Büyükçekmece su kaynağının ozonlama sonucu bromat oluşturma potansiyelinin araştırılması

Bu çalışmanın amacı, İstanbul içme suyu kaynaklan arasında sayılan Büyükçekmece Gölünün farklı koşullar altında, ozonlama sonucunda oluşturacağı bromat konsantrasyonlarının belirlenmesidir. Büyükçekmece Gölü'nden alınan numuneler geçmişşte göle alınmış deniz suyu nedeniyle yüksek bromür konsantrasyonlarına sahiptir. Yoğun olan deniz suyunun göl tabanında kalmış olduğu ve seyrelmek suretiyle sürekli olarak tesise girdiği tahmin edilmektedir. Yapılan analizler sonucu Büyükçekmece Gölü'nün ortalama 300 u. g/1 bromür konsantrasyonuna sahip olduğu saptanmıştır. Bu değer, gölde mevsimsel olarak artan sıcaklıklar veya yağışlarla orantılı bir şekilde değişebilmektedir. İ. T. Ü. Çevre Mühendisliği Laboratuarında kurulan bir ozonlama sistemi ile farklı koşullarda bromat oluşumu araştırılmıştır. Bu amaçla yapılan deneyler, iki aşamalı olarak yürütülmüştür. Birinci aşama, temel durum deneyleridir. Bu deneyler, ham su numunesine ait herhangi bir parametrenin konsantrasyonunda değişiklik yapılmadan gerçekleştirilmiş olup, normal şartlar altında Büyükçekmece ham suyunun ozonlama sonrası oluşturacağı bromat konsantrasyonlarının tahminine imkan vermiştir. İkinci aşamada yürütülen deneyler, farklı senaryoları yansıtan deneylerdir. Bu deneyler ile, Büyükçekmece su alma ağzından alman ham su numuneleri üzerinde pH, başlangıç bromür konsantrasyonu ve amonyak konsantrasyonu parametrelerinde değişiklik yapılarak farklı durumlar için oluşabilecek bromat konsantrasyonlarının belirlenmesine çalışılmıştır. Değişiklik yapılmak üzere bu parametrelerin seçimi, bromat oluşum mekanizmaları üzerinde etkili olmaları dolayısıyladır. Ayrıca ozon dozu ve reaksiyon süresi gibi çalışma şartlarında da değişiklik yapılarak bu parametrelerin bromat oluşumuna etkileri araştırılmıştır, ileri oksidasyon prosesleri arasında sayılan, hidrojen peroksit ve ozonun birlikte uygulanması sonucunda bromat oluşumundaki değişiklikler de çalışmada araştırılan konular arasındadır. Bromür ve bromat parametrelerinin analizleri İyon Kromatograf kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Büyükçekmece ham su numuneleri üzerinde yürütülen ozonlama deneylerinde 1 İt numune hacminde, kullanılan ozon miktarı 1-10 mg olacak şekilde çalışılmıştır. Deneylerde pH'nın etkisinin araştırılması amacıyla 6,5; 7,0 ve yaklaşık 8.0 pH değerleri kullanılmıştır. Ham suyun bromür konsantrasyonunun arttırılması sonucunda oluşacak bromat konsantrasyonlarının değişiminin incelenmesi amacıyla, numunelere 500 ve 1000 p. g/1 Br' ilave edilmesi şeklinde deneyler yapılmıştır. Amonyak ilavesinin bromat oluşumu üzerindeki etkilerinin belirlenmesi amacıyla 0,2-1, 8 mg/mg NH3/O 3 aralığında deneyler yürütülmüştür. Aym şekilde hidrojen peroksit ve ozon uygulamasının etkilerinin belirlenmesi deneylerinde, 0,1-0, 93 mg/mg H2O2/O 3 oranlarında çalışılmıştır. pH'nın düşürülmesi, oluşan bromat konsantrasyonlarında azalma ile sonuçlanmıştır. Örneğin 2 mg kullanılan ozon miktarı için pH'nın 8 ,1'den 6 ,0'a düşürülmesi sonucunda oluşan bromat konsantrasyonu % 35 azalmıştır. Tesiste, ozonlama xıvsonucunda bromat oluşumunu kontrol amaçlı olarak. pH'nın düşürülmesi metodunun uygulanabilirliği, asit ilavesi maliyeti göz önünde bulundurularak gerçekleştirilmelidir. Numuneye uygulanan ozon dozunun arttırılması sonucunda oluşan bromat konsantrasyonu artmıştır. Bromat oluşumundaki bu artışın nedeninin, ozon ve hipobromit iyonu arasında gerçekleşen direkt reaksiyon olduğu söylenebilir. 8,4 pH değeri ve 629 u. g/1 başlangıç bromür konsantrasyonu için, kullanılan ozon miktarının 2 mg'dan 4 mg'a arttırılması durumunda oluşan bromat konsantrasyonunda yaklaşık 33 u. g/1' lık artış gözlenmiştir. Bromür ilaveli yapılan çalışmaların sonucunda da bromat oluşumunun arttığı gözlenmiştir. 98 u. g/1 bromür konsantrasyonuna sahip ve pH'sı 7,83 olan bir numune üzerinde, kullanılan ozon miktarı 1, 2 mg olacak şekilde yapılan çalışmada bromür konsantrasyonunun 500 u. g/1 arttırılması sonucu, oluşan bromat konsantrasyonunda yaklaşık 92 jj. g/1'lik artış gözlenirken bromür konsantrasyonunun 1000 p. g/1 arttırılması sonucunda bromat konsantrasyonundaki artış yaklaşık 115 p. g/1'ye yükselmiştir. Ozonlama sonucu bromat oluşumunu kontrol metotları arasında sayılan amonyak ilavesi konusunda yapılan çalışmalar bromat konsantrasyonunda oldukça yüksek oranlarda azalma ile sonuçlanmıştır. Başlangıç bromür konsantrasyonunun 598 u. g/1 ve pH'nın 7,83 olduğu numune üzerinde; 0,2 mg/mg NH3/O 3 oranında yapılan çalışma sonucunda oluşan bromat konsantrasyonunun amonyak ilavesiz duruma göre 125 ug/1 azaldığı gözlenmiştir. İleri oksidasyon etkisinin incelenmesi amacıyla yürütülen hidrojen peroksit ilaveli çalışmalar da bromat oluşumunu arttırmıştır. Başlangıç bromür konsantrasyonunun 598 ug/1 ve pH'nın 7,83 olduğu numune üzerinde; 0,47 mg/mg H2O2/O 3 oranında yapılan çalışmalar sonucunda oluşan bromat konsantrasyonunun hidrojen peroksit ilavesiz duruma göre 1 04 ug/1 arttığı bulunmuştur.