GÖLLERDE ÖTROFİKASYON VE ÇÖZÜM ÖNERİLERİ Mehmet KARPUZCU, Meltem KOÇALI
Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü Çevre Mühendisliği Bölümü., Gebze, 41400 KOCAELİ ÖZET Ötrofikasyon; su ortamında birincil üretimin aşırı artması, limnolojik açıdan göllerin doğal süreçleri içerisinde yer alan trofik seviyelerinden birisidir. Oluşumundaki başlıca etkenler; besin elementleri, güneş radyasyonu ve derinlikle değişimi, su sıcaklığı, fitoplankton yapısı, su ortamının geometrik özellikleri ile taşınım ve dispersiyon şeklinde sıralanabilir. Sonuçlar ise; hipolimnionda oksijensiz ortam, içme ve kullanma açısından uygun olmayan su kaynağı, su ortamında yaşayan canlıların sayısında azalma, istenmeyen türlerin çoğalması, koku problemi, rekreasyon için uygun olmayan ortam olarak ortaya çıkmaktadır. Temiz içme ve kullanma suyunun hayati öneme sahip olduğu şu günlerde mevcut su kaynaklarının kalitesinin korunması ve iyileştirilmesi kaçınılmaz bir zorunluluk haline gelmiştir. Ötrofikasyon da önemli bir su kalitesi problemi olarak, dikkatli bir şekilde ele alınmalıdır. Herhangi bir su ortamı, özellikle de göller ötrofikasyon açısından değerlendirildiğinde, coğrafi konumdan meteorolojik faktörlere, su ortamının geometrik yapısından ötrofikasyona neden olan alg türüne ve kirletici yüklerine kadar birçok elementin ayrı ayrı ele alınması gerekmektedir.
SINIRLAYICI KAVRAMI
Ekoloji biliminde, ortamda yeterli miktarda bulunmadığında biyolojik gelişmeyi sınırlayan maddeler sınırlayıcı element olarak tanımlanır (Correll,1999). Ötrofikasyonun hangi element tarafından sınırlandırıldığı ise halen tartışılmaktadır. Ötrofikasyon sürecini sınırlayan elementin doğru bir şekilde tespit edilmesi sürecin engellenmesi açısından önemlidir. Ötrofikasyon probleminde sınırlayıcı element fitoplankton oluşumunu sağlayan azot, fosfor, karbon ve silisyum elementlerinden biri olacaktır. Karbon, fitoplanktonlar için kolay elde edilebilmesi ve bol miktarlarda bulunması sebebiyle sınırlayıcı bir faktör olarak düşünülemez. Silisyum elementi ise fitoplankton oluşumunda gerekli bir element olmakla birlikte diğer elementlere göre çok daha az kullanıldığından sınırlayıcı element olarak görülmemektedir. Bu durumda ötrofikasyon sürecini sınırlayıcı olarak azot (N) ve fosfor (P) elemntleri düşünülmelidir. N/P ORANI Bu iki besin elementinden hangisinin sınırlayıcı faktör olduğu ile ilgili karar aşamasında ise bilinmesi gereken temel faktör ötrofikasyona neden olan fitoplankton türünün stekiometrisidir. Genel bir kabul olarak 1 µg Klofofil-a oluşumu için 1 µg P ve 10 µg N gerektiği şeklinde bir kabul yapılırsa N/P<10 durumunda fitoplankton büyümesi azot tarafından N/P>10 durumunda sistem fosfor tarafından sınırlandırılıyor denilebilir. N/P=10 durumunda sistem ikisi tarafından da sınırlandırılmaz. Bu oranlar tüm fitoplanktonlar için genişletilirse N/P>20 durumunda fosfor sınırlayıcı N/P<5 durumunda azot sınırlayıcı olarak kabul edilmesi daha emniyetli bir yaklaşım olur (Muslu, 2001). Aşağıdaki tabloda, göllerde sınırlayıcı elementin tespiti için çok genel olarak kullanılabilecek bir yaklaşım verilmektedir. FARKLI SU ORTAMLARINDA ÖTROFİKASYON Besi elementleri fazlaca deşarj edildiği göl, rezervuar, akarsu, haliç ve sahil gibi tüm ortamlarda su kalitesinin bozulmasına ve zamanla da ötrofikasyona neden olur. Bununla birlikte ötrofikasyon su ortamının yapısına bağlı olarka farklı bir gelişme süreci izler. Örneğin göllerde ötrofikasyonu etkileyen temel faktör bekleme süresi ve sıcaklık tabakalaşmasıdır. Rezervuarlar, göller ve akarsular arasında geçiş özellikleri gösterir. Bekleme süresi göllere göre daha kısadır. Su girişi ise baraj tasarımına göre dipten veya yüzeyden olabilir. Akarsularda ise yapı akım değerlerine göre değişmektedir. Örneğin geniş ve derin akarsularda fazla sediment bulunmasından dolayı bulanıklık arttığından güneş ışınlarından faydalanma daha sınırlıdır. Haliçler en karmaşık yapıdaki yüzeysel sulardır. Önemli miktarda sediment depo ederler bu da P’un dipte tutunmasına neden olur. Ayrıca genellikle bulanık bir yapıya sahiptirler. Sahiller ise genel olarak haliçlere benzemekle birlikte daha fazla denizden etkilenen su ortamlarıdır. Daha az bulanık olmaları sebebiyle derinlerde fotosentez gerçekleşebilmektedir (Vollenweider,1981).
Tablo1. Göller için sınırlayıcı besi maddesi oranları (Muslu 2001)
Büyük göller (yaygın kaynakların hakim olması durumu) | N/P>>10 fosfor kontrollü | Küçük göller (noktasal kaynakların hakim olması durumu) | N/P< <10 azot kontrollü |
ÖTROFİKASYON KRİTERLERİ
Bir su ortamının ötrofikasyon açısından ele alınması aşamasında en önemli adımlardan biri trofik seviyenin doğru bir şekilde tespit edilmesidir. Göllerin trofik seviyelerinin belirlenmesi amacıyla kullanılan 3 temel parametre, Toplam fosfor, Klorofil-a ve Secchi diski derinliği dir. Bunun dışında hipolimnotik oksijen ihtiyacı, alkalinite, sediment canlılarının oranlarının kullanıldığı çeşitli parametreler de mevcuttur. Aşağıdaki tabloda, bir su ortamının trofik seviyesinin tespitinde kullanılabilecek sınıflandırma örneği verilmektedir. Tablo 2. Göllerin beslenme durumları (Thoman ve diğerleri,1987) Parametre | Oligotrofik | Mezotrofik | Ötrofik | Toplam fosfor (µg/l) | <10 | 10-20 | >20 | Klorofil-a (µg/l) | <4 | 4-10 | >10 | Secchi diski derinliği (m) | >4 | 2-4 | <2 | Hipolimnetik oksijen (%) | >80 | 10-80 | <10 |
ÖTROFİKASYON TEDBİRLERİ Bir önceki bölümde yapılan değerlendirmenin ardından ele alınan su ortamının hangi trofik seviyede olduğuna karar verilir. Su ortamının ötrofik seviyede olmaması durumunda önleyici faaliyetlere ağırlık verilmelidir. Ötrofikasyon Tedbirleri olarak tanımlayabileceğimiz bu faaliyetleri aşağıdaki şekilde sıralayabiliriz - Besi maddesi kaynaklarının bir envanteri çıkartılarak su kayağına olan etkilerinin değerlendirilmesi ayrı ayrı yapılmalıdır. Bu tespitin ardından koruma altına alınacak su kaynağının kullanım amacına yönelik olarak gerekiyorsa bu kaynaklardan göle gelen azot ve fosfor yükünde azaltma yapılmalıdır. - Su kalitesi ile ilgili parametrelerin içerisinde azot, fosfor, klorofil-a ve oksijen tüketimi gibi ötrofikasyonla ilgili parametrelere de yer verilmelidir. Sınır aşan sularla ilgili olarak, ülkeler, su kaynağının kullanım amacı konusunda anlaşmalı ve besin maddesi yükünün azaltılması konusunda ortak hareket etmelidirler. - Noktasal ve yayılı kaynaklardan gelen yüklerin azaltılması çalışmaları entegre bir yaklaşımla ve sektörel bir bakış açısıyla ele alınmalıdır. - Evsel ve endüstriyel kaynakların yanı sıra hayvancılığın yoğun bir şekilde yapıldığı yerlerde atık suların deşarjından önce arıtılması yoluna gidilmelidir. Küçük ve orta büyüklükteki arıtma tesislerinin besi maddesi giderimini sağlayacak şekilde yenilenmeli veya tasarlanmalıdır. Mümkünse biyolojik arıtma yapılmalıdır. Ayrıca yüksek kapasiteli arıtma tesiseri ile biyolojik arıtmanın yeterli olmadığı küçük ve orta büyüklükteki arıtma tesislerinde fizikokimyasal çöktürme ile fosfor giderimi yapılmalıdır. - Endüstri tesislerinin atık su arıtma tesislerinde de belediye kanalizasyon sistemlerine vermeden önce fosfor konsantrasyonlarının minimum düzeye indirileceği sistemler kullanılmalıdır. Özellikle gıda ve gübre endüstrisi atık sularından kaynaklanan besi baddesi yüklerinin azaltılmasına yönelik arıtma teknolojilerinin geliştirilmesi desteklenmelidir. - Evsel atıksularda bulunan fosfat bileşiklerinin azaltılmasına yönelik olarak deterjanlarda bulunan fosfatın yerine kullanılabilecek kimyasallar konusunda üreticiler desteklenmeli ve bu yeni kimyasalların çevredeki etkileinin belirlenmesi amacıyla izleme programları yapılmalıdır. - Deşarj standatları, bilimsel çalışmaların sonucunda elde edilen güncel bilgiler, ekosistemlerin ihtiyaçları ve teknolojide kaydedilen ilerlemeler dikkate alınarak, düzenli olarak gözden geçirilmelidir. - Evsel atıksu arıtma tesislerinin maksimum besi maddesi deşarj limitleri kapasiteleri göz önünde bulundurulmalı, büyük kapasiteli arıtma tesislerinin deşarj limitleri daha düşük düzeyde tutulmalıdır. Endüstrilerin deşarj standartları ise en son teknoloji ile elde edilebilen değerler göz önünde bulundurularak belirlenmelidir. - Çevreci tarım uygulamaları geliştirilerek bunların uygulanması için çiftçilerin eğitilmesi konusunda çalışmalar yapılmalıdır. - Entegre gübre kullanım yönetimi, tarım alanlarının erozyona karşı korunması,daha az yoğun gübre ve tarımsal ilaç kullanımı gibi konularda çalışmalar yapılarak, özellikle su kaynaklarının kenarlarında tarım faaliyetlerini yürüten çiftçilerle anlaşmalar yapılmalı ve bu konularla ilgili bilgilendirme kampanyaları düzenlenmelidir . - Ötrofikasyonun ilk belitilerinin tespit edildiği durumlar için uygulanılacak önlemler önceden belirlenmelidir. Bu amçla aşırı çoğlamış fitoplankton türleri ile beslenen zooplanktonların kullanılması gibi biyolojik yöntemler tercih edilmelidir. Uygulanacak her tedbirin su ekosistemi üzerindeki etkileri önceden araştırılmalıdır. - Göl ve rezervuarlara gelen yan derelerden kaynaklanan besi maddesi yüklerinin tespit edilmesi için ek önlemler alınmalıdır. - Ötrofikasyon kontrolünde sübvansiyon vergi indirimi gibi ekonomik araçlardan da faydalanılmalıdır ve bu konuda alınan kararlar sıkı bir şekilde uygulanmalıdır. - Besi maddelerinin hava, toprak ve su ortamlarında taşınımıyla ilgili çalışmalar yürütülerek bu konuda ve fosfor yükünün değişmesine karşılık gölün vereceği tepkinin modellemesi yapılmalıdır. Sedimentten kaynaklanan içsel besi maddesi kaynaklarının etkileri de bu çalışmalarda göz önünde bulundurulmalıdır. - Tüm bu çalışmaların yürütülebilmesi için halkın bu konudaki bilinci arttırılmalı karar verme süreçlerinde katkıda bulunmaları sağlanmalıdır. ÖTROFİKASYONUN GİDERİLME YOLLARI Su ortamının trofik seviyesinin ötrofik veya hiperotrofik düzeyde olması durumunda gidermeye yönelik faaliyetlerin uygulanması gerekecektir. Bu faaliyetleri, su ortamında ve su ortamının dışında uygulanacak faaliyetler olarak iki bölümde incelemek mümkündür. Göl yapısına ve karakteristik özelliklerine göre göl içerisinde alınabilecek önlemler Bu önlemleri şu şekilde sıralanabilir. - Fosfor giderimi (inaktive edilmesi): Alum Al2(SO4)3 kullanılarak P’un sedimette tutulması sağlanılır. Bu yöntem gölün asidik bir yapıda olması durumunda alüminyum toksik etki gösterebilir. Etkili bir yöntem olmakla beraber tekrarlanma gereksinimi ve çok büyük göller için ekonomik olmaması, bu yöntemin dezavantajları olarak sıralanabilir. - Sedimentin taranması: Sedimentin üzerinde bulunan besi baddesince zengin bölge taranarak mekanik bir şekilde gölden uzaklaştırılır. Yaygın kullanım alanı vardır. Pahalı bir yöntem olması ve dip balıklarına zarar verebileceği göz önünde bulundurulmalıdır. - Hipolimniondaki besi maddesince zengin suların uzaklaştırılması: Uygulama alanı daha az olan bir yönetdir. Taşınan suların diğer alıcı ortamda su kalitesi problemi yaratacağı göz önünde bulundurulmalıdır. - Hipolimnionun havalandırılması: Alt tabakadaki suların yüzeye çıkarılarak havalanmasının sağlandığı bir yöntemdir. Organik maddelerin ayrışmasına yardım eder ve alg yoğunluğunun azalmasını sağlar.. Dışarıda alınabilecek önlemler Ötrofik seviyede olduğu tespit edilen bir göl için su ortamının dışında alınacak en öncelikli yöntem besi maddesi yükü girişinin önlenmesidir. Bu amaçla mevcut deşarjlara etkili arıtma yöntemlerinin uygulanması yanı sıra, 1. Göle giren atıksu girişlerinin bir kollektör sistemi yardımıyla toplanarak farklı bir alıcı ortama verilmesi, 2. Atıksu deşarjlarının göle girmeden önce ön bir biriktirme haznesinde toplanarak çöktürülmesi, seçenekleri ekonomik imkanlar, gölün yapısı ve trofik seviyesi gözönünde bulundurularak uygulanabilecek yöntemlerdir. DEĞERLENDİRME Ötrofikasyon biyolojik bir olay olarak pekçok faktörün etkisinde ortaya çıkan bir su kalitesi problemidir. Özellikle ötrofikasyonu sınırlandırdığı düşünülen besi maddesinin ve göle giren kirletici türlerinin doğru bir şekilde tespiti en önemli konuları oluşturmaktadır. Uygulanacak ötrofikasyonla mücadele yöntemlerinin başarıya ulaşması, harcanan emek ve paranın boşa gitmemesi için incelenen göl ortamında tüm bu faktörlerin göz önünde bulundurulması önemlidir. KAYNAKLAR
| 
