5.1. Su Dezenfeksiyonu 

İçme suyu içinde patojenik mikroorganizmaların büyük bölümü, koagülasyon, çökeltme ve süzme gibi su arıtma teknikleri vasıtasıyla çıkarılır. İçme suyu güvenliğini arttırmak için, dezenfeksiyon son arıtma adımı olarak uygulanır. 

Dezenfeksiyon, içme amaçlı güvenli su temini konusunda tartışılmaz bir öneme sahiptir. Sudaki dezenfeksiyon, patojenik mikroorganizmaların çıkarılması, devre dışı bırakılması, veya öldürülmesi anlamına gelir. Bu süreçte mikroorganizmaların büyümesi ve üremesi durdurulur, yok edilir ya da devre dışı bırakılırlar. Mikroorganizmalar içme suyundan kaldırılmadığı zaman, kullanım insanlarda hastalığa neden olur. Dezenfeksiyon sterilizasyon yapılmasıyla ilgili bir prosestir ve bu proses esnasında mevcut tüm mikroorganizmalar zararlı veya zararsız öldürülürler. Bu işlem fiziksel ya da kimyasal dezenfektanların vasıtasıyla gerçekleştirilebilir. Bu dezenfektanlar da mikroorganizmalar için besin veya sığınak olarak hizmet veren, sudan organik kirleri çıkarmak içindir. Sadece mikroorganizmaları öldürmek değil, ama aynı zamanda dezenfekte edildikten sonra su içinde etkin kalması anlamına gelir ve bir etkisi olması gerekir. Bir dezenfektan patojenik mikroorganizmaları sıhhi tesisatta da üremesini önlemelidir ve suyu kirlenmekten korumalıdır (Purcell, 2003).

Suyun kimyasal dezenfeksiyonu için aşağıdaki dezenfektanlar kullanılabilir:

• Klor (Cl2)
• Klor dioksit (ClO2)
• Hipoklorit (OCl-)
• Ozon (O3)
• Halojenler: brom (Br2), iyot (I)
• bromin klorit (BrCI),
• Metaller: bakır (Cu + 2), gümüş (Ag +)
• Kaliumpermanganate (KMnO4)
• Fenols
• Alkoller
• Sabun ve deterjanlar
• Kwartair amonyum tuzları
• Hidrojen peroksit
• Bazı asitler ve bazlar

Suyun fiziksel dezenfeksiyonu için aşağıdaki dezenfektanlar kullanılabilir:

• Ultraviyole ışık (UV)
• Elektronik radyasyon
• Gama ışınları
• Sesler
• Sıcaklık

5.2.Dezenfektan Şekli

Kimyasal inaktivasyonu yoluyla doğal veya işlenmemiş su içinde mikrobiyolojik kirlenme inaktivasyonu, içme suyu patojenik mikroflora azaltılması için yapılan son aşamalarından biridir. Su arıtma adımları (oksidasyon, koagülasyon, çökmesi, dezenfeksiyon ve filtrasyon) kombinasyonlarının üretiminden sonra (içme) suyu güvenli hale gelir. Mikrobiyolojik kirlenmeden suyu korumak amacıyla, saflaştırma sürecinin sonunda, çok ülkede ekstra bir önlem de geçerlidir. Bu su dağıtım sisteminde mikrobiyolojik kirlenmeden suyu korumak için, ikinci bir dezenfeksiyon adımıdır. Bu ikincil dezenfeksiyon işlemi sırasında, genellikle kullanılan dezenfektan türü, sürecin erken bir aşamasında kullanılandan farklıdır. Bu tür mikroorganizmalar sistemde dağıtım sırasında suda çoğalmamayı garanti eder. İlk dezenfeksiyon aşamasından sonra suda kalabilir ya da sıhhi tesisat çatlakları nedeniyle yeraltı suyu mikroorganizmaları içerebilen, kirlenmiş suyu, geri yıkama esnasında suyun içinde sona erdirebilir.

Dezenfeksiyonun yaygın nedeni mikrobiyal hücre duvarı, ya da (çünkü enzimler bir yapısal değişimdedirler) hücre geçirgenliği, protoplazmanın veya enzim aktivitesindeki değişiklikler nedeniyle bozulma etkisi gerçekleşir. Hücre aktivitesi nedeni, mikroorganizamların  azaltılması veya yayılmasını durdurma ve sistemden kaldırılmasıdır. Oksitleyici dezenfektanlar da suyun içerisindeki organic maddeleri yok ederler, besin eksikliği yaratırlar.

Birçok değişik türde dezekfektan vardır, kimi patojenik mikroorganizmaları öldürür kimi de aktifliğini devre dışı bırakır. Dezenfektan örnekleri arasında, klor ihtiva eden maddeler, peroksit, brom, gümüş-bakır, ozon, UV bulunmaktadır. Tüm dezenfektanların avantajları ve dezavantajları vardır ve koşullara bağlı olarak su dezenfeksiyonu için kullanılabilir.

Dezenfeksiyon İçme suyunun yanı sıra, yüzme havuzları ve soğutma kulelerinde uygulanabilir. Su dezenfeksiyonu bu uygulamalar için çok önemli bir faktördür.

Yüzme havuzları, yüzücülerden kaynaklanan kirlenmelerde büyük bir çeşitlilik içerir. Kirlenme diğer şeyler arasında mikroorganizmaları da içerir.

Patojenik mikroorganizmalar tarafından enfekte olan yüzücüleri önlemek için, yüzme suyu dezenfekte edilmelidir. Havuz suyu sık sık sirküle edilmelidir. Su yüzme havuzuna döndürülmeden önce arındırılmalıdır. Saflaştırma dezenfeksiyonu içerir.

Soğutma kuleleri proses suyunu soğutmak için kullanılır. Bundan sonra, su yeniden kullanılabilir.  Soğutma kuleleri içinde koşullar büyüme ve mikroorganizmaların çoğalması için idealdir. Bu korozyon ve bloklar sistemi teşvik eder, çünkü biyofilm gelişimi, soğutma kuleleri önemli bir sorundur.

Havalandırma sistemlerinde olduğu gibi, soğutma kulelerinde bir diğer sorun, Legionella bakterilerinin gelişmesidir. Bu bakteriler aerosoller yoluyla yayılır ve Lejyoner hastalığına neden olabilir – pnömoni gibi benzer bir çok ciddi hastalığa da neden olabilir. Birçok ülke artık soğutma kulelerinde Legionella bakterilerinin gelişimini soğutma suyu dezenfeksiyonu ile önlenebilir gerektiğini belirleyen yasal standartlarına sahiptir.

1970'lerin başında, kimyasal dezenfektanların, spesifik yan ürünleri oluşturabildikleri tespit edilmiştir. Bu keşfedildiği zaman, araştırmalar bu yan ürünlerin sağlık etkileri üzerine yoğunlaşmıştır. Bugün, yan ürünlerde, içme suyunda dezenfeksiyon maksimum seviyelerini gösteren yasal standartlar vardır. İçme suyundaki dezenfeksiyon yan konsantrasyonunu düşürmek için yöntemler de araştırılmıştır. 

5.3.Su dezenfeksiyonu Etkileyen Faktörler

• CT: Dezenfektan ve mikroorganizma ve dezenfektan konsantrasyonu arasındaki temas süresi ölçümü için bir faktör. CT yeterli suyu dezenfekte etmek için gerekli olan dezenfektan konsantrasyonu hesaplamak için kullanılır. Cı mg / L, belirli kimyasal dezenfektan nihai kalıntı konsantrasyona değinmektedir. T dezenfektan ile dezenfekte edilir ve malzemenin asgari temas süresini (dakika) ifade eder. Bu nedenle, CT birimleri mg-min / L (URL5) olarak ifade edilmiştir.

CT = dezenfektan konsantrasyon x temas süresi = C mg / L x T dakika

• Suya belirli bir dezenfektan uygulanması halinde, sadece patojen mikroorganizmalar ile reaksiyona girmez. Aynı zamanda, bu tür çözünür metaller, organik madde ve diğer mikroorganizmaların partiküller gibi diğer yabancı maddeler ile reaksiyona girer. Tüm bu maddeler ile reaksiyonlar için belirli bir dezenfektan kullanımı suyun dezenfeksiyonu talebi hakkında bilgi verir. Bu temel dezenfeksiyon talepleri memnun kaldığınızda, bir kalıntı dezenfektan konsantrasyonu kurulabilir. Suya ilave edilmesi gereken dezenfektan konsantrasyonu, dezenfeksiyon talebinin toplamı ve kalan dezenfektan konsantrasyonundan oluşur. Bakiye bir dezenfektan konsantrasyonu vardır sonra bu artık konsantrasyonunun patojen mikroorganizmaların öldürülmesi için gerekli temas süresi esnasında muhafaza edilmesi gerekmektedir. Yeterli suyu dezenfekte etmek için ve patojen mikroorganizmaları öldürmek için gereken konsantrasyon daha yüksek bir dezenfektan konsantrasyonu ile su temini için kullanılır.
• Genellikle 12-20 mg / L klor doz 6-8 mg / L'lik bir serbest klor konsantrasyonu için gereklidir. Uygulanan dezenfektan konsantrasyonu (mg / L) yükseldiği zaman, belirli bir mikroorganizma devre dışı bırakmak için gerekli süre azalır. Laboratuvar testleri en etkili olan temas süresini öğrenmek için yapılmaktadır.
• CT, genellikle tanımlanmış şartlar altında belirli bir mikroorganizmaya karşı belirli bir dezenfektan etkisini belirlemek için kullanılır. Farklı mikroorganizmalara karşı kimyasal dezenfektanların nispi etkileri arasında bir fark yoktur. Genellikle, belirli bir seviyede, örneğin% 99 için, CT eklenir. Bu mikroorganizmaların% 99 dezenfektan olarak devre dışı olduğu anlamına gelir. CT mikroorganizmalar (Tablo 5.1) karşı çeşitli dezenfektanların etkisini karşılaştırmak için kullanılabilir.
• Tablo 5.1’e göre ozon en etkili dezenfektandır; ozonun, CT değeri çok düşüktür. Kloramin en az etkili olan ve Giardia lamblia’ya karşı kullanılamaz. Klor E.coli bakteri ve Polio virüsüne karşı etkilidir. Giardia lamblia karşı kullanılan klor CT değeri, E.coli bakterileri ve polio virüsü karşı kullanılan klordan çok daha yüksektir.

Tablo 5.1. 5 ° C sıcaklıkta mikroorganizmaların% 99 inaktivasyonu ile CT değerlerinin karşılaştırması

5.4.CT belirlenmesi için önemli özellikler

5.4.1.Mikroorganizma türü

Dezenfektanlar etkin bir patojen mikroorganizmaları (bakteri, virüs, ve parazitler) öldürebilir. Bazı mikroorganizmalar dirençli olabilir. E. coli bakteri, diğer bakterilere göre daha kuvvetlidirler, bu nedenle dezenfektanlara daha dayanıklıdırlar. Ama E.coliden daha dirençli virüsler vardır ama bunların yokluğunda su temiz demek değildir yine de. Cryptosporidium ve Giardia gibi protozoon parazitler klora karşı çok dayanıklıdır.

5.4.2. Mikroorganizma yaşı

Belirli bir dezenfektan Dezenfeksiyon etkinliği üzerindeki etkisi de mikroorganizma yaşına bağlıdır. Genç mikrobiyalda nüfus dezenfektan öldürülmesi etkisi daha savunmasızdır. Eski toplumlarda, onların hücre duvarı üzerinde polisakkarit kabuk gibi farklı rezerv metabolitleri, dezenfektanlara karşı onları daha dirençli hale getirir. 2.0 mg / L klor kullanıldığında, gerekli temas süresi 30 dakika 10 günlük bakterilerin devre dışı bırakmak içindir. Aynı türün ve 1 gün yaşındaki bakteriler için, temas süresi 1 dakika yeterlidir. Bakteri sporları, çok dirençli olabilir. Çoğu dezenfektanlar bakteri sporlarına karşı etkili değildir.

5.4.3. Suyun Doğası

Arıtma gerektiren su doğası gereği dezenfeksiyon üzerindeki etkisi vardır. Suda maddeler, örneğin demir, manganez, hidrojen sülfit ve nitratlar, genellikle dezenfeksiyondan rahatsız olan dezenfektan ile reaksiyona girmektedirler. Suyun bulanıklığı da dezenfeksiyonun etkisini azaltır. Mikroorganizmalar bulanıklık ile dezenfeksiyona karşı korunmaktadır.

5.4.4.Sıcaklık

Sıcaklık ta dezenfeksiyonun etkisini etkiler. Artan sıcaklık genellikle dezenfeksiyon reaksiyonlarının hızını artırır. Dezenfektan yıkılır ya da uçucu hale gelir. Ancak, sıcaklık arttıkça da, dezenfeksiyonu azaltabilir.

5.5.Su Dezenfeksiyon Uygulanması için standartlar

5.5.1.İçme suyu dezenfeksiyonu standardizasyonu

Onlarca yıldır, klor su arıtmasında önemli bir rol oynamıştır. Klor en yaygın uygulanan dezenfektandır. Klorun avantajı kolaylıkla üretilebilir ve nispeten ucuz olmasıdır. Klor etkili patojenleri öldürür. Bu yüzey sularından üretilen içme suyu güvenilirliğine katkıda bulunur. Klor tabletleri, içme suyu arıtmanın gerçekleşmediği yerlerde, suyu dezenfekte etmek için kullanılır. Klorlu yan ürünlerin keşfinden sonra, alternatif dezenfektan kullanımı artmıştır.

5.5.2. AB'de içme suyu dezenfeksiyonu için Standartlar

Çoğu Avrupa ülkesi on dokuzuncu yüzyılın sonunda ve yirminci yüzyılın başında içme suyu dezenfeksiyonunu uyguladı. Klor, genellikle bu amaç için kullanılmıştır (URL4).

Avrupa'da su dezenfeksiyonunun en eski bilinen uygulaması Middelkerke (Belçika) 'de klorun suya konmasıyla başladı. 1905 yılında, Londra Büyükşehir Su Kurulu su arıtma klor dezenfeksiyon mekanizmasını araştırdıktan sonra içme suyu dezenfeksiyonu uygulamasına başladı. Organizasyon klor dezenfeksiyonunu ham suyun uzun süreli depolama için uygun bir alternatif olduğunu düşündü. Saklama sırasında patojen bakterilerin çoğu doğal olarak öldü.

5.5.3. 98/83 / EC sayılı Avrupa İçme Suyu Direktifi

Avrupa Birliğinin 30 yılı aşkın bir içme suyu politikası vardır. 1998 yılında, insan tüketimine yönelik su için asgari standartları, kurulan Direktif (98/83 / EC) yayınladı. Yönerge dezenfektanları içeren ve yan ürünleri dezenfekte eden WHO tarafından tavsiye edilen benzer sınırlar koydular. Bu direktif, insanlar tarafından kullanılmak üzere tasarlanmış suyun, güvenli ve zararsız olmasını sağlar. Yönergenin hedefleri:

• En son bilimsel başarılar uygulanarak içme suyu kalitesinin kontrolünün sağlanması.
• İçme suyu kalitesinde etkili bir izleme ve değerlendirme sağlayın.
• Tüketicilere zamanında yeterli ve doğru bilgi sunun.
• Geniş AB su ve sağlık politikasına katkıda bulunun.

AB İçme Suyu Direktifi (98/83 / EC) aşağıdakiler için geçerlidir

• Tüm dağıtım sistemleri 50'den fazla kişiye hizmet veren veya günde en fazla 10 metreküp tedarik eden yerler için geçerlidir,
• Tankerlerdeki sular,
• Şişe veya kaplar içerisindeki içmesuları,
• Gıda işleme endüstrisinde kullanılan sular.

Ancak, İçme Suyu Direktifi şunalr için geçerli değildir:

• Doğal mineralli sular; ve
• Tıbbi ürünlere ait sular.

Direktifte, 48 mikrobiyolojik, kimyasal ve indikatör parametrelerinin hepsi düzenli olarak izlenerek teste tabi tutulur. Kendi Ulusal mevzuatlarına göre İçme Suyu Direktifi uygularken, Avrupa Birliği Üye devletleri, örneğin, kendi topraklarında alâkalı ya da daha YÜKSEK Standartlar ilave ederek, maddeler düzenleyip, ek gereksinimler koyabilirler. Fakat, Üye Devletlere daha düşük standartlar belirlemek Için izin verilmez.

Avrupa'da İçme Suyu Direktifi'nin reçetesi ile ilgili olarak, gösterilen çoğu içme suyu üretim şirketleri, dezenfektan olarak klor kullanırlar. Bu klor gazı, Kalsiyum hipoklorit ya da sodyum hipoklorit gibi su ilave etmekle elde edilir. Ozon tat ve koku kontrolü için ilave edilir. Yüzey suyundan elde edilen içmesuyunda, klor en önemli dezenfaktandır. Yeraltı suları için de, en basit arıtma sistemi, klor genellikle en uygun dezenfektandır.

Avrupa ülkeleri de, içme suyu dezenfeksiyonu Için alternatif dezenfektanlar (sekil 5.1) kullanırlar. Fransa, örneğin, esas olarak ozon kullanır. 1906 Yılında, ozon içme suyu dezenfeksiyonu olarak tanıtılmıştır. İtalya ve Almanya ozon veya klorin dioksiti esas oksidan ve dezenfektan olarak kullanmaktadırlar. Klor ilave dezenfeksiyon olarak eklenir. İngiltere, içmesuyu network’ü içerisinde ve dezenfeksiyon maddelerini yok etmek için, kloramini dezenfeksiyona ilave olarak kullanan birkaç az sayıdaki ülkeden biridir. Finlandiya, İspanya ve İsveç te bazen dezenfeksiyon için kloromin kullanırlar.

5.5.4. Biyosidal ürünler yönergeleri

1998 Yılında, Biyosidal Ürünler Direktifi de hayata geçirildi. Ayrıca, Mayıs 2012'de 22 Biyosidal Ürünler Yönetmeliği (BPR, Yönetmeliği (AB) 528/2012) ve Biyosidal Ürünler Direktifi yürürlükteki şekilde kabul edilmiştir (Direktif 98/8 / EC). Son direktif, biyosidal ürünün, insanları, hayvanları, maddeleri veya parçacıkları koruyucu olduğunu bildirerek, pazarda satılmasını sağlamak ve zararlı organizamaları ve bakterileri öldürdüğünü anlatmaktadır. Bu yönetmelik insanlar ve çevre için yüksek koruma seviyesi sağlarken, AB'DE biyosidal ürünler pazarının işleyişini geliştirmeyi amaçlamaktadır. BPR, AB düzeyinde pazarı uyumlu hale getirmeyi amaçlar ve  aktif maddelerin onaylanmasını kolaylaştırır, biyosidal ürünlerin yetkilerini verir.

BPR’ye göre, biyosidal ürün aktif bir madde veya aktif bir maddenin karışımı olup, zararlı veya istenmeyen mikroorganizmaları öldürmeyi veya deaktivite etmeyi, biyolojik veya kimyasal kaynaklarla yapmayı hedefler. Su dezenfeksiyonu için kimyasal dezenfektanlar da biyosidal ürün olarak derecelendirilir.

Bir biyosidal ürün yanlış kullanıldığında, insan, hayvan veya bitki sağlığı zarara uğrar veya çevreye zararı olabilir. Avrupa Birliği ülkeleri, herhangi bir maddenin kullanılır olup olmadığını belirler. Bir şirketin belli bir biyosidal ürünü uygulamak için izin alması gerekir, bu da o ülkenin hükümetinden talep edilmelidir. Aynı zamanda, bu talebin AB Hükümetine de gönderilmesi gerekir. Ülkelerin hükümetleri, esas olarak bir maddenin, kullanılıp kullanılmayacağı konusundaki kararı verirler. Bir Avrupa ülkesi tarafından red edilen bir madde, bu maddenin Avrupa Birliği tarafından da red edilmesine neden olabilir veya tersi de olabilir.

References:

1. Purcell P., 2003. Design of Water Resources Systems. Thomas Telford Limited, Bristol.
2. URL1: Council Directive 98/83/EC of 3 November 1998 on the Quality of water intended for human consumption. OJ L 330, 5.12.1998, p. 32–54
3. URL2: Synthesis Report on the Quality of Drinking Water in the EU examining the Member States' reports for the period 2008-2010 under Directive 98/83/EC. REPORT FROM THE COMMISSION COM (2014).
4. URL3: The consolidated version of the Regulation (EU) No 528/2012 of the European Parliament and of the Council of 22 May 2012 concerning the making available on the market and use of biocidal products (BPR), < a href="http://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/PDF/?uri=CELEX:02012R0528-20140425&from=EN">http://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/PDF/?uri=CELEX:02012R0528-20140425&from=EN"
5. URL4: NSF Guide to the European Standards for Drinking Water Treatment Units, 2009 (http://www.nsf.org/newsroom_pdf/European_Stds_Guide_LT_EN_LDW10050309.pdf)
6. URL5: EU's drinking water standards, LENNTECH, http://www.lenntech.com/applications/drinking/standards/eu-s-drinking-water-standards.htm
7. URL6: Guidelines for Drinking Water Quality. 2011. World Health Organization http://apps.who.int/iris/bitstream/10665/44584/1/9789241548151_eng.pdf