SU VE ATIK SUDA KİMYASAL OKSİJEN İHTİYACI ANALİZLERİNDE
UYGULANAN
ISO 6060 VE ISO 15705 METODLARININ KARŞILAŞTIRILMASI
Dr.
Kimyager Zekeriya YERLİKAYA-Matriks Kimya Ltd.
Giriş
Kimyasal
Oksijen İhtiyacı (KOİ) su ve atıksularda organik kirlilik seviyesinin
tespitinde en önemli test parametresidir. Alıcı ortamda organik ve anorganik
atıkların oksidasyonu, su hayatı için önemli olan çözünmüş oksijen miktarında
azalmaya yol açar. Bu nedenle, KOİ testi evsel ve endüstriyel atık sularda
oksijen tüketen kirleticilerin analizinde, laboratuvarlarda yaygın olarak
kullanılmaktadır. KOİ, mg/L olarak, numunenin litresi başına tüketilen mg
olarak O2 miktarıdır.
Su
numunesi, gümüş sülfat katalizörünün varlığında, potasyum dikromatın asidik
çözeltisiyle oksitlenmektedir. Klorür, cıva sülfat ile maskelenmektedir.
Oksitlenebilir bileşikler; potasyum dikromat ile tepkimeye girerek dikromat
iyonlarını (Cr2O72-) yeşil (Cr3+)
iyonlarına indirger. Açık riflaks yönteminde KOİ değerleri titrasyonla
belirlenirken, kapalı tüp yönteminde spektrofotometrik olarak, 0–150 mg/L
aralığında, tepkime sonrasında geriye kalan Cr6+ miktarı, 0–1500
mg/L ve 0–15000 mg/L aralıklarında ise, oluşan Cr3+ miktarına bağlı absorbans
verilerinden tespit edilmektedir.
Son
yıllarda artan çevre hassasiyetine ve bu konu ile ilgili mevzuatların daha sıkı
uygulanmasına paralel olarak, atık su deşarj eden tesislerde bu tür
parametrelerin analizinde kullanılacak ve seçilecek olan yöntemlerin;
—Çevre
ve çevre teknolojileri ile uyumlu,
—Ekonomik,
—Uygulaması
kolay,
—Uygulayıcı
sağlığı açısından daha az risk taşıması önemli hale gelmiştir. Bu çerçevede,
bilinçli uygulamalara katkı sağlamak amacıyla aşağıda KOİ analizinde sık kullanılan
iki standart metodun karşılaştırılmasına ait bazı bilgiler verilmiştir.
1) Çevre Etkisi ve
Uygulayıcı Güvenliği:
—Kapalı
tüp metodu, açık riflaks (ISO 6060) metoduna göre 5 kat daha az cıva kullanır.
Cıva çok zehirli ve çevreyi kirletici bir maddedir. Bu tür maddelerin
kullanımının en aza indirilmesi çevrenin korunması açısından oldukça önemlidir.
Tüm zararlı maddelerin kapalı ortamda bulunması nedeniyle de, bu tür maddelerin
buharlarının solunması ve temas riski düşünüldüğünde uygulayıcı güvenliği
açısından test kit yöntemi daha uygundur.
-Yine
aynı şekilde ortamdaki diğer maddeler, cıvaya göre nispeten daha az
toksik/zararlı olmakla birlikte ISO 15705 metodunda, ISO 6060 metoduna göre
daha az kullanılmakta ve çevre atık sorunu açısından kapalı yöntemi daha
da önemli kılmaktadır. Bu aynı zamanda neden bu yönteme ihtiyaç duyulduğunu da
ifade etmektedir.
—Kapalı
metotta kullanılan tüplerin geri dönüşümü ve dolayısıyla içindeki gümüş
ve cıvanın geri kazanımı mümkün olabilmektedir.
2) İnatçı/Uçucu Organik
Maddeler;
Kapalı
tüp ortamı metoduyla, açık riflaks metodunun (ISO 6060) karşılaştırma
deneylerine yönelik yapılan bir araştırmaya ait sonuçlar Tablo 1 de
görülmektedir. Bu verilere göre; organik maddelerin oksidasyonu
tepkimesinin tamamlanmasına dair sonuçlarda, kapalı metot değerlerinin,
ISO 6060 metoduyla elde edilen değerlerden yüksek olduğu anlaşılmaktadır.
Bunun bir nedeni, kapalı tüp metodunda oksidasyon tepkimelerinin gerçekleşme
oranının daha yüksek olmasıdır. Diğer ve belkide en önemli bir nedeni de, açık
yöntemde ortamda bulunan organik maddelerden bir kısmının, özellikle uçucu
grubda yer alanların işlem sırasındaki kaçınılmaz kaybının, kapalı yöntemde
olmaması ve bunların tepkimeye girebilmesidir.
Tablo.1[5]. İnatçı ve/veya Uçucu Organik Bileşiklerin Okunmasında KOİ Metot
Karşılaştırma Verileri
|
|
KOİ değerleri mg/L |
|
||
|
Bileşik |
Teorik |
ISO 6060 (S) |
Kapalı Tüp (ST) |
(S/ST)x100 |
|
Fenol |
238 |
230 |
240 |
95,8 |
|
Sodyum Asetat |
470 |
450 |
462 |
97,4 |
|
Asetat |
221 |
200 |
207 |
96,6 |
|
Etanol |
197 |
170 |
180 |
94,4 |
|
Dekstroz |
107 |
100 |
113 |
88,8 |
|
Metanol |
150 |
130 |
139 |
93,5 |
|
Okzalik
Asit |
127 |
120 |
128 |
93,8 |
|
Sodyum Sitrat |
490 |
470 |
496 |
94,8 |
|
Glutamik
Asit |
98 |
90 |
98 |
91,8 |
|
Glisin |
64 |
60 |
62 |
96,8 |
|
Benzoik
Asit |
197 |
190 |
202 |
94,1 |
|
Pridin |
223 |
<5 |
<3 |
...* |
|
3-Picolin |
239 |
64 |
77 |
83,1* |
|
Tetrahidrofuran |
244 |
250 |
242 |
103,3 |
|
Ortalama |
|
|
|
95 |
|
Std sapma |
|
|
|
3,1 |
*Sonuçlar Std sapma ve ortalama hesabına dahil
edilmemiştir.
ISO 15705[2] verilerine
göre (Tablo.2), teorik olarak 800 mg/L KOİ değerine sahip, Sodyum Asetat
ortamıyla yapılan deneysel çalışmada, ISO 6060 yöntemi ile karşılaştırıldığında
ISO 15705 metoduyla daha başarılı sonuçlar alındığı gözlenmiş ve bu sonuçlar
yukarıda daha ayrıntılı olarak verilen çalışmayla örtüşmektedir. Rakamsal
olarak KOİ değeri ISO 6060 da 730 olmasına karşın, ISO 15705de 753 olarak
bulunmuştur. Endüstriyel atık su numuneleri üzerinde yapılan analizlerde de
benzer sonuçların alınması; kapalı ortam ile uçucu maddelerin ortamdan
uzaklaşmasına engel olunduğu ve inatçı organik maddelerin oksidasyonu
tepkimelerinde daha başarılı sonuçlar alındığına dair yapılan yorumları
desteklemektedir.
1) Doğruluk ve
Hassasiyet:
Standard metoddaki kapalı tüp yönteminin ISO 6060 yöntemiyle
karşılaştırma verileri incelendiğinde (Tablo2), referans KHP standartları
üzerinde, 35 laboratuvarın katılımıyla yapılan çalışmada; metot performans
parametreleri olan; doğruluk, tekrarlanabilirlik ve tekrar üretilebilirlikde,
ISO 15705
Tablo.2. ISO 6060 ve ISO 15705 KOİ Metotları Karşılaştırma Verileri
|
Numune |
|
ISO 6060 |
Test kitleri |
ISO 6060 |
Test kitleri |
ISO 6060 |
Test kitleri |
ISO 6060 |
Test kitleri |
|
Xref |
X |
X |
R |
R |
CVr |
CVr |
CVR |
CVR |
|
|
Atıksu arıtma tesisleri
çıkış suyu I |
|
48,3 |
46,2 |
- |
- |
8,56 |
8,40 |
14,98 |
16,16 |
|
KHP 20 |
20 |
23,8 |
21,1 |
118,9 |
105,4 |
11,99 |
17,17 |
19,30 |
20,52 |
|
Endüstriyel Atıksu I |
|
347,3 |
365,2 |
- |
- |
2,26 |
2,49 |
5,68 |
4,54 |
|
KHP 850 |
850 |
852,9 |
851,1 |
100,3 |
100,1 |
2,56 |
1,21 |
3,23 |
1,75 |
|
KHP 20+ Klorür 1000 |
20 |
30,3 |
30,3 |
151,4 |
151,4 |
15,30 |
13,94 |
29,61 |
28,00 |
|
Endüstriyel atıksu II |
|
526,3 |
558,8 |
- |
- |
4,73 |
1,81 |
8,73 |
6,98 |
|
KHP 120 |
120 |
121,5 |
122,1 |
101,3 |
101,7 |
1,38 |
2,90 |
8,36 |
4,12 |
|
Endüstriyel atıksu III |
|
99,3 |
105,0 |
- |
- |
3,25 |
6,76 |
5,09 |
7,27 |
|
KHP 20+ Klorür 2000 |
20 |
40,3 |
36,3 |
201,3 |
181,7 |
12,10 |
15,63 |
50,76 |
28,96 |
|
Sodyum Asetat 130 |
130 |
118,3 |
124,0 |
91,0 |
95,4 |
4,71 |
3,29 |
11,38 |
5,17 |
|
Atıksu arıtma tesisleri
çıkış suyu II |
|
143,7 |
145,6 |
- |
- |
4,48 |
3,94 |
5,18 |
7,11 |
|
Sodyum Asetat 800 |
800 |
730,1 |
753,2 |
91,3 |
94,2 |
5,31 |
1,58 |
10,93 |
6,13 |
Kısaltmalar
Xref:
Referans değer
X: Sonuç
R: Geri kazanım
CVr: Tekrarlanabilirlik
varyasyon katsayısı
CVR:
Tekrar üretilebilirlik varyasyon katsayısı
2) Klorür Girişimleri:
Tablo 2 verilerine göre,
1000 mg/L Klorür derişimine sahip ortamlarda, her iki metodun başarıyla
uygulanabildiği görülmektedir. ISO 6060 metodunun 1000 mg/L klorür derişimine
sahip ortamlarda metodun kullanımına izin verdiği düşünülürse[3], çok önemli
bir farka işaret etmemekle beraber, 2000 mg/L Klorür derişimlerinde, test
kitleri daha başarılı sonuçlar vermiştir.
3) Uygulama Kolaylığı
ve Ekonomiklik:
ISO 15705 metot
uygulamasında, 2-3 ml lik numunenin test tüplerine alınıp KOİ değerlerinin
okunması arasında tüm işlemler için gereken zaman, örneğin aynı anda 25 test
için, maksimum 180 dk dır. Dolayısıyla testin işgücü maliyeti oldukça
düşüktür.
Sonuç
Son yıllarda, artan
çevre bilinci, çevre sorunlarının çözümü için yasal düzenlemeleri beraberinde
getirmiştir. Çevreyi korumaya yönelik uygulamaların daha bilinçli
gerçekleştirilmesi önem kazanmıştır. Bilim dünyasındaki gelişmeler; hem
çevre ve çalışan sağlığını koruma hem de gereksiz işgücü kaybına dayalı aşırı
maliyetlerin düşmesi açısından, laboratuvar uygulamalarına önemli katkılar
sağlamıştır. Daha çevreci ve ISO standartlarına uygun, uygulama kolaylığı
getiren bu tür metotların; ilgili gelişmeler yönünde, çevre analizleri yapan
laboratuvarlarca tercih edilmesi, ülkemizdeki çevre bilincine önemli katkılar
sağlayacaktır.
KAYNAKLAR
[1]Jirka A.M.
And Carter M.J., Analytical Chemistry, Vol.4, No.8, July 1975, 1397-1401
[2]INTERNATIONAL STANDARD ISO 15705:2002 (E).
[3]INTERNATIONAL STANDARD ISO 6060:1989 (E) s.4.