Gerçek zamanlı (online) izleme sistemlerine ilişkin rapor

Transkript

Avrupa Birliği’nin Türkiye için 2009 yılı Ulusal
Katılım Öncesi Yardım Programı
Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti
tarafından eş finanse edilmektedir
TR2009/0327.02-02/001Su Kalitesi İzleme Konusunda Kapasite Geliştirme
Teknik Yardım Projesi
Gerçek zamanlı (online) izleme sistemlerine
ilişkin rapor
Tarih: 06.03.2015
1
Su Kalitesi İzleme Konusunda Kapasite Geliştirme Teknik Yardım Projesi
Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti
tarafından finanse edilmektedir
This publication has been produced with the financial assistance of the European Union
Bu yayın Avrupa Birliği’nin mali desteğiyle hazırlanmıştır.
i
Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye
Cumhuriyeti tarafından finanse edilmektedir
İçindekiler
1. Önsöz ...........................................................................................................................................................................1
2. Gerçek zamanlı (online) izleme sistemlerine giriş ....................................................................................1
3. Gerçek zamanlı (online) izleme sistemlerinin avantajları .....................................................................6
4. Gerçek zamanlı (online) izleme sistemlerinin dezavantajları ..............................................................8
5. Ölçülen parametreler ............................................................................................................................................9
5.1. Su kalitesi ................................................................................................................................. 9
5.2. Su miktarı ............................................................................................................................... 10
5.3. SÇD tarafından izlenen parametreler ve gerçek zamanlı (online) izleme........................ 10
6. Bir gerçek zamanlı (online) izleme ağının bileşimi................................................................................ 13
6.1. Otomatik Telemetrik Ölçüm İstasyonu (ATMS) ................................................................. 13
6.1.1. Sensörler ...................................................................................................................... 14
6.1.2. Veri kayıt cihazı ........................................................................................................... 15
6.1.3. Uzaktan ölçme ünitesi................................................................................................. 17
6.1.4. Güç kaynağı .................................................................................................................. 18
6.1.5. Yardımcı donanım ....................................................................................................... 20
6.2. Uzaktan alım ve veri işleme merkezi (RRDPC) ................................................................... 21
6.2.1. Donanım ....................................................................................................................... 21
6.2.2. Yazılım.......................................................................................................................... 21
6.2.3. Veri depolama ve sunum seviyesi.............................................................................. 22
6.2.4. İstatistiksel analiz seviyesi ......................................................................................... 22
6.2.5. Veri doğrulama seviyesi ............................................................................................. 23
6.2.6. Veri işleme seviyesi ..................................................................................................... 23
7. Bir gerçek zamanlı (online) izleme ağı tasarlarken dikkat edilecek temel hususlar. ............... 24
7.1. Genel ....................................................................................................................................... 24
7.2. Kısıtlamalar............................................................................................................................ 25
8. AB ülkelerinde gerçek zamanlı (online) izleme....................................................................................... 26
8.1. Yunanistan ............................................................................................................................. 26
8.2. Fransa ..................................................................................................................................... 35
8.3. Finlandiya .............................................................................................................................. 51
9. Son Söz ..................................................................................................................................................................... 56
EK I: Sensör teknolojileri…………………………………………………………………………...……………………...59
ii
Bu doküman Bay Dimitris Kouvas tarafından hazırlanmış, Y. Katselis, M. Maroulakis ve A.
Karanasios tarafından gözden geçirilmiş ve Spyros Papagrigoriou tarafından imzalanmıştır.
1. Önsöz
Bu raporun amacı gerçek zamanlı (online) izleme kavramının tamamen ve tutarlı bir şekilde
analiz edilmesidir. Bu analiz gerçek zamanlı (online) izleme sistemlerinin amacının,
avantajlarının ve dezavantajlarının yanı sıra teknolojik bakış açısından sundukları çözümlerin
incelenmesi aracılığıyla gerçekleştirilebilir. Bunun yanı sıra, diğer Avrupa ülkelerindeki
uygulamalara ilişkin bir genel açıklama da yapılacaktır.
Gerçek ürünlerin ve gerçek dünya sistemi uygulamalarının kullanılması analizi çok daha ayrıntılı
bir hale getirmektedir. Rapora dahil edilen verilerin neredeyse tamamı Fransa, Finlandiya ve
Yunanistan’daki gerçek gerçek zamanlı (online) izleme sistemleri piyasasından gelmektedir.
Aşağıdaki analizler, ölçümlerin eldesi ve nitel analizleri noktasına kadar ulaşmaktadır. Geniş bir
konu olması ve açıkça bu dokümanın kapsamının dışında kalması nedeniyle bu dokümanda
verilerin işlenmesi ve kullanılması ele alınmamıştır.
2. Gerçek zamanlı (online) izleme sistemlerine giriş
Genel notlar
Bu bölüm bağımsız kavramların analizine adanmıştır. Gerçek zamanlı (online) izleme
sistemlerinin hayata geçirilmesine yönelik girişimlere uzun yıllar önce başlanmıştır. Yıllar
boyunca kavramların bazıları çarpıtılmıştır ve gerçeği doğru şekilde yansıtmamaktadır.
Gerçek zamanlı (online) izleme kavramının evriminin daha geniş teknolojik evrim ile mükemmel
uyumlu olduğu doğrudur. Sektör modern teknolojik alanların neredeyse tamamını kullanarak
gelişmektedir. Daha belirgin bir biçimde:




Sensör teknolojindeki uygulaması ile malzeme teknolojisi
Hem sensör teknolojisini hem de bölgesel sistemleri uygulayarak elektronik ve
mikro elektronik teknolojisi
Ölçümlerin kayıt altına alınması, işleme, doğrulama ve modelleme amacıyla
bilgisayar teknolojisi ve sistemlerin uygulanması
Ölçümlerin iletim sistemlerinde ve ölçüm cihazlarının kontrol edilmesinde
uygulamaları ile telekomünikasyon teknolojisi
1
Bu teknoloji sektörlerinin hızlı gelişimi günümüzde gerçek zamanlı (online) izleme kavramının
neredeyse her türden su kütlesine ve neredeyse bütün ilgili fiziko-kimyasal parametrelere
uygulanmasına olanak sağlamaktadır.
Bunların ötesinde, izlenen verilerin kalitesi daha yüksekken maliyet ise geçtiğimiz on yıllık süreç
ile karşılaştırıldığında çarpıcı biçimde düşmüştür.
Buna ek olarak, modern sensörlerin ve ölçüm cihazlarının gelişmesi bakım ihtiyacını önemli
ölçüde azaltırken işletme maliyetleri de azalmıştır.
Telekomünikasyon teknolojisindeki hızlı gelişme daha ham verilerin yanı sıra suyun spektrum
parmak izleri, hatta görüntüler gibi karmaşık bilgilerin de eşzamanlı olarak aktarılmasına olanak
sağlamıştır.
Bunun yanı sıra gerçek zamanlı (online) izleme sistemleri artık bir kablolu telefon altyapısına da
ihtiyaç duymamaktadır, mobil ağ da işe yarayabilir. Bu imkân daha fazla sayıda noktanın
kapsama alanına alınmasına olanak sağlamıştır.
Mikro-elektronik bilimindeki gelişmeler oldukça düşük enerji gereksinimleri bulunan ve maliyeti
çok daha düşük olan ölçüm cihazlarının, kayıt ve iletim sistemlerinin inşa edilmesine yardımcı
olmuştur. Bunun bir sonucu olarak gerçek zamanlı (online) izleme sistemlerinin neredeyse
tamamı küçük güneş panelleri ile çalışabilmektedir.
Telekomünikasyon teknolojisindeki ve fotovoltaik enerji uygulamalarındaki gelişmeler gerçek
zamanlı (online) izleme sistemlerinin döşenmiş bir elektrik şebekesi ya da bir kablolu telefon
şebekesi olup olmamasından bağımsız olarak neredeyse bütün alanlara kurulumuna olanak
sağlamaktadır.
Geçmiş yıllardaki izleme ağlarında ise altyapı maliyetinin, enerji maliyetinin yanı sıra telefon
hattı maliyetleri toplam işletme maliyetini çok daha yükseltmektedir.
Aşağıda yer alan örnek aynı yere kurulan eski teknoloji ile yeni teknoloji sistemleri
karşılaştırmaktadır. Şekil 1’de bu iki sistem sunulurken, Tablo 1’de iki sistem arasında ayrıntılı
bir karşılaştırma yapılmıştır.
2
Şekil 1: Strimonas nehrinin kıyısına kurulan eski (sol) ve yeni (sağ) teknolojik sistem
Tablo 1: Eski ve yeni teknolojik sistemin karşılaştırması
Özellikler
Eski Teknolojik Sistem
Yeni Teknolojik Sistem
15 m2
< 0,5 m2
650 Watt
5 Watt
Uzaktan ölçme (telemetri)
Telefon Sabit hattı
GSM/ GPRS
Kalibrasyon/ bakım
Her 15 günde bir
Her 120 günde bir
Yıllık İşletme Maliyeti
8.000 € – 10.000 €
< 1.000 €
Ölçülen parametreler
pH, EC, ÇÖ, Bulanıklık, ORP,
TOK
pH, EC, ÇÖ, Bulanıklık, ORP, TOK,
NO3, BOİ, KOİ
> 60.000 €
< 35.000 €
Kaplanan alan
Güç gereksinimleri
Altyapılar hariç ilk
kurulum maliyeti
* EC: Elektriksel İletkenlik, ÇÖ: Çözünmüş Oksijen, ORP: Oksidasyon İndirgeme Potansiyeli (Oxidation Reduction
Potential), TOK: Toplam Organik Karbon, BOİ: Biyokimyasal Oksijen İhtiyacı, KOİ: Kimyasal Oksijen İhtiyacı
Gerçek zamanlı (online) izleme ifadesinin analizi
Gerçek zamanlı (online) izleme kavramı suyun kalite özelliklerinin ölçülmesini amaçlayan bir
dizi farklı teknolojileri birleştirmektedir.
3
Kısaca denilebilir ki gerçek zamanlı (online) izleme:
Su kütlelerinin nitel ve nicel özelliklerinin sürekli olarak yerinde ölçülmesi, gerçek zamanlı
ya da yaklaşık gerçek zamanlı olarak uzaktan veri alma ve işleme merkezine kablosuz ya da
kablolu olarak iletimidir.
Şekil 2: Bir gerçek zamanlı (online) izleme ağı örneği
Sürekli ifadesi kullanılarak belirli zaman aralıklarında tekrar eden ölçümlerin yapıldığı ifade
edilmektedir. Genellikle birbirini izleyen iki ölçüm arasındaki bu aralık bir saatin altındadır. Su
hızı (akışı) gibi bazı parametreler için ölçüm çok daha fazladır ve genellikle 10 ila 15 dakika
arasında bir ölçüm alınmaktadır.
Uzaktan veri alma ve işleme merkezinin mesafesi ölçüm noktasından birkaç metre ila binlerce
kilometreye kadar değişebilir.
Veri iletim işlemi kablosuz ya da kablosuz olmayan her türden telekomünikasyon bağlantılarını
ya da (GSM/GPRS, UHF, VHF, WiFi, Bluetooth, vb.) ya da (wiredLAN, sabit hatlı telefon bağlantısı,
düz veri transfer hatları), ya da bunların bir birleşimini kapsayabilir. Ölçüm noktaları ve uzaktan
veri alma ve işleme merkezi arasındaki mesafe çoğunlukla birkaç kilometre hatta yüzlerce
kilometre olabilir. Bu nedenden dolayı, veri iletiminin en yaygın modu GSM/ GPRS modudur.
Uzaktan veri alma ve işleme merkezinde verileri düzelten, verileri veri tabanlarında saklayan ve
çoğu durumda ölçümleri işleyen ve açıklayan bir yazılım yüklüdür.
4
Şekil 3: 4 istasyondan alınan 30 günlük bir dönemi kapsayan sıcaklık ölçümlerinin çizildiği ve
karşılaştırıldığı veri işleme yazılımı örneği
Gerçek zamanlı (online) izlemenin kullanılmasına yönelik ihtiyaç
Gittikçe artan insan faaliyeti, su kalitesinin durumunu farklılaştırmaktadır. Günümüzde rastgele
kirlilik olayları çok daha sık meydana gelebilmektedir ve dolayısıyla bazen fark edilmeden
kalmaktadır. Su kaynaklarına yapılan ve zamanında fark edilemeyen sistematik müdahaleler
onarılamaz hasarlara yol açabilir.
İzleme sıklığı çoğunlukla düşüktür ve çoğu durumda bir noktadan diğer bir noktaya örnek alma
işlemi arasında bir zaman gecikmesi söz konusudur.
Bu olgu bazı kirlilik olaylarının fark edilmeden kalabileceği gerçeğine yol açabilir. Bir kirlilik
olayı şans eseri fark edilse bile, laboratuvar analizi için gerekli süre nedeniyle operatör bu
kirlilikten birkaç gün sonra haberdar olabilir.
İzleme sıklığının yoğunlaştırılması açıkça maliyette bir artış anlamını taşımaktadır.
Bu boşluk, gerçek zamanlı (online) izleme sistemleri tarafından kapatılabilir ve kapatılmalıdır.
Kısaca denilebilir ki:
Gerçek zamanlı (online) izleme istasyonlarının kurulması ve kullanımı, su kütlelerinin
miktar ve kalite parametrelerinin sürekli ve gerçek zamanlı izlenmesi açısından
kullanılabilecek tek yöntem olduğundan mutlaka gereklidir. Buna ek olarak, gerçek
zamanlı (online) izleme olay ve alarm tespitine olanak sağlayan tek yöntemdir.
5
Üretilen "ürünün" tanımı/ açıklaması
İlgili mercilerin su kaynaklarının kalitesinin durumuna dair tam bir değerlendirme istemesi
durumunda, gerçek zamanlı (online) izleme sistemlerinin gerekli olduğu açıktır.
Ancak gerçek zamanlı (online) izleme sistemleri gerçek bilim adamlarının ve personelin yerini
alamaz. Gerçek zamanlı (online) izleme sistemlerinden sürekli ölçümler sağlanmaktadır; ancak
bunların doğruluğu, sistemlerin teknik olarak doğru bakımına ve kalibrasyonuna dayalıdır.
Güncel gerçek zamanlı (online) izleme sistemleri, ölçülmüş parametreleri yorumlamamaktadır.
Kısaca denilebilir ki:
Gerçek zamanlı (online) izleme, güvenilir ve doğru saha verileri sağlamaktadır ve böylece
karar verme mercileri gerçek verilere dayalı olarak karar verebilirler. Gerçek zamanlı
(online) izlemenin verileri yorumlamadığı ve kararlar vermediği anlaşılmalıdır.
3. Gerçek zamanlı (online) izleme sistemlerinin avantajları
Gerçek zamanlı (online) izleme kesinlikle oldukça fazla sayıda avantaja sahiptir. Bu avantajlar
aşağıda yer alan tabloda sunulmaktadır.
Tablo 2: Gerçek zamanlı (online) izlemenin faydaları
Avantajlar
Açıklamalar
Sürekli ölçümler
Su kütlesinin davranışını açıklayan gerçek bir
veritabanının yaratılması
Gerçek – yaklaşık gerçek zamanlı ölçümler
Büyük ya da daha küçük alanlardaki su kütlelerinin
gerçek koşulları eşzamanlı olarak mevcuttur.
Doğru veriler
Yüksek teknoloji ürünü sensörler ve yerinde cihazlar
sayesinde laboratuvar seviyesinde doğruluk
Geçerli veriler
Numune transferi yok, kirlilik yok, kullanıcı hatası
yok
Olay ve Alarm algılama
Olayların ve alarmların algılanmasına olanak
sağlayan tek yöntem. Nüfusun korunması ve yasadışı
eylemlerin belirlenmesini sağlamaktadır.
Düşük işletme maliyeti
Birçok durumda sadece düşük maliyetli malzemelere
sahip periyodik temizlik/ kalibrasyon gereklidir.
Düşük insan kaynakları ihtiyacı
En kötü durumda 1-2 ayda bir ziyaret ve birçok
durumda 4 ayda bir ziyaret gereklidir.
6
Avantajlar
Açıklamalar
Minimum altyapı gereksinimleri
Binalar, sabit hatlı telefonlar ya da elektrik gerekli
değildir.
Hızlı kurulum
Birçok durumda sistem başına bir gün ya da daha
kısa bir süre gereklidir.
Çoklu erişim sistemleri
Yöneticiye dayalı olarak farklı kullanıcılar veriyi
ya da bir parçasını alabilir.
İşleme aletlerinin yorumlanması
Veri kolaylıkla analiz yazılımına ve matematiksel
modellere uygulanabilir.
Verilerin kullanılabilirliği
Verilere PC, tablet ve hatta akıllı telefon kullanarak
internet aracılığıyla her yerden erişim
Gerçek zamanlı (online) izlemenin can alıcı bir faydası, bir kirlilik olayının ve alarmının
algılanmasına yönelik tek “gerçek” çözüm olmasıdır.
Aşağıda yer alan şekilde bir gerçek vaka örneği sunulmaktadır.
Şekil 4: Yeraltı suyu izleme istasyonundan alınan veriler
7
Yukarıda yer alan örnekteki kırmızı çizgi, oldukça şiddetli bir yağış nedeniyle suyun yüzeyde
bulunan sondaj kuyusundan girmesi üzerine keskin bir şekilde yükselen su seviyesini ifade
etmektedir. Eş zamanlı olarak kalite parametrelerinin tamamı değişmektedir. Gerçek zamanlı
(online) izleme olmaksızın yukarıda açıklanan olayın kayıt altına alınması mümkün olmayabilir.
Diğer bir olay aşağıda yer alan şekilde sunulmaktadır.
Şekil 5: Strimonas nehrindeki taşkın olayı
Koyu mavi çizgi su seviyesini gösterirken diğer çizgi akışı hızını göstermektedir. Taşkın olayının
gelişimi gözlemlenebilir. Kırmızı renkli daire içerisinde bazı savakların açılması nedeniyle su
seviyesinin ve su debisinin düşmekte olduğu görülebilir. Gerçek zamanlı (online) izleme
olmaksızın yukarıda açıklanan taşkın olayının kayıt altına alınması mümkün olmayabilir.
4. Gerçek zamanlı (online) izleme sistemlerinin dezavantajları
Gerçek zamanlı (online) izlemenin bazı dezavantajlarının da bulunması beklenmektedir. Bu
dezavantajlar aşağıda yer alan tabloda sunulmaktadır.
Tablo 3: Gerçek zamanlı (online) izlemenin dezavantajları
Dezavantajlar
Açıklamalar
Yatırım maliyeti
Bu sistemlerin ilk satın alınma maliyeti yüksektir.
Eğitimli personel gereksinimi
Sistemlerin kurulumu, bakımı ve kalibrasyonu için
Ölçülmüş parametrelerin yeterliliği
Mikroplar, bakteriler, küçük organizmalar, iz elementler
ve tuzların çoğu ölçülememektedir.
8
5. Ölçülen parametreler
Aşağıda yer alan şekil gerçek zamanlı (online) olarak izlenebilen parametrelere ilişkin ayırt
edilebilecek temel kategorileri göstermektedir.
Şekil 6: Gerçek zamanlı (online) olarak izlenebilen parametrelerin temel kategorileri
5.1. Su kalitesi
Parametrelerin başlıca birinci kategorisi su kalitesi ile ilgilidir. Su kalitesi parametrelerinin
ölçülmesi, herhangi bir su kütlesi kategorisinin yanı sıra atıksu arıtma prosedürlerine de
uygulanabilir. Bu durum aşağıda yer alan şekilde şematik olarak sunulmaktadır.
Şekil 7: Su kalitesi parametrelerinin kategorileri
9
5.2. Su miktarı
Gerçek zamanlı (online) olarak izlenebilen su miktarı parametreleri aşağıda belirtilen iki
parametreyi kapsamaktadır:
 Su seviyesi
 Su akışı
Her iki parametre de çeşitli yöntemler kullanılarak izlenebilir.
5.3. SÇD tarafından izlenen parametreler ve gerçek zamanlı (online) izleme
SÇD’ye göre bir dizi parametre mutlaka ölçülmelidir. Bunlardan bazıları gerçek zamanlı (online)
uzaktan ölçme sistemleri kullanılarak kolaylıkla izlenebilirken, bazılarının uzaktan ölçme
aracılığıyla izlenmesi mümkün değildir. Aşağıda yer alan tabloda Direktife göre mutlaka
izlenmesi gereken ve bir gerçek zamanlı (online) izleme ağına dahil edilebilecek parametrelerin
tamamı belirtilmiştir.
Tablo 4: SÇD izleme parametreleri ve gerçek zamanlı (online) izleme
#
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
Parametreler
Alaklor
Antrasen
Atrazin (bitki öldürücü)
Benzen
Bromlu difenileterler
Kadmiyum ve bileşikleri
Karbon tetraklorür
C10-C13 Kloroalkanlar
Klorfenvinfos
Aldrin
Dieldrin
Endrin
Izodrin
Toplam DDT
1,2-dikloroetan
Diklorometan
Di(2-etilheksil)ftalat (DEHP)
Diuron
Flüoranten
Heksaklorobutadien
Heksaklorosikloheksan
Izoproturon
Cıva ve bileşikleri
Naftalin
Pentaklorobenzen
Benzo(a)piren
Gerçek zamanlı
(onlıne) izleme
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Zor
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Zor
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Telemetrık
yöntem
Yok
Yok
Yok
Spektrofotometre
Yok
Yok
Yok
Yok
Yok
Yok
Yok
Yok
Yok
Yok
Yok
Yok
Yok
Yok
Yok
Yok
Yok
Yok
Kabin sistemleri
Yok
Yok
Yok
10
#
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
35.
36.
37.
38.
39.
40.
41.
42.
43.
44.
45.
46.
47.
48.
49.
50.
51.
52.
53.
54.
55.
56.
57.
58.
59.
60.
61.
62.
63.
64.
65.
66.
67.
68.
69.
70.
71.
72.
Parametreler
Simazin
Trikloroetilen
Toluen
Ksilen
Etilbenzen
Dikofol
Perflüoroktan sülfonik asit ve bileşikleri (PFOS)
Kinoksifen
Aklonifen
Bifenoks
Sibütrin
Sipermetrin
Heksabromosiklododekan (HBCDD)
Heptaklor ve heptaklor epoksit
Terbütrin
Bor
a-,b-,d-ve j-HCH
Ametrin
Azinfos-etil
Azinfos-metil
Malatiyon
Metolaklor
Molinat
Primikarb
Propmetrin
Propaziyon
Terbütilazin
Butralin
Matidatiyon
Aldikarb sülfon
Aldikarb sülfoksit
Oksimal
Metomil
Tri-hidroksikarbofuran
Karbaril
1-naftol
Metiyokarb
BDMC
para-para-DDE
para-para-DDD
Sıcaklık
Secchi derinliği
Toplam fosfor
Çözünmüş inorganik azot
Toplam inorganik azot
Çözünmüş inorganik fosfor
Gerçek zamanlı
(onlıne) izleme
Mümkün değil
Mümkün değil
Zor
Zor
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Kolay
Kolay
Zor
Zor
Zor
Zor
Telemetrık
yöntem
Yok
Yok
Spektrofotometre
Spektrofotometre
Yok
Yok
Yok
Yok
Yok
Yok
Yok
Yok
Yok
Yok
Yok
Yok
Yok
Yok
Yok
Yok
Yok
Yok
Yok
Yok
Yok
Yok
Yok
Yok
Yok
Yok
Yok
Yok
Yok
Yok
Yok
Yok
Yok
Yok
Yok
Yok
Sensörler
Sensörler
Kabin sistemleri
Kabin sistemleri
Kabin sistemleri
Kabin sistemleri
11
#
73.
74.
75.
76.
77.
78.
79.
80.
81.
82.
83.
84.
85.
86.
87.
88.
89.
90.
91.
92.
93.
94.
95.
96.
97.
98.
99.
100.
101.
102.
103.
104.
105.
106.
107.
108.
109.
110.
111.
112.
113.
114.
115.
116.
117.
118.
Parametreler
Silikon/Silika
Kurşun ve bileşikleri
Nikel ve bileşikleri
Hidrojen sülfür
Siyanür
pV
Arsenik
Çinko
Bakır
Kalay
Kobalt
Toplam krom
Vanadyum
Alüminyum
pH
Elektriksel İletkenlik
Çözünmüş oksijen
Renk
Bulanıklık
Askıda katı madde
Alkalinite
Toplam sertlik
Biyokimyasal Oksijen İhtiyacı (BOİ)
Kimyasal Oksijen İhtiyacı (KOİ)
Toplam Organik Karbon (TOK)
Toplam azot
Amonyum azotu
Amonyak
Nitritler
Nitratlar
Toplam Kjeldahl azotu
Organik azot
Orto Fosfat
Tuzluluk
Klorpirifos
Para-para-DDT
alfa-Endosulfan
beta-Endosulfan
Nonilfenol
Oktilfenol
Pentaklorofenol
Benzo(b)flüoranten
Benzo(k)flüoranten
Benzo(g,h,i)piren
Indeno(1,2,3-c,d)piren
Tribütiltin ve bileşikleri
Gerçek zamanlı
(onlıne) izleme
Zor
Zor
Zor
Zor
Mümkün değil
Mümkün değil
Zor
Zor
Zor
Zor
Zor
Zor
Mümkün değil
Kolay
Kolay
Kolay
Kolay
Kolay
Kolay
Kolay
Kolay
Kolay
Kolay
Kolay
Kolay
Kolay
Kolay
Kolay
Kolay
Kolay
Mümkün değil
Zor
Zor
Zor
Zor
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Telemetrık
yöntem
Kabin sistemleri
Kabin sistemleri
Kabin sistemleri
Kabin sistemleri
Yok
Yok
Kabin sistemleri
Kabin sistemleri
Kabin sistemleri
Kabin sistemleri
Kabin sistemleri
Kabin sistemleri
Yok
Kabin sistemleri
Sensörler
Sensörler
Sensörler
Sensörler
Sensörler
Sensörler
Sensörler
Sensörler
Spektrofotometre
Spektrofotometre
Spektrofotometre
Spektrofotometre
Sensörler
Sensörler
Spektrofotometre
Spektrofotometre
Yok
Kabin sistemleri
Kabin sistemleri
Sensörler
Sensörler
Yok
Yok
Yok
Yok
Yok
Yok
Yok
Yok
Yok
Yok
Yok
12
#
119.
120.
121.
122.
123.
124.
125.
126.
127.
128.
129.
130.
131.
132.
133.
134.
135.
136.
137.
138.
139.
Parametreler
Triklorobenzenler
Triklorometan
Trifluralin
Diklorvos
Sülfat
Florür
Klorür
Kalsiyum
Magnezyum
Potasyum
Sodyum
Çözünür reaktif P
Baryum
Selenyum
Antimon
Yüzey aktif maddeler
Manganez
Demir
Askıda katı madde
Diazinon
Paratiyon-metil
Gerçek zamanlı
(onlıne) izleme
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Mümkün değil
Zor
Kolay
Kolay
Kolay
Kolay
Kolay
Kolay
Mümkün değil
Kolay
Mümkün değil
Kolay
Mümkün değil
Kolay
Kolay
Kolay
Mümkün değil
Mümkün değil
Telemetrık
yöntem
Yok
Yok
Yok
Yok
Sensörler
Sensörler
Sensörler
Sensörler
Sensörler
Sensörler
Sensörler
Yok
Kabin sistemleri
Yok
Kabin sistemleri
Yok
Kabin sistemleri
Kabin sistemleri
Sensörler
Yok
Yok
6. Bir gerçek zamanlı (online) izleme ağının bileşimi
Kapsamlı bir ağ aşağıda belirtilen iki ana bölümden meydana gelmektedir:


Otomatik Telemetrik Ölçüm İstasyonu (ATMS)
Uzaktan Alım ve Veri İşleme Merkezi (RRDPC)
Her bölüm için birden fazla ağ çözümü mevcuttur. Başlıca kriter bağımsız üreticilerin uzun
dönem hayatta kalma yetisidir. Sadece kanıtlanmış ürün kalitesine sahip deneyimli imalatçıların
tercih edilmesi tavsiye edilir.
İzleme ağının her ünitesinin bilinen ve kabul edilebilir yöntemler kullanması zorunlu iken
parçaların tamamının AB yönetmelikleri doğrultusunda onaylanması gerekmektedir.
Aşağıda yer alan bölümde izleme istasyonlarını oluşturan bağımsız parçalar analiz edilmiştir.
6.1. Otomatik Telemetrik Ölçüm İstasyonu (ATMS)
Otomatik Telemetrik Ölçüm İstasyonu (ATMS – Automatic Telemetric Measuring Station), bir
telemetrik izleme ağının kullanıcı arayüzünü kontrol eden program bölümüdür. Her ATMS
donanımdan ve fiziksel - kimyasal değerleri elektrik sinyallerine, daha sonra da mühendislik
birimlerine “çeviren” ve daha sonra bunları işleme merkezine gönderen bir lokal yazılımdan
meydana gelmektedir.
13
Bu bölüm bir ölçüm ağının en önemli bölümüdür. Sağlanan ölçümlerin doğru olmaması
durumunda, yatırım beklenen sonuçları vermeyecek, hatalı sonuçlara ve kararlara yol
açabilecektir.
Bir istasyonu meydana getiren ana parçalar, aşağıda yer alan tabloda sunulmaktadır.
Tablo 5: ATMS’nin birleşimi
Bileşenler
Açıklamalar
Sensörler
Ölçülmüş parametreler tarafından üretilen sinyalin mekanik üniteler
tarafından tanınabilir formata “çevrilmesi” için gereklidir.
Veri kayıt cihazı
Ölçümlerin geçici olarak yerinde saklanması için gereklidir.
Bu cihaz sensör ve uzaktan ölçme ünitesi arasında bağlıdır.
Uzaktan ölçme ünitesi
Gerçek zamanlı ve depolanmış verilerin RRDPC’ye iletimi için
gereklidir.
Güç kaynağı
İstasyonun çeşitli bileşenlerine uygun enerjinin sağlanması için
gereklidir.
Yardımcı donanım
İstasyon destek donanımından numune taşıma/ arıtma
ekipmanına kadar değişkenlik gösterebilir.
6.1.1. Sensörler
Suyun kalitesine ve miktarına ilişkin gerçek veriler sağladıklarından, sensörler istasyonun en
önemli parçalarıdır.
Sensör türülerinin seçilmesi aşağıda belirtilen hususlara dayalı olduğundan hayati önem
taşımaktadır.





Verilerin doğruluğu
Bakım talepleri
Kalibrasyon talepleri
Sarf malzemesi talepleri
İşletim maliyeti
Sensörün numune ile teması da hayati önem taşımaktadır. İki yöntem kullanılabilir.
 Sensörün doğrudan suyun içerisine yerleştirilmesi
 Su numunesinin su kütlesinden sensör hücresine aktarılması
Sensörün en iyi yerleştirilme yöntemi, sensörün kendi türünün yanı sıra sensör montaj
gereksinimlerine de dayalıdır.
14
Teknolojik gelişmelere rağmen mevcut sensörlerin ya da ölçüm sistemlerinin kullanılabilir
olduğu parametrelere ilişkin sınırlar ve kısıtlamaların söz konusu olduğuna dikkat edilmelidir.
Parametrelerin tamamı için sensörler mevcut değildir ve bazı durumlarda bazı sensörlerin
ya da sistemlerin işletim maliyeti oldukça yüksektir.
6.1.2. Veri kayıt cihazı
Açıklama
Veri kayıt cihazı istasyonun “beynidir”.
Bu modül aşağıda belirtilenlerden sorumludur:







Çeşitli sensörlerin verilerinin toplanması
Verinin dönüşüm için hazırlanması
Ölçümlerin geçici olarak saklanması
Sensöre ve istasyonun diğer ünitelerine güç desteği
Gerçek zamanlı ölçümlerin lokal olarak sunulması
Alarmların ve ikazların ele alınması ve yönetilmesi
Operatör ve sensörler arasındaki fiziksel arayüz
Şekil 8: Veri kayıt cihazının çalışmasına ilişkin şematik sunum
15
Temel Özellikler
Bir veri kayıt cihazını karakterize eden temel özellikler aşağıda belirtilen şekildedir:
a) Kabul edilebilir sensör çıktılarının türü
Temel çıktı grupları aşağıda listelenmektedir:




Analog (mA, mV)
Dijital (sinyaller, frekans)
Durum (Evet/ Hayır, açık/ kapalı vb.)
Dijital protokol (SD12, modbus, vb.)
Sensörlerin çıktısının kabul edebilmesi amacıyla, kayıt cihazı aynı girdilere sahip olmalıdır.
b) Uzaktan ölçme ve operatör için desteklenen iletişim yöntemi
Temel iletişim yöntemleri aşağıda listelenmektedir:







Seri RS-232
Seri USB
Ethernet
SDI12
Modmus
Wifi
Bluetooth
Yukarıda belirtilen iletişim yöntemleri en yaygın yöntemlerdir. Bu yöntemler piyasada kolaylıkla
bulunabilir. Bir kayıt cihazının bu yöntemlerin tamamına eşzamanlı olarak sahip olması gerekli
değildir; ancak kayıt cihazı çoğunlukla uzaktan ölçme için bir porta ve lokal operatör için başka
bir porta sahiptir.
c) Diğer Özellikler
Bir veri kayıt cihazı açısından önemli olan diğer bazı özellikler aşağıda belirtilen şekildedir:
 Bellek boyutu ve saklama ortamı türleri (SD, RAM, vb): Modern kayıt cihazlarının
neredeyse tamamı yüzlerce ölçüm setini lokal olarak saklayabilmektedir.
 Güç tüketimi: Mümkün olan en düşük tüketim olmalıdır. İstasyona güç desteği veren
ünitenin kötü güç koşullarında “devrede” kalması gerekmektedir. Modern kayıt
cihazlarının neredeyse tamamının güç tüketimi mA alanındadır.
 Yedek enerji
16
 Muhafaza: Üniteyi mümkün olan en iyi yöntemle korumalıdır. Başarılı bir tasarım
uygulaması, metalik bir muhafazanın ve IP 66 üzeri başarılı bir koruma sınıfının
seçilmesidir.
 Kayıt cihazına fiziksel bağlantı: Kullanıcı, bağlantıların yerini belirleyebilmeli ve bakım ve
benzeri bir prosedür amacıyla üniteyi kayıt cihazından basitçe sökebilmelidir.
 Bakım: Modern kayıt cihazlarının büyük çoğunluğu oldukça az bakım gerektirmektedir.
 Hassasiyet: Sadece analog sensörler açısından uygulanmaktadır. Başarılı bir kayıt cihazı
14 bit üzerinde bir çözünürlük sunmalıdır.
Şekil 9: Çeşitli kayıt cihazı sistemleri
6.1.3. Uzaktan ölçme ünitesi
Açıklama
Uzaktan ölçme ünitesi, kayıt cihazını veri toplama merkezine bağlayan modüldür.
Bu modül aracılığıyla operatör, istasyonun tamamını fiziksel olarak sahada bulunmaksızın veri
merkezinden kontrol edebilmektedir.
Günümüzde, uzaktan ölçme üniteleri ekseriyetle veri kayıt cihazlarının bünyesine dâhil
edilmiştir.
Bir uzaktan ölçme ünitesinin temel özellikleri
Bir uzaktan ölçme ünitesini karakterize eden temel özellikler aşağıda belirtilen şekildedir:
 Desteklenen uzaktan ölçme türü: Aslında her tür uzaktan ölçme bir gerçek zamanlı
(online) izleme istasyonuna uygulanabilir. En yaygın uzaktan ölçme türleri aşağıda
sunulmuştur:
- GSM/ GPRS
- Kablolu telefon hatları
- WiFi
- UHF
17





- VHF
- Uydu
- Kablolu Ethernet
- Doğrudan RS-485 hatları
Güç tüketimi: Mümkün olan en düşük tüketim olmalıdır. İstasyona güç desteği sağlayan
ünitenin kötü güç koşullarında “devrede” kalması gerekmektedir. Uzaktan ölçme
ünitelerinin neredeyse tamamının güç tüketimi mA alanındadır.
Yedek enerji
Muhafaza: Üniteyi mümkün olan en iyi yöntemle korumalıdır. Başarılı bir tasarım
uygulaması, metalik bir muhafazanın ve IP 66 üzeri başarılı bir koruma sınıfının
seçilmesidir.
Kayıt cihazına fiziksel bağlantı: Kullanıcı, bağlantıların yerini belirleyebilmeli ve bakım ve
benzeri bir prosedür amacıyla üniteyi kayıt cihazından basitçe sökebilmelidir.
Bakım: Modern uzaktan ölçme ünitelerinin büyük çoğunluğu oldukça az bakım
gerektirmektedir.
Şekil 10: Çeşitli uzaktan ölçme üniteleri
6.1.4. Güç kaynağı
Açıklama
Güç kaynağının türü esas olarak ölçüm ekipmanının türüne dayalıdır.
Sistemlerin büyük çoğunluğunun sahaya kurulması nedeniyle, genel olarak tercih edilen güç
kaynağı güneş panelleridir. Ancak istasyonun bir kabin türü analiz cihazı içermesi durumunda,
istasyonun kendisinin, numune pompalama sisteminin ve kabin içerisindeki klima sisteminin
yüksek güç tüketimi nedeniyle güneş panellerinin kullanılması neredeyse mümkün değildir.
18
Güneş paneli güç sistemleri
Tipik bir sistem, aşağıda belirtilenlerden meydana gelir:
 Bir ya da daha fazla sayıda güneş paneli: Bu paneller, ışık enerjisini elektrik enerjisine
dönüştürür. Boyutları ve sayısı istasyonun güç tüketimine, kurulum alanına ve iletişim
hızına dayalıdır. Normal olarak kullanılan güneş panelleri 10 ve 80 W değerleri
arasındadır.
 Regülatör: Bu modül aküleri şarj etmekte, aküleri aşırı şarj veya tahliyeden korumakta
ve istasyonun tamamına güç sağlamaktadır.
 Akü: Akü, güneş panelleri tarafından üretilen enerjiyi depolar ve bu enerjiyi güneş ışığı
olmayan zamanlarda istasyona sağlar. Normal olarak akünün AH (Amper-saat)
cinsinden depolama kapasitesi güneş panelinin güç değerinin iki katıdır ancak bu değer
tüketime ve kurulum yerine bağlıdır.
Şekil 11: Güneş enerjisi kaynağı sisteminin tipik kurulumu
Güneş enerjisi sistemlerine ilişkin kritik noktalar
 Bataryalar, kurulan tesisatlar açısından uygun olmalıdır ve boyutları güneş panelinin
arıza yapması durumunda istasyonun birkaç gün çalışmasına yeterli olmalıdır.
 Güneş paneli, çevre koşullarına ve hırsızlık olaylarına karşı en iyi korumayı sağlamak
amacıyla mümkün olan en küçük yüzeye sahip olmalıdır.
19
Şekil 12: Güneş paneli tesisatları
Ana güç sistemleri (220 V)
Birçok durumda gücün tesisatın bulunduğu yere aktarılması oldukça zordur ya da mümkün
değildir. Ancak, istasyonun yüksek güç tüketimine sahip modüller ya da sistemler içermesi
durumunda 220 V tek çözümdür.
Tipik bir sistem aşağıda belirtilen bileşenlerden meydana gelir:
 Trafo ve güç dengeleyici: Her ne kadar yüksek tüketime sahip olsalar da pek çok sistem
ve sensör düşük DC (düz akım) gücü ile çalışır.
 Yedek enerji: Özellikle saha tesisatlarında, güçteki dalgalanmaları soğuracak olan bir tür
UPS (kesintisiz güç kaynağı) takılması oldukça yaygın bir uygulamadır.
6.1.5. Yardımcı donanım
Tam bir istasyonun hayata geçirilmesi amacıyla bazı modüller ve malzemeler gereklidir.
Normal olarak her tesisat yeri farklı koşullara sahiptir. Bu yüzden her tesisatın aşağıda
belirtilenler gibi farklı bir yardımcı donanıma ihtiyaç duyması muhtemeldir:







Elektronik aksamın ve güneş panellerinin desteklenmesi için direkler
Sensörler için akış hücreleri ve filtrasyon tüpleri
Ekipman için kabinler
Sistemin yüzmesi durumunda şamandıralar
Kablosuz iletişim durumunda tekrarlayıcılar
Numune için filtrasyon ve ön arıtma sistemleri
Numune pompaları
20
 Sensörler için temizlik sistemleri
 Tesisatın korunması için çitler
Yukarıda yer alan liste bir istasyonun hayata geçirilmesi için gerekli olabilecek malzemelere bir
örnektir.
6.2. Uzaktan alım ve veri işleme merkezi (RRDPC)
Bir telemetrik izleme ağının bu kısmı tüm ağın “beynidir”. Verilerin tamamı Uzaktan Alım ve Veri
İşleme Merkezi’nde (RRDPC – Remote Receiving and Data Processing Center) toplanır ve analiz
edilir. Doğrulama prosedürlerinin tamamı bu merkezde gerçekleştirilir.
İstasyonlardan gelen verilerin tamamı RRDPC’ye gönderilir. Aynı zamanda prosedürlerin ve
programlama işlemlerinin çoğu RRDPC’den gerçekleştirilir.
Birçok durumda bir RRDPC içerisinde, verileri ve uygun yazılımı toplayan sunucu haricinde özel
herhangi bir donanım bulunmamaktadır.
6.2.1. Donanım
Her durumda mutlaka gerekli olan donanım aşağıda belirtilen şekildedir:





Veri depolama ve uygun yazılımın barındırılması için sunucu
Veri yedekleme sistemi
Veri sunum ortamı (monitör, vb.)
Internet bağlantısı donanımı
Kablosuz iletişim durumunda alıcı-verici
6.2.2. Yazılım
Genel
Farklı yazılım türleri bulunmaktadır. Yazılımların bazıları istasyonlar ile birlikte gelirken bazıları
bağımsızdır ve üçüncü bir taraftan gelir.
Genellikle gerçek zamanlı (online) izleme ağları ile ilgili aşağıda belirtilen yazılım seviyeleri/
kategorileri tanımlanabilir:





İletişim seviyesi
Veri depolama ve sunum seviyesi
İstatistiksel analiz seviyesi
Veri doğrulama seviyesi
Veri işleme seviyesi
21
İletişim
Yazılımın bu kısmı, kullanıcı ve istasyonlar arasındaki arayüzdür. Bu seviyenin başlıca işlemleri
aşağıda belirtilen şekildedir:








İstasyonun programlanması
Sensörlerden gelen gerçek zamanlı veri
Hata ayıklama
Tanılama prosedürleri
İyileştirmeler
Servis
Bakım
Kalibrasyon
6.2.3. Veri depolama ve sunum seviyesi
Bu yazılım çoğunlukla ağın veri tabanının doldurulmasından ve bakımından sorumludur.
Yazılım büyük çoğunlukla bir kullanıcı-sunucu kavramına dayalıdır. Yazılımın bu seviyesi,
çoğunlukla kullanıcının bu verilere nasıl bakmak istediğini serbestçe seçmesine olanak sağlar.
Kullanıcının trend panellerinin kişiselleştirilmesine yönelik seçenekleri neredeyse sınırsızdır.
Kullanıcı, çoğunlukla farklı istasyonlardan gelen ölçümleri karşılaştırabilir. Kullanıcı, eğim
çizgilerinin ve panel arka planlarının renklerini seçebilir ve çizgiler (örneğin sıcaklık için) ve
çubuklar (örneğin pH için) arasında seçim yapabilir.
İmalatçıların büyük çoğunluğu bu seviyede aşağıda belirtilenler gibi bazı oldukça yardımcı
özellikler içermektedir:





Kullanıcı dostu sunum
Grafikler ya da tablolar ya da birleşik formatta sunum
Grafikler üzerinde limit değerlerin gösterilmesi
Yedekleme işlemi
Tanılama özellikleri
6.2.4. İstatistiksel analiz seviyesi
Ticari yazılım aşağıda belirtilenler gibi temel istatistiksel fonksiyonları sağlamaktadır
 Belirli bir zaman dilimine ilişkin; minimum, maksimum, ortalama, standart sapma, vb
 Yukarıda belirtilen istatistikler günlük, haftalık, aylık, yıllık olarak ya da rastgele zaman
sürelerinde kullanılabilir.
 Kullanıcı tanımlı istatistiksel yöntemler
22
6.2.5. Veri doğrulama seviyesi
Veri doğrulama işlemi sadece sınırlı sayıda imalatçı tarafından sunulmaktadır. Genellikle, veri
doğrulama işlemi matematiksel modelleme kurallarını izler ve üçüncü taraf hizmet
sağlayıcılarından elde edilebilir.
Yazılım güvenilmez verileri otomatik olarak tespit eder, işaretler ve ortalamayı kullanmadan
(isteğe bağlı olarak) düzeltir. Yazılım, aykırı değerleri, paraziti tespit eder ve süreksiz verileri
kontrol eder. Yazılım, olay algılama modülüne ya da diğer işleme yazılım türlerine ya da
matematiksel modellere sadece yüksek kalitede verilerin aktarılmasını sağlamak için
kullanılmaktadır.
Aynı yazılım, çoğunlukla kullanıcıya sensör bakım gereksinimlerine ilişkin göstergeler
sağlamanın yanı sıra arızaların otomatik olarak tespit edilmesini de sağlar.
Otomatik veri doğrulaması ileri seviye analiz, eğitim ve alarmlar için sadece işaretlenmemiş,
“temiz” verilerin kullanılmasını sağlar. Olay ile ilgili olmayan saptırıcı verilerin tamamı aşağıda
belirtilen olay algılama modülüne gönderilmeden önce tanımlanmalı ve işaretlenmelidir.
6.2.6. Veri işleme seviyesi
Birçok durumda bu seviye “akıllı” yazılımdan meydana gelmektedir. Bu seviye karmaşık bir
seviyedir ve üzerinde sadece oldukça iyi eğitimli personel çalışabilir ve bu seviyeye hassas
veriler yükleyebilir ve uygun yöntemleri seçebilir.
Esasen bu seviyenin en önemli özelliği bilinmeyen ve olağandışı koşulları tanımlama yeteneğidir.
Bu yetenek operatörlerin izlenen sistemdeki arızalara zamanında müdahalede
bulunabilmelerine olanak sağlar, bu verilerin normal durumunu tespit eder ve normal
durumdan önemli bir sapmanın algılanması durumunda bir alarm tetikler.
Nasıl çalışır
Yazılım, doğrulama seviyesi tarafından “temizlenmiş” ölçülen verileri değerlendirir.
Yazılım, bilinmeyen ve olağandışı koşulları tanımlar, operatörlerin izlenen sistemdeki arızalara
zamanında müdahalede bulunabilmelerine olanak sağlar, bu verilerin normal durumunu tespit
eder ve normal durumdan önemli bir sapmanın algılanması durumunda bir alarm tetikler.
Yazılım Statik Alarmları, Dinamik Alarmları, Patern Tanıma ve Spektral Alarmları içerir.
Bir alarm algılandığında, kullanıcının bir geri bildirimde bulunması gerekmektedir, böylece
sistem hangi alarmların gerçek olduğunu ve hangilerinin su kalitesinde bir normal değişimi
temsil ettiğini öğrenebilir.
Bu süreç zaman içerisinde sistem performansını artırır. Kademeli kompozisyon değişiklikleri
(örnek olarak mevsimlik değişimler) hareketli bir zaman penceresi üzerinde otomatik eğitim
tarafından göz önüne alınır.
23
7. Bir gerçek zamanlı (online) izleme ağı tasarlarken dikkat
edilecek temel hususlar.
7.1. Genel
Bir ağın etkin şekilde işletilmesi amacıyla araştırmacı bazı etmenleri dikkate almalı ve
düşünmelidir. Hatalı bir tasarım yetersiz işletmeye ve yüksek kâr getirmeyen maliyetlere yol
açabilir.
Tasarımcının tasarım aşamalarının tamamı esnasında her bağımsız bölüm için ilgili
uzmanlara danışması tavsiye edilir.
Bir gerçek zamanlı (online) izleme ağının tasarımı esnasında aşağıda yer alan tabloda bahsedilen
hususlar dikkatli şekilde hesaba katılmalıdır.
Tablo 6: Bir gerçek zamanlı (online) izleme ağının tasarım aşaması esnasındaki önemli hususlar
Önemli Hususlar
Açıklamalar
Bütçe
Projeye ilişkin kullanılabilir bütçe açık olmalıdır.
Kurulum noktaları
Sorumlu ekip belirli bir alandaki basınçların analizine göre
sistemlerin mutlaka kurulması gereken noktaları
tanımlamalıdır.
Kurulum yerlerinin uygunluğu
Sistemler güvenli ve iyice desteklenmiş olmalıdır.
En uygun yerler seçilmelidir.
Parametre izleme gereksinimleri
Parametrelerin tamamı ölçülememektedir. İzlenecek olan
parametrelerin izlenebilen parametreler ile karşılaştırılması
amacıyla izlenecek parametreler bilinmelidir.
Güç kaynağı
Elektrik yakın olması durumunda ana güç şebekesinden
ya da güneş panellerinden beslenebilir.
Gerekli hassasiyet
Kabul edilebilir hassasiyet limitleri tanımlanmalı ve
bilinmelidir.
Gerekli veri aktarım sıklığı
Bu değer iletişim yöntemini ve donanımın tasarımını
etkilemektedir.
İletişim
Her istasyon için en uygun iletişim yöntemi araştırılmalıdır ve buna
paralel olarak maliyet dengelenmelidir.
İnsan kaynakları
Bakım ve kalibrasyon amaçlarına yönelik insan
kaynaklarının mevcudiyeti araştırılmalıdır.
24
Önemli Hususlar
Açıklamalar
Konumlandırma
Alana ilişkin vandalizm açısından ne kadar tehlikeli bir konum
olduğuna dair bilgi toplanmalıdır. Genel bir kural olarak
istasyonlar mümkün olan en küçük boyutlarda tasarlanmalı
ve bir güneş paneli ile donatılmalıdır.
Kurulum Yöntemi
Destekleme yönteminin, sensörlerin kurulum yönteminin
(suya batırılabilir, akış hücreleri, vb.), elektronik ünitelerin
korunma yöntemlerinin dikkatli şekilde tanımlanması oldukça
önemlidir.
Genişletilebilirlik
İstasyonun gelecekte genişletilmesi için gerekli parametreler.
Genel bir kural olarak, istasyon daha fazla sayıda sensörü
kabul edebilmelidir.
Belleğe ilişkin özerklik
Sistemlerin lokal belleği uzaktan ölçme arızası durumunda
ölçümleri saklayabilmelidir.
Güç kaynağına ilişkin özerklik
İstasyon yedek enerji (bataryalar ya da diğer bir yöntem)
kullanarak güç kesintisi durumunda çalışmaya devam
edebilmelidir.
Temizlik
Sensörlerin temizliği için otomatik yöntemlerin uygulanması
araştırılmalıdır.
Yukarıda yer alan bilgilerin toplanmasından sonra araştırmacı bir piyasa araştırmasına
başlayabilir. Çoğunlukla imalatçılardan hiç biri gerekli ekipmanların tamamına sahip değildir. Bu
nedenden dolayı bir entegratörün (toplayıcının) kullanılması zorunludur.
7.2. Kısıtlamalar
Gerçek zamanlı (online) izleme, suyun izlenmesine ilişkin hususların tamamını çözüme
kavuşturamaz.
Yerinde gerçekleştirilemeyen ölçümler söz konusudur. Söz konusu ölçümler hayvan türlerinin
yanı sıra mikrobiyolojik ölçümleri kapsamaktadır.
Teorik olarak minerallerin, ağır metallerin ve tuzların tamamı ölçülebilir. Pratikte ise mineraller,
ağır metaller ve tuzların büyük çoğunluğunun analiz cihazları kullanılarak yerinde ölçülmesi
aşağıda belirtilen nedenlerden dolayı zordur:





Yüksek satın alma maliyeti
Yüksek altyapı maliyeti
Sadece 220 V ile çalışma
Operatörün en azından her 15 günde bir ziyaret etmesinin zorunlu olması
Oldukça yüksek arıza sıklığı
25
Yukarıda analiz edilen şekliyle sistemler kararlar almaz ve toplam bir değerlendirmeye ulaşmaz.
Sistemler her zaman vasıflı ve iyi eğitimli personel tarafından kullanılmalıdır.
Modern teknoloji minimal insan varlığı gerektiren çözümler sunmaktadır ancak temizlik ve
kalibrasyon amacıyla periyodik muayeneler yine de gereklidir.
8. AB ülkelerinde gerçek zamanlı (online) izleme
8.1. Yunanistan
Yunanistan’da gerçek zamanlı (online) izleme sistemlerinin uygulanmasına yaklaşık 20 yıl önce
başlanmıştır; ancak sadece ülkenin küçük bir bölümü kapsama girmiştir (elde edilmesi gereken
ilerlemenin sadece %15 oranı).
İlk sistemlerin teknolojisi eskidir. Bu sistemlerin neredeyse tamamı günümüzde oldukça yüksek
işletme ve bakım maliyetleri nedeniyle ya sökülmüş ya da yeni teknolojik sistemler ile
değiştirilmiştir.
Bu sistemlerin işletme ve bakımından sorumlu operatörler merkezi olmayan su bölgelerinin
adresleridir. Ancak gerçek zamanlı (online) izleme sistemlerine sahip olabilecek diğer
operatörler ve araştırma merkezleri de bulunmaktadır.
Ne yazık ki bu sistemlerin yönetiminden sorumlu bir teşkilat bulunmamaktadır.
Tablo 7: Gerçek zamanlı (online) izleme ağlarının başlıca sahipleri ve bunların paydaşları
Gerçek zamanlı (online) izleme
sistemlerinin sahipleri
Verilerin paydaşları
Çevre ve İklim Değişikliği Bakanlığı
Hükümet makamlarının tamamı, merkezi olmayan
idare, araştırma merkezleri
Merkezi olmayan idareler
Merkezi olmayan idare, müdürlükler
Göllerin, Nehir Havzalarının ve
Milli Parkların Yönetim Kuruluşları
Çevre ve İklim Değişikliği Bakanlığı, Hükümet
makamlarının tamamı, merkezi olmayan idare,
araştırma merkezleri, merkezi olmayan idare,
müdürlükler
Araştırma merkezleri
Üniversiteler, enstitüler
Belediyelere ve özel kişilere ait olan çok sayıda sistemler de bulunmaktadır.
Aşağıda yer alan tablo su kaynağı kategorisi başına gerçek zamanlı (online) izleme
istasyonlarının sayısına ilişkin bir tahmindir.
26
Tablo 8: Hükümet makamlarına ya da merkezi olmayan idareye ait olan sistemlerin sayısına
ilişkin tahmin
Su kütlesi türü
Nehirler
Göller
istasyonlarının tahmini sayısı
100- 120
40-50
Yeraltı suları
800 -1000
Deniz suları
50 - 60
Diğer (akarsular, lagünler, vb.)
550 -600
Büyük sınır ötesi nehirlerin bu bölgede akması nedeniyle gerçek zamanlı (online) izleme
ağlarının büyük çoğunluğu genellikle kuzey Yunanistan’da yer almaktadır.
Şekil 13: Son 8 yıl içerisinde kuzey Yunanistan’da kurulan gerçek zamanlı (online) izleme ağları
Başarılı şekilde kurulan sistemlere ilişkin örnekler
Projenin adı: ΑCCOLAGOONS
Projenin tanımı:
Çalışma sahasında kirlilik verisinin toplanması, işlenmesi ve değerlendirilmesi amacıyla özel
izleme donanımının (dijital altyapı) temin edilmesi ve kurulumu. Proje LIFE+ programı
bünyesinde Avrupa Birliği ile eş finanse edilmiştir.
Amaç:
Ağ sürekli olarak deniz suyu kalitesini izlemektedir ve tuzlu su bataklıkları ya da midye alanları
gibi bazı kilit bölgelerde kirlenme olayları söz konusu olduğunda erken uyarıda bulunmaktan
sorumludur.
27
Şekil 14: Ağın kurulu olduğu alan
Özet:
Kalem: Deniz suyu kalitesinin ölçümü için telemetrik ağ
Yeri: Thermaikos Körfezi
Tarih: 2012
Proje Yöneticisi:
Makedonya Merkezi Olmayan İdare - Trakya
Önemli:
İstasyonlar su kalitesini sürekli olarak izlemektedir ve kaynağından ve kirlilik türünden bağımsız
olarak kalitede bir değişiklik olması durumunda bir alarm ile tepki vermektedir.
Ağ ileri teknoloji ürünü suya batırılabilen bir spektrofotometreye dayalıdır.
Ölçüm istasyonlarının dağılımı:
Epanomi Angelochorio ve Michaniona bölgelerine 4 adet tam donanımlı Telemetrik istasyon
kurulmuştur.
En son teknolojilerin eşzamanlı olarak uygulanması:
Kurulan sistem her 10 dakikada bir alarm ile sonuçlanan bir bozulma durumunda suyun tam bir
spektral “parmak izini” almak suretiyle su kalitesini ölçmektedir.
Spektrofotometreye dayalı NO3 ve TOK (Toplam Organik Karbon) analiz cihazları ile donatılmış
üç adet ek istasyon da kurulmuştur.
Ölçümlerin/ alarmların telemetrik aktarımı GPRS teknolojisi vericilere dayalıdır.
Ağın Bileşimi:
 Kalibrasyon gereksinimi bulunmamaktadır. Basınçlı hava ile otomatik temizlik
 GPRS teknolojisi kullanılarak ölçümlerin telemetrik aktarımı
 Güneş panellerinden oluşan güç kaynağı
28
1) Michaniona denizinde yer alan midye sahasındaki yüzer istasyon (şamandıra).








Nitrat (NO3-N)
Toplam organik karbon (TOK)
Spektral parmak izi
pH
İletkenlik
Bulanıklık
Sıcaklık
Şekil 15: Kurulan şamandıranın fotoğrafı
2) Epanomi ve Angelochorio bölgelerinde bulunan lagünlerdeki üç istasyon







Nitrat (NO3-N)
Toplam organik karbon (TOK)
pH
İletkenlik
Bulanıklık
Sıcaklık
29
Şekil 16: Kurulan istasyonun fotoğrafı
Projenin adı: RIVER ALERT
Proje Tanımı:
Taşkın olayları söz konusu olduğunda zamanında uyarıda bulunulması amacıyla Strymon
nehrindeki su kalitesi/ nitel parametrelere ilişkin uzaktan ölçme izleme ekipmanlarının ikmal
edilmesi ve kurulması. Proje A.B. « Strymon/ Struma Nehir Havzası’ndaki taşkın riskleri
uyarısına ilişkin Karar Destek Sistemi» projesi kapsamında hayata geçirilmiş ve INTERREG ΙV
(AVRUPA BÖLGESEL İŞBİRLİĞİ) YUNANİSTAN-BULGARİSTAN 2007-2013 programı kapsamında
uygulanmıştır.
Şekil 17: River Alert proje alanı
30
Kısaca:
Durum: Su akışını ve kalitesini uzaktan ölçme ağı
Konum: Strymon nehri boyunca
Yıl: 2012
Proje Yöneticisi:
Makedonya ve Trakya Merkezi Olmayan İdare/ Doğu Makedonya – Trakya Su Müdürlüğü
Ölçüm istasyonlarının yerleşimi:
Yunanistan Bulgaristan sınırından başlayarak Amfipolis şehrine kadar nehir boyunca 6 adet tam
donanımlı uzaktan ölçme ölçüm istasyonundan oluşan bir ağ kurulmuştur.
Şekil 18: River Alert ağ konumları
31
Her bir izleme istasyonu için ölçülmüş parametreler aşağıda yer alan tabloda sunulmaktadır.
Tablo 9: İzleme istasyonu başına ölçülmüş parametreler
İstasyon
Trimeristis
-
İki noktada su hızı
İki noktada su seviyesi
Sıcaklık
Güç kaynağı gerilimi
Tousla
-
Su hızı
Su seviyesi
Sıcaklık
Peponia
-
Su hızı
Su seviyesi
Sıcaklık
Kerkini Gölü
-
Su numunesi sıcaklığı
pH
İletkenlik
Redoks potansiyeli
Bulanıklık
Toplam AKM*
Nitratlar
Toplam Organik Karbon
Sıcaklık
Yunanistan’daki
nehir girişleri
-
pH
İletkenlik
Redoks potansiyeli
Bulanıklık
Nitratlar
Toplam AKM
Sıcaklık
32
İstasyon
Amfipolis
-
pH
İletkenlik
Redoks potansiyeli
Bulanıklık
Sıcaklık
* AKM: Askıda Katı Maddeler
Projenin adı: AUTONEST
Proje Tanımı:
Nestos nehrindeki su kalitesinin izlenmesi ve su kirliliği söz konusu olduğunda uyarıda
bulunulması amacıyla uzaktan ölçme izleme ekipmanlarının ikmal edilmesi ve kurulması. Proje
A.B. «Nestos Nehir Havzası’nda işletimin izlenmesi açısından Otomatikleştirilmiş Telemetrik
uygulamalar» projesi kapsamında hayata geçirilmiş ve Avrupa Bölgesel İşbirliği Programı
“Yunanistan-Bulgaristan” 2007-2013 programı kapsamında uygulanmıştır.
Şekil 19: Autonest Proje alanı
33
Ölçüm istasyonlarının yerleşimi:
Yunanistan Bulgaristan sınırından başlayarak nehir ağzına kadar nehir boyunca 9 adet tamamen
donanımlı uzaktan ölçme ölçüm istasyonundan oluşan bir ağ kurulmuştur.
Şekil 20: Autonest ağ konumları
Kısaca:
Durum
Konum
Yıl
: Su akışının ve kalitesinin ölçülmesi amaçlı uzaktan ölçme ağı
: Nestos nehri boyunca
: 2012
Proje Yöneticisi:
Makedonya ve Trakya Merkezi Olmayan İdare/ Doğu Makedonya – Trakya Su Müdürlüğü
İstasyon
Chrisoupolis
Nitratlar, Toplam Organik Karbon
Su spektrogramı, Sıcaklık
Bulanıklık, Su hızı
34
İstasyon
Toxotes
Nitratlar ve Nitritler, Fosfat
Çözünmüş Oksijen, İletkenlik
Su Sıcaklığı, Bulanıklık, pH, ORP*
3 derinlik noktasında Çözünmüş Oksijen, 3 derinlik noktasında İletkenlik,
Plotos- Fragma Thisaurou 3 derinlik noktasında Su Sıcaklığı, 3 derinlik noktasında Bulanıklık,
3 derinlik noktasında pH, 3 derinlik noktasında ORP
Despati Köprüsü
Su Sıcaklığı, Bulanıklık, pH, ORP, Su seviyesi
Paranesti
Stauroupoli Köprüsü
Keramoti
Çözünmüş Oksijen, İletkenlik, Su Sıcaklığı, Bulanıklık, pH, ORP, Su seviyesi
Nestos akarsu ağzı
Karvali
* ORP: Oksidasyon İndirgeme Potansiyeli (Oxidation Reduction Potential)
8.2. Fransa
Fransa
70’li yılların ortasından itibaren suya ilişkin gerçek zamanlı (online) izlemeye dair çok sayıda
uygulama söz konusudur. İlk olarak, işletmelerin kontrol altına alınması amacıyla endüstriyel
kullanımlara ilişkin ekipmanlar geliştirilmiştir. Ancak, suya ilişkin uygulama 80’li yıllarda
başlamıştır. Fransa’da başlıca amaç içme suyu tesislerinden sorumlu olan tedarikçilerin kirlilik
açısından tatlı su kalitesi hakkında bilgilendirilmesidir. Diğer bir uygulama ise su kalitesinin
dinamiklerinin gözlemlenmesidir. Bu kalite çok sayıda olaydan etkilenebilir ve bozulabilir. Bu
esas olarak yağmur suyu, arıtılmış atıksu, endüstriyel taşma, endüstriyel ya da tarımsal
tesislerden kimyasal maddelerin sızması gibi çıkış noktalarından gelen akışlardır.
35
Tatlı su kaynaklarının yönetilmesi bakımından gerçek zamanlı (online) izleme
İki tür kaynak dikkate alınmıştır: yerüstü suyu (nehirler, göller) ve yeraltı suyu. Ancak, en önemli
kaynak birinci kaynaktır. En eski istasyonlar 80’li yıllarda kurulmuştur. Örnek olarak oldukça
önemli bir yangından sonra Sandoz’un ecza fabrikasından kirlilik gelmiştir. Bu fabrika 453.000
nüfuslu önemli bir Fransız kasabası olan Strasbourg’un yukarısında Ren nehri üzerinde yer
almaktadır. Tatlı su kaynağı ise Alsace ovası olarak adlandırılan büyük bir alanda bulunan çok
sayıda kuyudan ibarettir. Su Ren nehrinin derivasyon kanalı olan Huningue kanalı tarafından
desteklenen şekilde nehirden gelmektedir. Çevreden sorumlu idare nehrin suyunun kimyasal
kalitesinin izlenmesi amacıyla bir istasyon kurulmasına karar vermiştir.
Detaylar:
Sandoz kimyasal sızıntısı, Sandoz’un Schweizerhalle, Basel-Landschaft, İsviçre’de bulunan kimyasal
tarım madde deposunda meydana gelen ve zehirli kimyasal tarım maddelerinin havaya
salınmasına neden olan ve Ren nehrine tonlarca kirletici maddenin girmesi ile sonuçlanan ve nehri
kırmızı renge dönüştüren bir yangının ve daha sonraki söndürme işlemlerinin neden olduğu büyük
ölçekli bir çevre felaketidir. Her ne kadar durum birkaç yıl içerisinde toparlanmış olsa da,
kimyasallar mansap yönünde doğal yaşamda muazzam bir ölüme neden olmuş ve diğerlerinin yanı
sıra Ren nehrindeki Avrupa yılanbalığı popülasyonunun büyük bir kısmınının ölümüne sebep
olmuştur. Depolanan kimyasallar arasında üre ve florasan boyanın yanı sıra organofosfat
insektisitler, cıva bileşikleri ve organoklorlar, sonuç olarak ortaya çıkan önemli organoklorlar
arasında ise metoksuron, dinitro-orto-kresol, organofosfatlı kimyasallar, propetamfos, paratiyon,
disulfoton, tiyometon, etrimfos ve fenitrotiyon bulunmaktadır.
Bu olaydan sonra, diğer içme suyu tedarikçileri doğal suyun, esas olarak nehirlerin izlenmesi
amacıyla istasyonların kurulma imkânını araştırmaya karar vermişlerdir. Loire nehrinde diğer
bir önemli Fransız kasabası olan Orleans’ın üst kısmında oldukça büyük bir istasyon inşa
edilmiştir. Tatlı su Loire nehri tarafından beslenen bir yeraltı nehri üzerinden tesise gelmektedir.
İzleme istasyonu ve tesis arasındaki zaman 8 saattir. İstasyon çok sayıda analiz cihazı da dâhil
olmak üzere oldukça karmaşık bir tasarıma sahiptir.
Su kütlesinin kalite dinamiklerinin gözlemlenmesi için gerçek zamanlı (online) izleme
Gerçek zamanlı (online) izlemenin diğer bir amacı suyun kalitesinin kirlenmiş suyun akışlarının
neden olduğu bozulma açısından sürekli olarak gözlemlenmesidir. Deşarj ağzı üzerinden yağmur
suyu, arıtılmış atıksu, atıksu tesislerinden gelen hem endüstriyel hem de evsel taşkınlar,
kirlenmiş topraklardan gelen akıntılar, ıslah alanlarından gelen akışlar, kimyasalların yağmur
suyu şebekesi üzerinden sızıntısı, vb. pek çok akış türü deşarj edilebilir. Burada hedeflenen
akışların mümkün olan en kısa süre içerisinde durdurulması için erken uyarı alınması ve diğer
taraftan kirlenmiş akışın kaynağının belirlenmesidir. Ancak başlıca hedef, suyun dinamiklerinin
bilinmesidir: yerüstü suyu (nehirler, göller, kıyılar) ve yeraltı suyu. Bu yaklaşım tipik olarak SÇD
2000/60/EC açısından başarılı bir yaklaşım gibi görünmüştür. Ne yazık ki, su durumunun
izlenmesine ilişkin Su Çerçeve Direktifi 2000/60/EC madde 18.3 doğrultusunda
Komisyon tarafından Avrupa Parlamentosuna ve Konseyine sunulan rapor ise bu imkânı
benimsememiştir.
36
Günümüze kadar Fransa’da yeraltı suyuna ilişkin gerçek zamanlı (online) izleme konusunda
herhangi bir önemli proje söz konusu değildir. Örneğin, içme suyu prosesine tuzlu su
karışmasına yönelik riskle bağlantılı olarak tatlı su pompalama işleminin kalitesinin kontrol
altına alınması amacıyla iletkenliğin ve sıcaklığın sürekli olarak ölçülmesi söz konusudur:
Monako, Martinique. Diğer taraftan, yerüstü suyu söz konusu olduğunda çok sayıda proje
bulunmaktadır. Bu projelerden bir tanesi LIFE projesi olan PYSIS projesidir. Bu proje Fransa’nın
Doğusunda yer alan bir endüstriyel saha olan Metz ile ilgilidir. Proje kapsamında arıtma
işleminin arızasının engellenmesi amacıyla atıksu tesisine gelen yığın atıksuyun akışları 11
istasyon ile sürekli olarak izlenmektedir ve bunun yanı sıra arıtılmış suyun deşarj edildiği küçük
bir nehir ise 3 istasyon ile izlenmektedir. Hâlihazırda uygulanan önemli bir proje ise MAREL
isimli kıyı suları ile ilgili projedir. Fransa genelinde yaklaşık olarak 40 istasyon kurulmuştur. Bu
istasyonlar nehirlerin akışlarının özellikle haliçlerde neden olduğu bozulmaların gözlemlenmesi
amacıyla deniz suyunu izlemektedir. Üç tür istasyon geliştirilmiştir: yerinde sondalar, ölçüm
cihazı bulunan şamandıralar ve inşa edilen yapılar üzerindeki sabit istasyonlar.
Tablo 10: Gerçek zamanlı (online) izleme ağlarının başlıca sahipleri ve bunların paydaşları
sistemlerinin sahipleri
Çevre ve Sürdürülebilir Kalkınma Bakanlığı
ONEMA tarafından denetlenen Su Ajansları
(6) DREAL (Bölgede)
Verilerin paydaşları
Merkezi olmayan idare olarak hükümet makamlarının
Tamamının üst makamı
Merkezi olmayan idare. Yatırım amaçlı fonlar
sağlamaktadır. Su politikası da dahil olmak üzere
yönetmeliğin uygulanmasını kontrol etmektedir.
Belediyeler ve belediye grupları
Özel şirketler (VEOLIA, SUEZ, SAUR, …) ile bağlantılı
olarak içme suyu tesislerinin sahipleri
Araştırma merkezleri
Üniversiteler, enstitüler
Tablo 11: Hükümet makamlarına ya da merkezi olmayan idareye ait olan sistemlerin sayısına
ilişkin tahmin
Su kütlesi kategorisi
istasyonlarının tahmini sayısı
Nehirler
20-40
Göller
10-20
Yeraltı suları
50-100
Deniz suları
30 - 60
Diğer (atıksu tesislerinden gelen akışlar)
25 -50
37
Metz
14 istasyon
Paris
Orleans
1 istasyon
Nancy
5 istasyon
Huningue
1 istasyon
Angers
1 istasyon
Lyon
5 istasyon
Bordeaux
3 istasyon
Toulouse
3 istasyon
Marseille
1 istasyon
Şekil 21. Fransa’da kurulmuş olan ve halihazırda çalışmakta olan gerçek zamanlı (online) izleme
ağları, içme suyu tesisi için daha önceden kurulmuş bir sistemdir.
Başarılı şekilde kurulan sistemlere ilişkin örnekler
İstasyonun adı: Huningue
İstasyonun kimliği:
Bu istasyon Sandoz’da 1986 yılında yaşanan yangın sonrasında yerel makamlar tarafından talep
edilmiştir. Söz konusu şirket ilk yatırım maliyetini karşılamıştır. Hâlihazırda istasyonun
kullanılmasından APRONA isimli özel bir şirket sorumludur. Yerel makamlar bakım ve yeni ekipman
maliyetlerini desteklemektedir.
38
Amaç:
Başlıca amaç nehrin kirlenmesi durumunda erken bir uyarı alınmasıdır. Kontrol sistemi kanalın
kapatılmasına imkân tanımakta ve bu suretle de kirlenmiş akışın yeraltı suyuna karışmasını
engellemektedir.
Özet:
Kalem: Nehrin suyu kalitesinin sürekli olarak ölçümüne yönelik istasyon
Yeri: Ren Nehri üzerinde Huningue
Tarih: 1989
Proje Yöneticisi:
Su Ajansı ve Bölge Konseyi tarafından görevlendirilen bir kurum olan APRONA.
Teknik açıklama:
İstasyon su kalitesini sürekli olarak izlemektedir ve kaynağından ve kirlilik türünden bağımsız
olarak kalitede bir değişiklik olması durumunda bir uyarı ile tepki vermektedir.
İstasyon farklı sondalara ve analiz cihazlarına dayalıdır:









Sıcaklık
pH
İletkenlik
Organik madde
Polarografi aracılığıyla ağır metaller (kurşun, kadmiyum, krom, bakır); hâlihazırda
bekleme durumundadır
Alg dedektörü aracılığıyla global toksisite
UV ışınımı aracılığıyla PAH’ın (Poliaromatik Hidrokarbonlar) algılanması
Uyarı durumunda otomatik numune alma cihazı
Yıllık bakım maliyeti ortalama olarak 80.000 € civarındadır.
Durum değerlendirmesi:



Bakım çok pahalıdır.
Polarografi çok karmaşık bir işlemdir ve ciddi bir bakım işlemine ihtiyaç duymaktadır,
dolayısıyla 2010 yılında durdurulmuştur.
Hidrolik sistem askıdaki maddeye karşı oldukça hassastır. Sistem su altı pompa, elek,
hidrosiklon ve filtre içermektedir.
39
Şekil 22. Huningue’da kurulu istasyon: Ren Nehrinin gerçek zamanlı (online) izlenmesi Ekipmanlar küçük binanın içerisinde yer almaktadır.
Şekil 23. Huningue’da kurulu istasyon: Ren Nehrinin gerçek zamanlı (online) izlenmesi Ekipman örneği: organik maddeye ilişkin fotometre
40
Şekil 24. Huningue’da kurulu istasyon: Kirlilik durumunda sistem tarafından otomatik olarak
yönetilen su kapağı
İstasyonun adı: Clermont Ferrand
Bu istasyon içme suyu ve atıksu dâhil olmak üzere su yönetiminden sorumlu olan Clermont Ferrand
Belediyesi tarafından kurulmuştur. Kurulum işlemi 2006 yılında gerçekleştirilmiştir.
Amaç:
Başlıca amaç nehrin kirlenmesi durumunda bir erken uyarı alınmasıdır. İstasyonun diğer bir amacı
ise nehrin akışı ve kalitesi konusunda bilgi sahibi olunmasıdır.
Özet:
Kalem: Nehir suyu kalitesinin sürekli olarak ölçümüne yönelik istasyon
Yeri: Allier Nehri üzerindeki Clermont-Ferrand
Tarih: 2006
Proje Yöneticisi
Clermont Ferrand Belediyesi.
Teknik açıklama:
olarak kalitede bir değişiklik olması durumunda bir uyarı ile tepki vermektedir.




Akış
Su seviyesi
Sıcaklık
pH
41




İletkenlik
Yıllık bakım maliyeti bilinmemektedir, ancak ilk tahmin yıllık 100.000 € tutarındadır.




Bakım maliyeti hâlihazırda bilinmemektedir.
Sistem kendisini yönetecek vasıflı personel ihtiyacındadır.
Sistem karmaşık gözükmektedir.
Burada odak noktası gelecekte veri ve kontrol prosesine resmi değer veren bir mevzuat
içeriğine sahip olunmasıdır.
İstasyonun adı: Orleans (Saint Denis de l’hotel)
Bu istasyon içme suyu ve atıksu dâhil olmak üzere su yönetiminden sorumlu olan Orleans Belediyesi
tarafından kurulmuştur. Kurulum işlemi 1992 yılında gerçekleştirilmiştir.
Amaç:
Başlıca amaç nehrin kirlenmesi durumunda bir erken alarm alınmasıdır. İstasyonun diğer bir amacı
ise nehrin akışı ve kalitesi konusunda bilgi sahibi olunmasıdır
Özet:
Kalem: Nehir suyu kalitesinin sürekli olarak ölçümüne yönelik istasyon
Yeri: Loire Nehri üzerindeki Saint Denis de l’hotel
Tarih: 1992
Proje Yöneticisi
Orleanaise des eaux isimli kamu-özel sektör ortaklığı şirketi ile birlikte Orleans Belediyesi.
Teknik açıklama:
olarak kalitede bir değişiklik olması durumunda bir alarm ile tepki vermektedir.





Su seviye
Sıcaklık
pH
İletkenlik
42








Bulanıklık
Renk
UV aracılığıyla organik maddenin algılanması
Polarografi aracılığıyla ağır metaller (Cd, Pb, Cu, Cr VI, Ni, Zn)
Alfa ve gamma radyoaktivitesi
Balıklar kullanılarak biyo-dedektör aracılığıyla toksisite
Yıllık bakım maliyeti ortalama olarak yıllık 120.000 € civarındadır.




Bakım maliyeti bakım işlemlerinde tasarruf yapılması ve tesisteki olayların azaltılması
suretiyle telafi edilmektedir.
Sistem karmaşık gözükmektedir; sistem yerinde ölçüm yapılması suretiyle
basitleştirilebilir.
Yakın gelecekte yöntemlerin standardizasyonu da dâhil olmak üzere bir yönetmeliğe
sahip olunması önemli gözükmektedir.
Projenin adı: PYSIS
Projenin tanımı:
PYSIS projesi kentsel bir ortamda atıksu ve yağmur suyunun yönetimini ele almaktadır. Projenin
genel amacı kanalizasyon şebekelerinin içerisinden akan akışların kalitesine ve doğal ortamın
durumuna ilişkin bilgiler ile ilgili gerçek zamanlı kontrolünün çevre ve ekonomi açısından
faydalarının gösterilmesidir. Projenin sunumu Metz kentsel alanında gerçekleştirilmiştir.
Aslında, kentsel alanlarda atıksuyun yönetimi sayısız sorun ile karşılaşmıştır:



Kanalizasyon sisteminden gelen atıkların ve yağmur taşkınlarından gelen suyun doğal
çevre üzerindeki etkisi,
Temizlik süreci esnasında üretilen sulu çamurun kalitesi,
Yönetim personelinin ve halkın hijyen ve güvenlik açısından karşı karşıya olduğu riskler.
Bu projenin özel amaçları nihai alıcı konumundaki doğal çevrenin daha iyi şekilde korunması ve
kullanıcılar tarafından kabul edilecek bir etiket arayışı içerisinde ürün kalitesinin, nihai deşarjın
ve esas olarak da sulu çamurun optimizasyonu ile kanalizasyon şebekelerinin arıtma tesislerinin
korunmasıdır. Proje 4 aşamaya bölünmüştür:

Başlıca taşkın akışlarını alan Seille nehri üzerinde ölçüm istasyonlarının (memba
yönünde, merkezde ve kentsel alanda) ve kanalizasyon şebekesi üzerinde alarmların
kurulması,
43



Çevresel özelliklere ilişkin verilerin doğrulanması sonrasında işletme,
Proje ortaklarından bir tanesi olan Saarbrücken ile birlikte bu pilot kavramın
genişletilmesi amacıyla gerçekleştirilecek bir fizibilite çalışması da dâhil olmak üzere
teklif edilen yönetim stratejilerinin hayata geçirilmesi ve değerlendirilmesi,
Kanalizasyon sistemi operatörleri için bir karar verme kılavuzunun hazırlanması
aracılığıyla kazanılan deneyimlerin paylaşılması.
Endüstriyel sıvı atıklar evsel sıvı atıklardan oldukça farklıdır. Bu nedenden dolayı, suyun
kalitesinin sürekli olarak bilinmesi gerekmektedir. Burada amaçlanan bir erken uyarı sistemine
sahip olunması ve kirlenmiş akışın durdurulmasına karar verilmesi ve zaman içerisinde kirlilik
riskinin gerçekçi bir şekilde incelenmesidir. Doğru şekilde ilerlemek amacıyla bazı açıklamalar
verilmiştir. Laboratuvarda gerçekleştirilen ölçümler gibi hassas ölçümler söz konusu değildir;
ancak durumun “normal dışı” olmaya başladığı zamanların ve krizin süresinin belirlenmesi için
ekipmanlar söz konusudur. Nehrin içerisine ve atıksuyun aktığı kanalizasyonların içerisinde su
kalitesinin ve akışın sürekli izlenmesi için sistemler yerleştirilmiştir. Fiziko-kimyasal ölçümler
aşağıda belirtilen şekildedir:


Fiziko-kimyasal parametreler: pH, redoks, sıcaklık, iletkenlik, bulanıklık,
Spesifik parametreler: Heteropoli asit (HPA) hidrokarbonlar, organik madde, nitrat,
amonyum, …
Bu belge içerisinde açıklanan proje çevreye ilişkin sunum programlarının bir parçası olarak
Avrupa Birliği’nden (AB) mali destek almıştır (LIFE projesi 00 ENV/F/000614).
Amaç:
Başlıca amaç atıksu arıtma tesisinin bozulmasını engellemek amacıyla kanalizasyon şebekesinde
kirlilik durumunda erken bir uyarı verilmesini sağlamak ve diğer taraftan deşarj ağızlarının etkisinin
tahmin edilmesi amacıyla nehri sürekli olarak izlemektir: kentsel alanlarda yağmur suyu ve atıksu
arıtma tesisinden gelen arıtılmış atıksu. Nehrin akışı ve kalitesi hakkında bilgi sahibi olunması da
projenin diğer bir amacıdır.
Özet:
Kalem: Kanalizasyon şebekesindeki atıksuyun ve nehir suyu kalitesinin sürekli ölçümüne yönelik
istasyon
Yeri: Mosel nehrinin bir kolu olan Seille Nehri üzerinde Metz
Tarih: 2006
Proje Yöneticisi
Haganis isimli kamu-özel sektör ortaklığı şirketi ile birlikte Metz Belediyesi
Teknik açıklama:
İstasyonlar atıksuyun ve nehir suyu kalitesinin sürekli olarak izlenmesi amacıyla kurulmuştur ve
kaynağından ve kirlilik türünden bağımsız olarak kalitede bir değişiklik olması durumunda bir
uyarı ile tepki vermektedir.
44











Seviye
Sıcaklık
pH
İletkenlik
Bulanıklık
UV aracılığıyla organik maddenin algılanması
Nitrat analiz cihazı
Amonyum analiz cihazı
Yıllık bakım maliyeti ortalama olarak yıllık 100.000 € civarındaydı.


Yakın gelecekte yöntemlerin standardizasyonu da dâhil olmak üzere bir mevzuata sahip
olunması önemli gözükmektedir.
45
Centre Equestre
Siphon des mouettes
Pont des Grilles
Bas Tanneurs
Lothaire
Collecteur Sud : vers
Marly Poste 1
Şekil 21: Kanalizasyon şebekesinin içerisine kurulan Pysis istasyonları
Şekil 26. Kanalizasyona kurulacak olan Pysis istasyonuna bir örnek
46
Şekil 27. Pisys İstasyonu: İletkenlik, sıcaklık, pH ve UV ışınımı aracılığıyla PAH (Poliaromatik
hidrokarbonlar) ölçümleri dâhil olmak üzere doğrudan pis suyun içerisine daldırılmış şamandıra
Şekil 28. Seille Nehrinin izlenmesi için kurulan Pysis istasyonu
Şekil 29. Pysis istasyonu: Seille Nehrindeki pompalama sistemi
47
Projenin adı: MAREL
Projenin tanımı:
Hâlihazırda kıyı bölgelerinde Ifremer ve belediyeler tarafından kurulmuş 40 adet istasyon
bulunmaktadır. Daha önemli projenin ismi MAREL iken ismi EOL olan diğer bir proje daha söz
konusudur.
Amaç:
Başlıca amaç; Seine, Loire, Garonne ve Rhône gibi farklı büyük nehirlerden gelen kirliliğin yanı sıra
Bordeaux ve Marseille gibi büyük kasabalardan gelen atıksu deşarjları ile bağlantılı olarak deniz suyu
kalitesinin dinamiklerinin gözlemlenmesidir. Villefranche sur mer (Fransa’nın güneyinde Toulon ve
Cannes arasında yer alan bir kasaba) kasabasında gerçekleştirilen EOL isimli spesifik bir proje söz
konusudur. Belediye bu projeye 10 yıl önce karar vermiştir. Proje bir araştırma ekibi (CNRS)
tarafından gerçekleştirilmiştir. Kıyı sularının gerçek zamanlı (online) izlenmesi suretiyle SÇD ile
bağlantılı olarak deniz suyu kalitesine ilişkin bilgi sahibi olunması amaçlanmaktadır ancak bu hususta
resmi bilgi söz konusu değildir.
Özet:
Kalem: Deniz suyu kalitesinin sürekli ölçümüne yönelik istasyonlar
Yeri: Fransa içerisinde 40 saha
Tarih: 1986
Proje Yöneticisi
Onema tarafından görevlendirilen Ifremer. Ifremer değerleme ve denizin incelenmesi
konularında çalışan bir Fransız Enstitüsü’dür.
Teknik açıklama:
İstasyonlar deniz suyu kalitesinin sürekli olarak izlenmesi amacıyla kurulmuştur. Üç tür istasyon
bulunmaktadır:



Yerinde sondalar CTD (Conductivity, Temperature, Depth): iletkenlik, sıcaklık, derinlik,
Farklı sondalar içeren şamandıralar: iletkenlik, sıcaklık, derinlik, pH, çözünmüş oksijen,
güneş ışınımı, floresan ile algler ve bakteriler,
Limanda bulunan bir duvara sabitlenmiş istasyonlar ve açık denizde yer alan büyük
istasyonlar: iletkenlik, sıcaklık, derinlik, güneş ışınımı, floresan ile algler ve bakteriler,
nitrat için analiz cihazları,
Yıllık maliyet, bakım ve yeni yatırım maliyetleri proje açısından yıllık olarak yaklaşık 1
600.000 € tutarındadır.

48



Sistem karmaşık gözükmektedir; sistem yerinde ölçüm yapılması suretiyle
basitleştirilebilir.
Yakın gelecekte yöntemlerin standardizasyonu da dâhil olmak üzere bir mevzuata sahip
olunması önemli gözükmektedir.
Şekil 30. Fransa genelinde başlıca istasyonlar, MAREL
Şekil 31. Boulogne sur mer’de bulunan istasyon, MAREL Carnot
49
Şekil 32. Numune alma borusunun iç kısmının şematik gösterimi, MAREL Carnot
Duba borunun içerisinde gelgitler ile kayar. Duba sarı renkli silindirin 2/3 yüksekliğine kadar
daldırılmış durumdadır. Deniz suyundan alınan numuneler yüzeyin 1,5 metre altından alınır.
(1) duba; (2) ölçümleri yöneten otomat; (3) numune alma direği; (4) taşıma sistemi; (5) besin
analiz cihazı; (6) vana ve debi ölçer; (7) fiziko-kimyasal parametrelerin ölçüm haznesi ve çürüme
önleme sistemi; (8) gazdan arındırma sistemi
EOL Projesi:
Yenilikçi bir tasarıma sahip olan L.E.O şamandırası birkaç aylık bir araştırmanın sonucudur.
Amacı, bilim adamlarına kıyı ve deniz çevresiyle ilgili güncel bilgiler sunmak ve karar vericilerin
yönetim önlemlerinin etkinliğini değerlendirebilmesine olanak sağlamaktır.
L.E.O. şamandırası sensörler aracılığıyla 0 ila 80 metre arasında uzanan deniz ekosistemine
ilişkin fiziko-kimyasal ve hidrolojik ölçümlerin kesintisiz olarak gerçekleştiren özerk bir
şamandıradır.
Bu projenin müdürü sürekli izlemenin amacının Fransa’yı uluslararası Avrupa yönetmeliklerine
ve diğer taahhütlerine uyumlu hale getirmek olduğunu düşünmektedir.
Sucul ortamlara deşarjını sınırlandıran ve bu su kütlesinin kalitesini sağlayan otuzdan fazla
sayıda Direktif bulunmaktadır. Üye Ülkeler 2015 yılı itibarıyla su kütlesinde iyi bir kalite elde
edilmesi amacıyla sürekli ölçümler alınması suretiyle SÇD 2000/60/EC Direktifine uyum
sağlamalıdır.
Gelecekte, L.E.O. şamandırasının çeşitli şamandıraların tasarımında merkezi bir rol oynayacağı
düşünülmektedir. Ham veriler işlenir ve kullanıcılara dağıtılabilir: bilimsel ekipler, lokal yerel
toplumlar, resmi merciler ve endüstriyel işletmeler.
50
8.3. Finlandiya
Finlandiya’da oldukça fazla sayıda göl (187.888) bulunmaktadır ancak bu göllerin büyük
çoğunluğu oldukça küçük ve sığ göllerdir. Finlandiya aynı zamanda oldukça fazla sayıda nehre ve
uzun bir kıyı şeridine de sahiptir. Bununla birlikte Finlandiya nüfusu oldukça az olan bir ülkedir
bu yüzden izleme ağı çok yoğun değildir. Ağ, geleneksel numune alma işleminin sürekli izleme
sistemi ile değiştirilmesi ve geliştirilmesi suretiyle hızlı bir şekilde büyümektedir.
Gerçek zamanlı (online) ölçümlere ilişkin sorumluluk kabaca üç farklı kısma ayrılabilir.
 Finlandiya Çevre Enstitüsü tüm ülke çapında büyük ölçekli gözetimden ve gözetim
sonuçlarının yasalara ve uluslararası anlaşmalara göre raporlanmasından sorumludur.
 Lokal Ekonomik Kalkınma, Ulaşım ve Çevre Merkezleri (ELY Merkezleri) ise lokal
özellikler ile daha küçük çaplı lokal gözetimlerden sorumludur.
 Endüstriyel kuruluşlar kendi eylemlerinin çevre üzerindeki etkilerinin kalitesinin
izlenmesi yükümlülüğü altındadır. Sanayi tarafından gerçekleştirilen denetim sıklıkla
çevresel izleme sürecini bir hizmet olarak sunan farklı ticari operatörler tarafından
dışarıdan sağlanan hizmetler şeklinde gerçekleştirilmektedir.
 Buna ek olarak çeşitli uygulamalarda ve araştırma projelerinde gerçek zamanlı (online)
izleme sürecini kullanan araştırma enstitüleri ve üniversiteler de söz konusudur.
Tablo 10: Finlandiya’da bulunan gerçek zamanlı (online) izleme istasyonlarının sayısına ilişkin
tahmin. (Kamu ve ticari operatörlerin tamamı)
Gözetim türü
Gerçek zamanlı (online)
izleme istasyonlarının tahmini sayısı








Hidrolojik gözetim
- Kar suyu miktarı
- Buharlaşma
- Su yüksekliği
- Akış
- Buz kalınlığı
- Su Sıcaklığı
- Yeraltı suyu
- Kıyısal istasyonlar
810










Su kalitesi
- Kamu (devlet)
- Ticari
> 150
 50
 > 100
160
5
270
190
55
45
80
5
33 ve 34 numaralı şekillerde iki adet Ticari Fin operatörünün kullandığı ölçüm ağlarına ilişkin
örnekler sunulmaktadır. Ne yazık ki Finlandiya’daki kamusal gözetim gerçek zamanlı (online)
izleme ağına ilişkin herhangi bir harita mevcut değildir. Operatörler hem sabit hem de hareketli
istasyonları (örnek olarak YSI EXO sistemleri) kullanmaktadır. Hareketli istasyonlar gereken
şekilde bir konumdan diğerine kolaylıkla hareket ettirilebilmektedir. Kamusal istasyonların
büyük çoğunluğu ise ulusal gözetim ağının bir parçasını teşkil etmeleri nedeniyle sabittir.
51
Şekil 33: Luode Danışmanlık şirketinin ölçüm ağı
52
Şekil 34: EHP-Tekniikka şirketinin ölçüm ağı
Gözlemlenen parametreler gerçekleştirilen gözetimin amacına dayalı olarak değişkenlik
göstermektedir. Gerçek zamanlı (online) olarak izlenen en yaygın parametreler aşağıda belirtilen
şekildedir:
a.
b.
c.
d.
e.
f.
g.
h.
i.
Sıcaklık
Akış (esas olarak basınç sensörleri ile)
Su yüksekliği
Elektriksel iletkenlik (bazı spesifik parametreler sonuçlardan hesaplanmaktadır)
pH
Bulanıklık (askıdaki katı maddeler bu parametreden hesaplanabilir)
Çözünmüş organik karbon (ışınıma ya da soğuruma dayalı)
Klorofil-a
Nitrat, nitrit, toplam azot (spektrum analizi)
53
Gerçek zamanlı (online) izleme sürecinden elde edilen başlıca fayda su kütlelerinin su
kalitesinde meydana gelen hızlı değişimler hakkında bilgi toplanmasıdır. Bir uyarı sistemi ile
birleştiğinde ise bu durum olası bir endüstriyel kaza durumunda hızlıca harekete geçilmesine
olanak sağlamaktadır. Su kalitesinde ve miktarında meydana gelen hızlı değişimleri müteakiben,
belirli konumlarda su kalitesini ve miktarını etkileyen mekanizmalara ilişkin bilgiler verilebilir.
Bazı durumlarda gerçek zamanlı (online) izleme, izleme maliyetini azaltabilmektedir.
Diğer taraftan, gerçek zamanlı (online) izleme geleneksel numune alma işleminin sona ermesine
izin vermemektedir. Gerçek zamanlı (online) izleme sıklıkla kalite kontrol ve bağıntıların
hesaplanması amacıyla numune alınıma ihtiyaç duymaktadır (örnek olarak askıda katı maddeler
laboratuvar sonuçlar ile bulanıklık parametresinden hesaplanabilmektedir). Böylece gerçek
zamanlı (online) izleme sahip olunan bilgileri artırabilir ancak laboratuvar sonuçları ve bakım
işlemleri gerekli olduğundan belirli bir maliyete de sahiptir. Aynı zamanda gerçek zamanlı
(online) izlemeden elde edilen sonuçların güvenilir olduğu zamanların belirlenmesi de oldukça
zordur. Bakım ve temizlik ihtiyacı gözlemlenen suyun kalitesine dayalı olarak büyük ölçüde
değişkenlik gösterebilir.
Farklı ölçüm cihazlarına örnekler
Sulka araştırma projesi
Projenin amacı turba üretiminde kullanılan kimyasal saflaştırma işleminin verimliliğinin
izlenmesidir. Bu projede sensörler sadece kısa süreler (birkaç ay) boyunca kullanılmıştır ve
bakım ve kalibrasyon amacıyla sudan çıkartılabilen bir yüzer sala bağlanmıştır (şekil 35).
Şekil 35: Bir araştırma projesinde kısa süreli sürekli ölçüm
54
Oulu Nehrinde PROFtest gerçek zamanlı (online) ölçüm karşılaştırması
Bu testin amacı birden fazla üretici tarafından sağlanan farklı cihazlardan elde edilen sonuçların
ölçüm belirsizliği hakkında bilgi toplanmasıdır (Şekil 36).
Şekil 36: Farklı sensörler ile donatılabilen ve güç kaynağı olarak güneş enerjisini kullanan bir
Fin izleme şamandırası örneği. Şamandıralar denizde de kullanılabilmektedir.
Şekil 37: Bir göle yerleştirilmiş izleme şamandırası
55
Bir kuzey ülkesi olarak Finlandiya’da kış ayları soğuk geçmektedir ve sular sıklıkla donmaktadır.
Bu husus dikkate alınarak donma sorunu yaşanan bölgelerde yalıtılmış izleme kuyuları
kullanılmaktadır. Bu kuyular hem hidrolik ölçümler hem de su kalitesi ölçümleri amacıyla
kullanılabilmektedir. Sistem uzak konumlardan da kullanılabileceği gibi aynı zamanda bataryalı
güç kaynağı olarak güneş enerjisini de kullanabilmektedir.
Şekil 38: Tipik bir izleme kuyusu en kesiti
9. Son Söz
Avrupa’da gerçek zamanlı (online) izleme sistemlerinin uygulama seviyesine ilişkin
açıklamalar
Yukarıda yer alan paragraflarda açıklanan nedenden dolayı Avrupa genelinde gittikçe daha fazla
sayıda sistemler kurulmaktadır. AB sadece söz konusu sistemlerin kurulumu ile ilgili olarak
değil, aynı zamanda düşük kurulum maliyetine ve düşük işletme maliyetine sahip olarak daha
fazla parametre açısından daha kararlı olan yeni teknolojilerin geliştirilmesi amacıyla çok sayıda
faaliyete finansman sağlamaktadır.
Sınır ötesi nehirler ve göller bakımından AB üye ülkeleri arasında gerçekleştirilen ortak
eylemlerin birçoğu finanse edilmiştir.
Ulusal seviyede hükümetler söz konusu sistemlerin önemini fark etmiş ve bütçelerinde söz
konusu ağların geliştirilmesi için gittikçe daha fazla yer ayırmaya başlamışlardır.
56
Üniversiteler ve eğitim kurumları eğitim programlarına söz konusu teknolojileri ve uygulamaları
dâhil etmeye başlamıştır.
Hâlihazırda su kütlelerinin sadece küçük bir kısmı gerçek zamanlı (online) olarak izlenmektedir,
ancak her yıl yeni sistemlerin kurulma hızı artmaktadır.
Uluslararası trendler
Dünya çapında her gün gittikçe daha fazla sayıda gerçek zamanlı (online) izleme sistemleri
kurulmaktadır. Bu ağlar ile ilgilenen sanayi sektörleri son on yıllık süre zarfında çarpıcı biçimde
bir artış sergilemiştir.
Son yıllarda sanayi sektörleri aşağıda belirtilen hususlara odaklanmıştır:




Daha fazla parametre için sensörlerin üretimi
Maliyetin azaltılması
Daha az bakım ve kalibrasyon ihtiyacı bulunan daha kararlı sistemler
Daha hızlı ve daha ucuz iletişim
Bu modern sistemlerin tamamı otomatik ve Telemetrik sistemlerdir ve karar alıcılar açısından
oldukça faydalıdır, ancak uygun bir ekip olmaksızın bu sistemler hedeflerini
karşılayamamaktadır.
Gerçek zamanlı (online) izleme sistemleri otomatiktir ancak özerk değildir; son karar ve
nihai değerlendirme bilim insanları tarafından gerçekleştirilmektedir.
Bu ağların başarılı olmasını sağlamak amacıyla aşağıda belirtilen insan kaynakları gereklidir:
 Ağın tasarımı ve lokalizasyonu ile ilgili bilimsel ekip
 Verilerin değerlendirilmesi ve işlenmesi ile ilgili bilimsel ekip
 İşletmenin desteklenmesi (bakım, kalibrasyon, servis) ile ilgili mühendislik/ teknik ekip
57
EKLER
58
Ek I: Sensör teknolojileri
1. Her parametre için sensörler/ ölçüm sistemi
Aşağıda yer alan listeler gerçek zamanlı (online) izlemeye ilişkin sensörlerin ya da sistemlerin
mevcut olduğu parametrelerin tamamını vermektedir.
1.1. Su miktarı
Tablo 11: Su miktarı ana kategorileri ve ölçüm yöntemleri
Kategori
Yöntem
Şaft enkoder
Piyezometrik sensör
Su Seviyesi
Ultrasonik sensör
Radar sensörü
Bubbler sensörü
Mekanik/ çark
Su altı Doppler cihazı
Su Akışı
Yüzey Doppler cihazı
Lazer
Seviye
Tablo 12: Mevcut su seviyesi sensörü türleri
Sensör türü
Şaft enkoder
Satın alma İşletme
maliyeti
maliyeti
Orta
Hassasiyet
Düşük
Orta
Piyezoelektrik Düşük
Düşük
İyi
Ultrasonik
Düşük
İyi
Orta
Tavsiye edilen
uygulama
Çalışma ilkesi
Suyun seviyesi izlenerek bir
Yüzen bir şey yukarı ve aşağı
hareket eder ve bir
Kuyular
potansiyometreyi döndürür.
Üretilen sinyal, seviye ile
ilgilidir.
Hidrostatik basınç seviye ile
Sondaj kuyuları,
orantılı olarak elektrik
yerüstü suları
sinyaline dönüştürülür.
Doppler etkisine dayalıdır.
Sensör bir ultrasonik darbe
Yerüstü suları
yayar ve geri dönüş süresini
ölçer. Geri dönüş süresi,
seviye ile orantılıdır.
59
Sensör türü
maliyeti
maliyeti
Hassasiyet
Tavsiye edilen
uygulama
Radar
Yüksek
Düşük
Yüksek
Yerüstü suları
Bubbler
Orta
Orta
Orta
Göller
Çalışma ilkesi
Doppler etkisine dayalıdır.
Sensör bir elektromanyetik
darbe yayar ve geri dönüş
süresini ölçer. Geri dönüş
süresi, seviye ile orantılıdır.
Sistem suya daldırılmış
durumdaki boru içerisindeki
havayı basınçlandırır.
Hidrostatik basınç boru
içerisindeki basınca eşit
duruma geldiğinde sistem
hava salar. Bu basınç değeri,
seviye ile orantılıdır.
Aşağıda yukarıda bahsi geçen sensörlerden bazıları sunulmaktadır.
Şekil 1: Şaft enkoder
Şekil 22: Ultrasonik sensör
60
Şekil 3: Piyezoelektrik sensör
Şekil 4: Radar sensörü
61
Şekil 5: Bubbler sensörü
Akış
Tablo 13: Su akışı ölçümü için mevcut sistemler
Sensör türü
Satın alma
maliyeti
İşletme
maliyeti
Hassasiyet
Tavsiye edilen
uygulama
Askıda madde
olmadan yerüstü
suyu
Mekanik/
çark
Orta
Yüksek
Düşük
Su altı
Doppler
cihazı
Yüksek
Düşük
Yüksek
Her tür akarsu
Yüzey
Doppler
cihazı
Orta
Düşük
orta
Yerüstü suları
Lazer
Yüksek
Düşük
Yüksek
Yüksek bulanıklık
oranına sahip
yerüstü suları
Çalışma ilkesi
Çark, akan su tarafından
döndürülür. Dönme sayısı
akış ile orantılıdır
Doppler etkisi. Sistem, su
akışı boyunca bir sinyal
yayar. Geri dönen sinyalin
frekansı kaymıştır. Kayma
oranı, akış ile orantılıdır.
Sistemler su boşalmasını
yüksek hassasiyet ile
doğrudan hesaplayabilir.
Doppler etkisi. Sistem,
suyun yüzeyine bir sinyal
yayar. Geri dönen sinyalin
frekansı kaymıştır. Kayma
oranı, akış ile orantılıdır.
Sistemler sadece yüzey
hızını ölçer.
Doppler etkisi. Sistem,
suyun yüzeyine spesifik
derinlikteki suya nüfuz
eden bir sinyal yayar. Geri
dönen sinyalin frekansı
62
Sensör türü
Satın alma
maliyeti
İşletme
maliyeti
Hassasiyet
Tavsiye edilen
uygulama
Çalışma ilkesi
kaymıştır. Kayma oranı,
akış ile orantılıdır.
Sistemler, akış boyunca
farklı noktalarda ve farklı
derinliklerde akışı ölçer.
Sistem boşalmayı
hesaplayabilir.
Aşağıda, yukarıda bahsi geçen sensörlerden bazıları sunulmaktadır.
Şekil 6: Su altı Doppler sistemi
Şekil 7: Su altı Doppler sistemi
63
Şekil 8: Yüzey Doppler sistemi
Şekil 9: Lazer sistemi
Şekil 10: Mekanik/ çark sensörü
64
1.2. Su kalitesi
Su kalitesi parametrelerinin ölçümü her türden su kütlesine uygulanabilir olmasının yanı sıra su
arıtma prosedürlerinde de uygulanabilir.
Fiziko-kimyasal sensörler
Aşağıda belirtilen sensörler bağımsız sensörlerdir ya da çok parametreli sondalar ile birlikte
kullanılmaktadır.
Aşağıda yer alan tablo geçek zamanlı (online) izleme ağlarında yer alan en önemli ve en yaygın
şekilde kullanılan sensörleri içermektedir.
Tablo 14: Fiziko-kimyasal sensörler
Sensör türü
Tavsiye edilen
Hassasiyet
maliyeti
maliyeti
uygulama
Her tür su
pH sensörü
ORP*
Orta
Orta
Orta
Orta
İyi
İyi
Uygulama türü
(yerüstü suyu,
yeraltı suları,
tuzlu sular, vb.)
ile orantılı
olarak farklı
türde elektrotlar
mevcuttur.
Her tür su
Uygulama türü
(yerüstü suyu,
yeraltı suları,
tuzlu sular, vb.)
ile orantılı olarak
farklı türde
elektrotlar
mevcuttur.
Çalışma ilkesi
Suyun pH değeri, suyun
iyonlaşması ile ilgili olarak
asidite ya da alkalinite
derecesini ölçmektedir.
pH değerinin ölçülmesi,
çözeltilerin bilinmeyen [H+]
değerine sahip potansiyelinin
bilinen bir referans potansiyel
ile karşılaştırılmasını kapsar.
Sensör bir referans yarı hücre
İle, algılayan yarı hücre
arasındaki gerilim oranını
pH değerlerine dönüştürür.
ORP ölçümünün altında yatan
prensip, düşük dayanımı
nedeniyle bir oksitleyici
maddeye elektronlar verecek
ya da bir indirgen maddeden
elektronlar kabul edecek olan
bir asal metal elektrot (platin,
bazı durumlarda altın)
kullanılmasıdır. ORP elektrot,
solüsyonun ORP değerine eşit
olan birikim yükü nedeniyle
bir potansiyel geliştirene kadar
elektron almaya ya da vermeye
devam edecektir. Bir ORP
ölçümünün tipik hassasiyeti
±5 mV değerindedir.
65
Sensör türü
Tavsiye edilen
Hassasiyet
maliyeti
maliyeti
uygulama
Her tür su.
İletkenlik
Orta
Optik
Çözünmüş
Yüksek
Oksijen (ÇO)
Elektrolit ile
Çözünmüş
Orta
Oksijen (ÇO)
Bulanıklık
Yüksek
Orta
Düşük
Orta
Orta
İyi
Uygulama türü
(yerüstü suyu,
yeraltı suları,
tuzlu sular, vb.)
ile orantılı olarak
farklı türde
elektrotlar
mevcuttur.
Çalışma ilkesi
İletkenlik, bir çözeltinin
elektrik akımını iletme
yeteneğidir. İletkenliğin,
cihazlar tarafından ölçülme
ilkesi basittir – numune
içerisine iki adet levha (hücre)
yerleştirilir, levhalara bir
potansiyel uygulanır ve akım
ölçülür. Genellikle, potansiyel
bir sinüs dalgası şeklindedir.
İletkenlik Ohm Yasasına göre
gerilim ve akım değerlerinden
belirlenir:
G=1/R=I (amper)/E (volt)
Çözelti içerisindeki iyonlar
üzerindeki yükün, elektrik
akımının iletilmesini
kolaylaştırması nedeniyle,
bir çözeltinin iletkenliği,
çözeltinin iyon konsantrasyonu
ile orantılıdır.
Yüksek
Her tür su
Sensör suya ışık yayar. Oksijen
molekülleri ışığı soğurur.
Soğurulan ışık ÇO
konsantrasyonu ile orantılıdır.
Orta
Bütün akarsular
Bu yöntem eski
bir yöntemdir ve
neredeyse hiç
kullanılmamakta
dır.
Polarografik yöntem. Elektrot
ÇO konsantrasyonu ile orantılı
elektrik akımı üretir.
Orta
Her tür su
Bu sensörün
otomatik temizlik
sistemine ihtiyaç
duyduğuna
dikkat edilmelidir.
Bulanıklık saçılan ışık ile
ölçülür. Sensör suya ışık yayar.
Işık sudaki parçacıklar
tarafından saçılır. Askıdaki
parçacıkların sayısı saçılan
ışığın yoğunluğuna karşılık
gelir.
66
Sensör türü
Sıcaklık
Toplam
AKM,
toplam
askıda katı
maddeler
Tavsiye edilen
Hassasiyet
maliyeti
maliyeti
uygulama
Çalışma ilkesi
Düşük
PT100, PT1000, ısılçiftler,
ısıldirençler vb. pek çok farklı
tür mevcuttur.
Sensörlerin elektrik davranışı,
sıcaklığa göre değişkenlik
gösterir.
Düşük
Yüksek
Her tür su
Her tür su
Yüksek
TÇG, toplam
çözünmüş
Yüksek
gazlar
Orta
Orta
Yüksek
Yüksek
Sensör suya ışık yayar ve
Bu sensörün
toplanan ışığı ölçer. Soğurulan
otomatik temizlik
ya da saçılan ışık, toplam AKM
sistemine ihtiyaç
ile orantılıdır.
duyduğuna
dikkat edilmelidir.
Her tür su
Tuzluluk
Piyezoelektrik. Gaz bir zar
üzerinden bir haznenin
içerisine geçer. Haznedeki
basınç, gazın konsantrasyonu
ile orantılıdır.
İletkenlik okumalarından
hesaplanır.
* ORP: Oksidasyon İndirgeme Potansiyeli (Oxidation Reduction Potential)
Aşağıda yer alan şekiller yukarıdaki tabloda açıklanan fiziko-kimyasal sensörlerden bazılarını
göstermektedir.
Şekil 11: Farklı türde pH sensörleri
67
Şekil 12: İletkenlik sensörleri
Şekil 13: ORP (Oksidasyon İndirgeme Potansiyeli) sensörleri
Şekil 14: ÇO (Çözünmüş Oksijen) sensörleri
68
Şekil 15: Bulanıklık sensörleri
Şekil 16: Toplam AKM (Askıda Katı Maddeler) sensörleri
Şekil 17: TÇG (Toplam Çözünmüş Gazlar) sensörleri
69
Şekil 18: Fiziko-kimyasal parametrelerin tamamını eşzamanlı olarak ölçebilen çok parametreli
sondalar
Organik Parametreler
Aşağıda belirtilen sensörler bağımsız ensörlerdir ya da çok parametreli sondalar ile birlikte
kullanılmaktadır.
Aşağıda yer alan tablo gerçek zamanlı (online) izleme ağlarında yer alan en önemli ve en yaygın
şekilde kullanılan sensörleri içermektedir
Organik maddeler gerçek zamanlı (online) uzaktan ölçme süreci açısından en zor ve karmaşık
parametrelerdir. Aynı zamanda bu parametreler ölçülmesi durumunda su kalitesine ilişkin
oldukça hassas bir resim sunmaları nedeniyle oldukça önemlidir.
Tablo 15: Organik parametrelerin ölçülmesinde kullanılan sensörler
Sensör türü
BOİ*
Kabin
sistemleri
KOİ**
Kabin
sistemleri
Satın alma
maliyeti
Çok Yüksek
Çok Yüksek
İşletme
maliyeti
Yüksek
Yüksek
Hassasiyet
Yüksek
Yüksek
Tavsiye edilen
Çalışma ilkesi
uygulama
Tatlı sular
Sistemler her 5 günde bir
numune alır ve ppm cinsinden
ÇO (çözünmüş oksijen)
indirgeme durumunu ölçer.
Yöntem laboratuvar yöntemi ile
aynıdır.
Tatlı sular
Renk ölçüm yöntemi. Sistem
numuneyi alır, uygun reaktifleri
ekler, numuneyi özümler ve
numuneyi renk ölçüm cihazı için
hazırlamak amacıyla reaktifler
koyar. Son olarak spesifik dalga
boyunda soğurmayı ölçer.
70
Sensör türü
TOK***
Kabin
sistemleri
BOİeq
(eşdeğer)
Spektrometrik
KOİeq
(eşdeğer)
Spektrometrik
TOKeq
(eşdeğer)
Spektrometrik
Satın alma
maliyeti
Çok Yüksek
Orta
Orta
Orta
İşletme
maliyeti
Yüksek
Düşük
Düşük
Düşük
Hassasiyet
Yüksek
Orta
Orta
Orta
Tavsiye edilen
Çalışma ilkesi
uygulama
Tatlı sular
Laboratuvar ile aynı prosedür
(Yanma
-Kızıl Ötesi Yöntem, Persülfat
-Morötesi Oksitlenme Yöntemi,
Islak
-Oksitlenme Yöntemi)
Her tür su
Sistemler 300 ila 900 nm ya da
daha geniş bir alandan tam
spektrumu alır. Sistemler farklı
dalga boylarında soğurmayı
ölçer ve BOİ eşdeğerinin
hesaplanması amacıyla spesifik
bir algoritma kullanır.
Her tür su
Sistemler 300 ila 900nm ya da
ölçer ve KOİ eşdeğerinin
Her tür su
Sistemler 300 ila 900nm ya da
ölçer ve TOK eşdeğerinin
* BOİ: Biyokimyasal Oksijen İhtiyacı, ** KOİ: Kimyasal Oksijen İhtiyacı, *** TOK: Toplam Organik Karbon
Yukarıda yer alan tabloya göre 2 tür temel sistem söz konusudur:
 Kabin sistemleri
 Spektrofotometre sistemleri
Kabin sistemleri
Kabin sistemleri 30 yılı aşkın bir geçmişe sahip en eski sistemlerdir. “Kabin” ismi kurulum
amacıyla büyük konteynırlara ya da diğer tür konstrüksiyonlara ihtiyaç duymaları ile ilgilidir.
Bu sistemler aşağıda belirtilen dezavantajlar nedeniyle çok sık olarak kullanılmazlar:
 Yüksek altyapı maliyetleri
 Sadece 220V güç bulunan yerlerde çalışma
 Yüksek sarf malzemesi maliyeti
71
 Yüksek bakım maliyeti
 İyi eğitimli kişilere yönelik ihtiyaç
 Numune pompalama - transfer ve ön arıtma gereksinimi
Şekil 19: Bir nehir suyu kütlesi üzerinde KOİ (Kimyasal Oksijen İhtiyacı) ölçümü için kullanılan
kabin sistemi
Spektrometrik
Spektrometrik sistemler teknolojik olarak yeni sistemlerdir. Uygulamada bu sistemler komple
çift ışın demetli spektrofotometrelerdir. Her ölçüm esnasında, sistemler 300 – 900 nm (ya da
daha geniş bir alandan) soğurma durumunu ölçer. Sistemler matematiksel prosedürleri
kullanarak her parametrenin konsantrasyonunu ölçer.
Spektrometre sondalarının büyük çoğunluğu karmaşık ve yoğun bakım gerektiren numune ön
arıtma işlemine ihtiyaç olmaksızın sürekli olarak gerçek zamanlı (online) ve doğrudan suyun
içerisinden birden fazla sayıda su kalitesi parametresini ölçebilen çok parametreli cihazlardır.
Spektrometre sondalarının büyük çoğunluğu “tak ve ölç” ilkesine göre çalıştırılabilir.
Bu sistemlerin optimum tasarımı su ile temas halindeki hareketli parçaların tamamının yanı sıra
sarf malzemelerine olan ihtiyacı da ortadan kaldırmaktadır. Bu durum arıza olaylarını, yedek
parça maliyetlerini ve bakım ihtiyacını çarpıcı biçimde azaltır.
Spektrometre cihazları tamamen hazır spektrometrelerdir ve birçok durumda bir sonda şekline
sahiptir.
Bir verici ve bir alıcı ünitesinin arasında yer alan ölçüm bölümünde yayılan ışık analiz edilecek
ortam içerisinden geçer.
72
Sondanın ölçüm pencereleri arasında yer alan ortamda mevcut maddeler görünür ve UV ışığı
soğurur.
Dâhili olarak ikinci bir ışık demeti bir karşılaştırma yolu boyunca yönlendirilir. Bu iki ışın demeti
ölçüm kalitesini etkileyebilecek cihazdan kaynaklanan her türlü etkinin (örnek olarak ışık
kaynağının yaşlanması) her ölçüm işleminde telafi edilmesini mümkün kılar
Şekil 20: Bir su altı spektrometrenin çalışma ilkesi
Çoğunlukla spektrometre sondaları 300 ve 700 nm (UV-Vis) arasındaki ya da daha geniş bir
aralıktaki soğurma spektrumunu tamamen kayıt altına alır ve bunu çok sayıda dalga boyuna
ayrıştırır.
Elde edilen sonuç "parmak izidir" (soğurma spektrumu).
Parmak izinde yer alan bilgiler kullanılarak birden fazla sayıda parametrenin eşzamanlı olarak
izlenmesi ve aynı zamanda bu parametrelerin olası çapraz hassasiyetler bakımından telafi
edilmesi mümkündür.
Laboratuvar sonuçları ile yapılan bağıntı daha önceden kullanılan basit optik cihazlar tarafından
bilinmeyen bir kaliteye ulaşır.
73
* Çözünmüş KOİ
Şekil 21: Tatlı sudan elde edilen tipik bir soğurma spektrumu (Toplam KOİ: Toplam Kimyasal
Oksijen İhtiyacı, BOİ: Biyokimyasal Oksijen İhtiyacı, TOK: Toplam Organik Karbon, DOK:
Çozünmüş Organik Karbon)
Bu sistemler gittikçe daya yaygın bir şekilde çok sayıda farklı uygulamada kullanılmaya
başlanmıştır.
Bu sistemlerin başlıca avantajları aşağıda belirtilen şekildedir:







Sarf malzemelerine ihtiyaç yoktur.
Pahalı altyapılara ihtiyaç yoktur.
Kalibrasyona ihtiyaç yoktur.
Eğitimli personele ihtiyaç yoktur.
Oldukça sınırlı bakım ihtiyaçları söz konusudur.
Güneş panelleri aracılığıyla işletilebilmektedir. 220 V güç kaynağına ihtiyaç yoktur.
Sistemler doğrudan suyun içerisine daldırılabilmektedir. Numune transferine ve
arıtmasına ihtiyaç yoktur.
74
Şekil 22: Doğrudan su akıntısının içerisine yerleştirilmiş spektrometre
İyonlar ve iz elementler
Bu parametrelerin gerçek zamanlı (online) izlenmesi amaçlı çok sayıda farklı sistemler,
sensörler ve cihazlar bulunmaktadır.
Başlıca yöntemler aşağıda belirtilen şekildedir:
 İyon seçici elektrotlar
 Spektrometreler
 Fotometreler (renk ölçer)
a) İyon seçici elektrotlar
NO3, NO2, NH4, PO4, ve benzeri tuzların neredeyse tamamının yanı sıra Mg, Mn, Fe, Md, ve benzeri
elementler, seçici elektrotlar kullanılarak ölçülebilir.
İyon seçici elektrotların başlıca kullanım nedenleri aşağıda belirtilen şekildedir:
 İlk kurulum ucuzdur (tipik olarak bir pH/mV ölçer ya da iyon ölçer, elektrotlar, bir
karıştırma çubuğu ve bazı temel kimyasallar gereklidir).
 Ölçümler numunenin renginden ya da bulanıklığından etkilenmemektedir. Numune ön
arıtma işlemi çoğunlukla basittir.
 Ölçümler “gerçek zamanlı” olarak gerçekleştirilebilir ve kolaylıkla otomatik hale
getirilebilir.
75
Elektrotlar bağımsız sistemler olarak ya da çok parametreli su altı sondalarda ya da Kabin Analiz
Cihazlarında kullanılabilir.
Şekil 23: Uzaktan ölçme ünitesine bağlantı için hazır Bağımsız Elektrot
Şekil 24: Çok parametreli bir sondaya takılı durumdaki iyon seçici elektrot
Şekil 25: Kabin tipi analiz cihazına takılı durumdaki iyon seçici elektrot
Nasıl çalışır
Bir iyon seçici elektrot (bir çözelti içerisinde çözünmüş durumdaki) spesifik bir iyonun
aktivitesini bir mV ya da İyon ölçme cihazı tarafından ölçülebilecek bir gerilime (potansiyel)
dönüştüren bir sensördür. Nernst denklemi ile açıklanan şekilde gerilim, teorik olarak iyon
aktivitesinin logaritmasına dayalıdır.
E = E0 + (2.303*RT/nF)log(A)
76
Elektrotun algılayan kısmı çoğunlukla bir referans elektrot ile bağlanmış (ayrı ayrı ya da birlikte)
iyona özel bir zardan imal edilir.
Şekil 26: Çalışma ilkesi
Başlıca beş tür iyon seçici zar bulunmaktadır (1. Tür ila 5. Tür arası).
Referans elektrot
Ölçümün önemli bir kısmı kararlı bir referans elektrot kullanılmasıdır.
Çok sayıda iyon seçici elektrot kendi referans elektrotunu bünyesinde barındırmaktadır; bu
referans elektrotlar çoğunlukla ya tek yol ağzı (single junction type) doldurulabilir tipte Ag/AgCl
türü ya da klorür, bromür, vb. iyon seçici elektrotlar için kullanılan bir çift yol ağzı (double
junction type) türü elektrottur.
Bu tür referans elektrotlar kullanıcının belirli bir uygulama için uygun bir elektrolit seçmesine
olanak sağlar.
Örnek olarak, Potasyum Nitrat Klorür, Bromür, İyodür, Siyanür, Gümüş ve Sülfat gibi iyon seçici
elektrotlar için bir dolum çözeltisi olarak yaygın şekilde kullanılmaktadır.
Nernst denklemindeki E0 katsayısı, sistemde bulunan sıvı yolu ağzı potansiyellerinin tamamının
toplamıdır ve analiz esnasında bu değerde meydana gelen herhangi bir değişim önemli
potansiyel sürüklenme kaynaklarına ve ölçümlerde hatalara neden olabilir.
77
Numune ön arıtması
İyon seçici elektrotların çözelti içerisindeki iyonik analitlerin aktivitesini ölçtüğüne dikkat
edilmesi önemlidir.
Ölçülecek olan iyonun karmaşık ya da bağlı olması durumunda, analiz öncesinde numune ön
arıtma işlemi gerekli olabilir.
Bu işlem kurutma, yıkama ve öğütmenin yanı sıra ekstraksiyon ya da kuru yakma gibi ön adımlar
içerebilir.
Bu işlem özellikle tesisten gelen maddeler ve toprak gibi numuneler için gerekli bir durumdur.
Parazitlerin ve oksitlenme etkilerinin söz konusu olması durumunda hem numuneye hem de
standartlara uygun reaktifin eklenmesi faydalı olabilir.
Dezavantajlar
Bu elektrotlar aşağıda belirtilen nedenlerden dolayı genellikle gerçek zamanlı (online) izleme
sistemlerinde sıklıkla kullanılmazlar:
 Seçicilik/parazitler
 Hassasiyet, tipik olarak %2-5
 Kalibre eden çözeltilerin ve numunelerin iyonik dayanımının ayarlanmasının gerekli
olması
 Elektrotların polimer zarının kullanım ömrü ve bakım gereksinimleri
 İdeal olmayan numuneler için bazı durumlarda ön arıtmanın gerekli olması
b. Spektrometreler
Fotometreler kullanılarak sadece aşağıda belirtilen parametreler ölçülebilir:
NO2-N, NO3-N, NH4-N, O3,






Kolay kurulum
Sarf malzemelerine ihtiyaç yoktur
Pahalı altyapılara ihtiyaç yoktur
Kalibrasyona ihtiyaç yoktur
Eğitimli personele ihtiyaç yoktur
Oldukça sınırlı bakım ihtiyaçları söz konusudur
78
Sistemler çoğunlukla eşzamanlı olarak sıcaklığı da ölçerler ve bazı durumlarda yukarıda
belirtilen parametreleri organik parametreler (yani TOK - Toplam Organik Karbon) ile
birleştirirler.
Şekil 27: Tipik su altı spektrometresi
Nasıl çalışır
Bir spektrofotometre dalga boyunun bir fonksiyonu olarak ışığın şiddetini ölçebilen bir
fotometredir. Başlıca iki spektrofotometre sınıfları tek ışın demetli ve çift ışın demetli
spektrofotometrelerdir. Doğrusal soğurma aralığının ve spektral bant genişliğinin ölçümü
spektrofotometrelerin önemli özellikleridir.
Tek ışın demetli spektrofotometrelerde ışığın tamamı numune üzerinden geçer. Gelen ışığın
şiddetinin ölçülmesi amacıyla ışığın tamamının geçebilmesine imkân tanımak amacıyla numune
çıkartılmalıdır. Bu spektrometre türü çoğunlukla daha düşük maliyetlidir ve daha az karmaşıktır.
Tek ışın demetli cihazlar optik açıdan daha basit ve daha kompakt yapıdayken aynı zamanda
daha büyük dinamik aralığa da sahip olabilir.
Çift ışın demetli spektrofotometrelerde ışık kaynağı numuneye ulaşmadan önce iki ayrı ışın
demetine ayrılır. Bir ışın demeti numune içerisinden geçerken ikincisi referans olarak kullanılır.
Referans okumanın ve numune okumasının aynı anda gerçekleştirilebilmesi bir avantaj sağlar.
İletim ölçümlerinde, spektrofotometre referans ve test numunesi içerisinden geçen ışığın
miktarını nicel olarak karşılaştırır. Yansıtıcılık açısından test ve referans numune çözeltilerinden
yansıyan ışığın miktarını karşılaştırır.
Çok sayıda spektrofotometre numunenin analiz edilmesinden önce kalibre edilmelidir ve
spektrofotometrenin kalibrasyonu için kullanılan prosedür "sıfırlama" olarak bilinmektedir.
Kalibrasyon referans madde kullanılarak gerçekleştirilir ve diğer bütün maddelerin
soğurganlıkları referans maddeye göre ölçülür. % geçirgenlik (maddenin içerisinden ilk
maddeye göre geçirilen ışık miktarı) değeri spektrofotometre üzerinde gösterilir.
79
Şekil 28: Çift ışın demetli bir spektrometrenin çalışma prensibi
Bu sistemlerin başlıca dezavantajları aşağıda belirtilen şekildedir:
 Sınırlı sayıda parametrenin ölçülebilmesi
 Yüksek ilk kurulum maliyeti
c. Fotometreler (Renk ölçerler)
NO3, NO2, NH4, PO4, ve benzeri tuzların neredeyse tamamının yanı sıra Mg, Mn, Fe, Md, ve benzeri
elementler, seçici fotometreler kullanılarak ölçülebilir.
Sabit sıcaklık, numune aktarımı ve kalibrasyon ve renk hazırlama işlemleri için çok sayıda reaktif
gerektirdiğinden fotometreler çoğunlukla kabin türü sistemlerin içerisine kurulur.
80
Şekil 29: Tipik fotometre (renk ölçer)
 Neredeyse bütün elementlerin, tuzların, vb. ölçülebilmesi
 Yüksek hassasiyet
Nasıl çalışır
Renk ölçümü kimyasal araştırmalarda sıklıkla kullanılan bir tekniktir. Bu teknik renklerin nicel
tahmini ile ilgilidir.
Bu, bir karışım (bu durumda su) içerisindeki bir maddenin miktarını ölçmek istiyorsanız,
maddenin renk oluşturan kromojenlere bağlanmasına izin vermek suretiyle renk ölçüm tekniğini
kullanabilirsiniz anlamını taşımaktadır. Renkteki fark farklı ışık soğurma ile sonuçlanır.
Cihaz:
Renk ölçümü için kullanılan cihaz renk ölçer olarak adlandırılır. Bu cihaz aşağıda belirtilen
kısımlardan meydana gelmektedir:
a. ışık kaynağı
b. filtre (istenen dalga boyunu seçen cihaz)
c. tekne haznesi (geçirilen ışık cam ya da tek kullanımlık plastikten yapılmış ve renkli çözeltiyi
ihtiva eden çözeltinin muhafaza edildiği kompartımanlardan geçer)
d. dedektör (bu ışığı elektrik sinyallerine dönüştüren ışığa karşı duyarlı bir elemandır)
e. Galvanometre (elektrik sinyalini nicel olarak ölçer)
81
Beer-Lambert Yasaları
Beer Yasası
Beer yasasına göre monokromatik ışığın renkli çözeltinin içerisinden geçmesi durumunda geçen
ışık miktarı renkli maddenin konsantrasyonundaki artış ile üssel olarak azalır.
It = Ioe-KC
Lambert Yasası
Lambert yasasına göre geçen ışık miktarı renkli çözeltinin kalınlığındaki artış ile üssel olarak
azalır.
It = Ioe-kt
Dolayısıyla, bir arada kullanıldığında Beer-Lambert yasası aşağıda belirtilen şekildedir:
IE/Io = e-KCT
Burada,
IE = ortaya çıkan ışığın şiddeti
Io = gelen ışığın şiddeti
e = doğal logaritma tabanı
K = a sabiti
C = konsantrasyon
T = çözeltinin kalınlığı
Şekil 30: Çalışma ilkesi
Dezavantajlar






Yüksek altyapı maliyetleri
Sadece 220V güç bulunan yerlerde çalışma
Yüksek sarf malzemesi maliyeti
Yüksek bakım maliyeti
İyi eğitimli kişilere yönelik ihtiyaç
Numune pompalama - transfer ve ön arıtma gereksinimi
82
Bu yayının içerikleri sadece ENVECO, AMBIENTE S.C., DELTARES, SYKE & SOFRECO Ortak
Girişimi’nin sorumluluğundadır ve hiçbir suretle Avrupa Birliği’nin görüşlerini yansıttığı düşünülmemelidir.

Gerçek zamanlı (online) izleme sistemlerine ilişkin rapor

Transkript

Benzer belgeler

Ekte - TİAK

Eğiticilerin Eğitimi Notları - Mesleki Eğilime Göre Yönlendirme ve

Almanya Federal Cumhuriyeti Cumhurbaşkanı Christian Wulff`un

Raporlama Sistemi Yardım Dökümanı e

AdaEv Projesi AdaEv Projesi - İstanbul Fizik Tedavi Rehabilitasyon

ekinoks proje danışmanlık hibe ve teşvik proje referansları

Report - iSmart project