Nitrat Azotu Nedir?

Nitrat Azotu

• Karbon Besleyicili Biyolojik Denitrifikasyonla Arıtım (Journal American Water)
• Uygulamalar
• Yosun Yetiştirilerek Nitrat Arıtımı
• Dünya Sağlık Teşkilatı Tarafından Önerilmiş Nitrat Arıtımları (Healt Hazards From Nitrates in Drinking water )
• Nitratların Giderilmesi İçin Kullanılan Tekniklerin Sonuçları

Nitrat azotu suda kolay çözünür. Bu anyonun güç çözünen inorganik bileşiği yoktur. Doğal sularda bulunduğu şartlarda kimyasal olarak aktif değildir. Bu sebeple nitrat azotu ancak autotropik ve heterotropik organizmalar yardımıyla organik maddeye biyolojik bir olayla dönüşür ve nitrit veya azot gazına anaerobik şartlarda indirgenebilir.

 
Son yıllarda sularda nitratın artması ve aşağıda detaylı anlatıldığı gibi saflığa olan olumsuz etkilerinin ortaya çıkmasıyla önem kazanmıştır. Son yıllarda su kalitesi üzerine kurulan çeşitli komiteler ve WHO suda bulunabilecek maksimum nitrat konsantrasyonunu 45 mg / lt olarak kabul etmiştir. Kundak çocuğu beslenmesinde ise bu değer maksimum 10 mg / lt nitrat olarak kabul edilmiştir. Yurdumuzda da TS 266 ya göre içme suları için maksimum 45 mg / lt , kaynak sularında ise 25 mg / lt olarak kabul edilmiştir.

İngiltere'de 2 ayrı kaynakça hazırlanmış raporlara göre (World Water December 1980) son 10 yılda sulardaki nitrat miktarında artış olduğunu bildirmişlerdir. Su araştırma merkezi (WRC) raporuna göre kireç akiferlerinin üstündeki doygun olmayan bölgelerde nitrat konsantrasyonu yüksektir. Ve aşağıya su tablasına doğru hareket etmektedir.

 
Tarım, tıp ve su araştırma grupları nitrat konsantrasyonu konusunu geniş şekilde araştırarak sonunda cevaplandırılacak en önemli soruları ortaya çıkarmışlardır. Niçin nitrat konsantrasyonu artıyor? Sağlığa nasıl tehlikeli olur? Ne önlem alınmalıdır, bunun için gerekli harcama nedir?

 
Nitrat kirlenmesi ve tarım arasındaki bağlantı özellikle nitratlı gübrelerin kullanılmasıyla daha çok önem kazanmıştır. 1950 ve 1960 larda çok fazla gübre kullanımı suda nitratın yükselmesine neden olmuştur. Artan drenaj ve tarım yöntemlerinin değişimleri bu nitrat artışında önemli faktörlerdir.

İngiltere'de yapılan bir çalışmada ilk iş olarak bazı akiferlerde ve onların doymamış tabakalarında kirlenmenin derecesi bulunmuş, saha çalışmaları Su Araştırma Merkezi ve Jeolojik bilimler Enstitüsünce yürütülmüştür. 100 den fazla kuyu açılmış ve yaklaşık 180 m derinden numuneler alınmıştır. İlk sonuçlar doygun, olmayan tabakadaki suda, nitrat konsantrasyonu ve tarımsal kullanım arasında açık bir bağlantı olduğunu göstermiştir. Gübreli tarım yapılmış yerlerin altında konsantrasyonlar genellikle yüksek 15 ile 50 mg / lt nin üzerinde, devamlı yeşillik olan, gübre kullanılmamış yerlerde ise konsantrasyonlar 4 mg / lt nin altında bulunmuştur. Bu yeşillik yerlerde gübre kullanılmışsa bu sayı bazen 20 mg / lt ye ulaşmıştır. 600 kg N / hektar gübre kullanılmışsa 50 mg / lt ye kadar yükselmiştir.

Doygun olmayan tabakada derinliğe göre de konsantrasyonların değiştiği ve konsantrasyon profilinde pikler görülmüştür. Bu piklerin aşağı su tabakasına doğrumu ve hangi hızla hareket ettiğine karar vermek için hidrojenin radyoaktif izotopu trityumdan yararlanılmış, çeşitli derinliklerdeki trityum konsantrasyonu bulunmuş ve verilere göre yer altı suyunun 1 m / sene hızla aşağıya doğru hareket ettiği bulunmuştur.
Genellikle çatlaklardan akan su % 5 - 15 kabul edilirdi.

Fakat 1975 te yapılan bir çalışmada bu kabulden gidilmeyerek tebeşir ve triasik kum taşlarında hız daha değişik bulunmuştur ; Tebeşirde 0,6 - 1,2 m / sene ve kum taşında 1,2 - 2,4 / sene. Matematik modeller üzerinde yapılan çalışmalarda çatlaklardaki akışın % 5 - 15 den daha büyük, suyun hızının daha fazla olduğunu, bu nedenle konsantrasyonun etkilendiği gösterilmiştir. Ayrıca azotlu gübrelerin suya geçmesini incelemek için çalışma yapılmış, bunun için o bölgede yetiştirilmiş bitki türleri bulunup, topraktan da örnekler alınıp besleyici miktarları araştırılmıştır.

Ekili yerlerdeki toprakta organik madde miktarı devamlı düşmüştür. Azotun, doğada çok az bulunan 15 N izotopu ve klorürün, 36 Cl izotopu gübre için izleyici olarak kullanılmıştır. Ve kütle spektrometresi ile tayin edilmiştir. Çalışma sonucunda azotun % 50 - 60 kadarı bitki tarafından alınmakta, % 5 havaya çıkmakta veya sızmakta, gerisi toprakta bağlanmakta olduğu bulunmuştur. Toprakta birikim yapan azot, gübre ile kullanılan nitrattaki azota oranlandığında 100 bulunmuştur.

 
Toprakta organik maddedeki karbonla birleşen azot, nitrat bakterileri ve mikro organizmalarla nitrata dönüştükten sonra bitkilerce kullanılır. Akarsularda nitrat konsantrasyonu daha kolay yükselmektedir. Tarımsal akışlar ve pis su artıkları başlıca nitrat kaynaklarıdır. Bu hızla nitrat artışı içme suyu için kullanılacak yeraltı ve yüzey sularında nitratın giderilme yolları üzerinde çalışmaya başlanmıştır.

Nitratın giderilmesi için başlıca metotlar ;

1. - Uzun beklemeli rezervuarlarda mikroorganizmalarla doğal dinitrifikasyon
2. - Ters ozmoz
3. - Karbon besleyicili biyolojik arıtma
4. - İyon değiştirici

 
Ham suyun bekletilmesi, yosunlaşmanın oluşmasıyla denitrifikasyon olumlu yönde etkilenir. Her özel durumda suyun bekletilmesi özel şartlara bağlıdır. Aşağıda arıtım yöntemleri ayrı ayrı incelenecektir. Ancak şu söylenebilir ki metotlardan hiçbiri nitratı % 100 giderebilecek özellikte olmadıkları ve çok pahalı yöntemler olduklarından ileri yıllar için arıtım yöntemlerinin yanında tarımda yeni gelişmeler yapılarak gübre kullanımının azaltılmaya çalışılması, örneğin ekimi yaklaşık 200 mm derinlikte yaparak fazla derin ekimden kaçınılması ve toprağın nitratla tuzlanmasının önlenmesi, tarımcılara yeterli gübre kullanımının benimsetilmesi gibi yollar aranmalıdır*