Sudaki başlıca iyonların konsantrasyonlarının önemini kavrama • Sudaki başlıca iyonlar ve kaynakları • giriş

giriş

• Sudaki başlıca iyonlar ve kaynakları

• Sudaki başlıca iyonların konsantrasyonlarının önemini kavrama

– İyon dengesi – Sertlik

– SARr

– Sağlığa etki

Suda bulunan başlıca iyonlar

Doğadaki bütün sular az ya da çok çözünmüş tuzlar içerir. Bazı türlere diğerlerinden daha sık ve daha fazla konsantrasyonda

rastlanabilir

Başlıca iyonlar (1.0 to 1000 mg/L)

ikincil iyonlar (0.01 to 10.0 mg/L)

Sodyum Demir

Magnezyum Potasyum

Kalsiyum Stronsiyum

Bikarbonat Karbonat

Sulfat Nitrat

Klor Flor

Silisyum Bor

Katyonlar Anyonlar

Kalsiyum (Ca ⁺² ) Bikarbonat (HCO ^- ₃ ) / Karbonat (CO ₃ ^-2 )

Magnezyum (Mg ⁺² ) Sülfat (SO ₄ ^-2 ) Sodyum (Na ⁺ ) Klorür (Cl ^- ) Potasyum (K ⁺ )

Sudaki temel katyon ve

anyonlar

Sudaki İyonların kaynakları(1)

Yağmurla çözünen atmosferik gazlar ve reaksiyonları

Oksijen Azot

Karbondioksit

Azot oksitler (NOx)

Sülfür oksitler (SOx)

Sudaki İyonların kaynakları (2)

Temel iyonlar Bazı primer kaynaklar

Kalsiyum Amfibol, feldspat, jips, piroksen,

aragonit, kalsit, dolomit,kil mineralleri

Magnezyum Amfibol, olivin, piroksen,

dolomit, magnezit, kil mineralleri

Sodyum Feldispat, kil mineralleri, halit,

mirabilit, endüstriyel atıklar

Potasyum Feldispat, feldspatoids, bazı mikalar,

kil mineralleri Bikarbonat/Karbonat Kireçtaşı, dolomit

Sülfat Sülfit kaynaklarının oksidayonu, jips,

anhidrit

Klorür Sedimenter kayalar, magmatik

kayalar

İyonların su kalitesi üzerine etkileri

• Kalsiyum ve magnezyum

- HCO ^- ₃ , CO ^-2 ₃ , SO ^-2 ₄ gibi anyonlarla birleştiğinde sertliğe neden olur.

- Ca ⁺² genellikle 15 mg/l’nin altındadır.

- Ca ⁺² karbonatça zengin kayaçlar varsa o zaman 100 mg/l’nin üstünde olabilir

- Mg ⁺² kayaç tipine bağlı olarak 1 and 50 mg/l

arasında değişebilir

• Sodyum (Na)

-yüksek düzeyler genellikle kirlilikle ilişkilidir

• Potasyum

– genellikle doğal tatlı sularda düşüktür(<10)

• Bikarbonat

-genellikle 25 - 400 mg/l arasındadır

• Karbonat

• - doğal tatlı sularda genellikle seyreltiktir (<10 mg/l)

- Sülfat genellikle 2 ile 80 mg/l arasındadır.

• Klorür- normalde 40 mg/l’den daha azdır (kirli olmayan sularda)

• - Nitrat bazı alanlarda önem

taşır.

• Su Sertliği sınıflaması

• Sertlik (mg/L CaCO ₃ ) sınıflaması

• 0 - 75 yumuşak

• 75 - 150 orta derecede sert

• 150 - 300 sert

• > 300 çok sert

• Health Effects

• - Nitrate

• - Fluoride

• - Sodium

• - Potassium

• - Chloride

Sulama suyu kalitesi

• Sodyum adsorpsiyon oranı meg/L

Uluslararası SAR Standardı

SAR < 3: sulama için uygun SAR değeri SAR 3 – 9: sınırlı kullanım

SAR > 9 sulamaya uygun değil

Sulama suyu kalitesi

• Sodyum yüzdesi (%) = Na ⁺ / (Ca ⁺⁺ + Mg ⁺⁺ + Na ⁺ + K ⁺ ) x 100

-60 ‘dan küçük olmalı

• Kalıntı (artık) sodyum karbonat RSC = (CO 3 -- + HCO 3 - ) - (Ca ⁺⁺ + Mg ⁺⁺ )

> 2.5 uygun değil 1.25 - 2.5 marjinal

< 1.25 güvenli

Sudaki temel iyonlar dengesi

∑katyonlar (meg/L)-∑anyonlar (meg/L)

• % Denge hatası=

∑katyonlar (meg/L) +∑anyonlar (meg/L)

Yüzey ve yer altı suları için Hata payı < % 10 olmalıdır.

örnek

Aşağıda bir su örneğine ait iyon analizi sonuçları verilmiştir. Validasyon kontrolünü yapınız.

Katyon Konsantras yon (mg/l)

Anyon Konsantras yon (mg/l) Ca

93.8 HCO

164.7 Mg

28.0 SO

134.0

Na

13.7 Cl

92.5

K

30.2

• 1) Önce mg/L olarak hesaplanan iyon konsantrasyonu değerleri meg/l ye çevrilmelidir.

• a-(mg/meq değerleri birbirine bölünür) Kalsiyum-Ca ^{+ 2} için

• atom ağırlığı = 40

• iyon yükü = 2

• mg/meq = 40/2 = 20

• (b) Her bir iyon türü için analiz sonucu bulunan konsantrasyon değerleri (mg/l) o iyon türü için

hesaplanan mg/meq değerine bölünerek sonuçlar meq/l olarak hesaplanır.

• Kalsiyum-Ca ^{+ 2} için

• Konsantrasyon (mg/l) = 93.8

• Ca :mg/meq = 20

• • 93.8/20 = 4.69 meq/l

c) Toplam katyon ve anyonlar hesaplanmalıdır

Katyon Konsantrasy

on (mg/l) (mg/

meq)

meq/l

Ca

93.8 20.0 4.69

Mg

28.0 12.2 2.3

Na

13.7 13.7 0.60

K

30.2 39.1 0.77

∑katyon 8.36

Anyon Konsantra syon (mg/l)

(mg/

meq)

meq/l

HCO

164.7 61.0 2.74

SO

134.0 48 2.79

Cl

92.5 35.5 2.61

∑katyon 8.14

Doğruluk kontrolü (Check accuracy

Örnekler

• Bir su örneğinde yapılan analizler sonucu bulunan değerler aşağıda verilmiştir.

• Ca :60 mg/L,

• Sodyum: 46 mg/L,

• Klorür: 71 mg/L

• Mol. Ağ: Ca ⁺⁺ :40, Na ^{+ :} 23,

Cl - : 35.5

HCO3 ^{- :} 61

Soru(1): Bikarbonat konsantrasyonunu bulunuz.

• Konsantrasyonların meq/L’ye çevrilmesi

Ca ⁺⁺ = 60/20 = 3, Na ⁺ = 46/23 = 2, Cl ^- = 71/35.5 = 2

• Toplam katyonlar = 5 meq/L

• İyon dengesinden toplam anyonlar da = 5 meq/L olacak

• HCO3 ^- = 5 - 2 = 3 meq/L,

veya 3 x 61 = 183 mg/L

(2) Sodyum % si ve kalıntı sodyum karbonatın miktarı nedir?

• % Sodyum = [2/(3 + 2)] x 100 = 40

• RSC = 3 - 3 = 0

(3) Sizce bu su sulamaya uygun mudur?

• Sulama için uygundur. Çünkü her iki

parametrede, % Na and RSC limitleri

aşmamaktadır.