UV spektroskopi

DOM‟nin UV absorbansı, UV spektrumunun 200 - 400 nm dalga boyu aralığında bir yada daha çok sayıda içerdiği aktif fonksiyonel grupların bulunması ile iliĢkilidir. Humik maddelerin yapısındaki aromatik karbon sayısının alifatik karbon sayısına oranı (Carmotik / Califatik) ve aromatik halkalara bağlı fenolik hidroksil, karboksilik ve

karbonil gibi fonksiyonel grupların sayısı arttıkça humik maddeler tarafından UV ıĢığının absorplanma dereceside artmaktadır (Senesi ve Loffredo, 2001). Farklı yüzeysel su kaynaklarından alınan ham su numuneleri üzerinde yapılan spektroskopik çalıĢmalarda DOM‟nin UV absorbansı ile aromatik içeriği arasında yakın bir iliĢki olduğu tespit edilmiĢtir (Chin ve diğ., 1994; Traina ve diğ., 1990). Bir çok araĢtırmacı UV spektroskopi yöntemi ile DOM‟nin aromatik yapısı hakkında

istatiksel modellerde hem THM oluĢum potansiyelini hem de ÇOK konsantrasyonunun tahmininde temsil edici bir parametre olarak kullanılmaktadır (Chin ve diğ., 1994; Rathbun, 1996). Bazı araĢtırmacılar DOM konsantrasyonunda meydana gelen değiĢimleri yerinde ve sürekli olarak izlemek için UV254 ve DOM

arasında oluĢturdukları korelasyonlardan faydalanmıĢlardır (Edzwald ve diğ., 1985; Morrow ve Minear, 1987; Amy ve diğ., 1987; Benjamin ve diğ; 1997). Aynı zamanda UV254 parametresinin DOM içeren sulardaki DYÜ öncü bileĢenleri

konsantrasyonlarının tahmininde kullanılan iyi bir indikatör parametre olduğu kabul edilmektedir (Owen ve diğ., 1993; Benjamin ve diğ., 1997). Farklı DOM karakterine sahip su kaynaklarındaki UV254 değerleri klorlama prosesi süresince meydana gelen

THM miktarlarını önemli ölçüde etkilemektedir (Guary ve diğ., 2005; Matilainen ve diğ., 2002). Uyak ve diğ., (2007) tarafından yapılan çalıĢmada Ġstanbul içme suyu kaynaklarından toplanan su örneklerinin klorlanması sonucunda en yüksek DYÜ konsantrasyonlarının UV254 değeri en yüksek olan Terkos ham su numunelerinde

meydana geldiği görülmüĢtür. YetiĢ ve diğ., (2007) tarafından 29 farklı yüzeysel su kaynağından alınan ham su örneklerinin klorlanması sonucunda meydana gelen THM ve HAA ile UV254 arasında sırası ile R2‟si 0,93 ve 0,91 olan lineer

korelasyonlar tespit edilmiĢtir.

2.3.2.1 Spesifik UV-absorbans (SUVA)

SUVA, DOM içeren sularda ÇOK konsantrasyonunun 254 nm dalga boyundaki UV absorbans değerine bölünerek hesaplanması ile elde edilmektedir. SUVA254,

DOM‟nin humik fraksiyonunun tahmininde en fazla kullanılan temsil edici bir parametredir. Yüzeysel bir su kaynağı içinde meydana gelen biyolojik ve kimyasal reaksiyonlar sonucu protein, aminoasit ve karbonhidratlar gibi hümik olmayan hidrofilik karakterli organik maddelerin oranı arttıkça SUVA değerleri azalmaktadır. Buna karĢılık yağmur ve kar gibi doğal olaylar sonucu topraktan su kaynağına aromatik içerk bakımından zengin humik madde giriĢi SUVA değerini artırmaktadır (Boyer ve diğ., 1997, 2000; Mash ve diğ., 2004; Rosario-Ortiz ve diğ., 2007). SUVA254 değerleri 4-5 L/mg-m arasında ise hidrofobik yapılı organik maddeleri,

SUVA254 <3 L/mg-m ise hidrofilik organik maddelerin varlığını göstermektedir

(Krasner ve diğ., 1997). Bunun yanında SUVA254 değerleri 2 L/mg.m‟den küçük

olan ham suların koagülasyonunda DOM giderim veriminin çok düĢük olduğu tespit edilmiĢtir (Aiken ve diğ., 2003). SUVA254 aynı zamanda klorlama sonucunda

meydana gelen THM gibi DYÜ‟nin bir ölçüsü olarak değerlendirilmektedir (Korshin ve diğ., 1999; Chow ve diğ., 2005).

DOM içeren suların klorlanması sonucunda meydana gelen DYÜ miktarları ile SUVA254 arasında yakın bir iliĢki vardır. Croue ve diğ., (1999) tarafından yapılan

çalıĢmalarda düĢük SUVA değerine (SUVA254 <3 L/mg-m) sahip olan hidrofilik

fraksiyonların hidrofobik fraksiyonlara göre daha fazla THM oluĢturma potansiyeline (THMOP) sahip olduğu saptanmıĢtır. KlorlanmıĢ sularda ÇOK‟un reaktivitesinin bir ölçüsü olarak kullanılan ve THMOP‟nin ÇOK konsantrasyonuna bölünmesi ile elde edilen Spesifik THMOP (STHMOP) ile SUVA değerleri arasında orantılı bir iliĢki vardır (Singer, 1999; Croue ve diğ., 2000; Xie, 2004; Chow ve diğ., 2008). Yüksek SUVA değerine sahip sularda (SUVA254 > 4 L/mg-m) ise aromatik

öncü bileĢenler (fenolik gruplar gibi) daha büyük miktarlarda klor tüketimine ve THMOP‟ne neden olmaktadır. Croue ve diğ., (2000) tarafından SUVA ve DYÜOP ile ilgili yapılan çalıĢmalarda trikloraasetik asit oluĢum potansiyeli (TCAAOP) ile SUVA arasında korelasyon derecesi yüksek doğrusal iliĢkiler görülmesine rağmen dikloraasetik asit oluĢum potansiyeli (DCAAOP) ile SUVA arasında korelasyon derecesi düĢük doğrusal iliĢkiler meydana geldiği tespit edilmiĢtir. Reckhow ve Hua (2007) tarafından DYÜOP ile ilgili yapılan çalıĢmalar sonucunda düĢük SUVA değerlerine rağmen toplam organik halojen oluĢum potansiyellerinin (TOXOP) yüksek olduğu ve SUVA ile TOXOP arasında ise anlamlı bir iliĢki olmadığı görülmüĢtür. Buna karĢılık bu konu ile ilgili yapılan bazı araĢtırmalarda farklı ham su karakterlerine sahip su numunelerinin klorlanması neticesinde meydana gelen THM ve TOX miktarları ile SUVA arasında doğrusal ve korelasyon derecesi yüksek iliĢkiler olduğu saptanmıĢtır (Krasner ve diğ., 1996; Agbekodo ve diğ., 1996). Bir çok araĢtırmacı tarafından SUVA değerinin humik maddeler gibi yüksek moleküler ağırlığa sahip organik maddelerin hidrofobitesinin ve aromatik içeriğinin tespitinde kullanılan önemli bir temsil edici parametre olduğu belirtilmiĢtir (Edzwald ve Van Benschoten, 1990; White ve diğ; 1997; YetiĢ ve diğ., 2007). Organik karbonu hidrofobik yapıda olan DOM „lerin klorlanması sonucunda meydana gelen DYÜ ile SUVA arasında korelasyon derecesi yüksek doğrusal iliĢkiler olduğu bulunmuĢtur (Nordwood ve diğ., 1980; Reckhow ve diğ., 1990; Harrington ve diğ., 1996). Uyak

saptanmıĢtır. KitiĢ ve diğ., (2007) tarafından üç farklı yüzeysel su kaynağından alınan su numumeleri farklı boyutlardaki pomza taĢları ile oluĢturulmuĢ ve demir oksit ile kaplanmıĢ kolondan geçirildiğinde adsorpsiyon sonucunda en yüksek DOM giderim veriminin (%90) SUVA değeri yüksek su örneklerinde görülmüĢtür. Son ve Jung (2008) tarafından Japonya‟da SUVA değerleri farklı Nakedong ve Hoedang yüzeysel su kaynaklarından alınan su numunelerinin klorlanması sonucunda SUVA değeri daha yüksek olan Nakedong yüzeysel su kaynağına ait su numunelerinde meydana gelen THMOP ile SUVA arasında R2_{‟si 0,88 diğer yüzeysel su kaynağına}

ait su numunelerinde ise THMOP ile SUVA arasında R2_{‟si 0,40 olan doğrusal}

iliĢkiler tespit edilmiĢtir. Tang ve diğ., (2008) tarafından Çin‟de Beilijng, Shenzhen, Guangzhou ve Tianjin rezervuarlarından alınan su örneklerinin reçine adsorpsiyonu ile fraksiyonlarına ayrıldıktan sonra klorlanmıĢ her bir rezervuarda da en yüksek STHMOP değerleri en yüksek SUVA değerlerine sahip HPOB ve HPON fraksiyonlarını içeren su numunelerinde meydana geldiği görülmüĢtür. Reckhow ve Hua (2007) tarafından Kanada‟da Repenting, Waco, Winnipeg, Sprinfield ve Tampa yüzeysel su kaynaklarından alınan ham su örnekleri sırası ile XAD reçineleri ve moleküler boyutları 500 Dalton, 1000 Dalton , 3000 Dalton ve 10000 Dalton olan ultrafiltrasyon membranlarından geçirilmiĢtir. Her bir yüzeysel su kaynağında da en yüksek SUVA değerleri, hidrofobitesi yüksek, molekül ağırlığı 3000 ve 10000 Daltondan büyük DOM fraksiyonlarını içeren su örneklerinde görülmüĢtür. En yüksek THM ve trikloroasetik asit (TCAA) miktarları ise SUVA değerleri en yüksek olan hidrofobik ve molekül ağırlığı 10000 Daltondan büyük DOM fraksiyonların klorlanması sonucunda elde edilirken buna karĢılık en yüksek dikloroasetik asit (DCAA) oluĢumları ise hidrofilik ve molekül ağırlığı 500 Daltondan küçük olan DOM fraksiyonlarında tespit edilmiĢtir. Bu çalıĢmada elde edilen sonuçlar aynı zamanda yüksek SUVA değerlerine sahip hidrofobik ve moleküler ağırlığı büyük fraksiyonların en önemli THM ve TCAA öncü bileĢenleri olduğunu göstermiĢtir. Ma ve diğ., (2009) tarafından Çin‟de Songuha rezervuarından alınan ve XAD reçine adsorpsiyon yöntemi ile fraksiyonlanan su örneklerinin klorlanması sonucunda sırası ile hidrofobik ve hidrofilik karakterli su örneklerinin SUVA değerleri ile THM ve HAA arasında lineer regresyon katsayısı 0,99 olan doğrusal iliĢkiler olduğu tespit edilmiĢtir.

2.3.3 DOM’nin Nükleer Manyetik Rezonansı (13C-NMR)

13

C-NMR analizleri, DOM‟nin organik yapısı ve fonksiyonel grupların sahip oldukları karbon içerikleri hakkında bilgi vermek için yapılmaktadır (Baldock ve diğ., 1992; Christl ve diğ., 2000; Franciaso ve diğ., 2002; Wong ve diğ., 2002; Assemi ve diğ., 2004; Müller ve diğ., 2004; Mao ve diğ., 2007; Frimmel ve diğ., 2008). Hidrofilik ve hidrofobik fraksiyonların 13

C-NMR spektrumları birbirinden farklıdır (AteĢ, 2008). Singer (1999) tarafından Japonya‟da Yakima ve Mayienne yüzeysel su kaynaklarındaki DOM fraksiyonları üzerinde yapılan 13

C-NMR analizlerinde TPHA fraksiyonlarının FA‟den daha fazla karboksil ve hetero-alifatik karbon içeriğine sahip olduğu ve buna karĢılık HA fraksiyonun ise en yüksek aromatik karbon içeriğine sahip olduğu bulunmuĢtur. Yu ve Kim (2007) tarafından G. Kore‟de Gueiu arıtma tesisinin ham su, koagülasyon, filtrasyon ünitelerinden alınan su numunelerinde 13

C-NMR ölçümleri yapılmıĢtır. Buna göre ham suda fenol, karboksilik, ester gibi fonksiyonel grupların bağlı olduğu hetero aromatik bileĢiklerin fazla olduğu, buna karĢılık filtrasyon prosesinden sonra ise oksijen bakımından zengin alifatik yapılı metil-keton bileĢiklerin daha fazla oranda olduğu tespit edilmiĢtir. Templier ve diğ., (2005) tarafından Fransa‟da Gartempe nehrinden alınan ham su numuneleri XAD reçine yöntemi ile hidrofobik ve transfilik fraksiyonlarına ayrıldıktan sonra 13

C-NMR analizleri yapılmıĢtır. Bu ölçümler sonucunda hidrofobik fraksiyonların lignin yapısında aromatik karbon içeriği yüksek, transfilik fraksiyonların ise yüksek oranda karboksilik asit içeren karbonhidratlar gibi alifatik yapılı bileĢiklerden meydana geldiği görülmüĢtür. Aynı zamanda bu çalıĢmada elde edilen sonuçların geçmiĢte bazı araĢtırmacılar tarafından yapılan benzer çalıĢmalarda elde edilen sonuçları doğruladığı görülmüĢtür (Knicker ve Hatcher, 1997; Zhang ve diğ., 2000).