Tc. Bartin üNİversitesi MÜhendiSLİk faküLtesi
Saz (Phagmites australis L.)
Yüklə 261,12 Kb.
|
- Bu səhifədəki naviqasiya:
- 6.6. Hasır Sazı ( Bulrush )
- 6.7. Japon şemsiyesi ( Cyperus alternatifolious L .)
6.5.Saz (Phagmites australis L.)Sazlar, uzun sezonluk bitkiler olup geniş ve kalıcı rhizome bölgeleri vardır. Saz Avrupa’da en yaygın köklü bitki olup kamışlara göre daha derinlere göre nüfuz edebildiğinden saz kullanılan sistemlerde daha etkili bir oksijen transferi söz konusudur. Commonreed (Phragmites australis) olarak bilinen bir diğer saz; uzun boylu, güçlü kökleri olan ve 2 cm kalınlığında toprağa oldukça sıkı bağlı olan bir bitkidir. Gövdesi 4 m’ye kadar büyüyebilen sazın, gövde genişliği de 1.5 cm’ye kadar çıkabilmektedir. Yaprakları düz olup, yaprak uçları testere tipindedir, tipik olarak 1-6 cm genişliğinde ve 60 cm uzunluğundadır. Bu bitki tüm Dünya ölçeğinde yaygın olarak bulunmaktadır, su yataklarında fazla bulunması insan kaynaklı bir kirlenmenin de göstergesi olarak değerlendirilmektedir. Spor oluşturarak rahatlıkla çoğalabilme özellikleri sebebi ile doğal arıtmanın en yaygın kullanılan bitkilerinden biridir. Sel baskınları ve 30 ppm’e kadar tuzluluk oranlarını da tolere edebilmektedir (Cook, 1996). 
Şekil6.5 Saz (www.arastiralim.com) Saz, genelde bulunduğu su ortamında en baskın bitki türüdür, çok çabuk büyümesi ve yayılması sonucu diğer bitki türlerini gölgeler hale gelir. Yüksek evapotranspirasyon hızına sahip olması dolayısıyla su seviyesinde önemli değişikliklere sebep olabilmektedir. 6.6. Hasır Sazı (Bulrush)Saz’lar genusjuncus ailesinin üyesidir ve uzun süre canlı kalabilen ve yığınlar halinde büyüyen otsu bitkilerdir. Hasır Sazı (scirpusspp.) da çok yaygın bir bitki türü olup, iç sular ve kıyı sularından tuzlu bataklıklara kadar geniş yaşama alanları bulunmaktadır. Bulrush’lar 5 cm’lik su derinliğinden 3 m’lik derinliğe kadar yaşayabilmektedir. 4-9 Ph aralığında yaşayabilmektedir ve 16-27 C derece arasında en verimlidirler (Dağlı 2006). 
Şekil 6.6Hasır sazı (Dağlı 2006) 6.7. Japon şemsiyesi (Cyperus alternatifolious L.)Japon şemsiyesi, genellikle nutrient bakımından zengin olan kirli göl ve dere kenarlarında bulunan, 20-30 cm ile 1-2 m arasında uzunluğa ve 5-50 cm yaprak genişliğine sahip koyu yeşil renkli bir bitkidir. Yaprakları merkezden çevreye doğru şemsiye şeklinde geliştiği için Japon Şemsiyesi olarak adlandırılmaktadır. Tropikal bir bitki olduğu için genelde nemli ortamları sever ve 15-20 cm derinliğe kadar su içinde de yaşayabilmektedir. Su bulamadığı durumda sararmakta ve duraklama periyoduna geçmektedir. Su ile yeniden temas etmesi durumunda kök bölgesinden yeni uzantılar oluşturarak yeniden büyümeye başlamaktadır. Kış şartlarında dahi yaşayabilmektedir(Dağlı 2006). 
Şekil6.7Japon şemsiyesi(Dağlı 2006). Sulak alanlarda yetiştirilen bazı bitki türleri ve fizyoloji özellikleri Tablo 6.1’de gösterilmiştir. Tablo6.1 Sulak Alanlarda Yetiştirilen Bitkiler (Schueler 1992 ve Thunhorst 1993)
7. YAPAY SULAK ALANLARDA KİRLİLİKLERİN GİDERİMİ Yapay sulak alanlarda kirliliklerin giderim yöntemleri tablo 7.1’de gösterildiği gibidir. Tablo 7.1Sulak alanlarda gerçeklesen giderim mekanizmaları
7.1. BOİ GİDERİMİ Atıksular organik maddeler içerdiğinden, bunların konsantrasyonları, yani sudaki miktarları, kirlilik derecesinin ölçüsü olarak kabul edilir. Organik maddenin ölçüsü olarak, biyokimyasal oksidasyon (karbonlu maddelerin oksitlenmesi) sırasında harcanan oksijen miktarı esas alınabilir ve bu değer de BOİ olarak adlandırılır. İçerisinde bakteri bulunan kanalizasyon veya endüstri atık sularına oksijen verildiği takdirde, bakteriler aracılığı ile, kararsız (çürüyebilen) maddeler aerobik parçalanmaya uğrar. Bu ayrışma sırasında bir miktar oksijen sarf edilir. Çürüyebilen maddeler kararlı hale dönüşürler. Organik maddelerin aerobik şartlarda kararsız halden kararlı hale gelmeleri için bakteriler tarafından kullanılan oksijen miktarına, “biyokimyasal oksijen ihtiyacı” denir (Anonim B,2013). Yapay sulak alanlardaki BOİ giderimi, aerobik bakterilerce gerçekleştirilen mikrobiyal indirgemeyi içeren fiziksel ve biyolojik proseslerce gerçekleştirilmektedir. BOİ içinde birçok karbon bileşiğini bulunduran bir parametredir. BOİ’yi harcayan sulak alan prosesleri biyokimyasal ve kimyasal işlemlerin yer aldığı bölgeleri içerirler. Yapılan çalışmalara göre, farklı bitki türüne ve akış şekline sahip sulak alanlar da evsel atık su arıtımında genel olarak %82-99 BOİ giderimi elde edildiği belirtilmektedir (Yetik,2008).
7.2.AKM GİDERİMİ Sulara çeşitli şekillerde karışıp, suda bulanıklık oluşturan ve zamanla çökmeyen maddeler AKM olarak tanımlanır. AKM gideriminde fiziksel prosesler önemli bir rol oynamaktadır. AKM uzaklaştırma verimi; partikülün çökme hızı ve sulak alanın boyu ile ilgilidir. Sulak alanlar; bitki kök ve gövdelerindeki filtreleme etkisi ve suyun akış hızını azaltmasından dolayı çökelme olayına katkıda bulunmaktadır. Yapay sulak alanlarla ilgili yapılan literatür çalışmalarında, karışık karakterli atıksu örneği ile farklı akış sekline sahip yapay sulak alan sistemlerine göre AKM giderimi; %82 -%96 arasında değişim gösterdiği görülmüştür. AKM giderimi ile bir miktara BOİ, nütrident, patojen giderimide gerçekleşir (Yetik, 2008). 7.3. AZOT GİDERİMİ Azot giderimi nitrifıkasyon ve denitrifikasyon yoluyla olmaktadır. Nitrosomans'lar vasıtasıyla amonyak aerobik reaksiyonlarla nitrite oksitlenir. Nitrit ise daha sonra Nitrobakteri (nitrat oluşturan)' 1er vasıtasıyla yine aerobik olarak nitrata oksitlenir. Taban kısmına geçen nitratlar ise burada anaerobik olarak denitrifikasyon baktarileriyle (Pseudomonasspp. ve diğer bakteriler) gazlı ürünlere (N2 gibi) dönüştürülür. Bitkiler biyofilmin oluşmasını sağladıklarından ve bu bölgelere oksijen temin ettiklerinden kök bölgesindeki nitrifikasyonla azot gideriminde önemli bir rol oynarlar. Bitkiler aynı zamanda giren nütrientlerin yalnızca küçük bir kısmını da (<%5) bünyelerine alarak gidermektedirler. Bitkiler tarafından kullanılabilen azot formları NH4 ve NO3 tır. NH4 ve NO3 bitki bünyesine asimilasyonla (N03 —> NH — >NH2-R, R:amino asitin kalan kısmı) alınır. Yapay sulak alanlardaki azot; partikül, çözünmüs, organik ve inorganik azot formları halinde bulunur. Sulak alanlardaki azot reaksiyonları mineralizasyon ve volatilizasyon, biyolojik alınım, Nitrifikasyon, denitrifikasyon ve azot sabitleme seklinde gerçekleşir. Sulak alanlarda azotun en önemli inorganik formları amonyak (NH4+), nitrit(NO2-), nitrat (NO3- ), nitroz oksit (N2O) ve çözünmüş element haldeki azot ya da diazot gazı (N2)’ dır. Azot sulakalanlarda üre, aminoasitler, aminler, pürünler ve pirimidinleri de kapsayan bir çok organik formda da bulunabilir. Azotun bu formlarının kimyasının temel kavramı, sulak alan arıtma sistemlerinin dizaynı için çok önemlidir(Özen, 2006). Sulak alanlarda azot giderim verimi diğer parametrelere göre düşüktür. Çünkü bitkiler suyu 20 cm ye kadar havalandırabilir ve bunun sonucunda aerobik ortamda gerçekleşen nitrifikasyon prosesisin yavaşlamasıdır. Yapay sulakalanlarda azot dönüşümleri çok karmaşık ve dinamik bir prosestir ve birçok faktör dolaylı ya da dolaysız yönden performanslar üzerine etkili olabilir (Tunçsiper ve Akça, 2006). Sulakalan sistemlerinde, azot dönüşümleri, toprağın okside olmuş ve indirgenmiş tabakalarında, kök-toprak ara yüzeyinde ve köklü bitkilerin batmış kısımlarında yer alır (Yetik, 2008). Bitkiler biyofilmin oluşmasını sağladıklarından ve bu bölgelere oksijen temin ettiklerinden kök bölgesindeki nitrifikasyonla azot gideriminde önemli bir rol oynarlar. Bitkiler aynı zamanda giren nütrientlerin yalnızca küçük bir kısmını da (<%5) bünyelerine alarak gidermektedirler. Bitkiler tarafından kullanılabilen azot formları NH4 ve NO3 tır. NH4 ve NO3 bitki bünyesine asimilasyonla (N03 —> NH — >NH2-R, R:aminoasitin kalan kısmı) alınır (Anonim A, 2010). 7.4. KOİ GİDERİMİ Kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ) sudaki yükseltgenebilir maddelerin kimyasal yolla oksitlenmeleri için gerekli oksijen miktarıdır. Evsel ve endüstriyel atıksuların (özellikle endüstriyel) kirlilik derecesini belirlemede kullanılan en önemli parametrelerden biri kimyasal oksijen ihtiyacıdır. Organik maddeler redoks reaksiyonları ile oksitlenmesi esasına dayanır. Oksidasyon ortamında karbonlu organik maddeler karbondioksit ve su; azotlu organik maddeler ise amonyak haline dönüşür. Elektron transferinin olmadığı reaksiyonlara giren maddelerin KOI’ sinden söz edilemez(Anonim B, 2013). Kimyasal oksijen ihtiyacı, gerek atıksuların gerekse doğal suların organik madde içeriğini ölçmek için kullanılmaktadır. Oksitlenebilir organik maddeye denk olan oksijen asitli bir arıtmada, güçlü bir kimyasal oksitleyici olan potasyum dikromat kullanılarak ölçülebilir. Evsel atıksularda Biyolojik oksijen ihtiyacı (BOİ) ile Kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ) arasında sabit bir oran mevcuttur. KOİ özellikle endüstriyel atıksularda (Zehirli ve toksik olan) biyolojik ayrışmaya müsait olmayan ve ölçümü yapılamayan durumlarda kullanılmaktadır (Anonim A, 2010).
Yapay sulak alanlarda organik madde giderimi filtrasyon, çökelme ve aerobik parçalanma ile gerçekleşmektedir. Dolayısı ile hidrolik yükleme ve hidrolik kalış süresi belirleyici faktör olmaktadır. KOİ gideriminde sulak alan bitkilerinin rolü olmamakla birlikte, sisteme oksijen sağlamalarından dolayı önemli bileşenlerdendir. Literatürde yapay sulak alanlarda KOİ giderimi %67.5 ile % 95arasında rapor edilmektedir. Yapılan bu çalışmada KOİ giderimi %75 ile %91 arasında değişim göstermiş ve ortalama giderimi % 82 olarak belirlenmiştir. KOİ gideriminin literatürde verilen değerlerden düşük olmasının nedeni kıs aylarında aktif bitki büyümesi olmamasının ve dolayısı ile yeterli aerobik koşulların sağlanamadığının, literatürde verilen değerlerden yüksek olmasının nedeni ise hidrolik bekleme süresinin (2.17gün) uzun olmasından kaynaklanmış olabilir (Yetik, 2008). 7.5. FOSFOR GİDERİMİ Bir sulakalanda fosfor giderimi bitki alımı, alt tabakada adsorbsiyon, çökelme– kompleksleşme reaksiyonları ve biyofilm tabakası tarafından gerçekleştirilen reaksiyonlarla olmaktadır. Köklü bitkilerle donatılmış sulakalanlarda fosfor gideriminin büyük bir kısmı ortam tarafından adsorpsiyon suretiyle gerçekleştirilmektedir. Adsorpsiyonu etkileyen fiziksel ve kimyasal şartlar ise atıksu, bitki kökleri, dolgu malzemesi ve mikroorganizmaların meydana getirdiği çoklu ortam nedeni ile oldukça karmaşık bir yapı göstermektedir. Fosfor’un belirli bir kısmı ise bitkiler tarafından kullanılarak giderilmekte, küçük bir kısmı ise bakterilerin meydana getirdiği biyofilm yüzeyinde tutulmaktadır(Görkem, 2006). Fosfor bitkilerin gelişimi için önemli bir nütrient ve sınırlayıcı bir faktördür. Bu nedenle fosforun su ortamına karışımı eser miktarlarda olsa bile önemli bir etki yapar. Fosfor giderilmesi arıtma açısından zor teknolojiler gerektirir. Konvensiyonel sistemlerle karşılaştırıldığında, sulakalanlarda arıtım genel olarak çok alan gerektiren bir teknolojidir. Fosfor gideriminde kullanılan sulak alanlarda araziye olan ihtiyaç diğer bütün sulak alanlarda kullanılan araziden çok daha fazladır. Genel olarak bir sulak alanın giderdiği fosfor miktarı bitkilerin tek bir büyüme mevsiminde ortamdan aldığı fosfor miktarından çok azdır. Fosforun en hızlı bünyeye alınımı bakteri, mantar gibi mikroskobik canlılarla olmaktadır. Çünkü bu canlılar çok hızlı büyür ve gelişir. Fosforun bir kısmı ise suyun içinde bulunan bitki köklerince alınır. Büyük bir kısmı ise toprak altında bulunan kökler tarafından alınır. Biyokütledeki fosfor miktarındaki artış hızlı ancak kararsız bir prosestir. Dolayısıyla bitkinin fosforu bünyesine alması kalıcı bir giderme olarak düşünülmemelidir(Şener, 2007). Fosfor sularda en yaygın, organik fosfor olarak, ortofosfat (PO-34) şeklinde bulunur. Göl sularında bulunan fosforun büyük bir kısmı (%90) organik fosfor olarak, canlıların hücre yapısında ve ölü organik maddeler içerisinde mevcuttur. Toplam inorganik ve organik fosforun sularda bulunuşunu aşağıdaki gibi gruplandırabiliriz:
2. Fosfatlı kayalarda ve topraklarda hidroksil apatit olarak (en önemli inorganik fosfor kaynağı) 3. Absorbe edilmiş fosfor olarak, ölü inorganik maddelerde bulunur. Ayrıca;
Organik fosfor kolloidleri, suda çözünmüş inorganik fosfor formlarıdır (Özen, 2006). Sulardaki fosfatın büyük bir çoğunluğu bakteri, alg ve diğer bitki hücreleri tarafından alınırken bir kısmı doğrudan çökelmekte veya fizikokimyasal olaylarla absorbe edilmektedir. Sulak alanlarda; tüm fosfor formlarının birbirine dönüşümü için uygun bir ortam sağlanabilir. Çözünmüş fosfor, bitkiler tarafından alınarak hücre fosforuna çevrilir veya sulak alan toprağı ve çökelen maddelerce tutulur. Eğer organik kısım oksitlenirse, organik fosfor; çözünmüş fosfor olarak serbest kalır. Sulak alan ortamındaki temel fosforlu bileşikler çözünmüş P, partiküler P ve partiküler organik P’dir(Özen, 2006). 8. SULAKALANLARIN TÜRKİYE’DEKİ BAZI UYGULAMALARI Yapılan bilimsel çalışmalarla arıtma verimliliği ispatlanmış güvenilir sistemlerdir. Yapılan çalışmalara göre, farklı bitki türüne ve akış şekline sahip sulak alanlarda evsel atıksu arıtımında, genel olarak, %80-99 BOİ5, KOİ ve bakteri giderimi, %92-95 AKM, %30-80 toplam azot ve %20-70 toplam fosfor giderimi elde edilmiştir (Anonim A, 2010). Sakarya’nın Geyve Doğantepe köyünde evsel atıksuların artımı için yatay akışlı yapay sulak alan teknolojisi incelenerek Typhalatifola L. bitkisi ile ekim 2007-nisan 2008 sezonunda 7 aylı periyotta AKM, KOİ, BOİ, NH4-N ve NO3-N parametrelerinin kirlilik giderim verimi araştırılmıştır. Yapay sulak alanı ortalama kirlilik giderim verimlilikleri sırasıyla AKM %91-96, KOİ %75-91, BOİ % 90-93, NH4-N % 22-34 ve NO3 –N % 65-75 bulunmuştur. Bu çalışma sonucunda kıs periyodunda, yapay sulak alanların, kırsal alandaki evsel atıksuların kirlilik düzeyinin azaltılmasında önemli bir rol oynadığı kanaatine varılmıştır (Yetik, 2008). 2006-2007 sezonunda 8 aylık bir çalışma ile Tokat-Turhal Yeniceler Köyü yapay sulakalanı ve Turhal Kat Kasabası yapay sulakalanında TyphalatifolaL. bitkisi ile kirlilik giderim verimlilikleri araştırılmıştır. Bu çalışmalarda kirlilik giderim verimleri sırasıyla BOI %62,7 %66,3, KOI %60,2–49,3, AKM %81,5–58,9, TN %25,2-%25,5, TP %34,1-%36,8, NH3 -N %33-%30,2 olarak bulunmuştur (Görkem, 2006). Çukurova bölgesinde köy hizmetleri genel müdürlüğü tarafından Yeniyayla Köyünde 2005 yılında evsel atıksuyun yapay sulak alanda arıtımı araştırılmıştır. Bu çalışma Haziran2005’ten Ağustos 2005’e kadar 10 haftalık bir periyotta sürmüş ve KOİ, BOİ, AKM kirlilik giderimleri araştırılmıştır. Çalışma süresi içerisinde sulak alanın BOİ, KOİ ve AKM giderimlerinin %90 civarında olduğu gözlenmiştir. Ancak dönem dönem KOİ giderim performansının %70’in altına düşmesinden dolayı KOİ giderimi deşarj standartlarının üzerinde kalmıştır (Demirörs, 2006). Ankara’nın Kızılcahamam ili Akdoğan köyünde yapılan örnek bir uygulama ile yapay sulakalanlarda 8 ay boyunca Typhalatifolia bitkisi kullanılarak KOİ, BOİ, AKM, patojen, azot, fosfor, patojen, fekalkoliform ve toplam koliform giderim verimleri araştırılmıştır. Bu süre zarfında KOİ gideriminin %41-46, BOİ gideriminin %66.6-72, AKM gideriminin %74-80, azot gideriminin %85-86, fosfor gideriminin %52-67, fekal koliform gideriminin %90-93, toplam koliform gideriminin %91-94 arasında olduğu görülmüştür(Şener, 2007). Kelkit Havzasında yapılan bir çalışmada sulak alanlarında toplanan sekiz adet (Nasturtiumofficinale,Potamogetonpectinatus,Myriophyllumspicatum,Ceratophyllumdemersum, Cladophora glomerata, Typha angustifolia, Typha domingensis, Lemnaminor) su bitkisi ile çalışılmıştır. Çalışmada sonuçlarına göre; türlere göre fosfor arıtım verimliliği değerlendirildiğinde, % 84 ile en yüksek fosfor tutumunu Lemna minör gerçekleştirirken, en düşük fosfor giderimini % 18 ile Typha angustifolia’da saptanmıştır (Dirim, 2006). Yüklə 261,12 Kb. Dostları ilə paylaş:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||