2. ÖĞRENME BİRİMİ
4.1. SU HİJYENİ
4.1.5. Su Kalitesini İyileştirme Yolları
İçme ve kullanma suları; kimyasal, fiziksel ve mikrobiyolojik özellikler açısından berrak, koku-suz, renksiz olmalıdır. Bu sular, hastalık yapıcı (patojen) mikroorganizma ve toksik madde içermemelidir. Suların istenmeyen maddelerden arındırılıp dezenfekte edilerek hoş içimli ve sağlığa uygun hâle gelmesi için yapılan tüm işlemlere suyun temizlenmesi denir. Teknolojik işlemlerde kullanılacak suların hijyenik ve teknik açıdan arıtılması gerekir. Bu işlemler şu şekilde gerçekleştirilir:
4.1.5.1. Suyun Temizlenmesi
Kokunun Giderilmesi: İstenmeyen kokuların uzaklaştırılması işlemidir. Uygulanan en pratik yöntem ise suların fıskiye ya da çağlayan şeklinde akıtılmasıdır. Havalandırma işleminde suda çözünmüş hâlde bulunan demir ve mangan tuzları, okside edilerek filtrelerde kolaylıkla tutulabilen ve suda çözün-meyen bileşikler hâline getirilir.
Bulanıklığın Giderilmesi: Berrak su elde etmek için öncelikle bulanıklığa yol açan suda asılı hâlde duran (kolloidal) maddelerin uzaklaştırılması gerekir. Bu amaçla süzme, çöktürme veya filtrasyon işlemi yapılır.
Çok kirli suların, bir müddet dinlendirilerek ya da akış hızları azaltılarak içlerindeki asılı mad-delerin yavaş yavaş dibe çökmesi istenir. Dibe çöken kolloidal bu maddeler dipte kalır üstte kalan kısım aktarılarak istenilen berrak su elde edilir.
Berraklaştırmada kullanılan başka bir yöntem ise flokülasyon ile çöktürüp aktarma ve süzme yöntemidir. Flokülasyon, bir çözeltide bulunan kolloidal maddelerin bir araya toplanarak kümeleşmesi olayıdır. Bu işlem diğer yöntemlerle ortadan kaldırılamayan ve asılı hâlde bulunan çok küçük cisimleri kümeleştirip, dibe çöktürüp suyun berrak hâle getirilmesini sağlar. Bunun için çoğunlukla alüminyum sülfat veya demir-3-klorür kullanılır.
Al2(SO4)+3CaCO3+3H2O 2Al(OH)3+CaSO4+3CO2
Bulanıklığın giderilmesinde gözenekli süzgeçler de kullanılır. Bu süzgeçler, sudaki kir ve bak-terileri gözenekleri arasında tutar. Yalnız bu gözenekler kullanım süresince sık sık tıkanacağı için belirli aralıklarla temizlenmelidir. Aksi hâlde sular, gözeneklere tutunan mikroorganizmaların ortamda biriken
● Dünyanın ve ülkemizin karşı karşıya olduğu su sıkıntısında alınabilecek
önlemleri araştırınız. Bireysel olarak bu konuda üstünüze düşeni yapıyor musunuz?
● Günlük yaşamda sıklıkla duyduğunuz “sudan ucuz”, “sudan bahane”, “havadan
sudan konuşmak” ve “su gibi aziz olmak” deyimlerinin anlamını suyun önemini düşünerek tartışınız.
diğer organik maddeler içinde çoğalmasına bağlı olarak başlangıçtan daha kirli çıkar.
4.1.5.2. Suların Yumuşatılması
Sudaki sertlik, kendiliğinden ya da su ısıtıldığında hızla çözünürlüğünü kaybeder ve geçtiği yüzeylere yapışmaya başlar. Sert suların bu özelliği, kullanıldığında birçok probleme neden olmaktadır.
Sert suların oluşturduğu başlıca problemler şunlardır:
● Aşırı sabun kullanımına neden olur.
● Zaman ve enerji kaybına yol açar.
● Deride tahrişe neden olur.
● Sıcak su boruları, ısıtıcılar ve kazanlarda kireç birikimine, yalıtkanlığa ve
korozyona sebep olur.
● Konservecilik, tekstil, kağıt imalatı, dericilik, buz ve nişasta üretiminde
olumsuzluklara neden olur.
● Lavabo, küvet gibi porselenlerde renk bozulmalarına yol açar, kumaşların
yıpranmasına neden olur.
Bu olumsuzlukların önüne geçmek için sertliğin azaltılması ya da giderilmesi gerekir. Suların yumuşatılması suda sertlik yapan mineral maddeleri (katyon ve anyon) sudan ayırmak demektir.
Bu işlem dört farklı yöntemle yapılır.
4.1.5.2.1. Kaynatma
Bu yöntem geçici sertliğin belli ölçüde giderilmesini sağlar. Etkili ve ekonomik bir yöntem değildir.
4.1.5.2.2. Kimyasal Yumuşatma yöntemleri
Bu yöntemde suya genellikle sodyum hidroksit, sodyum karbonat (soda) ve kalsiyum hidrok-sit (sönmüş kireç) verilerek kalsiyum ve magnezyum iyonları bir havuz içinde çöktürülür. Pratik olmadığı için tercih edilen bir yöntem değildir. Sularda sülfatlardan ileri gelen kalıcı sertlik alkali karbonatlarla da giderilir.
CaSO4+Na2CO3 Na2SO4+CaCO3 MgSO4+Na2CO3 Na2SO4+MgCO3
Geçici sertlik ise sular ısıtılarak çözünmeyen karbonatlar halinde çöktürülür ya da aşağıdaki işlem uygulanarak giderilir.
Ca(HCO3)₇+CaO 2CaCO3+7H2O Mg(HO3)₇+Ca(OH)2 2MgCO3+2H2O
Bu yöntemle suda oluşan çökmüş tuzlar, sudan kum ve çakıl filtreler kullanılarak uzaklaştı-rılır.
4.1.5.2.3. İyon Değiştiricilerin Kullanılma Yöntemi
yöntemdir. Günümüzde suların yumuşatılma yöntemlerinin çoğu iyon değiştirme prensibine dayanır. Bu amaçla polihidroksifenol, sitren esaslı suda çözünmeyen organik reçineler ve sentetik zeolitler kullanılır.
İyon değiştirici reçineli yapılardan geçirilen sert su, suya sertlik veren kalsiyum ve magnez-yum iyonlarını tutar, bunun yerine ortama sodmagnez-yum (Na+) iyonu verir. Bu yöntemi kullanışlı yapan, işlemin
tersine çevrilebilir olmasıdır.
4.1.5.2.4 Filtreleme Sistemi
Su molekülerini geçiren filtreler sayesinde suyu yumuşatmak demektir. Bu sistemde mikro, ultra, nano ve ters ozmoz olarak adlandırılan farklı özellikte filtreler kullanılır. Bu sistem ters ozmoz ola-rak adlandırılır. Ozmoz, farklı iyon konsantrasyonuna sahip olan ve aralarında yarı geçirgen bir membran bulunan iki çözeltinin iyon konsantrasyonlarının dengelenmesi olayıdır. Ters ozmoz uygulamasıyla bakte-riler, klor, flor, sülfat, fosfat, sodyum, kalsiyum, magnezyum ve organik ve biyolojik kalıntıların tümü temiz-lenir. Günümüzde oldukça yaygın kullanım alanı bulunan bu sistem endüstriyel alanda ve evsel üretimde güvenle kullanılmaktadır (Görsel 4.5).
Son yıllarda kaynak sularının azalması, kirlenmesi ve yok olması nedeniyle birçok su şişe-leme işletmesi içme suyunun arıtımını ters ozmoz yöntemini kullanarak piyasaya sunmaktadır.
4.1.5.3. Suyun Dezenfeksiyonu
Gıda işletmelerinde kullanılacak su asla patojen mikroorganizma içermemelidir. Bu anlam-da suların temizliğinde mikrobiyolojik temizlik en önemli safhadır. Su ile bulaşan hastalıkları önlemede kullanılan içme ve kullanma suları, yeterli miktarda ve güvenli olmalıdır. Sular sadece fekal kirlenmeye uğramaz, doğadaki başka mikroorganizmalar tarafından da kontamine olabilir. Kirlenmiş suların içilmesi ya da kullanılması enfeksiyonlara sebep olur. Bunun için yeterli ve sürekli dezenfeksiyon şarttır.
Sularda bulunan patojen bakteriler ile suyun renk, koku ve lezzetini bozan diğer bakte-rilerin yok edilerek suyun sağlığa uygun hâle getirilmesi için yapılan işlemlere su dezenfeksiyonu denir. Sulardaki hastalık yapıcı mikroorganizmaları imha etmek için fiziksel ve kimyasal yöntemler kullanılır. Bir suyun içilebilir ve kullanılabilir hâle getirilmesi için uygulanan arıtma usulleri suyun kaynağına ve özellik-lerine göre değişir.
4.1.5.3.1. Fiziksel Dezenfeksiyon Yöntemler
Kaynatma: Suyu 20 dakika kaynatmak dezenfeksiyon için yeterlidir. Suyun kaynatılmasıyla suya tat veren hava, karbondioksit ve bikarbonatlar uzaklaştığı için suyun hoşa giden tadı bozulur. Kolay bir yöntem olmasına rağmen miktarı fazla olan sularda uygulanması pratik değildir ancak özellikle epide-mi (salgın) zamanlarında güvenle uygulanacak bir yöntemdir.
Ultraviyole Işınları ile Dezenfeksiyon: Isıl işlem ve kimyasal madde kullanılmadan yapılan tek dezenfeksiyon işlemidir. UV ışınları hem dezenfeksiyon hem de sterilizasyon amacıyla kullanılır. De-zenfeksiyonun bir kademe ilerisi sterilizasyondur. Sporlar dahil bütün canlı organizmaların yok edilmesi işlemine sterilizasyon denir. Ultraviyolenin mikroorganizmalar üzerinde öldürücü etkisi çok fazladır (Gör-sel 4.6).
UV sistemlerinin olumlu özellikleri şunlardır:
● Uygulanması basittir.
● Güçlü bir dezenfektandır.
● Suyun tadında bileşiminde hiçbir değişikliğe yol açmaz.
● Suyun içindeki maddelerle reaksiyona girerek insan sağlığına zararlı bileşikler
oluşturmaz.
● Korozif madde oluşumu yoktur.
Mikro, Ultra ve Nano Filtrasyon ile Dezenfeksiyon: Kullanım amacına göre seçilmiş sık göze-nekli filtrelerle yapılır. Burada bakteriler kendilerinden daha küçük filtre gözeneklerinde tutulur. Böylece su, filtreden kirliliğini bırakarak temiz çıkar. Suya herhangi bir katkı vermemesi, artık madde bırakma-ması, istenmeyen oksidatif maddeler üretmemiş olması bu sistemin avantajlarındandır. Tıkanınca atılan pahalı filtreler ise bu sistemin dezavantajıdır.
Elektrokimyasal Dezenfeksiyon: Suyun dezenfeksiyonu elektrokimyasal olarak da gerçek-leşebilir. Bu yöntemde doğru akım, düşük akım veya yüksek frekanslı alternatif akım uygulanmaktadır.
4.1.5.3.2. Kimyasal Yöntemler
İçme ve kullanma sularının dezenfeksiyonunda çoğunlukla mikroorganizmalar üzerinde et-kisinin yüksek olması, ucuz ve kullanım kolaylığı nedeniyle kimyasal yöntemler kullanılır.
O O
O
Bu yöntemde kullanılacak kimyasallarda bulunması gereken özellikler şunlardır:
● İnsan sağlığına hiçbir zararı olmamalıdır.
● Suda bulunan hastalık yapıcı mikroorganizmaları belirli zamanda imha ettiği
deneyler-le ispatlanmış olmalıdır.
● Suyun duyusal özelliklerini belirgin bir şekilde bozmamalıdır.
● Kolay bir teknikle uygulanabilir olmalıdır.
● Çabuk sonuç vermelidir.
Suyun dezenfeksiyonunda genel olarak kul-lanılan kimyasallar; ozon, iyot, potasyum permanganat ve klorlu kireçtir.
Ozon: İlk defa 1840 yılında Alman Kimyager Schonbein (Şonbayn) tarafından bulunmuştur. Günü-müzde, gelişmiş ülkelerde kullanımı yaygın olan pahalı bir dezenfektandır. Ozon (O3) oksijenin bir hâli olup zehir-li ve yeni kesilmiş keskin ot kokusunda, mavi renkzehir-li, çok aktif oksidan (yükseltgen) ve çok kuvvetli bakterisit (bak-teri öldürücü) özelliklere sahip bir gazdır (Şekil 4.2).
Ozonu diğer bütün dezenfektanlardan ayıran özellikler şunlardır:
● Çok etkili bir dezenfektandır.
● Oksijen gibi suda belli bir miktarda çözünür ve tortu bırakmaz.
● Fazlası zararlı değildir. Sudan uzaklaştırmak için havalandırmak yeterlidir.
● Suyun tadı ve kokusunu olumlu yönde iyileştirir.
● Ozon klordan daha güçlü bir dezenfektandır. Spor ve kistlere karşı klordan daha
etkilidir. 10 dakikada çabuk bir dezenfeksiyon sağlar.
● 10 litre suya 5 mg ozon ilave edildiğinde, virüsler dahil tüm mikroorganizmalar iki
dakika içinde ölür.
Ozonun dezavantajı ise pahalı ve kararsız olmasıdır.
İyot: Zorunlu durumlarda su dezenfeksiyonunda kullanılan bir maddedir. Bu yöntem daha çok kişisel ihtiyaçlar için kullanılır.
Potasyum Permanganat: Sulu çözeltide zayıf bir dezenfektandır. İçme suyu dezenfeksiyo-nunda fazla kullanılmaz. Özellikle kolera salgınında etkilidir.
Klorlu Kireç (Kireç Kaymağı, Kalsiyum Hipoklorit): Fazla miktardaki suyun dezenfeksiyonu için en uygun kimyasal madde klordur. Suların klorlanması; kontrolü kolay, çok ucuz, çok pratik ve son derece etkili bir yöntemdir.
Klor, İsveçli Kimyager Scheele (Şiile) tarafından 1774 yılında bulunmuştur. Klor; yeşilimtrak sarı renkte, havadan 1,5-2,5 kat daha ağır, keskin kokulu ve tahriş edici bir gazdır. Aynı zamanda kuvvetli
bir oksitleyicidir. Bu sebeple pek çok koku veren madde klor ile okside edilerek giderilebilir. Koklandığın-da ciğere ve diğer dokulara zarar verir.
Klor, mikroorganizmaların hücre zarını etkileyerek buradaki proteinlerin yapısındaki aminoa-sitlerden kloroaminler meydana getirir. Mikroorganizmaların çoğalmasını ve gelişmesini önler. Sulara az miktarda klor ilave etmek sudan kaynaklanan hastalıklara karşı alınacak yeterli bir önlemdir.
Sularda 20. yüzyılın başlarından bu yana yaygın olarak kullanılan yöntemlerden biri de klor ve klor bileşikleriyle yapılan dezenfeksiyon işlemidir. Dezenfeksiyonda kullanılan klor bileşikleri; sıvı klor, gaz klor, klordioksit ve hipokloritlerdir. Bu bileşikler normal şartlarda doğada bulunmayan ve kimyasal olarak üretilen bileşiklerdir.
Klor suya karıştığında ağartıcı, mikrop öldürücü, pastan arındırıcı ve kimi yerlerde de içme suyunun tat ve kokusunu iyileştirici özellikler gösterir.
Klorlamayı etkileyen faktörler:
● Sularda klorla okside olabilecek organik ve inorganik madde miktarı: Suya katılacak klor miktarını belirler.
● Suyun sıcaklığı: Artan sıcaklık klorun etkinliğini artırır.
● Karıştırma: Klorun etkinliğinin artması için homojen olarak dağılmalıdır.
● Suların berraklığı: Bulanık suların klorla dezenfeksiyonu pek etkili değildir. Bu nedenle klorlanacak suyun ya temiz ve berrak olması ya da temizleme ve berraklaştırma
işlemlerinden sonra klorlanması gerekir.
● Süre: Klorlanmış su en az yarım saat bekletilmelidir.
Ortamın pH değeri: pH değeri 7’nin altına düştükçe klorun etkinliği artar. Aksine pH değeri yükselirse klorun etki süresi gecikir ve etkinliği azalır.
Klorla dezenfeksiyon 3 ayrı metotla yapılabilir:
1.Serbest klorla dezenfeksiyon
2. Kireç kaymağıyla dezenfeksiyon 3. Kloraminle dezenfeksiyon