanılacak olan derişimler hakkında bilgi sağlar. Test tasarımı test kontrol maddesi olmadan iki kontrol içermektedir. Bunlardan birisi başlangıçta diğeri ise test serilerin sonundadır. Her bir aktif çamur serisi referans bir madde kullanılarak test edilir. Bu yöntem en kolay, suda az çözünürlükleri ve düşük uçuculukları sebebiyle suda kalmaya eğimli maddelere uygulanır. Test ortamında, az çözünürlüğe sahip maddeler için, EC50 ‘nin belirlenmesi mümkün olmayabilir. Oksijen alımına bağlı sonuçlar, test maddesi oksitleyici fosforilisayonun bağlarını çözme eğiliminde ise yanlış sonuçlara yol açabilir.
- sudaki çözünürlük, - buhar basıncı, - yapısal formül, - test maddesinin saflığı.
Aktif çamur potansiyel patojenik organizmalar içerebilir ve bu yüzden dikkatlice ele alınmalıdır.
Aerobik çamurdaki atık su mikroorganizmalarının oksijen tüketim hızı genellikle saatte çamurun miligramına düşen mg O2 olarak ifade edilir. Test maddesinin belli bir derişimde inhibitör etkisini hesaplamak için, solunum hızı iki kontrolün solunum hızlarının ortalamasının yüzdesi olarak verilir. Yüzde inhibisyon: olarak verilir. burada: Rs = test maddesini test edilen derişiminde oksijen tüketim hızı Rc1= Oksijen tüketim hızı, kontrol 1 Rc2= Oksijen tüketim hızı, kontrol 2
Solunumu bilinen bir inhibitör olarak 3,5 diklorofenol’ün referans maddesi olarak kullanımı önerilmiştir ve bu her bir aktif çamur serisinde (batch) EC50 değerinin bulunması ve çamurun duyarlılığının anormal olmadığını kontrol etmek için test edilir
Standart bir miktarda sentetik çamurla beslenen aktif çamurun solunum hızı 30 dakika yada 3 saat temas zamanından sonra yada her iki şekilde de ölçülür. Test maddesinin değişik konsantrasyonlarını içeren aynı aktif çamurun solunum hızı ölçülür, aksi takdirde aynı koşullarda ölçülmelidir. Test maddesinin belirli bir derişimdeki inhibitör etkisi iki kontrolün ortalama solunum hızlarının yüzde oranı olarak belirtilir. Farklı derişimlerden belirlenmiş bir EC50 değeri hesaplanır.
Test sonuçları eğer: - iki kontrolün solunum hızları birbirinin %15’indeyse; - 3,5 diklorofenolün EC50 (yarım saat ve/veya üç saat) değeri kabul edilen aralık olan 5 ila 30 mg/litre arasında; ise geçerlidir.
Test maddesinin çözeltileri çalışmanın başında taze olarak stok çözeltiden hazırlanır. Aşağıda önerilen işlemler takip edilecekse 0,5 mg/litre derişimde bir stok çözelti yeterlidir.
3,5 diklorofenol’ün çözeltisi hazırlamak için 0.5 g 3,5 diklorofenol 10 ml 1 M NaOH içinde çözülür, distile su ile 30 ml’ye seyreltilir ve üzerine karıştırarak tam çökmenin başlangıcına kadar 0.5 M H2SO4 eklenir ve - bunun için yaklaşık 8 ml 0,5 mL H2SO4 gereklidir-son olarak karışım damıtık su ile 1 litreye tamamlanır. Bu işlemden sonra ortamın pH değeri 7 ila 8 arasında olmalıdır.
Sentetik lağım suyu beslemesi aşağıdaki miktarlar 1 L suda çözünerek hazırlanır. Sentetik besleme yada evsel kanalizasyondan herhangi birisi kullanılabilir.
Et ekstraktı: 11 gr, Üre: 3 gr, NaCl: 0,7 gr, CaCl2 .2H2O: 0,4 gr, MgSO4 .7H2O: 0,2 gr, K2HPO4: 2,8 gr.
Not2: Eğer hazırlanan ortam hemen kullanılmaz ise, 0 ila 4 oC arasında karanlıkta, bileşiminde herhangi bir değişiklik yaratmayacak koşullarda bir haftayı geçmeyecek şekilde saklanabilir. Ortam ayrıca saklanmadan önce sterilize edilebilir yada pepton yada et özütü test yürütülmeden biraz önce eklenebilir. Kullanım öncesi iyice karıştırılmalı ve pH ayarlanmalıdır.
Ölçüm düzeneği: hassas tasarım kritik değildir. Ancak tepe boşluğu bulunmalıdır ve prob ölçüm cam balonunun boynuna tam olarak ve sıkıca oturmalıdır. Normal labaratuvar ekipmanı ve özellikle aşağıdakiler gereklidir. - ölçüm düzeneği - havalandırma aleti - pH elektrodu ve ilgili ölçüm ekipmanı - oksijen elektrodu
Temel olarak evsel kanalizasyon suyu arıtma tesisinden toplanan aktif çamur, testte mikrobiyal aşı olarak kullanılır. Eğer gerekiyorsa, laboratuvara dönüşte, kalın parçacıklar 15 dak. gibi kısa bir sürede çöktürülerek uzaklaştırılabilir ve üst kısımdaki ince katıların bulunduğu sıvı kısım atılarak kullanılabilir. Alternatif olarak çamur harmanlayıcı ile birkaç saniye karıştırılabilir. Ek olarak, eğer inhibitör maddenin bulunduğu düşünülüyorsa, çamur çeşme suyu ile yada izotonik su ile yıkanabilir. Santrifuj edildikten sonra, üst sıvı atılır (bu işlem üç kez tekrarlanır). Çamurun küçük bir miktarı tartılır ve kurutulur Bu sonuçtan, katı oranı 2mg/L yada 4 mg/L olan bir aktif çamur elde etmek için gerekli olan ıslak çamur miktarı belirlenebilir. Bu düzey test ortamında eğer aşağıdaki işlem takip edilirse 0,8 ila 1,6 g/litre arasında bir derişim verir. Eğer çamur toplandığı gün kullanılamıyor ise 50 ml sentetik çamur yukarıdakine göre hazırlanan aktif çamurun her bir litresine eklenir daha sonra 20±2 ˚C de gece boyunca havalandırılır ve gün içinde kullanım için havalandırarak saklanır. Eğer gerekli ise kullanımdan önce pH kontrol edilir ve 6 ila 8’e ayarlanır. Karışım sıvısındaki asılı katılar önceki paragrafta belirtildiği şekilde belirlenir. Aynı çamur serisi takip eden günlerde kullanılacaksa (azami dört gün), her çalışma gününün sonunda bir litre çamur başına 50 ml sentetik lağım suyu beslenmesi eklenir.
Süre/Temas zamanı: 30 dakika yada 3 saat,havalandırma esnasında Su: İçme suyu(kloru giderilmiş, eğer gerekli ise) Hava kaynağı: Temiz yağsız hava. Hava akışı 0.5-1 litre/ dakika Ölçüm aleti: BOD şisesi gibi (dibidüz bir şişe). Oksijen metre: Uygun oksijen elektrodu, kaydedici ile birlikte Besleme çözeltisi: Sentetik lağım suyu (yukarıda verilen) Test maddesi: Testin başlangıcında taze hazırlanan çözelti Referans madde: Örneğin 3, 5 diklorofenol(en az 3 derişimde) Kontroller:Test maddesi içermeyen aşılanmış örnek Sıcaklık: 20±2 ˚C
Çeşitli kaplar kullanılır: (Örneğin 1 litrelik beherler) 3,2 sabit faktörünü geçmeyen oranlarda değişen en azından 5 derişim kullanılmalıdır. 0 anında 16 ml sentetik kanalizasyon beslemesi 300 ml suya tamamlanır. 200 ml mikrobiyal aşı eklenir ve toplam karışım (500 ml) ilk kaba dökülür (ilk kontrol C1). Test kapları çözünmüş oksijen 2.5 mg/litre değerinin altına düşmeyecek şekilde ve solunum hızının ölçümden hemen önce oksijen derişimi 6,5 mg/litre olacak şekilde sürekli havalandırılmalıdır. 15 dakika anında (15 dakika gelişigüzel bir sayıdır ancak uygun bir aralıktır) yukarıdakiler tekrarlanır ve bunlardan farklı olarak 100 ml test maddesi stok çözeltisi mikrobiyal aşı toplam hacmi 500 ml yapacak şekilde eklenmeden önce 16 ml sentetik kanalizasyona eklenir. Bu karışım daha sonra ikinci bir kaba alınır ve yukarıdaki gibi havalandırılır. Bu süreç farklı derişimde test maddesi içeren kaplar oluşturacak şekilde farklı hacimler kullanılarak 15 dakika zaman aralıkları ile tekrarlanır. Son olarak ikinci kontrol hazırlanır (C2). Üç saat sonunda pH kaydedilir ve ilk kabın iyi karışmış bir örneği ölçüm düzeneğine dökülür ve solunum hızı 10 dakikaya varan aralıklarla ölçülür. Bu belirleme her bir kabın içeriğine 15 dakika aralıklarla ve her bir kabın temas zamanı 3 saat olacak şekilde tekrarlanır. Referans maddesi her bir aşı grubunda aynı şekilde test edilir. Ölçümler 30 dakika temas zamanından sonra yapılacaksa farklı bir sistem (örneğin birden fazla oksijen metre) gereklidir. Eğer kimyasal oksijen tüketiminin ölçümü gerekiyorsa, test maddesi, sentetik kanalizasyon,ve su içeren ancak aktif çamur içermeyen başka kaplar hazırlanır. Oksijen tüketimi ölçülür ve 30 dakika ile 3 saat havalandırma zamanı sonrasında kaydedilir.
Havalandırma hızı kaydediciden 6,5 mg O2/L yada 2,5 mg O2/L arasında hesaplanır yada eğer solunum hızı düşükse 10 dakikalık süre sonunda hesaplanır. Solunum eğrisinin solunum hızının hesaplandığı kısmı doğrusal olmalıdır. Eğer iki kontrolün solunum hızları biri diğerinin % 15’i seviyesinde değilse yada referans maddenin EC50 değeri(30 dakika yada 3 saat) kabul edilebilir aralıkta değilse (3,5 diklorofenol için 5 ila 30 mg/litre) test geçerli değildir ve tekrarlanmalıdır. Yüzde inhibisyon testte kullanılan her derişimde hesaplanır (bakınız 1.2). Yüzde inhibisyon logaritmik ( veya log-olasılık)kağıtta derişime karşı grafiğe geçirilir ve EC50 değeri türetilir. EC50 değerleri %95 güven aralığında standard işlemler kullanılarak belirlenebilir.
Test raporu, eğer mümkünse, aşağıdakileri içermelidir.
Sonuçlar:
Çevredeki karmaşık etkileşimler laboratuvarda tam olarak modellenemediği için EC50 değeri test maddesinin aktif çamura yada atık su organizmalarına karşı olan toksisitesinin bir göstergesi olarak değerlendirilebilir. İlaveten, amonyak yükseltgenmesini inhibitör olarak etkileyebilecek test maddeleri alışılmamış inhibisyon eğrileri oluşturabilir. Bundan dolayı bu tür eğriler yorumlanırken dikkat edilmelidir.
C.12 BİYOLOJİK BOZUNMA DEĞİŞTİRİLMİŞ SCAS TESTİ Yüklə 5,29 Mb. Dostları ilə paylaş:
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
