Fen Fakültesi Biyoloji Bölümü - Utku Güner

TRAKYA ÜNIVERSITESI
Fen Fakültesi Biyoloji Bölümü
Limnoloji
DR. UTKU GÜNER
İç kullanım için limnoloji notları
DERLEME
 Trakya Üniversitesi
Trakya Universitesi Fne fakültesi Biyoloji Bölümü
22030 Edirne
[email protected]
uguner.trakya.edu.tr
içindekiler
Limnoloji Notları..................................................................... 3
Suyun Bazı Özellikleri............................................................ 4
Suyun Özgül Isısı .................................................................. 4
GÖLLER:............................................................................... 7
PH ....................................................................................... 16
Azot ve Bileşikleri ................................................................ 19
Su ekolojisi .......................................................................... 21
1. Abiotik Faktörler............................................................... 23
2. Üreticiler .......................................................................... 23
3. Tüketiciler ........................................................................ 24
4. Ayrıştırıcılar ..................................................................... 25
Tatlısu Ortamları.................................................................. 26
Durgun Sular (Lentik)........................................................... 26
Akarsular (Lotik) .................................................................. 26
Plankton araştırma ve değerlendirme yöntemleri................. 26
Gözlem ................................................................................ 26
Plankton Örnekleme Araçları ............................................... 27
Ters dönebilen şişeler.......................................................... 28
2- Motopomp. ...................................................................... 30
3-Plankton kepçeleri ............................................................ 30
Plankton ağları..................................................................... 31
d- Clarke-Bumpus Kepçesi: ................................................. 32
e- Nöston Kepçesi: .............................................................. 33
f- Isaacs-Kidd Midwater Trawl.............................................. 33
g- Hızlı Plankton Örnekleyicileri ........................................... 34
Plankton Çekim Yöntemleri.................................................. 35
A- horizontal çekim .............................................................. 35
Vertikal çekim ...................................................................... 37
D- Birim Hacim Yöntemi ...................................................... 38
E- Birim alan Yöntemi .......................................................... 38
F- Eşit Hacimlere Ayırma Yöntemi ....................................... 39
b-Motoda Ayırıcısı ............................................................... 39
Partikül Sayım Yöntemi ....................................................... 40
Elektronik Sayıcılar; ............................................................. 40
Flow sitometrinin Hidrobiyolojide Kullanımı.......................... 41
Flow sitometrinin çalışma ilkesi............................................ 43
Flow Sitometrinin Avantajları ............................................... 47
Flow Sitometrinin Dezavantajları ......................................... 47
Fitoplankton: ........................................................................ 49
Göllerinin Bentik Makroomurgasızlarının Tarihi ................... 50
Bentik Bileşenlerin Taksonomisi............................................................... 50
Limnolojide Örnekleme ........................................................ 51
Sıcaklık, Çözünmüş oksijen, pH, tuzluluk, elektriksel iletkenlik
............................................................................................ 52
Işık geçirgenliği:................................................................... 52
Suyun Bulanıklığı:................................................................ 53
Renk:................................................................................... 53
Kimyasal Yöntemler............................................................. 54
Akıntı Hızının Ölçülmesi ...................................................... 54
Tatlısu organizmaları ........................................................... 55
Tatlısu Algleri:...................................................................... 55
Fitoplanktonik organizmaların toplanması:........................... 57
Su Analiz Yöntemleri ........................................................... 65
GRAVİMETRİK TEKNİKLER ............................................... 65
5.
Elektriki İletkenlik Ve Tuzluluk........................................... 82
Araç ve Gereçler.................................................................. 93
Reaktifler ............................................................................. 94
Deneyin Yapılışı ................................................................ 102
Yöntemin Prensibi ............................................................. 137
Gereçler............................................................................. 137
Reaktifler ........................................................................... 137
Deneyin Yapılışı ................................................................ 138
Sonucun Hesabı ................................................................ 138
Tuzluluk – Klorür Eşdeğeri....................................................... 140
Tuzluluk Tayini : Mohr – Knudsen Yöntemi :.......................... 140
Arjantometrik Yöntem İle Klorür Tayini................................... 142
Reaktifler.................................................................................... 142
Sonucun hesabı ........................................................................ 144
Limnoloji-2
Bölüm
1
Limnoloji Giriş
Limnoloji Notları
Limnoloji’nin tarihçesinin başlangıcı Francois Alphonsa
Forel’in bu konu ile ilgili yayınladığı ilk kitabında yer
alır.(Leman gölü)Limne yunanca göl ,havuz,bataklık anlamına
gelir. Forel limnolojinin kurucusu olarak kabul edilir.Amerikalı
E.A Birge Forel’in fizikokimyasal ağırlıklı limnoloji kavramını
biyolojik konulara daha çok yer veren bir bilim dalı haline getirmiştir.Birge’nin
çalışmaları. 70’yıl sürmüştür.Bu araştırıcının buluşları halen limnoloji biliminin
temelini oluşturmaktadır. Limnoloji: su içinde yaşayan canlıları inceleyen bilim
dalı hidrobiyolojinin alt dalıdır.
Limnoloji-3
Şekil 1. Su dünyada yüzdesi
Yeryüzündeki suyun %97,5 ini okyanus ve deniz suyu oluşturur. %2,5 tatlı
sular oluşturur.%0,4 yüzey ve atmosfer su oluşturur.
Suyun Bazı Özellikleri
Diğer H bileşiklerinden daha yüksek kaynama ve erime
noktasına sahiptir. Dipolar yapıda olduğu için iyi bir çözücüdür.
Su molekülü sıvı yada gaz halinde iken iki H atomu arasındaki
açı: 109,5 derecedir. Katı,sıvı ve gaz halinde olan suyun
kimyasal formulü aynı fakat moleküllerin sıralanışı
farklıdır.Buz halinde olan suyun hacmi %10 daha fazladır.Bu sayede buz suyun
üzerinde yüzer. Su molekülü, maksimum yoğunluğa 3,98 C ulaşır. Su
molekülleri iyon haldeki bileşiklerin katyonlarını sararak hareketli hale
getirirler. Buna hidrotasyon denir.
Şekil 2 Su moekülü
Suyun Özgül Isısı
Isı: Bir cismin içine dışardan verilen ve alınan enerjiye denir
buna karşın sıcaklık:Bir cismin içindeki moleküllerin ortalama
enerjisidir. Bir maddenin özgül ısısı: bir maddenin bir gramının
sıcaklığın 1 C değiştirmek için verilmesi ve alınması gereken ısı
miktarıdır. Özgül ısının ölçme birimi gram/kaloridir. Suyun
özgül ısısı (I) olarak kabul edilir.
Isı emme ve verme özelliği nedeniyle karaya göre daha bir çevre oluşturur.
Suyun buz-su ve su-buhar haline dönüşürken ilk iki halin bir arada olduğu süre
vardır. Suyun gizli eritme ısısı özgül ısıdan 80 kat daha yüksektir.
Tablo Su ve diğer maddelerin özgül ısısı
Limnoloji-4
Suyun yoğunluğunu etkileyen faktörler:
-sıcaklık
-çözünmüş madde miktarı
-basınç
-Suyun ağırlığıdır.
-Yoğunluk-Sıcaklık
-Suyun sıcaklığı arttıkça yoğunluğu azalır ve hafifler. Sıcaklık azaldıkça
yoğunluk artar.Buzun yoğunluğu 0,92 dir.Su donarken hacminde %11lik bir
genişleme gözlenir.
-Yoğunluk- Çözünmüş madde
-Erimiş madde miktarı suyun yoğunluğunu belirler.
-Yoğunluk- Basınç
-Basınç arttıkça yoğunluk artar.
-Derin göllerde her 10m de bir basınç 1atm artar.
-iç sularda basıncın etkisi önemsizdir.
-Suyun Özgül Ağırlığı
-Bir maddenin belli bir hacminin ağırlık veya kütlesinin aynı hacim ve
sıcaklıkdaki suyun ağırlık veya kütlesine oranıdır.
-Vizkozite:
-Bir sıvı içindeki moleküllerin çekim ve soyutlanma kuvvetleri nedeniyle akma
eğilimen karşı gösterdiği içi dirence denir.
Limnoloji-5
-Sıcaklık arttıkça vizkozite azalır.
-Suyun Yüzdürme Özelliği:
-Her cisim su içinde yerine aldığı suyun ağırlığı kadar bir kuvvetle yüzdürülür.
-Sargassum taşıdığı hava keseleri sayesinde yüzücü özellik gösterir.
-Sakin sularda diatom ve mavi-yeşil algler taşıdıkları gaz vezükülleri sayesinde
biyolansı sağlarlar.
-Suyun Berraklığı ve Bulanıklığı
-çözülmüş madde mikroskobik bitki ve hayvan, askıntı madde taşıdığı için
berrak değildir.
-Suyun Çözgen Özelliği:
-Suyun çözgen özelliği di elektirik sabitesinin yüksek olmasından
kaynaklanmaktadır.
-Hidratasyon:Su molekülleri iyon halindeki bileşiklerin katyonların eksi
tarafları ile, anyonların artı tarafları ile sararak iyonal örgüden ayırır.
-Su organik ve inorganik maddeler için iyi bir çözücüdür.
-Adezyon:Bir sıvı veya katı maddenin, baska bir sıvı veya katı maddenin
yüzeyine yapışmasına denir.
-Kohezyon:Cisimlerin moleküllerini kendi aralarında bağlayan kuvvete denir.
Limnoloji-6
-Su adezyonu yüksek kohezyonu düşük sıvıdır.
-Yüzey gerilimi:Su yüzeyindeki moleküller gerilmiş esnek bir zar gibi yüzeyde
ince bir tabaka oluşturur buna yüzey filmi, yüzey filmini gergin tutan kuvvete
yüzey gerilimi denir.
-Nöston:yüzey filimine uyum sağlamış canlılara denir.
-Hidrolojik Döngü: doğadaki suyun atmosfer, okyonus ve karalar arasındaki
dönüşümüne denir.
Yoğunlaşma-------yağış------toprağa geçiş------yüzey akıntı------Buharlaşma
GÖLLER:
1.
2.
3.
4.
5.
Belli bir havzayı kapsayan, deniz ile bağlantısı olmayan durgun
su kütlesine göl denir.-Durgun sulara lentik sistemler adı da
verilir.-Belirli bir yönde akan su kütlesine akarsu veya lotik
sistemler denir.
Göller Tipleri
Tektonik Göller:
Volkanik Göller
Alüvyon Set Gölleri ve Lagünler:
Buzul Göller
Çöküntü Göller
Tektonik Göller:Yeryüzü hareketleri esnasında oluşan çukurluklarda suların
birikmesiyle oluşur. (Dar Derin Uzun) Beyşehir, manyas kuş cenneti, Eğirdir,
Sapanca.
Volkanik Göller:Sönmüş yanardağ kreterlerinin lavlarla kaplanması sonucu
suların birikmesiyle oluşur. Örneğin van gölü nemrut kreter gölü.
Alüvyon Set Gölleri ve Lagünler:Böle göller nehir ve denizlerin biriktirdiği
alüvyonlar ile oluşur. Bafa, Eymir, Tortum, Abant, K.çekmece.
Buzul Göller: Jeolojik devirlerde buzulların hareketleri sonucu vadinin
kazınarak derinleşmesiyle oluşur. Doğu Karadeniz, Hakkari Dağları
Çöküntü Göller: Kalkerli bölgelerde nehir yatağı veya vadilerde çöküntü
sonucu oluşur.
Yapay Göller: Sulama içme suyu sağlama elektrik enerjisi üretme amaçlar ile
baraj gölleri oluşturulur.
Göllerin Morfolojik Yapısı
Göller denize akma eğilimindedir. Gölleri akışının olup olmadığına göre ikiye
ayırabiliriz. Açık göl ve kapalı göl.
Açık Göl: Gölün akarsu veya dip sızıntısı ile su kaybetmesi.
Kapalı Göl: Ancak buharlaşma ile su kaybı.
Göl Parametreleri:
Limnoloji-7
Bir gölün limnolojik incelenmesinde
-ortalama derinliği
-uzunluğu
-genişliği
-Alanı
-hacmi
-kıyı şeridi
-Su düzeyi
-Rakım,
gibi özelliklerin araştırılması esastır.
-Bir gölde limnolojik bir çalışmaya başlarken o gölün batımetrik haritası
sağlanır.
-Batımetrik Harita: gölün fiziki yapısını çizgilerle gösteren bir haritadır.
Bu haritadan yararlanarak,Yüzey alanı, maksimum uzunluk, ortama uzunluk,
maksimumu genişlik, ortalama genişlik, maksimum derinlik, ortalama derinlik,
kıyı şiridi uzunluğu, kıyı şeridi gelişimi, göl hacmi gibi özellikler hesaplanır.
-Yüzey Alanı:Yüzeyinin büyüklüğüdür. Hektar cinsinden belirtirir. Rüzgarın
göl üzerindeki potansiyel etkilerini belirlemek için kullanıla bilir. Aynı
zamanda o gölün dülisyon (seyreltme) kapasitesini etkiler.
Dilüsyon Kapasitesi
Limnoloji-8
Bir gölün kendi doğal havzasından veya insan kaynaklı olarak dışarıdan gelen
materyali seyreltme- sulandırma özelliğine denir.
Hacim
Göl havzasındaki toplam su miktarı. Göl hacmi yağış miktarına bağlı olarak
belirgin şekilde değişebilir.
Maksimum Derinlik:
Göl dibi ölçülerek veya mevcut batimetrik haritadan bulunur
Ortalama Derinlik:
Bir gölün hacminin alanına oranıdır.
Uzunluk: Bir gölün iki kıyısı arasındaki en uzak mesafe
Kriptodepresyon:Bir göl havzasının deniz seviyesi altına düşen kısmına denir.
Gölün Dip Yapısı:
-Yarım Eliptik –Eliptik Sinüsoid –Tam eliptik Koni
Gölün Dip Yapısın Etkileyen Faktörler
Gölün yaşı, büyüklüğü, bulunduğu enlem, iklim, sediment yapısı
Göllerin Fiziksel Özellikleri
Işık:
-Canlıların yaşayabilmesi için gereklidir.
-Doğal sularda ışık ve sıcaklık güneşten karşılanır.
-Dünyaya ulaşan güneş ışınları 13500 A ile 2860 A
-Görünür bölge 400nm ile 750nm dalga boyları arasındadır.
-kısa dalga boylu ışınlar (mavi-yeşil) kolaylıkla su içinde derin
mesafede yayılır.
-uzun dalga boylu ışınlar (sarı- kırmızı) kısa mesafelere yayılır.
-Bitkisel canlılarda 4 pigment bulunur: Ksentofil,Klorofil, karoten,
fikobilum örneğin yeşil alglerde klorofil baskındır.
-Su içinde hiçbir canlı rastgele yer almaz.
-Fotik Zon: ışığın ulaştığı bölge
-Mavi-yeşil algler yüzeye yakın yaşarlar (fikobilum vardır) uzun dalga boyunu
savurur.
-suya giren beyaz ışık Spektruma ayrılır.
-Transmisyon;Bir metre su tabakasından ışığın geçme yeteneğine denir.
-Kırmızı %65 Sarı%4 Mavi%5 Turuncu%24 Yeşil %1 bunlar1-2 metre
mesafede savurulma oranlarıdır.
Oligatrofik: az beslenmiş göl
-ultro oligotrofik:Temiz göl
-Mezotrofik :Beslenmiş göl
-Ötrofik:Çok Beslenmiş göl
Işığın Canlılar Üzerine Etkisi:küçük ve yumuşak pigmentsiz canlılar ışıktan
korunmak için suyun alt tabakalarına göç ederler. Fotosentez aracılığı ile
organik bileşikllerdeki bağarı kırar yumurtalar ışık, UV, florosans ile direkt
etkilenir.
-Sıcaklık: göl suyunun sıcaklığı coğrafi konuma, mevsimlere, derinliğe, alana,
erimiş madde miktarına ve sogurulan güneş enerjisine bağlı olarak değişir.
-Suların Isınmasına Etki Eden Faktörler:doğrudan güneş ışıması ve absorbsiyon
Limnoloji-9
-Atmosferin ısı iletkenliği
-su yüzeyindeki su buharının yoğunlaşması
-Gel git olayları
-Yüzeyde esen rüzgarlar
Konveksiyon: Göl suyu ısınıp soğurken bir akım meydana gelir buna
konveksiyon denir. (yaz-kış)
-Termal Tabakalaşma:20 m den büyük ve derin göllerde görülür.
SICAKLIĞA BAĞLI GÖL TİPLERİ
Şekil Göldeki ısı değşimi
1) Holomiktik :
-Yukarıdan dibe tamamen karışmış göl.
Dimiktik : Yılda iki kez karışan göller
(İlkbahar,Sonbahar)
Monomiktik : Buzla hiç kaplanmayan göller yılda 1
defa karış
•
•
---Soğukmonomiktik
---Sıcakmonomiktik
Polimiktik : Yıl boyunca birçok kez karışır.
Amiktik : Karışmayan göller (sürekli buzla kaplı)
Oligomiktik: Az şekilde karışan göller. (Birkaç yılda
birkez karışır)
2) Meromiktik
-Üst tabaka ile, alt tabaka karışmaz.
Limnoloji-10
-Şiddetli fırtınalarda kasırga aşağıda kalan H2S gazını yukarılara
çıkararak toplu ölümlere sebebiyet verebilir.
SICAKLIĞIN CANLILAR ÜZERİNE ETKİSİ
Suda yaşayan kuş ve memeliler hariç suda yaşayan canlılar
poiklotermdir.
Poikloterm : Canlıların vucut sıcaklığını dış çevreye göre ayarlaması.
Her canlının yaşadığı bir sıcaklık aralığı vardır
Stenotermik: Dar sıcaklık aralığında yaşayan canlılar.
Ötermik : Geniş sıcaklık aralığında yaşayan canlılar.
Balıkalar poiklotermdir.
SU BERRAKLIĞI VE BULANIKLIĞI
Bulanıklığa sebep olan faktörler ;
Fitoplankton
Erozyondan sediment karışımı
Dip sedimentinden suspend maddelerin karışımı
Atık su deşarjı
Alg büyümesi
Şehir akıntıları
Bulanıklığın canlılara olumsuz etkileri ;
Işığın geçişini sınırlar
Askıda bulunan maddeler sıcaklığı soğurarak ortama verir
Suyun sıcaklığı artar
Sıcakık arttıkça oksiyen çözünürlüğü azalır
Bazı organizmalar sıcak suda yaşayamazlar
Bitkilerin fotosentez olayı kısıtlanır
Göllerde Su Hareketleri
Göllerde su kısmen vaya tamamen hareket halindedir.
Bu hareketler iç ve dış kuvvetler ile olur
Su hareketleri ile gölde sıcaklık,çözünmüş maddeler ve bazı
canlılar dağılır.
Göllerde akıntı ve dalga hareketleri rüzgar etkisi ile oluşur.
Su hareketleri peryodik(DALGA) ve peryodik olmayan
(AKINTI) şeklinde incelenir
Sığ ve büyük göllerde dalga büyük olur.
Dalgalar (Peryodik)
Limnoloji-11
Her dalga tepe ve çukur bölümlerinden oluşur.
Çukur ile tepe arasındaki mesafeye dalga yüksekliği denir
İki tepe arasındaki mesafeye dalga boyu
İki dalga tepesinin arda arda belli bir noktadan geçiş
süresinede dalga peryodu denir.
Dalgalar ikiye ayrılır ;
1. Durağan Dalga
2. İlerleyen Dalga (Limnolojide önemli değildir)
Durağan Dalga Su yüzeyinin periyodik olarak alçalıp yükselmesidir. Çok fazla
su kütlesinin yer değiştirmesine neden olurlar.Limnolojide önemlidir.Dalga
boyları uzun fakat yükseklikleri azdır.
Su üzerindeki atmosfer basıncının ani değişmesinden veya şiddetli fırtına
sonucu oluşan dalgaların fırtına sonrasında yavaşlamasından oluşur.
AKINTI (Periyodik olmayan)
Veritikal Akıntı
Horizontal Akıntı
Veritikal Akıntı
Büyük göllerde, tabakalaşma olan göllerde epilimnionda görülür.
Horizontal Akıntı
Daha yaygın olup rüzgar tarafından oluşturulur.Epilimnionda görülür.
Horizontal Geri Dönen Akıntılar
Rüzgar hız ve süresine bağlı olarak oluşur
Artan su metalimnionda daha soğuk ve daha yoğun su tabakası ile karşılaşması
sonucu metalimnion üzerinde gölün aksi yönünde geri döner
Suyun oksijen açısından zenginleşmesini sağlar.
Göl Suyunun Kimyasal Özellikleri
Kısaca biyolojik verimlilik suda bulunan erimiş madde miktarıyla doğru
orantılıdır.
Suda çözünmüş olarak bulunan maddeler
Çözünmüş gazlar,
Çözünmüş anorganik maddeler
Çözünmüş organik maddeler
Sudaki çözünmüş gazlar
DO
(Çözünmüş
oksijen)
CO2
H2S
Limnoloji-12
N2
NH2
SO2
CO
DO (Çözünmüş oksijen)
En önemlisidir
Su kalitesini belirler
Canlılarla Doğrudan ilişkiliridir
Canlılar sudaki (H2O) oksijeni değil DO kullanır
Oksijen suda eriyebilirliğini etkileyen faktörler
Su sıcaklığı ( Ters Orantılı)
Basınç (Yükseklik yada derinlik) ( Doğru Orantılı)
Tuzluluk ( Ters Orantılı)
Su içinde gerçekleşen biyolojik olaylar (fotosentez)
Veritikal Dağılım (Oksijen)
Termal tabakalaşma gösteren göllerde sıcaklığa ve biyolojik aktiviteye
bağlıdır.
Oligotrofik göllerde fiziksel prosesler baskınlık gösterir
Ötrofik göllerde biyolojik aktiviteler baskınlık gösterir.
Ortograd
Oligotrofik göller temiz,bulanıklığı az ve ışık geçirgenliği fazla olduğu için
fotosentez bölgesi daha derinlere ulaşabilir.
Klinograd
Bu göller yazın hipolimnionda oksijen azalmasının başlıca nedeni sıcaklık ve
organik madde oksidasyonudur.
Çözünmüş Oksijenin Balıklar Üzerine Etkisi
Balıklar yüksek sıcaklıklarda metabolik oranları arttığı için yüksek sıcaklıkta
daha fazla oksijen kullanırlar.Yapılan çalışmalarda 4-5mg ‘lık çözünmüş
oksijen konsantrasyonun balık populasyonlarının sürdürebilirliğini desteklediği
göstermektedir
Ancak genel olarak balıklar için en iyi konstrasyon 9ml/L dir.
Bir sucul sistemde oksijen tüketimi balıkların büyüklüğüne ve sayısına bağlıdır.
Küçük balıklar büyük balıklara göre birim ağırlıkta daha fazla oksijen
tüketirler.
Limnoloji-13
Balıklar stres altında olduklarında daha fazla oksijen tüketirler. Buz tabakası
altındaki balıkaların ve diğer canlıların kullandıkları oksijen nedeni ile
konstrasyon giderek düşer. Buz tabakasının erimesi gecikirse su içindeki su
içindeki oksijen miktarı canlıların ölümüne neden olacak şekilde düşebilir.
Oksijen eksikliğinde canlılarda görülen davranışlar ;
Oksijen azalırsa gereksinimleri olan oksijenin bulunduğu
ortama hareket ederler.
Oksijen yetersizliği balıkları yüzeyde toplar.
Oksijence fakir ortamlarda yaşamaya alışmış canlılar dönem
esnasında metabolik aktivitelerini azaltarak uyum yaparlar
(Solunum pigmentleri hemoglobin, hemosiyonin)
Yüksek oksijen konsantrasyonunun canlılara etkisi
Dimiktik göllerde kışın buz altında çözünmüş oksijen yoğunluğu 14-15 mg/L
‘ye çıkabilir. Çözünmüş oksijen sudaki doygunluğu %10 nun üstüne çıkması
uygun değildir.
Aşırı miktarda oksijen nadir olmakla birlikte balıklarda gaz hastalığına neden
olabilir.
Gaz kabarcıkları emboli oluşturarak balıklardaki damarları tıkar ve ölüme
sebebiyet verebilir. Dışta oluşan gaz kabarçıkları (emphysema) ise yüzgeçlerde,
deride ve diğer dokularda görülebilir. Bentik omurgasızlarda bu hastalık
ölümlere sebep olabilir.
Gaz supersaturasyonu : Sudaki çözünmüş oksijen doygunluğu %100 den büyük
olursa balıklarda emboli, gözlerde ve diğer dokularda emphysema oluşur.
BOD5 : Biyokimyasal oksijen ihtiyacı
BOD aerobik koşullarda mikroorganizmaları sudaki organik maddeleri
ayrıştırmaları için gerekli oksijen miktarıdır.
DO – DO(5. gün) = BOD5
Kimyasal Oksiyen İhtiyacı (COD)
Su içinde bulunan tüm canlı ve cansız maddelerce tüketilen oksijen
miktarıdır.
CO2 Yüksek çözünürlüğü nedeniyle suda oldukça fazladır.
Tamponlayıcı etki (asit –baz dengesi)
İçindeki C atomu nedeni ile sucul canlılar yapı taşı olarak kullanılır
CO2 suda nasıl oluşur
Atmosferden difüzyonla geçer
Organik maddenin bakteriler tarafından ayrıştırılması ile
Solunumdan yan ürün olarak suya karışır.
Kimyasal reaksiyonla (asit ve karbon bileşikleri)
Yağmur ile bağzı gazların erimesi ile
CO2 su ile reaksiyona girdiğinde karbonik asit oluşur.
CO2 eriyiklerde üç formda bulunur;
Limnoloji-14
Serbest ,Yarı bağlı – bikarbonat
Tam bağlı –karbonat
Metan
Alkali göl ,gölet ve bataklık diplerinde yüksek oranda yaz durgunluğu
esnasında oluşur.Organik maddeler hippolimnionda bakteriler tarafından
parçalanırken yan ürün olarak metan gazı oluşur.Metan sadece oksijensiz
şartlarda ve düşük sıcaklıkta (5OC) meydana gelir. Oligotrofik göllerde metan
bulunmaz.
Hidrojen Sülfür (H2S)
İçinde kükürt bulunan organik moleküllerin oksijensiz koşullarda heterotrofik
bakterilerce parçalanması sonucu oluşur.Yüksek konstrasyonlarda canlılar için
çok tehlikeli bir gazdır. H2S oksijenli solunum yapan canlılarda sitokrom
oksidaz enziminin aktivitesini engellediği için zehir etkisi yapar. Ancak lağım
sularının karıştığı göllerde görülebilir.
Azot Gazı (N2)
Suya atmosferden geçebilir.Organik maddelerin çürümesinden oluşabilir
Göllerde daha çok kışın birikir.Yüksek konsantrasyonu balıklarda gaz
hastalığına sebep olur.Suda Çözünmüş Maddeler.İç suların kimyasal içeriği
nicel ve nitel olarak
Toprağın jeokimyası.Göl tabanına ve.Göle giren çıkan akan sulara bağlıdır
Su içinde bulunan önemli ;
Anyonlar : HCO3 , SO4 , Cl
Katyonlar Ca , Mg, Na,K
Suda Yaşayan Canlılara Suda Çözünmüş Maddelerin Etkisi
Çözünen maddenin yoğunluğu :
Sucul ortamda yaşayan bitki ve hayvanların su dengesi ve organizasyonları
osmaz ve difuzyon kurallarına göre çözünmüş maddelerin yoğunluğuna ve
canlılnın fizyolojik durumuna bağlıdır
Çözünmüş maddenin besin olarak değeri:
Su içinde yaşayan planktonik algler ve sucul bitkiler besin kaynağı olarak suda
çözünmüş ;
Azot,Fosfor,karbon,demir,mangan vb…
Toplam Çözünmüş Madde (Tds)
Su örnekleri 45 mikrometre por açıklığına sahip filtre
kağıdından süzüldüğünde
Filtreye tutulan kısım TSS ( toplam askıda kalan madde )
Filtreden geçen Kısım ( TDS toplam çözünmüş madde )
Tuzluluk
Tatlı suyun tuzluluğu içeriğinin toplam yoğunluğu olarak
hesaplanır
Yani 1L suda bulunan iyonize maddelerin toplamıdır
Limnoloji-15
Suyun 1 kg’ında çözünmüş madde bulma iyonları gram
cinsinden ağırlığıdır.
Genellikle Ca,Mg,Na,K iyonları ile karbonat bi karbonat
sülfat ve klorur anyonları iç sularda tuzluluğu oluşturur.
Tuz gölü Lut gölü’nde sonra %32.9’luk tuz oranıyla dünyanın
en tuzlu 2. Gölü olma özelliğe sahiptir
Tuzluluk birimi ppt’dir
Tuzluluğu etkileyen faktörler
• Yoğunluk
• Karışım
• Ph
Euryhalin : Geniş aralıkta bir tuzlulukta yaşayan
canlılardır.(ATLANTİK somon balığı)
Stenohalin : Tuzluluk tolerans aralığı düşük türler
( birçok tatlısu canlısı )
Elektriksel İletkenlik
• İletkenlik sudaki çözünmüş iyonların toplam miktarını ifade
etmektedir
• Sudaki serbest iyonların konsantrasyonu arttıkça iletkenlik artar
Elektriksel İletkenlik Ölçümü Niçin Yapılır
• İnorganik kirlilik hakkında fikir sahibi olmak için
• Su örneklerinde tam kimyasal analiz sonuçlarının doğruluğunu
kontrol etmek için.
•
PH
- Bir su içerisindeki H iyonlarının logaritmik olarak karşılığı
ph skalası 0-14 arasındadır.
-Bizim göllerimizde genellikle 6-9 aralığındadır.
H+ iyonu
- Jeolojik yapı (gölde) ,tuzluluk, biyolojik
faaliyetler,atmosferik CO2,asit yağmuru,fosil yakıtların
yanması ile tamponlama sistemi ile sucul ekosisteme katılır.
-düşük ph özellikle ağır metallerin toksik etkilerinide önemli ö
lçüde etkiler.
-Civa ve aliminyum gibi ağır metaller toprağın asidifikasyonu
sonucu çözünürler ve sucul ekosisteme taşınırlar
-Göl suyu içinde ph ın düşmesi aliminyum gibi ağır metallerin
sedimentteki çözünürlüğünün arttırır.
Limnoloji-16
-Toksik metaller balıkların dokularında birikir.
--Örn : Aliminyumun Alzeimer hastalığı ile ilişkili olduğuna
inanılır.
-Her canlının belli bir ph aralığına toleransı vardır.
--Balıklar pH:6,4-8,6 aralığında iyi gelişim gösterirler.
-Kabuklarında kalsiyum bulunan sucul canlılar (mollusca)
yüksek ph'lı suları tercih ederler.
-Yaz aylarında gözlenen yüksek fotosentez oranı suda ph'ın
yükselmesine neden olur.
-Yaz aylarındaki aşırı buharlaşma nedeniyle ph 12'ye kadar
çıkabilir (alkali mad. birikmesiyle)
Asit göllerinin oluşum sebepleri
Asit yağmuru
Jeolojik Yapı
Maden yatakları
Alkalinite
- 3 Formu :
-Sucul ortamlarda bi karbonat-karbonat dengesi ortama
alkalinitesini verir.
-Genel olarak CaCO3 alkaliniteyi yansıtır. (mgCaCO3 / L )
1) Bikarbonat alkalinitesi
2)Karbonat alkalinitesi
3)Hidroksit Alkalinitesi
Yumuşak sulu göller
-Bu tip göllerde besin tuzlarıda az olduğu için canlıların solunumundan
oluşan CO2 miktarıda az olur.Bu tip göller hafif asidik olup ph=6
civarındadır.
-ph 4-6 arasındaki göller genellikle ova ve bataklıklarda yaygındır.Ph
düşük olduğundan bağlı CO2 bileşikleri az bulunur (9-10 mg/L) ancak
serbest CO2 200mg/L ye çıkabilir.
Orta sulu göller
-Bu tip göllerde ph nötre yakındır.Bikarbonat miktarı artmaya başlar Karbonat
bulunmaz.
Sert sulu göller
Limnoloji-17
-Serbest CO2 bulunmaz .Karbonat bulunur
-ph=8-9 civarındadır
-Bağlı CO2 bileşikleri 200mg/L ye ulaşır
-Bu tip göllerde CaCO3 ve MgCO3 marl olarak dibe çöker
Suyun sertliği
-Sudaki sertlik, çok değerlikli katyonları toplam konstrasyonunu
ifade eder
-Ca+2 , Mg+2, Bazen Fe+3 ve Mn+2 iyonlarına bakılarak yapılır.
-Suyun sertliğ mg CaCO3 /L olarak ifade edilir
-2 tip sertlik vardır (Alman ve Fransız)
-Ülkemizde daha çok fransız sertlik birimi kullanılır
Suyun sertliğ 2'ye ayrılır
1)Geçici sertlik = Suyun Karbonat ve bikarbonatını
gösterir.Kaynatılma ile giderilebilir.
2)Kalıcı sertlik = Kaynatma ile giderilemez.Suyun içerdiği Klorür
ve sülfatlardan Kaynaklanır.(mgSO4)
-Yumuşak sulu göllerin birim alanında sert sulu göllere göre daha az canlı
bulunur.
-Suyun sertliği balıkların osmoregulasyonlarına etki ettiği için önem taşır.
Kalsiyum ve Magnezyum
-Tatlı suda en fazla bulunan iyonlardır
-Ca doğal sularda daha çok bulunur
--Mg Klorofil molekülünün öenmli bir bileşeni olduğu için ayrıca öenm
taşır.
-Ca Konsantrasyonu ;
10mg/L'den az == yumuşak
su
10mg/L'den az == orta sert
su
10mg/L'den az == sert su
-Ca + Mg +karbonat == CaCO3 ve
MgCO3
)
Limnoloji-18
Marl çökmesi neden oluşur?
--- Marl : Talı sularda çöken CaCO3'e denir (Kireç
Bazı alg türleri ve sucul bitkilerin solunumla ortamdan CO2 çökmesi
sonucu.
O2 nin fiziksel olarak sudan atmosfere geçmesi sıcaklığa bağlı olarak CO2
nin tüketilmesi Fosfat eksikliği suda CO2 azalmasına neden olduğundan
dolaylı olarak kireç oluşumu kolaylaşır.
---Bazı bitkiler : Elodea ve potamogeton yüzeylerinde yoğun bir kireç birikimi
yaparlar.
-100 kg taze elodea bitkisinin bir günde 10 saat güneş ışığında 2kg CaCO3
çökeltebileceği hesaplanmıştır.
-Sert sularda Cholorophyta'dan Chara ve Clodophora önemli ölçüde
çeperlerinde CaCO3 biriktirirler.
-Mg + SO4 = İngliz tuzu (MgSO47H2O)
-Dolomit (CaMgCO3) dünyanın çeşitli kısımlarında önemli katyon kaynağı
olarak bulunur.
Sodyum ve Potasyum
-Doğal sularda Na nın eriyik en yaygın bileşeni NaCl dir.
-Bazı göllerde sodyum borla birleşerek BORAKS oluşur.
-Doğal sularda genellikle Na aktarımı K'dan fazladır.
Azot ve Bileşikleri
-Doğada azot kaynakları :
-Şimşek (atmosferik azot fiksasyonu)
-Biyolojik azot fiksasyonu
-Hayvansal atıklar
-Bitkisel atıklar
-İnorganik gübreler
-Organik gübreler
Azot göl ekosistemine nasıl katılır
1)Alloktok (Dış kaynaklı) Azot kaynakları
-Doğal ve yapay kökenli karasal azot bileşiklerinin yüzey
suları,yeraltı kaynak veya sızıntı suları ile katılması.
-insan kaynaklı organik ve inorganik kirlilik.
Limnoloji-19
2)Otokton (Doğrudan su içinde) Azot kaynakları
-Zooplankton ve balıkların azotlu boşaltım ürünleri
-Su içindeki canlıların ölmesi sonucu bulunan organik maddenin
bakteriler tarafından ayrıştırılması sonucu.
Azot Niçin Canlılar için önemlidir ?
-Azot aşağıdaki yapıların anahtar elementidir.
-Aminoasit - Nükleik asitler
-Bakterilerin hücre duvarı yapısı
Azotun Önemi :
-Bitk,ler ve algler azotun NH4,NO2,NO3 formlarını kullanırlar.
-Azot formları anaerobik ortamlarda elektron alıcı görevi görür
-Göllerde ve diğer sucul ekosistemlerde ,hatta toprakta sınırlayıcı
besin tuzudur.
Azot Döngüsü:
-Amonyaklaşma
-immobilization
-azot fiksasyonu
-nitrifikasyon
-denitrifikasyon
Amonyaklaşma (mineralizasyon)
-Ayrıştırıcılar yaparlar
-Ekstraselüler enzimler kullanırlar.
-Mikroorganizmalar: poteaz,lylozimler,nükleazlar ve azot içeren
molekülleri indirger.
-organik azot inorganik azota dönüşür.(NH3)
-ph < 7,5 olduğu zaman hızlı bir şekilde NH4 e dönüşür.
İmmobilizasyon
-Mineralizasyonun zıttıdır
-Ortamda azot sınırlayıcı olduu zaman oluşur.
-Azot sınırlılığı ise C/N oranı ile ilişkilidir.
-C/N<20 = Mineralizasyon
-C/N> = İmmobilizasyon
Limnoloji-20
Su ekolojisi
Günümüzde ekoloji, canlıların çevreleri ile uyum içinde
yaşamlarını sürdürmelerini göstermektedir. Ekosistem ise, insan
ve diğer canlıların bir arada, uyum ve denge içinde
gelişmelerini sürdürebilmeleri için varolan şartların tamamını
açıklar. Bu dengenin bozulması, ekolojik dengeye dışarıdan
müdahale edildiği ve çevre sorunları ortaya çıkmasına yol açar. İnsan-çevre
ilişkilerinde sorun ortaya çıkması, insan kaynaklı etkilerin, doğal ilişkiler
sistemini ve söz konusu dengelerini zorlaması ile olmaktadır. İnsanla çevresi
arasındaki ve diğer canlılarla doğal çevre arasındaki ilişkiler, insanlığın ilk
yıllarından sanayi devrimine kadar bazen dengeleri bozulsa da uyum içinde
devam etmiştir. Ancak sanayi devrimi ilk defa insanın doğaya müdahale
imkânlarını ve şartlarını hazırlamıştır. Bu süreçte, çevre dengesi insan
tarafından tahrip edilmeye, bozulmaya hatta canlılar için tehlikeli olmaya
başlamıştır. buna göre çevre sorunları, insanların sonradan oluşturduğu
çevrenin doğal çevreye etkileri ile yapay çevrede var olan olumsuzluklar ve her
iki çevrede görülen sorunlardır. Bu sorunlardan en önemlisi de hava, toprak ve
su kirlenmesidir. Su insan ve diğer canlıların ana ihtiyaçlarının başında gelir.
İnsan vücudunun %90’ı sudur. Toplumlar oluşup köy, kasaba, şehirler
oluştuktan sonra fertlerin su ihtiyaçları büyük ölçüde artmakta ve toplumların
hayat standartlarına bağlı olarak fert başına günde 100-400 litreyi bulmaktadır.
Su temini ile çevre kalitesinin birbiriyle yakın ilişkisi vardır. Toplumların
gelişmişliği, uygun kalitede ve yeterli miktarda suyun bulunmasına bağlıdır.
Toplumlar büyüdükçe gerekli suyun temini ve kullanılmış suların zararsız hale
getirilmesi daha çok önem kazanmıştır. Su, tüm yaşam için temel bir
gerekliliktir. Çünkü içerdiği besleyici maddelerle bakteriyel büyümeyi sağlar.
Su, yaşayan hücrenin temel bileşimlerinden biridir. Sabit bir ısıda olması
kontrollü bir ortam sağlar. Sudaki en küçük bir besleyici kaynak bile bakteri
büyümesine yol açar. Su doğada katı, sıvı ve gaz olmak üzere üç halde bulunur.
Bilinen tüm sıvılar içinde en yüksek yüzey gerilimine sahiptir. Yine tün sıvılar
içinde suyun buharlaşma ısısı en yüksektir. Su amonyaktan sonra en yüksek
erime ısısına sahip olan bileşiktir. Yüksek özgül ısıyla birlikte bu özellikler
suyu yeryüzündeki iklimsel farklılıkların belirleyicisi durumuna getirir. Su
renksiz, kokusuz ve tatsız bir sıvıdır. Çok kalın tabakalar halinde ise suyun
rengi gök mavisidir. Suyun çeşitli fiziksel özellikleri sıcaklığa bağımlıdır. Su
gerek içme, günlük kullanım, tarımda kullanım ve gerekse sanayide kullanım
ihtiyacından dolayı yaşamın temel ihtiyacıdır. İçerdiği biyolojik potansiyel ile
gıda ihtiyacının çok büyük bir kısmını da karşılamaktadır. Ayrıca su pek çok
madde için çözücü bir ortamdır.Saf durumdaki su, bilinen en etkili
Limnoloji-21
çözücülerden iridir. Bu özelliği nedeniyle “evrensel çözücü” olarak nitelenen
su, etkileşime girdiği hemen her şeyi çözebilir.
Şekil su döngüsü
Saf suyun enerji korunumu çok yüksektir ve doğadaki her şey gibi, çevresiyle
enerji dengesi içindedir. Maddenin çözülemeyeceği doyma noktasına
ulaşıncaya kadar belli miktardaki maddeyi çözebilir. Sudaki kirleticiler arasında
atmosfer gazları, mineraller, organik maddeler ve su taşıma yada depolamada
kullanılan maddeler alınabilir. Su kirlenmesi ve doğal biçimde arınması sistemi
genellikle su çevrimi olarak adlandırılır. Suyun yapısında bulunan kullanıcının
gereksinimi olmayan bütün yararlı ve/veya zararlı maddeler “yabancı madde”
olarak nitelenir.
Sucul ekosistemler kapalı ve sınırlı olmalarıyla diğer sistemler için iyi bir
model oluştur. Öncelikle, kara ortamında minimum koşul olarak bilinen su,
sucul ortamda bir koşul olmaktan çıkar ve diğer etmenlerin rolü çok daha
belirgin olarak incelenebilir. Sucul ortam biyolojisi geçmişte sadece su ürünleri,
özellikle balıkçılık için önemli olmasına karşın, bu yüzyılın başından itibaren,
atık suların son alıcı ortamları olarak biyolojik işlevlerinin korunması için
önem kazanmıştır. Böylece başlangıçta sınırlı sayıda bilgiye gereksinme
gösteren biyolojinin bu dalı, son zamanlarda bilgi alanları arası
(multidisipliner) bir örgütlenmeye gerek göstermeye başlamıştır. Böylece sucul
ortam biyolojisi olarak da tanımlanan "Hidrobiyoloji" bilim dalı doğmuştur.
Özellikle tatlısu biyolojisi olarak bilinen "Limnoloji" hidrobiyolojinin en
erken ve en kapsamlı gelişen kolu olmuştur. Doğal suların fiziksel, kimyasal,
jeolojik ve biyolojik yönleri ile incelendiği bilim dalına LİMNOLOJİ denir. Bu
sistemde bizlerin ilgilendiği asıl ilgi alanı, biyolojik kısmıdır. Tek başına
biyolojik parametrelerin incelenmesi de sağlıklı sonuçlar vermez. Biyotik ve
abiyotik faktörlerin birbirleri ile ilişkisini tam anlamı ile değerlendirerek
Limnoloji-22
etkileşimin boyutları anlaşılmaya çalışılmalıdır. Bu durum da tatlısu ekolojisi
ile çalışanların çözmeleri gereken bir konudur.
Tatlısu ekosisteminin temel bileşenleri;
Abiotik Faktörler
Üreticiler
Tüketiciler
Ayrıştırıcılar
1. Abiotik Faktörler
Su, karbondioksit, oksijen, kalsiyum, azot, fosfor, silikat, aminoasitler, fumik
asitler vb. temel inorganik ve organik bileşiklerdir. Bu bileşiklerin büyük bir
kısmı organizmaların kendilerinde ve özellikle sedimen kısımlarında saklanır.
2. Üreticiler
Sucul sistemlerde iki tip üretici söz konusudur. Birincisi genellikle sığ
kısımlarda yetişen köklü ve yüzücü yüksek organizasyonlu bitkilerdir. Diğeri
ise suda serbest ya da bağlı halde yaşayan alglerdir. Bu ikinci gruba giren
alglerin planktonik formları, göllerde besin maddesi üretimi bakımından en
önemli basamak olarak kabul edilmektedir.
Limnoloji-23
Sayı, biyomas
Enerji
3. Tüketiciler
Birincil üreticiler üzerinden beslenen canlılardır. Bunlarda kendi aralarında birincil
tüketici ve ikincil tüketici şeklinde gruplara ayrılabilirler. Birincil tüketiciler
doğrudan doğruya algleri yiyerek beslenirler. İkincil tüketicilerde birincil tüketiciler
üzerinden beslenmektedir. Bu tüketicilerin en önemli halkasını zooplanktonik
organizmalar oluşturmaktadır. Zooplanktonik organizmalar içerisinde alglerle
beslenen gruplar olduğu gibi diğer küçük zooplanktonlarla beslenenlerde de vardır.
Balıklar da, tercih ettikleri besin grupları açısından algler, zooplanktonik
organizmalar, bentik organizmalar ve diğer balık türleri üzerinden beslenmeleri
bakımından üçüncül tüketiciler olarak değerlendirilebilir.
Limnoloji-24
Şekil 1 Sucul ekosistemde karbon döngüsü
4. Ayrıştırıcılar
Su da yaşayan bakteri ve mantarlardır. Bütün sucul sistemlerde yaygın olmakla
birlikte canlı atıklarının biriktiği zemin bölgesi ile plankton ve yüksek bitkilerin
bulunduğu bölgelerde yoğundurlar. Canlının ölmesi ile birlikte dip kısımlara
çökmektedir ve burada ayrışma faaliyetleri başlamaktadır. Ölen organizma en
küçük temel bileşenlerine kadar parçalanarak, sistemin ihtiyaç duyduğu
abiyotik faktörlerin ortamdaki devamlılığını sağlamaları bakımından büyük
önem taşımaktadır.
Limnoloji-25
Tatlısu Ortamları
Durgun Sular (Lentik)
Göl, gölcük, rezervuar alanları, bataklık gibi alanlardır. Bu sistemlerde suyun
hareketi belli bir yönde ve sürekli değildir. Bununlar birlikte dalga hareketleri,
iç akıntılar, suyun bu sisteme giriş ve çıkış yaptığı alanlardaki hareketler söz
konusudur.
Akarsular (Lotik)
Dere, çay, ırmak, nehir gibi suyun belirli bir yönde akış halinde olduğu
yerlerdir. Bu iki sistem arasında kesin bir ayrımdan söz edilemez. Lentik ve
Lotik habitatlar arasında kademeli bir değişme olabilir. Bu sistemlerde bulunan
biotik ve abiotik bileşenler ve genel özellikleri aşağıda verilmiştir.
Plankton araştırma ve değerlendirme yöntemleri
Gözlem
Planktonik organizmalar ve yoğunlukları, direkt ve indirekt gözlemlerle olduğu
kadar transparensi-turbidite ölçümleriyle de değerlendirilir.
Direkt gözlem
Bazı planktonik hayvanlar hariç genel olarak planktonik organizmaları,
suda izlemek hemen hemen olanaksızdır. Skifomedüz, hidromedüz ve
salpa kolonileri deniz yüzeyinden görülebilir. Büyüklük bakımından
çıplak gözle incelemede, büyük kopepodlar en alt sınırı oluşturur. Işık
dağılımının katkısıyla suda görülen yeşilimsi kahverengi, turuncu veya
kırmızı renk, bazı planktonik organizmaların yoğun olarak bulunduklarını
gösterir. Örneğin Euphausia superba (Euphaubiaceae) sürü halinde
bulunduklarında suyun rengi kırmızılaşır. Bazı dinoflagellatların aşırı
çoğalmaları sonucu red-tide olayı meydana geldiğinde de benzer durum
görülür. Noctiluca ve diğer bazı dinoflagellatlar fosforesans özelliği
gösterir.
İndirekt gözlem
Oseanografide, özellikle balıkçılar arasında yaygın şekilde kullanılan
Echo-Sounder'dan yararlanarak, zooplanktonun yoğunluğuna göre,
Limnoloji-26
planktonun durumu hakkında bir fikir edinilebilir. Ancak bu tip
gözlemlerde, elde edilen verilerin değerlendirilebilmesi için fazla deneyim
gerekir; en azından bu noktaların hangisine ait olduğu bilinmelidir. Genel
olarak ekograf üzerindeki yoğun işaretler, planktonik hayvanların sürü
oluşturduğunu gösterir. Bu işaretleri de ancak ekoları yansıtabildiklerinden
makroplankton oluşturabilir.
Transparensi-turbidite ölçümleri
Suda asılı halde bulunan organik ve in organik partiküllerin yanında
planktonik organizmalar da suyun difüzyon özelliğini azaltırlar. Sonuçta
ışığın su içinde dağılışını, dolayısıyla suyun berraklığını etkilerler ve
bulanıklığa neden olurlar. Plankton ve özellikle fitoplankton
çalışmalarında transparensi-turbidite ölçümlerinden yararlanılır. Gün
ışığının suda, derinliğe bağlı olarak azalışı fotometre veya en basit
yöntemle sekidisk kullanılarak ölçülebilir. Işığın sudaki dağılışı, dağınık
durumda bulunan partiküllerin büyüklüğüne bağlı olup planktonla birlikte
genellikle fazla miktarda detritik partiküller bulunur.
Plankton Örnekleme Araçları
Planktonik organizmaların büyümelerinin ve yaşadıkları ortamın farklı olması
nedeniyle toplanmalarında çeşitli yöntemler uygulanır. Nanoplankton ve
ultraplankton gibi çok küçük formları incelemek için birkaç cm3’lük su örneği
yeterli olurken, daha büyük organizmaları toplamak için fazla miktarda su
süzmek gerekir. Fitoplankton (diatom, dinoflagellat) ve mikrozooplankton
(tintinnid, radioler vs.) örnekleri elde etmek için örnekleme şişelerinden,
motoponptan veya küçük gözlü kepçelerden yararlanılabilir.
Şekil Diatom elektron mikroskop görüntüsü
Limnoloji-27
Örnekleme Şişeleri
Bunlar istenilen derinlikten belirli hacimde su örneği almak için kullanılır.
En çok kullanılan tipler, iki tarafı açık olarak suya bırakılan ve daha sonra
kapatılabilenlerdir. Lastik veya plastikten yapılanlar planktonik
organizmalara toksik etki yaptığından bunların yerine PVC veya teflon
olanlar kullanılır. Örnekleme şişeleri, ters dönebilen ve dönemeyen olmak
üzere iki grupta toplanır.
Ters dönebilen şişeler.
50m.’den daha sığ sulardaki tabakalardan su örneği almak için 470cc.’lik
Tomei Şişesi kullanılabilir. Değişik hacimlerde olabilen Nansen şişeleri vardır.
*istenilen derinlikten su örneği aldıktan sonra messenger gönderilerek üst
mandal serbest bırakılır. Böylece şişe alt mandal çevresinde 180 oC döner. Şişe
baş aşağı geldiğinde alt ve üst kapaklar kapanır.
Şekil Tomei şisesi
Ters dönmeyen şişeler.
Bunların standart su örnekleyicisi (0,5-1-2 lt) ve Kitahara (0,9 lt) gibi
düşük kapasiteli olanları ile daha büyük hacimli Van Dorn, Fjarlie, Nio, Niskin
şişeleri vardır. Bu gruptan en yaygın şekilde kullanılan Universal su
örnekleyicisi olup bunlar 3,5-5 lt kapasitelldir.
Limnoloji-28
Nansen şisesi
Bu örnekleyiciler ya kapalı olarak suya bırakılır ve istenilen derinlikte
tekrar açılır yada kapakları açık olarak gönderilip messenger yardımıyla
kapatılır. Ayrıca su örneğinin alındığı derinliğin sıcaklığını saptamak için
üzerlerinde reversing termometreler bulunur.
Bu vertikal örnekleyicilerin yanında özellikle sığ sularda kullanılan
Wohlenberg gibi horizontal tip su örnekleyicileri de vardır. Değişik
derinliklerden aynı anda çok sayıda örnek almak için, kablo üzerine çok sayıda
örnekleme şişesi bağlanabilir. Bu sistemde messenger yardımıyla şişe ters
döner ve dönen şişenin alt tarafındaki diğer messenger serbest kalır, böylece
diğer şişelerin ters dönerek su örneği alması sağlanır. Otomatik örnekleme
şişelerinde ise su örnekleri salinite, temperatür, derinlik değerleriyle birlikte
alınır. S.T.D. devresinin üst tarafında bir yere bağlanmış çerçeve üzerine şişeler
yerleştirilir. Gemiden gönderilen elektronik sinyallerle S.T.D. devresine bağlı
olarak şişeler hassas şekilde doldurulur. Benzer şekilde çalışan ve Piri Reis
araştırma gemisinde de kullanılan ve “Sea Bird” adı verilen sistemde 12 adet 10
lt’lik Niskin şişesi bulunur.
Bu örnekleyicilerin pahalı olması nedeniyle Meyer örnekleyicisi veya Kapma
şişesi adı verilen basit bir sistem yapılabilir. Bu dik durması için dip tarafı
ağırlaştırılmış bir şişe ve şişeyi indirip çıkarmayı sağlayan ve bir ucu tıpaya
bağlı bir ipten ibarettir .
Şişe istenilen derinliğe ulaştığında ip hızla çekilerek tıpası çıkartılır ve içine su
dolması sağlanır. Ancak hidrostatik basınç nedeniyle fazla derin yerlerde bu
yöntem uygulanamaz.
Limnoloji-29
2- Motopomp.
Pelajik ortamın kimyasal ve biyolojik özelliklerini saptamak amacıyla
yapılan çalışmalarda gerekli olan devamlı örnekleme motopompla sağlanır.
Bunda esas, tekneye yerleştirilen bir motopomp yardımıyla suyun doğal
ortamından alınarak teknede bulunan küçük bir kepçeden yada filtre
sisteminden süzülmesidir. Bu yöntemin uygulanması 18.yy sonlarında
başlamıştır. Alınan örneklerde büyük organizmalar parçalandığından
motopomp, küçük formların toplanmasında kullanılır. Santrifüj pompalarında
bu hasar fazla olduğundan bunların yerine elle veya küçük bir motorla
alıştırılan peristaltik diyafram pompalar kullanılmaktadır. Alınacak örnek
miktarı ve tipine göre bunların hortum çapı değişir. Ayrıca hortumdan geçen
suyun akış hızının kontrollü olması gerekir. Örneğin hareketli formlar için
100lt/dk’lık bir emme kapasitesine bir gereksinim vardır. Motopompa
yerleştirilen bir su saati veya kaydedici ile çekilen su miktarı saptanabilir.
Ayrıca akar durumdaki bu su, büyükten küçüğe doğru farklı göz açıklıkları
içeren elek sisteminden süzülerek organizmalar boy gruplarına ayrılabilir.
Narin plankterlerin parçalanmasından başka, motopompla çalışmanın bir diğer
dezavantajı da fazla hareketli organizmaların pompanın emişinden
kaçmalarıdır.
30m. derinliğe kadar sifon yaparakta su akışı sağlanabilir. Harvey
(1966) tarafından uygulanan bu yöntemde, çekilen su küçük bir kepçeden
süzülerek, plankton kollektörlerinde toplanır.
3-Plankton kepçeleri
1844-1845 yıllarında J. Müller’in denizdeki küçük organizmaları toplamak
için yaptığı konik şekilli süzme torbası, daha sonra V. Hensen tarafından
Limnoloji-30
geliştirilerek bugün “Standart net” veya “Konik net” adıyla bilinen plankton
kepçesi ortaya çıkmıştır
Günümüzde farklı ölçülerde göz açıklığı olan konik kepçeler
kullanılmaktadır. Bunlardan 300-500 µm göz açıklığında olan büyük tipleri
Ringtrol adını alır ve balık larvaları ile büyük zooplankterlerin toplanmasında
kullanılır. Diğer plankton kepçeleri de bu kepçeden yararlanılarak ve gerekli
değişiklikler yapılarak oluşturulmuştur. Genel olarak bir plankton kepçesi, kepçe
ağzının açık kalmasını sağlayan prinçten yapılmış bir çember ile suyun süzüldüğü
konik şekilli bir süzme torbası ve süzülen planktonun biriktiği bir kollektörden
ibarettir. Ayrıca çemberi çekim halatına bağlayan üç gergi ipi bulunur. Horizontal
çekimlerde plankton kepçesinin suda yatay gitmesini sağlamak için çekim halatının
ucuna ağırlık bağlanır.
Plankton ağları
Limnoloji-31
d- Clarke-Bumpus Kepçesi:
ön tarafı tüp şeklinde olup 12,5x13,5 cm. boylarındadır ve prinçten
yapılmıştır. Ağız kısmında messenger ile harekete geçirilebilen disk şeklinde,
metalden yapılmış bir açma kapama sistemi vardır. Ayrıca bir flowmetresi bulunur.
Arka tarafı ise istenilen göz açıklığındaki bezden yapılmış ve 61 cm uzunluğunda
olan torba kısmından ibarettir (Şekil.10.13).
şekil
Limnoloji-32
Arka kısmı ön tarafa metal bir kelepçeyle bağlanır. İstenilen derinlik
aralığında, sağlıklı çalışan açma kapama sistemi sayesinde özellikle organizmaların
vertikal dağılışlarını araştırmak amacıyla yapılan çalışmalarda yaygın şekilde
kullanılmaktadır. Çekim hızı, içerdiği göz açıklığına göre değişmekle beraber, (0.53 mil) 0.9-5.4 km arasında değişmektedir. Çekim halatına belirli aralıklarla
bağlanarak bir su sütununun tamamı örneklenerek kantitatif çalışma yapılabilir.
e- Nöston Kepçesi:
Nnöston ve plöston, yüzey sularında çok dar bir tabakada bulunduklarından
bu formları örneklemek oldukça zordur. Bu nedenle en üst yüzey tabakalarından
çeklilebilen ve ağız kısmı dar-uzun, dikdörtgen veya eliptik şekilli nöston kepçeleri
kullanılır. Çalışma amacına göre 1-5 kepçeli olabilen Nöston Net, özellikle
hiponöstonik organizmaların örneklenmesinde kullanılır. Bunlardan Nöston Net
PNS-5 modeli, 100x60 cm boyutlarında olup prinçten yapılmış dikdörtgen şeklinde
bir çerçeveden ibarettir. Bu çerçeve, 60x20 cm boyutlarında beş eşit kısma
bölünmüştür. Bunların her birine istenilen göz açıklığında ve 250 cm uzunluğunda
konik şekilli bir torba kısmı ile bir kollektör bağlanmıştır .
Çerçevelerin her iki yanında, plastik veya köpükten yapılmış ve üstten 15
cm, aşağıda 30x14x4 cm boyutlarında birer şamandra bulunur. Bu şamandralar
sayesinde suyun dışında kalan 15cm’lik kısım, nöstonik formları ve suyun üzerinde
sıçrayan hayvanları yakalamaya yarar. Böylece 0-5, 5-25, 25-45, 45-65 ve 65-85
cm’lik tabakalardan aynı anda örnekleme yapılmış olur.
f- Isaacs-Kidd Midwater Trawl
balık larvaları gibi oldukça büyük ve hızlı yüzebilen hayvanları, bilinen
plankton kepçeleriyle toplamak oldukça zor olduğundan, yüksek hızda çekilebilen
büyük kepçeler kullanmak gerekir. Bunlardan Isaaecs-Kidd Midwater Trawl
(IKMT) 3-6mil hızda, oblik yöntemle çekilebilir ve 1000m derinliğe kadar
çalışabilir. (Şekil 10.15).
Limnoloji-33
Ağız alanı 3,5,9,18 m2 olan dört modeli olup ağız kısmının alt tarafında bir
depressör bulunur. 91.5 ve 183 cm uzunluğunda gergi ipleri olanmodelleri yaygın
şekilde kullanılmaktadır. Farklı göz açıklıklarında olabilen konik şekilli torba
kısmının uzunluğu 8 metre olup süzme kapasitesi çok yüksektir. Ağız açıklığı 2.89
m2 ve göz açıklığı 2mm olan IKMT; 4 mil hızda, 35 dakikada 13000 m3 su süzer.
Bunlarla genellikle gece çalışmaları yapılır. Benzer şekilde yapılmış, fakat ağız
kısmı akordeon gibi büzülerek açılıp kapanan RMT ve Tucker Net gibi değişik
tipleri vardır. Bunlar hem horizontal hemde oblik çekimlerde kullanılır.
g- Hızlı Plankton Örnekleyicileri
Plankton kepçelerinden başka, torpil şeklinde olan ve yüksek hızda
çekilebilen plankton örnekleyicileri vardır. Bunlarla çok geniş alanda dağılım
gösteren plankton, kalitatif ve kantitatif yönden araştırılabilir. Bununla beraber
yüksek hızdan dolayı örnekleyicilerin iç kısmında oluşan basınç artışı,
organizmaların deforme olmasına ve parçalanmasına neden olur. Dolayısıyla bu
organizmaların tayini ve değerlendirilmesi zorlaşır.
Bu şekildeki örnekleyicilerden biri olan Hardy Continuous Plankton
Recorder, herhangi bir ticaret gemisinin arkasına bağlanarak 8-17 mil hızla
çekilebilir. Ağız kısmı çok küçük olup alanı 1.27 cm2’dir. Buradan giren su,
fotoğraf makinasında filmin sarılması gibi makara sistemiyle hareket eden 15.25 cm
eninde ve 300 µm göz açıklığındaki bezden süzülür. Bu plankton bezinin üzeri ayrı
bir sistemle çalışan ikinci bir bezle örtülür. Her iki bez birlikte hareket ederek içinde
formol bulunan bir kapta makaraya sarılır. Bu makaranın dönüş hızı çok yavaş olup
10 millik mesafede ancak 10.16 cm ilerler. Bu nedenle, 10 mile uygun parçalar
kesilerek (5 mil için 5.08 cm), üzerindeki plankton incelenir ve plankton yoğunluğu
hesaplanır.
Limnoloji-34
III. Plankton Çekim Yöntemleri ve Prensipleri
Plankton Çekim Yöntemleri
Plankton çekimleri horizontal, vertikal ve oblik olmak üzere üç şekilde yapılır .
A- horizontal çekim
Yüzeyden ve/veya farklı derinliklerdeki su tabakalarından
örnek almak için yüzeye paralel olarak yapılan plankton çekim
şeklidir. Plankton kepçesini istenilen derinlikte ve yatay
durumda tutabilmek için çekim halatı ile gergi iplerinin
bağlandığı yerin yaklaşık bir metre aşağısına bir ağırlık
bağlanır veya ağırlık yerine Depressör (17-19.5-21 kg) kullanılır. Bu ağırlık,
diğer iki çekim yönteminde olduğu gibi çekim tipine, derinliğine ve akıntı
kuvvetine göre 10-40 kg arasında değişir. IKMT gibi büyük kepçelerle hızlı
örnekleyicilerde değişik depressör kullanılır. Bu yöntemle yapılan plankton
çekimlerinde kepçenin indirildiği derinlik, bırakılan halat uzunluğu ve halatın
yüzeyle yaptığı açıdan hesaplanabilir. Örneğin;
D= L x Cosα
100 m = L x 45o
Limnoloji-35
100 m = L x
0.707
L = 141.4 metre
Bırakılan halat uzunluğu “Meter Wheel”, halatın deniz yüzeyi ile yaptığı açı
“Inclinometre” ile saptanır. Bununla beraber, elektrikle veya ses impulslarının
sudan geçişinden yararlanılarak çalışan telemetrik sistemlerle kepçenin
bulunduğu derinlik saptanabilir. Ayrıca flowmetrenin derinlik kaydedicisi
(Depth İnstance Recorder) bulunan modeli, kepçenin izlediği derinlikleri çizgi
halinde gösterir. Fazla derin olmamak kaydıyla ucunda şamadra olan bir halat
plankton kepçesine bağlanarak belirli bir derinlikte yatay durumda tutulabilir.
Horizontal çekim amaca uygun bir kepçeyle ve yaklaşık 1,5-2 mil hızla
seyreden bir gemi ile yapılır. Çekim süresi genel olarak körfez gibi sığ yerlerde
5-10, derin sularda 20-30 dakika olup bu süre plankton yoğunluğuna bağlı
olarak azaltılıp çoğaltılabilir. Toplanan örnek uygun bir fiksatifle tespit edilir ve
daha sonra kalitatif ve kantitatif bakımdan incelenerek birey sayıları
hesaplanabilir. Kepçeden süzülen sudaki organizma sayısı veya miktarı litrede,
m3’de veya m2’de şeklinde ifade edilir. Süzülen su miktarı daha önce
açıklandığı gibi saptanır. Ancak kepçeye giren suyun filtre edilmeden önce bir
kısmı dışarı atılması nedeniyle yakalanan organizma sayısı kepçeye giren
organizma sayısından daima azdır. Özellikle fitoplankton bakımından zengin
sularda küçük gözlü kepçelerle çalışıldığında, göz açıklıkları giderek tıkanır ve
zamanla süzme verimliliği düşer. Sonuçta kepçeden geçen su dirençle
karşılaşacağından suyun dışarı atılma miktarı da artar. Planktonun yatay
tabakalaşması farklı derinliklerden aynı anda birden fazla kepçe ile çekim
yapılarak saptanabilir. Bu durumda kapanabilen “Closing” kepçeler kullanılır
(Şek.10.17).
Limnoloji-36
Bu tip kepçelerde çekim halatı kanalıyla gönderilen messenger’ın gergi iplerini
serbest bırakmasıyla kepçe ortadan boğulur, böylece kepçeler yuları çekilirken
örnekleme yapması önlenmiş olur. Sığ sularda oblik çekim yapmak olanaksız
olduğundan bunun yerine basamaklı horizontal çekim yapılır .Önce yüzeyden 2
dakika horizontal çekim yapılır, sonra kepçe 1 metre derinliğe indirilip tekrar 2
dakika çekim yapılır. Bu yöntem istenildiği kadar tekrar edilerek birbirini takip
eden farklı tabakalardan horizontal çekimler yapılır. Plankton kepçesini 1 metre
derinliğe indirmek için kablo açısının 45o kabul edersek
D = L x Cos α
L = D/ Cos α = lm/ Cos 45 = lm / 0.707
= 1.4m halat bırakmak gerekir ve bu işlem zemine kadar tekrar edilir.
Vertikal çekim
Bu yöntemde, belirli bir derinlikten veya zeminden yüzeye kadar
olan ya da belirli derinlikler arasındaki su sütunu, plankton
kepçasiyle düşey olarak süzülür. Böylece su sütununun tümü veya
bir kısmı örneklenmiş olur. Gemi tamamen durduktan sonra, kepçe
belirli bir derinliğe indirilir. Çekim hızı, prensip olarak kepçenin
göz açıklığına göre ayarlanır. Örneğin 300µm göz açıklığı olan bir kepçe 1 m/sn’lik
bir hızda yukarı çekilir. Vertikal çekimlerde kepçenin batmasına yardımcı olması,
kollektörün alt tarafta kalmasını sağlamak ve kepçenin akıntıların etkisiyle yer
değiştirmesini önlemek amacıyla kepçenin alt tarafına, kollektörün aşağı kısmına
gelecek şekilde bir ağırlık bağlanır. Böylece kepçenin sadece çekim esnasında
süzme yaparak plankton toplaması sağlanmış olur. Ağırlık çekim halatının ucuna
bağlanırsa kepçe baş aşağı duracağından suya daldırıldığı andan itibaren süzme
yapmaya başlar. 10-40 kg arasında değişen
Limnoloji-37
D- Birim Hacim Yöntemi
Bir diğer yöntemde total örnek homojen duruma getirildikten sonra
belirli hacimde (Örneğin 3 ml) cezve veya kepçe şeklindeki bir
aletle birim örnek almaktadır. Önceki iki yöntemde olduğu gibi
örnek çalkalanarak planktonun su içerisinde tamamen dağılması
sağlanır. Çalkalama esnasında hep aynı yönde hareket ettirmemeye
veya aynı yönde karıştırarak girdap oluşturmamaya dikkat edilmelidir. Aynı yönde
karıştırıldığında büyük ve ağır formlar merkezde, hafif ve küçük olanlar kavanozun
kenarında toplanır. Sonuçta alınan birim örnek belirli grupları içereceğinden
bulgular hatalı olur. Dikkat edilmesi gereken ikinci nokta organizmalar dibe
çökmeden hemen birim örnek alınmalıdır. Total örnek fazla yoğun olduğunda
üzerine belirli oranda deniz suyu ilave edilerek birim örneğe düşen birey sayısı
azaltılmalıdır.
E- Birim alan Yöntemi
Zooplankton çalışmaları için en uygun yöntemlerden biride total
örneğin tamamını bir kaba boşaltarak birim örnek almaktır. Önceki
üç yöntem uygulanabileceği gibi bu yöntemde de incelenecek
materyal fazla su içerebilir. Bu durumda fazla suyu boşaltmak
gerekir. Bunun için en basit yöntem, içinde materyalin bulunduğu
kavanozu yüksek bir yere koyup fazla suyu sifonla boşaltmaktır. Bu amaçla
çekimde kullanılan plankton kepçesinden daha küçük göz açıklığı olan plankton
bezi yapıştırılmış küçük bir cam huni kullanılabilir. Süzme esnasında
organizmaların bezin kenarlarına yapışmasını önlemek için huninin kenarlarından
taşan bez kesilerek düzeltilir. Bir akvaryum hortumunun ucuna takılmış bu huni,
içinde örnek bulunan kavanoza daldırılır. Bu esnada kavanozun dibine çökmüş
materyalin karışmaması için ani hareketlerden kaçınmalı, huni dikkatli şekilde
daldırılmalıdır. Aksi takdirde hunideki göz açıklıkları çabuk tıkanır ve süzme
yapmaz. Hortumun diğer ucuna ince bir cam boru veya pipet takılarak sifon yapma
esnasında suyun ağıza kaçması engellenir. Şayet takılmışsa cam boru çıkarılarak
fazla su daha aşağı seviyeye konmuş başka bir kavanoza boşaltılır. Fazla suyun
tamamı boşaltılmamalı, birim örnekleme yapılabilecek, organizmaları sayabilecek
kadar su bırakılmalıdır. Ayrıca incelenen materyali tekrar kavanoza boşaltabilmek
için boşaltılan suyun bir kısmı yıkama suyu olarak kullanılır. Fazla suyu daha çabuk
boşaltmak için Su Trompu ve Vakum Pompası da kullanılabilir. Su Trompunda,
musluğa bağlanan trompun diğer ucuna yukarıda bahsettiğimiz huni takılır ve
musluğun açılış oranına göre kavanozdaki fazla suyun akış hızı ayarlanabilir.
Motopomp kullanıldığında ise erlen ile huni arasına daha küçük gözlü plankton bezi
konur. Süzme işlemi sonunda kalan konsantre materyal 20-30 ml civarında ise
kullanılacak “Birim Örnekleme Tankı” diyebileceğimiz bir kaba boşaltılır.
Pleksiglas veya camdan yapılabilen bu kaplar kare, dikdörtgen veya yuvarlak
olabilir. Sayılacak materyalin miktarı birim örnekleme tankının büyüklüğüne göre
Limnoloji-38
değişir. Dikkat edilmesi gereken bir diğer nokta ise birim örnekleyicilerin
büyüklüğü sayma düzeneğinin hacmine göre seçilmesi gerektiğidir. Örneğin, sayım
düzeneği 3 ml’lik ise birim örnekleyici en fazla 3 ml’lik olmalıdır. Total materyal
“S” yüzeyi olan birim örnekleme tankına boşaltıldıktan sonra organizmaların her
tarafa eşit miktarda dağılması gerekir. Materyal çökeldikten sonra “s” yüzeyli birim
örnekleyiciler içindeki örneğin tamamı pipetle alınıp sayma düzeneğine boşaltılır
(Şekil 10,22). Bu durumda birim örnekleyici,
s= . S .
100
Bu işlem en az üç kez tekrarlanıp ortalaması alınır ve totale dönüştürülür.
Örneğin “s” birim örnekleme tankının (S) 1/32’i ise bulunan ortalama değerler 32
ile çarpılır. Sonuçta her grup veya türün tüm materyaldeki miktarı saptanmış olur.
F- Eşit Hacimlere Ayırma Yöntemi
Homojen duruma getirilen total örneği birbirine eşit istenilen sayıda (n)
kısımlara ayırmaktır. Bu işlem ya ilk yöntemde olduğu gibi birim örnekleme için
total örnek çok fazla olduğunda istenilen hacimde örnek sağlamak yada direkt birim
örnek elde etmek için yapılır. Bu yöntemde çeşitli basit düzenekler kullanılır.
a- Folsom Ayırıcısı
Bu düzenek şeffaf pleksiglastan yapılmış ve yatay bir standın üzerine
yerleştirilmiş silindir bir tambur içerir. Bu tamburun ortasında, tambur döndüğünde
içindeki örneği eşit iki kısma ayıran bir bölme bulunur. Tambur, bölünmemiş kısım
alt tarafta kalacak şekilde yapılmış olup döndürüldüğünde ikiye bölünmüş kısım alt
tarafta kalır ve düzeneğe konulan plankton örneği iki eşit kısma ayrılır. Bu
ayırıcının geliştirilmiş yeni modelinin iç tarafında, örneğin daha iyi karışabilmesi
için çıkıntılar bulunur (Su seviyeleri aynı olan her iki bölümdeki materyal, tambur
tekrar döndürülerek ayrı kavanozlara boşaltılır. Bu işleme istenilen birim örnek elde
edilinceye kadar devam edilir.
b-Motoda Ayırıcısı
Şeffaf plaksiglastan yapılmış olan bu ayırıcının kutu ve silindirik tipleri vardır.
Kutu şeklinde olanın uzunluğu 40 cm, genişliği 18 cm ve yüksekliği 10
cm’dir. Bu ayırıcının yarısı bölmesiz, diğer yarısı ise bir bölmeyle ortadan ikiye
ayrılmış olup bu kısmın üst tarafı örtülüdür. İncelenecek olan örneği homojen
duruma getirmek için kutu önce bölmesiz tarafa eğilir, daha sonra diğer tarafa
Limnoloji-39
doğru eğildiğinde örnek bölmeyle iki eşit kısma ayrılmış olur. Silindir
şeklinde
olanın iç çapı 7 cm, yüksekliği ise 15 cm’dir. Silindirin iç kısmına yerleştirilen 3,5
cm genişliğinde bölümler içeren başka bir silindirle örnek 4 eşit kısma ayrılır.
Tabanda bulunan bir delikle bir bölümdeki materyal sayım kabına boşaltılır. Sayım
sonunda elde edilen değerler 4’le çarpılarak total örneğe dönüştürülür Her iki
ayırıcıda da ayrılan örnek, ayırıcılara tekrar tekrar ayrılabilir. Böylece total örneğin
1/2, 1/4, 1/8, 1/16, 1/32’i v.s. oranında birim örnek elde edilir. Copepod’lar
ve
Cladocera’lar için 1/100, diğer grupları incelemek için (Çok fazla miktarlarda
bulunmuyorlarsa) 1/10’luk birim yeterli olabilir. Bununla beraber 1/10’luk birim
örnek alındığında örneğin, 25 birey bulunmuş ise tüm materyalde o gruba ait 250
birey var demektir. Bu istatistik bakımdan güvenilir bir değerdir. Fakat 5 birey
bulunmuşsa, tüm materyalde 50 birey elde edileceğinden, bu güvenilecek bir değer
değildir. Bu durumda materyalde bulunan gruba ait tüm bireyleri saymak gerekir.
Deniz suyunda bulunan partikülleri incelemek için membran filtrelerden de
yararlanılabilir. En çok kullanılanlar selüloz esterden yapılan Millipore ve Gelman
filtrelerdir. Yüzeyi düz ve polikarbonat membran olan Nukleopore filtre daha
dayanıklıdır., bunların por genişlikleri 12 µm’ye kadar olanları vardır. Bu membran
filtrelerden biri kullanılarak fazla miktarda su süzülebilir, ancak bu esnada
organizmaların filtreden taşmamasına dikkat edilmelidir. Süzme işlemi vakum
pompası veya su trompu kullanılarak yapılabilir. Organizmaların ezilip, deforme
olmaması için süzme basıncı 250 mm Hg civarında olmalıdır. Milipore HA filtresi
kullanıldığında filtre önce distile suya emdirilir sonra süzme işlemi uygulanır.
Süzme yapıldıktan sonra filtre isotonik amonyum formiat solüsyonunda (%6-6,5
W/V) hafifçe çalkalanır ve kurutulur. Filtre kuruduktan sonra cam üzerine konur,
üzerine immersiyon yağı damlatılarak şeffaflaştırılır ve lamel kapatılarak
mikroskopta incelenir.
Partikül Sayım Yöntemi
Deniz suyunda bulunan partiküller ve partikül kabul edilerek planktonik
organizmalar özellikle sanayide kullanılan aletlerle sayılabilir ve ölçülebilirler.
Sheldon ve Parsons (1967) tarafından ilk kez deniz araştırmalarında kullanılan bu
yöntem, son yıllarda yaygın şekilde kullanılmaktadır. Taze veya tespit edilmiş
örneklerde bulunan partiküller otomatik veya yarı otomatik elektronik aletlerle
sayılır ve bunların büyüklükleri saptanabilir. Ancak, planktonik organizmaları
diğer partiküllerden ayıran ve ölçümlerini yapabilen bir sayıcı geliştirilmemiştir.
Günümüzde kullanılan sayıcılar; elektronik, optik ve akustik sayıcılardır.
Elektronik Sayıcılar;
Partikülleri sayan ve büyüklüklerini ölçen en basit alet Coulte-Counter’dir.
Bu sayıcı gıda zinciri araştırmalarında Sheldon ve Parsons (1967 a,b) ve Parsons ve
Ark. (1967, 1968) tarafından kullanılmıştır. Bu aletlerin çalışma prensibi,
Limnoloji-40
partiküllerin sayısına ve büyüklüklerine göre sıvı ortamdaki elektrik direncinin
değişmesidir. Elektrolit vazifesi gören sıvı örnek küçük bir delikten, belirli bir
bölgede ip şeklinde akıtılır. Bu deliğe elektrik akımı verildiğinde, deliğin etrafında
elektriksel duyarlı bir zon oluşur.
Bir partikül bu zondan geçtiğinde partikülün büyüklüğü ve hacmiyle orantılı
olarak birkaç ml ile birkaç litrelik örnekler incelenebilir. Bu aletlerin duyarlı zonu
öncekilerden biraz daha büyüktür ve akım hızı daha fazladır. Artemia naupliuslarını
saymak ve balık yumurtalarının otomatik sayımı için özel sistemler geliştirilmiştir.
Normal ışık kaynağı yerine lazer kullanılan optik sayıcılarda vardır.
Bunlarda incelenecek örnek, daha büyük ve partikülsüz bir su kolonuna ince iplik
şeklinde enjekte edilir. Lazer ışını ile oluşturulan duyarlı zondan partiküller
geçerken, partikülün alanına ve yansıma indeksine göre ışığın dağılma miktarı
değişir. Buradan partiküllerin büyüklükleri ve sayısı ortaya çıkar. Günümüzde
yaygın şekilde kullanılan lazerli optik sayıcı “Cytofluorograf”’tır. Bunlar az örnek
alır (yaklaşık 5ml) ve akış hızı yavaştır. Bu aletlerle fitoplankton hücrelerindeki
klorofil miktarı da saptanabilir, laserin (argon) mavi ışığı klorofilde kırmızılaştırır.
Flow sitometrinin Hidrobiyolojide Kullanımı
Flow Sitometri, çeşitli hücrelerin süspansiyon halinde bir kanal boyunca tek tek
bir sıra haline gelerek ince bir kanaldan geçmesiyle, hücre büyüklüğü ve
granülaritesine bağlı olarak sınıflandırılması ilkesine dayanan bir cihazdır.
Sitometri hücrelerin veya biyolojik pariküllerin fiziksel yada kimyasal
karakterlerinin ölçülmesidir Flow sitometri’de ölçümler, süspansiyon içindeki
hücrelerin ölçüm yapacak olan aparattan birer birer geçmesiyle yapılır.
Limnoloji-41
Flow Sitometrinin çalışma prensleri 1870 yıllara kadar eski olsa da 1969
yıllında argon lazerinin kullanılmaya başlaması, 1980 yıllında ayırma işleminin
bulunması ve son 10 yıldır sürekli olarak geliştirmesiyle günümüze kadar
gelişmiştir.Flow Sitometrinin temel yaklaşımı, hücrelerin boyut, şekil, DNA ve
RNA içeriği, sitoplazmik granüleritesi açısında değerlendirilmesidir.Bu amaçla
hedeflenen yapı ya da hücre önce flüoresan madde ile işaretli bir antikor veya
özel bir boya (nükleik asitlere özel propidium iodide) kullanılarak işaretlenir.
Bazı durumda ise klorofil gibi maddeler kendileri flüoresan özelliğe sahiptir.
(Collier 2000). Flow sitometri analizi hedeflene yapı ve hücrelerinin sayısını
türünü çok kısa sürede, ucuz ve etkin bir şekilde belirleyebilir.
On binlerce hücrenin yada partikülün(virus, spor vb) kısa zaman içinde analiz
edilmesi, İstatistiksel bilginin çok çabuk elde edilmesi, elde edilen bilginin
esnek olması Flow sitometrinin iyi bir analiz aracı olarak öne çıkarmkatadır.
Günümüzde flow sitometrinin biyoloji ve hidrobiyolojide bağlıca kullanım
alanları:
DNA(miktar, DNA kompozisyonu), RNA, Protein analizleri,
Hücre antijenlerinin ve yoğunluğunun belirlenmesi,
Korofil veya fikoeritrin gibi hücre pigmentleri,
Hücre ölümü(apoptozis) ve proliferasyonun belirlenmesi,
Mikroorganizma (hücre içi bakteri, virüs, bakteri, alg) sayısı.
Parazit, mantar belirlenmesi,
Hücre zar geçirgenliği ve potansiyelinin değerlendirmesi,
Hücre kültüründe virüs, bakteri, hücre sayımı,
Bağıl klorofil içeriği ne bağlı alt populasyonların, türlerin ve
bireylerin belirlenmesi.
Nötral yağ içeriğinin belirlenmesi,
Hücreler arası serbest kalsiyum ölçümü,
Hücre pH ölçümü,
Hücre büyüme dinamikleri, eğrilerinin çıkarılması.
Alglerde toksik madde etkileri LC50 değerlerinin
bulunmasında,
Alglerde sitotoksik çalışmalarda,
Ekotoksikolojik çalışmalarda.
Sitometri, hücrelerin veya biyolojik partiküllerin fiziksel ya da kimyasal
karakterlerinin incelenmesidir. "Flow" sitometri ise, akan bir sıvının
içerisindeki hücrelerin özelliklerinin incelenmesi olarak tanımlanabilir. Flow
sitometri, hücre veya partiküllerin akmakta olan bir akışkanın içindeyken
karakteristiklerinin ölçülmesidir. Flow sitometrisi ile bir süspansiyon halindeki
hücre ya da partiküller, lazer ışığı ile aydınlatılmakta olan bir bölmeden
geçirilir; hücrelerin ışığın önünden geçerken verdikleri sinyaller toplanarak
analiz edilir. Oluşan sinyallerin kaynağı, hücrenin büyüklük, granularite gibi
Limnoloji-42
fiziksel özellikleri olabildiği gibi; hücreye bağlanan çeşitli fluorokromlar da
olabilir. Böylece hücre ya da partikülün immunfenotipi, DNA iceriği enzim
aktiviteleri, hücre membran potansiyeli, canlılığı gibi çeşitli özellikleri
hakkında bilgi toplanabilir. Çok küçük olmaları nedeniyle belirlenmeleri çok
zor olan virusler (Baculoviridae, Herpesviridae, Myoviridae, Phycodnaviridae,
Picornaviridae, Podoviridae, Retroviridae, and Siphoviridae) özel boyalar ile
(SYBR Green I, SYBR Green II, OliGreen, PicoGreen) flow sitometri ile
belirlenebilir .
Flow sitometrinin çalışma ilkesi
Flow sitometri cihazında bir sıvı içinde yer alan her bir hücre veya partikül
lazer demetinin içinden geçerken saptırma ve geçirme şeklinde okunurken
yayınlanan fluorosen ışığı bir araya getirilip, optik filtreler ve aynalar
tarafından farklı dalga boylarına göre ayrılarak, bilgisayar ortamına aktarılır.
Elde edilen veriler histogramlar olarak bilgisayar ortamına aktarılır. Histogram,
ölçülen parametrelerin frekans dağılımlarının görsel sunumudur . Ölçüm
sırasında hücreler canlı veya sabit olmalıdır, ayrıca sıvı içinde hücreler tek tek
askıda olmalıdır. Hücreleri içeren süspansiyon sürekli bir akışla lazer ısını
içinden geçmelidir. Her bir hücre lazer ışığının bir kısmını saptırır ve aynı
zamanda lazer tarafından uyarıldıklarından yani ekstra enerji yüklenmiş
olduğundan, fluorosen ışığı yayarlar (şekil 1).
Flow sitometride temel kısımlar:
1-Akışkan sistemi(fluidics system): Hidro dinamik odaklama ile
örneğin tek tek lazer demetinin önünden sabit bir akış hızıyla
düzenli geçmesimden sorumludur.
2-Laserler: Farklı dalga boyunda ışık verirler.
3-Optik system: İleri ve yana saçılma için blazer ışını ayarlar, farklı
detektörlere farklı ışınların ulaşmasına izin verirler.
4-Detektörler Optik sistem tarafından ayrılmış olan farklı ışınların
elektronik olarak algılanması ve değerlendirilmesini yapar.
5-Elektronik ve bilgisayara sistemi: detektörlere gelen elektronik
bilginin değerelendirilmesi ve bilgisayar tarafında analiz edilreke
kullanıcıya sunulması yapılır. Analiz sonunda elde edilen verilerin
ileri yöntemler değerelendirilmesi mümkündür.
Limnoloji-43
o
Şekil 1. Flow sitometri cihazının temeli
Flow sitometri cihazında bir sıvı içinde yer alan her bir hücre veya partikül
lazer demetinin içinden geçerken saptırma ve geçirme şeklinde okunurken
yayınlanan fluorosen ışığı bir araya getirilip, optik filtreler ve aynalar
tarafından farklı dalga boylarına göre ayrılarak, bilgisayar ortamına aktarılır .)
(şekil 1). Elde edilen veriler histogramlar olarak ekrana aktarılır. Histogram,
ölçülen parametrelerin frekans dağılımlarının görsel .
Şekil 2. Flow sitometri kullanılan lazer kaynakları ve lazer dalga boyları.
Temel olarak bir Flow sitometri cihazından
1- İleri saçılma grafiği(Forward scatter)
2- Yana saçılma grafiği(Side scattre garfaiği)
Limnoloji-44
3- Fluorescen grafiği ( belli dalga boyuna has parıldama elde edilir. Elde edilen
değerlerin 2’li, 3’lü değerlendirtmesiyle bilgisayar ortamında yapılabilir.
Ölçüm sırasında hücreler canlı veya sabit olmalıdır, ayrıca sıvı içinde hücreler
tek tek askıda olmalıdır. Hücreleri içeren süspansiyon sürekli bir akışla lazer
ısını içinden geçmelidir(şekil 2). Her bir hücre lazer ışığının bir kısmını saptırır
ve aynı zamanda lazer tarafından uyarıldıklarından yani ekstra enerji yüklenmiş
olduğundan, fluorosen ışığı yayarlar .
Şekil 3. Flow sitometri ile hücre ayırma
Sitometri her bir hücre için aynı anda birçok parametre ölçer:
-Hücre çapı ile yaklaşık orantılı olarak düşük acıda ileri saçılma yoğunluğu
-Hücre içindeki granül yapı sayısı ile yaklaşık orantılı olarak ortogonal (90°)
saçılma yoğunluğu
-Birçok dalga boyundaki fluoresen yoğunluğu
Flow sitoemtri çihazın ileri modeleri hücreleri ölçüm parametrelerine göre
sınıflandırıp ayırabilir. Bu imkan özellikle saf kültür elde edilmesinde hızlı,
kolay, ucuz bir yöntemdir . (Şekil 3). Flow sitometrik yöntemle belli
parametrelere göre mikroskopik canlıların ayrılması(canlı olarak)
saflaştırılması, canlığının belirlnmesi kolaylıla ve hızlı yapılabilir.
Flow sitometri cihazı belirli boyalarla boyanmış olan partiküleri sayabilir,
ayırabilir. Verileri bilgisayar ortamında değerlendirerek alt grupları( gate alma)
oranlarını, sayılarını, kalibre edildiğinde ise boyutları hakkında yüksek hızda
doğru sonuç verebilir.
Araştırmacıların farklı amaçlar için farklı tipteki partikülleri
(mikroorganizmalar, dokular, canlı yada cansız yapılar) gerekli ayar yada
kalibrasyonları yaparak analizleri yapabilir. Flow sitometri cihazın florusen
özeliği granüteyi ölçen bunu çok hızlı ve doğru bir şekilde yapan bir analiz
cihazı olduğu ve uygun her hücre, partikül ve yapı ile farklı onlarca analizin
yapılabileceği unutulmamalıdır. Aynı şekilde sınıflandırılan hücrelerin
ayrılmasıda yapılabilir(Şekil 3).
Limnoloji-45
Fig.4 Determination of the number and type of different types of algae by flow cytometry
Şekil 4 Flow sitometr ile farklı türdeki alglerin sayısını ve türünün belirlenmesi
Alglerin su ortamında direk olarak sayısının ve türlerinin belirlenmesi sağlayan
flow sitometri cihazının protipi ilk kez 1960 yılında geliştirildi. (Şekil 4). Flow
sitometri ile optik ölçümler, siyanobakterler, proklorofitler, kokolitoforitler,
pennat diatomlar ve kriptofitler gibi fitoplanktonları ve gruplarını tanımlamak
ve saymak için kullanabilir . Yeni geliştiren otomatik örnekleme cihazları
örnekleme, analiz işlemlerini güneş enerji ile yapabilmektedir. Bu şekilde
karadan bağımsız olarak, tüm yıl istenen sıklıkta ve derinlikte veri toplaması
yapılabilir.Üstelik gelecekte çok daha gelişmiş araçlarla daha fazla veri daha
ucuza toplayabilecektir.
Limnoloji-46
Şekil 5. Alg analizi yapan ilk prototip ve son hali.
Flow Sitometrinin Avantajları
Hız: Teknik hızlıdır, saniyede binlerce partikül sayımı
yapabilir.(tek hücreli florusans özelliği olan canlıların çok kısa
zamanda çok duyarlı olarak sayılmasına izin verir.
Duyarlılık: Yüksek duyarlılıkla analiz yapma imkanı vardır.(
Her bir dalga boyunu yada her bir partikül boyunun ayrı ayrı
sayılması mümkündür.)
Doğruluk: Tek tip mikro küreciklerin ışık saçılımı ve
fluorosen ölçümleri için varyasyon sabiti (CV=standart
sapma/ortalama); %1 küçüktür
Gruplama: Flow sitometrinin en güçlü ve kendisine özgü
avantajı, herhangi bir optik karakteristiğe veya bunların
kombinasyonlarına bağlı olarak hücrelerin fiziksel olarak
birbirlerinden ayırabilmesidir. Böylece daha ileri analizler
yapabilmek için, spesifik hücrelerin saf örneklerini elde etmek
mümkün olur .
Yıl boyunca farklı noktalrda farklı derinliklreden alınan
örneklerinin sürekli ölçümü yapılabilir(şekil 5).
Flow sitometri cihazlarının kurulun maliyetleri yüksek
olmasına karşın, kullanım bakım maliyetleri düşüktür.
Flow Sitometrinin Dezavantajları
• Sınırlı çözümleme: Flow sitometriler tipik olarak sadece ileri
yapısal detayları değil de pik yapan veya entegre sinyalleri
ölçebilir. Ayrımı yapılacak olan partikül(örneğin
fitoplanktondaki) morfolojik özellikleri dikkate almaz. Bu
sorun ölçüm yapılması istenen partikülere özel olarak bağlanan
yada incelenemesi istenen yapı dışında tüm yapılara bağlanan
optik olarak aktif kimyasallarla çözülebilir.
• Küçük örnek boyutu: Birçok flow sitometri çok küçük
hacimleri (<0.5 mm) analiz eder. Oysa, hücreler en az yaklaşık
103/ml olarak bulunurlar. Bu nedenle flow sitometri cihazının
doğru şekilde kalibre ve ayarlanması gerekir. Flow sitometriler
çok doğru ölçümler yapabiliyor olmalarına rağmen, bu ölçümler
kullanılan örneğin özelliğine göre kalibrasyonuna bağlıdır .
Fow sitometri temel olarak bir analiz yöntemidir. Kullanım alanı yoğun olarak
tıpta özellikle hematolojide öne çıkmaktadır. Ancak bir analiz yöntemi olarak
çok farklı konularda farklı metod ve yöntemlerde kullanılma imkanı vardır.
Limnoloji-47
Özellikle farklı dalga boylarında boyanma, ışıma yapma imkanı olan tek
hücrelilerde(özellikle algler) alternatif yöntem metodlara göre daha kesin, ucuz
vve hızlı sonuç alma imkanı vardır.
Günümüzde flow sitometri hızla gelişmeye devam etmektedir. Özellikle
partikül(hücre) belirleme dışında ayırma işlemi yapan özel sistemler
geliştirilmiştir. Bu yolla yalnız belirleme değil, ayırma işlemi içinde Flow
sitometri kullanabilir. Flow sitometri gelecek yıllarda daha etkin analiz, ayırma
yapabileceği, kullanım alanın genişleyeceği düşülmektir. Bu noktada
araştırmacıların flow sitometri haberdar olup, öğrenmeleri, uygulamaları ve
araştırmalarında bir seçenek olarak değerlendirmeleri gerekmektedir. Flow
sitometrimin bir araç olduğu bu araçla araştırmacıların amaçına yönelik
eylemlerin çok hızlı, duyarlı, hassas, ucuz yapılabileceği ihtimali göz ardı
edilmemelidir.
Limnoloji-48
Fitoplankton:
Ilıman bölgelerde bir seri artış ve azalış şeklinde çoğalma gösterir. İlk çoğalma
ilkbaharda güneş ışığındaki artışla başlar, sonbahardaki çoğalma da kış
aylarındaki ışığın azalmasına bağlı olarak sona erer. Tropikal bölgelerde eğer
yeterli besin tuzu varsa (nutrient) çoğalma devamlı olabilir. Güneş ışığının ve
tuzsuz evrenin kısa olduğu kutup bölgelerinde kısa süren tek bir çoğalma
periyodu vardır. Her planktonik alg türünün hayat devresi besin tuzlarının elde
edilebilirliği termal tabakalaşmanın derecesi, algler arası rekabet, zooplankton
tarafından yenme, suya göre alglerin hareketi ve algal parazitlerin hücumuna
uğrama gibi olaylara bağlı olarak değişiklik gösterir. Algler besin tuzu eksikliği
ve hayvanlar tarafından yenilmeye karşı korunma mekanizmaları
geliştirmişlerdir. Bunların başında kimyasal olarak bağlı besin tuzlarını serbest
hale getiren veya suda minimum miktarda bulunan besin tuzlarının alınmasını
sağlayan enzimlere sahip olmak gelir. Yüzerek yer değiştirmek veya hücre
yoğunluğunda değişiklik yaparak yer değiştirmekte alglerin yeni besin
kaynaklarına hareket etmesini sağlar. Bazı algler uygunsuz şartları dinlenme
halinde atlatırlar. Bazıları hayvanlar tarafından yenilmeye karşı spinler
meydana getirirler, bazıları jelatinli örtüler oluştururlar, bazıları
zooplankterlerin oluşmasından önce veya sonra çoğalma yaparlar.
Zooplanktonca yenme bazen o kadar fazla olur ki biomas yoğunluk tarihi ve tür
kompozisyonu değişebilir. Bazı plankton türleri hayatlarının her devresini su
içinde geçirirler (Holoplankter) bunlar; Asterionella, Fragilaria bazıları
hayatlarının belli döneminde plankton içinde, diğer dönemini çamurlar içinde
geçirirler
(Meroplankter)
Örn:
Melosira,
Meroplanktonik
algler,
Aphanizemenon. Bir çok mavi-yeşil alg çok düşük miktarlarda da olsa bazı
besin tuzlarını alabilme özelliği gösterir. Ayrıca bazı mavi-yeşil algler
atmosferik azot gazını tespit ederler. Mavi-yeşil algler şiddetli güneş ışığı
altında ölebilir ve sahillere vurabilir. Siyanofaj denen virüslerin saldırısına
uğrayabilir veya kitridales denen mantarların hücumuna uğrayabilir.
İçlerinde Peridinium ve Ceratium’un bulunduğu dinoflagellata grubu en iyi
şekilde yaz ve sonbahar aylarında çoğalırlar ve uygun şartlarda yüzebilirler.
Dinoflagellatların besin istekleri oldukça karışıktır. Büyük çoğunluğu ototrof
olmasına karşın bazı organik maddelere ihtiyaç duyarlar. Besin tuzu azalması,
hayvanlar tarafından yenme ve diğer alglerin rekabeti bunların çoğalmalarını
sınırlar Chalophyta, Chrysopyhta, Cryptopyhta ve Euglenopyhta’nın plankton
içindeki hayat devreleri çok iyi anlaşılmış değildir. Genellikle diğer grupların
azaldığı yaz aylarında çoğalmalarını yaparlar.
Fitoplanktonun kantitatif ölçümü, fitoplankton ağlarla toplanabilir. Fakat en sık
gözlü ağlardan bile bazen fitoplanktonun %90’ının geçtiği yapılan gözlemlerle
bulunmuştur. Bunun için uygun olanı istenen derinlikte, hacimde örnek almaya,
su almaya yarayan örnek almadır.
Limnoloji-49
Göllerinin Bentik Makroomurgasızlarının Tarihi
. Göllerdeki bentos konusundaki en eski kayıt 1844 yıllardan
başlamaktadır. Büyük gölle dökülen sular konusunda Jackson 1844, Agassiz
1850; Michigan gölü konusunda ise Stimpson 1871 ve Hoy 1872; Büyük
Göllün derin suları konusunda Smith 1871, 1871b, Verrill 1871, çalışmalar
yapmışlardır. İlk çalışmlar balık populasyonu besin kaynağı olan canlılar
üzerinde yoğunlaşmaktadır. Nicholson 1873 Toronto yakınlarındaki Ontaria
gölünde daha akademik çalışmalar yapmıştır. Bunla beraber bu bölgedeki
çalışmalar balıkçılık üzerinde yoğunlaşmaktadır.
Tiçari balıkçılık faaliyetlerinde 1940’lar ve 1950’ler meydana gelen dramatik
azalış, insan faaliyetleri sonucunda göllerde meydana gelen değişmelerin tespit
edilmesi için 1950’ler de ve 1960’larda bir çok çalışmanın yapılmasına ve
dolasiyla bentos konusunda geniş bir kaynağın oluşmasına neden olmuştur.
Bununla beraber bu konudaki çalışmaların değeri konusunda bazı şüpheler
olabilir. Çalışmalardaki bazı materyallerin tanımlanamaması yada verilmemesi
problemleri vardır. Bu çalışmada Büyük Göllerin Bentosları ve taksonomisi
kısaca özetlenmiştir. Beş göldeki bentik faunanın alt üniteleri dağılım ve
abundasları verilmiştir. Bentik bileşenler ve üretimi bakımından büyük göller
sistemi Palaertik göller olarak sınıflandırılır.
Bentik Bileşenlerin Taksonomisi
Sistematik çalışmalar sonucunda göllerdeki habitatları iki ana kısma
ayırabilir Profundal zon geniş fakat oksijen ihtiyacının fazla olması nedeniyle
bu tek düze ortama uyum yapmık yapmış abundansı düşük bir habitat ; dar
ancak ekolojik olarak önemlive yüksek tür çeşitliği ve yüksek fiziksel
kondisyonu canlıları barındıran sığ sular ve boşalım alanların oluşturduğu
habitat.
Profondal bentosun makroskopik bileşenleri üçü Oligochaeta,
Chironomidae ve Spheriidae taxaları olan dört ana taxada incelebilir.
Brinkhurst et al. 1968, tarafından özetlendiği gibi ampipod crusteceanlar temiz
bentik çevrede baskındır ve taksonomisi ve yayılılmlar konusunda çalışmalar
vardır. Pontoporeia affinis çoğunlukla baskın bir türdür ve Profundal amphipod
metre karede 14.000 kadar bulabilir (Henson 1966,1971). Oligochaetalardan
lumbriculidlerde Stylodrilus heringianus yüksek göllerde aşadakilerine oranla
çok daha fazladır. Tubificidae Büyük, göl, Michigan, ve Huron göllerin önemli
bir yere sayiptir. Tubifistlerin taksonomisi 1960’lara kadar yeterli seviyede
değildi ve araştırmacılar genelikle familya yada cins düzeyinde tanımlamalar
yaparlardı fakat Brinkhurst ve arkadaşlarının yaptığı çalışmalar sonunda göl
Limnoloji-50
biyolojisi konusunda yeterli anahtarlar ortaya çıkarıldı. Bununla birlikte
taksonomi konusunda halen bazı problemler vardır. Örneğin Limnodrillus cinsi
için şekli ve gelişen penlerin boyutu sınıflandırmada kullanılmaktadır ancak
L. hoffmeisteri (yüksek düzeyde toleransı vardır ve kirlilik durumunda sayıları
çok fazla olabilir) L.claparedeimus (büyük ihtimale aynı tolerans düzeyinde )
entity referansı olarak verilen L. spiralis (?) (Hiltunen 1969a) yada
L.hoffmeisteri “varyantı“
Herrington (1962) ve Burch (1972) küçük bir midye grubu olan
Sphaeriidae (Fingernail yada pea clams) sistematiği çalışmış halen bu canlılar
üzerindeki çalışmalar sistematik önemi ve çeşitliliği nedeniyle sürmektedir.
Bütün göllerde gözlenen Chironomidae (İnsecta, Diptera) grubu da zor
bir gruptur. Hamilton ve arkadaşların (1969) çalışmalar sonunda isimlendirme
(nomenclature) konusunda çok daha stabil bir duruma gelinmiş; Mason (1968)
şekilli anahtarı ve Saether (1969, 1973) bir çok önemli cins için tür anahtarı ve
tanımlarını içermekteydi. Bununla birlikte
Limnolojide Örnekleme
Limnolojik Örneklerin Alınmasında Dikkat Edilecek Noktalar
1. Büyük bir gölde sadece tek bir istasyondan örnek alınmamalı, istasyon sayısı
fazla olmalıdır
2. Aynı su sisteminin farklı derinliklerinden örnekler alınmalı
3. Örnekleme programı yılın her mevsimi kapsayacak şekilde ayarlanmış
olması gerekir. Örnekleme dönemleri öyle ayarlanmalıdır ki, biyolojik
verimlilik için önemli olan dönemlerdeki örnekleme sıklığı arttırılmalıdır.
4. Aynı su sisteminin farklı derinliklerinden örnekler alınmalı,
5. Aynı su sisteminin farklı alanlarından örnekler alınmalı. Örneğin limnetik
bölgeden, littoral bölgenin değişik kısımlarından ya da açık su sitemlerinden,
6. Gece ve Gündüz örnekleme yapılmalı,
7. Göle su giriş ya da çıkış bölgelerinden,
8. Gölüne en derin bölgesi, en sığ bölgesi, körfezler ya da koylar, batalık
kıyılara yakın alanlar,
9. Bitkilerin bulunduğu alanlardan,
10. Alınan örneklerin hepsi için, bazı bilgilerin bulunduğu bir etiketin mutlaka
konulması gerekmektedir. Bu etikette, çalışılan lokatile (yer ve istasyon
isimleri), tarih, örneğin alındığı habitat (epilitik, epipelik, plankton vb.),
yükseklik gibi bazı temel bilgilerin bulunması gerekir. Ayrıca çalışma yapıldığı
sırada, gölün durumu (durgun, dalgalı vb.), dip yapısı (balçık, çakıllı vb.),
makrofik yoğunluğu, meteorolojik bilgiler (rüzgar durumu ve yönü, bulutluk
Limnoloji-51
durumu vb.) gibi temel gözlemsel kayıtlarında ayrıca not edilmesi
gerekmektedir.
Abiyotik Parametlerin Belirlenmesine Yönelik Örneklemeler
Fiziksel Yöntemler:
Sıcaklık, Çözünmüş oksijen, pH, Tuzluluk, Elektriksel İletkenlik, Işık, Suyun
Bulanıklığı, Renk, Koku ve Tad, Suyun Akış Hızı ve Dalga Hareketleri gibi
parametreleri içerir. Bu değerlerin ölçümü için çok farklı yöntemler
kullanılmaktadır ve önemli bir kısmının arazide ölçülmesi gerekmektedir. Bu
değerlerin bir çoğu labarotuvarda da tespit edilebilir ancak sağlıklı sonuçlar için
yerinde ölçülmesi gerekmektedir. Bu parametreler türlerin mevcudiyetleri,
yoğunlukları ve dağılımları açısından çok büyük öneme sahiplerdir ve bunların
ölçülmesi ile ağabeyyotik ve biyotik faktörler arasındaki ilişkiler daha sağlıklı
olarak değerlendirile bilinir.
Sıcaklık, Çözünmüş oksijen, pH, tuzluluk,
elektriksel iletkenlik
Bu ölçümler için farklı ölçüm teknikleri olmakla birlikte arazide, yerinden
ölçüm cihazları kullanılarak sonuca gidilebilmektedir. Bu aletler taşınabilir
nitelikte olup hızlı ve yerinde ölçüm imkanı sağlamaktadırlar. Burada verilen
fiziksel ölçüm değerlerinin her birisi için ayrı bir cihaz olabileceği gibi tek bir
cihaz ve buna bağlı bir kaç prop vasıtasıyla da ölçüm sonuçları alınabilir. Hatta
tek bir cihaz ve tek bir prob yardımı ile de bu sonuçlar alınabilir. Teknolojinin
gelişimi ile birlikte, yerinde ölçüm cihazları da gelişmiş ve oldukça fazla
parametreye ilişkin sonuçlar anında elde edilebilmektedir.
Işık geçirgenliği:
Su içerisindeki ışığın ulaşabildiği nokta hakkında yorum yapabilmek için
kullanılan iki yöntem vardır. Birincisi, su içerisine gönderilen bir cismin
Limnoloji-52
görünebilirlik sınırı saptanır. İkincisinde ise ışık miktarı ölçülür. Görünebilirlik
sınırını saptamada kullanılan en yaygın alet Secchi Diski (Limnolojik disk)'dir.
Bu alet 20 cm çapındadır ve üst yüzeyi dört eşit parçaya bölünüp bu parçaların
ardışık olarak siyah-beyaz renklerle boyanmasıyla elde edilmiş bir metal
levhadır. Bu metal levhanın üst yüzeyinin merkezinde bir kanca bulunur ve
üzerinden metre ölçümlerinin olduğu bir ip bu levhaya kancadan bağlanmıştır.
Diskin alt yüzeyi dipten gelen ışıkların yansıması önlemek için siyah renkle
boyanmıştır. Disk ipten tutularak yavaşça suya bırakılır ve gözden kaybolduğu
noktadaki derinlik kaydedilir, sonra disk yukarı doğru çekilerek göründüğü
nokta tekrar kaydedilir. Bu iki değerin ortalaması görünebilirlik sınırı olarak
kabul edilir. Bu işlem, ışık geçirgenliğini belirlemede en sık kullanılan
yöntemdir. Aynı su üzerinde, aynı zaman biriminde alınan ölçümler, farklı
gözlemcilere, günün farklı saatlerine göre, suyun dalgalı olup olmamasına,
atmosferin bulutlu ya da açık olmasına göre değişebilmektedir. Bu yüzden
ölçüm sırasında bu noktaların mutlaka not edilmesi gerekmektedir.
Bununla birlikte, ışığın derinliklere göre miktarını veren, teknolojik gelişimin
sunmuş olduğu dijital aletlerde kullanılmaktadır. Bir prob aracılığı ile dipteki
(ya da istenen derinlikteki) ışığın, yüzeydeki ışık miktarı ile karşılaştırması
esasına dayanmaktadır. Ancak bu sistem yüksek maliyetten dolayı çok fazla
kullanılmamaktadır.
Suyun Bulanıklığı:
Su sisteminde, su içerisindeki partiküllerin yoğunluğu temel kabul edilmektedir. Doğal suların bulanıklığını ölçmede üç yol
izlenir.
Silis standardı ile
karşılaştırma
Platin tel yöntemi
Turbidimetrik
Yöntem.
İlk iki yöntemin uygulanmasında bazı sakıncalar ve sınırlamalar olduğundan
turbidimetrik sistem daha sıklıkla kullanılmaktadır. Arazide ya da
labarotuvarda kullanılabilen bu alet, içinden geçen ışık miktarının ölçümüne
dayanmaktadır. Ölçüm sırasında standart bir çözelti ya da kör kullanımına
gerek duyulmaz. Ampulden çıkan ışıklar örnek tüpüne ulaşır karşı tarafta ise
geçen ışığın miktarının algılandığı bir sistem esasına dayanır ve elde edilen
sonuçlar ppm cinsinden değerlendirilir.
Renk:
Suyun kendi rengi ve suda bulunan çözünmüş partiküllerin suya verdiği
renklerin sonucunda farklı tonlar oluşabilmektedir. Bir suyun renginin
oluşmasının temelinde, yansıyan ışığın ve absorplanan ışığın nitelikleri ve
miktarları önemlidir.
Limnoloji-53
Sucul ortamların rengin belirlemede kullanılan en sık yöntem Platin-Cobalt
yöntemidir. Bu yöntemde 1 mgr. platinin bir litre distile su içerisinde
çözünmesi ile elde edilen renk bir birim olarak kabul edilir. Bu sistemin
temelinde standart renk çözeltileri hazırlanmakta ve araziden getirilen örnekler
ise santirfüj edilerek süspansiyon halindeki maddeler uzaklaştırılır. Daha sonra
bu örnek Nessler tüplerine alınır ve örneğin rengi çeşitli standartlarla
karşılaştırılarak bir sonuca gidilir. Bu işlem sırasında en önemli unsur
standartların hazırlanmasıdır. Bunun için 1.2 gr potasyum cloroplatinat ve 1 gr.
kristalize cobaltclorür 100 ml'lik su içerisinde çözünür. Bu ana stok çözeltiden
farklı oranlarda alınan örnekler distile su ile 50 cc'ye tamamlanarak
karşılaştırma için kullanılır.
Kimyasal Yöntemler
Dünyada saf su doğal olarak bulunamaz. Sudaki hayatın varlığı ve devamlılığı
doğal suların içerdiği çeşitli maddelere bağlıdır ve genel olarak su ne kadar
madde içerirse, biyolojik verimliliğin de o kadar fazla olduğu söylene bilinir.
Su kimyasının belirlenmesine ilişkin örnekleme yapılırken, örnek alınacak
kabın ışık geçirmeyen ve steril olması gerekir. Su içerisinde bulunan organik
partiküller sıcak ortamlarda ve uygun pH'da reaksiyona girerek
parçalanmaktadır. Bu durum su kalitesini önemli oranda değiştirmektedir.
Bundan dolayı, örneklerin soğuk bir ortamda ve karınlıkta zaman geçirmeden
laboratuara getirilmesi gerekmektedir. Bununla birlikte suyun pH'sı çeşitli asit
çözeltilerle düşürülerek parçalanma reaksiyonları durdurulur ve sorunsuz olarak
laboratuara getirile bilinir. Laboratuarda ise klasik standart metotlara göre her
bir parametre için analiz metotları uygulanmaktadır.
Yukarıda anlatılan işlemlere gerek duyulmadan da arazide bir çok su kimyası
parametresine ilişkin ölçümler yapıla bilinir. Arazi tipi spektrofotometre ve
hazır kitler kullanılarak yerinde ve hızlı bir şekilde ölçüm yapılabilir. Her
kimyasal için ayrı ayrı hazırlanmış olan regeantlar örnek numune içerisine atılır
ve belli bir süre sonra spektrofotometrede okuma yapılır. İncelenecek
parametreye göre birden fazla regeant olabileceği gibi bekleme süreleri de
farklı olabilmektedir. Hazır kitler pratik olarak sonuça ulaşılabilmesinden
dolayı yaygın olarak kullanılmasına karşın, güvenirlilikleri konusundaki
tartışmalar devam etmektedir.
Akıntı Hızının Ölçülmesi
Limnoloji-54
Bu ölçüm çoğunlukla akarsu sistemlerinde kullanılmaktadır. Akıntı hızının
ölçümü için oldukça farklı metotlar kullanılabilmektedir. Bunlardan Pitot
tüpleri ve Benzen tüpleri en yaygın kullanılan aletlerdir. Her iki ölçüm
tekniğinde de farklı cam ve metal borular sistemi ve bu borulardan yükselen su
düzeyi ve basınçların ölçülmesi ile çalışmaktadır.
Günümüz teknolojisi ile, bazı gelişmiş dijital aletleri kullanılmakta ve akıntı
hızı daha pratik, daha doğru sonuçları ile ölçülebilmektedir. Bunlarından birisi
olan Universal Tip akıntı ölçüm aleti, bir boru şeklindedir ve üzerinde derinliği
ölmeye yarayan ölçüm işaretleri vardır. Borunun alt kısmında çapı bilinen bir
pervana sistemi vardır. Pervane akıntı hızına dik gelecek şekilde suya daldırılır.
Akıntı hızı ile dönen pervane, aletin üst kısmındaki dijital bölmeden akıntının
m/sn cinsinden değeri ölçülür. Bu alet aynı zamanda derinlik profiline göre
daldırılıp çıkartılarak, ölçüm yapılan tüm su sütunundaki ortalama hızı,
minimum ve maksimum hızları vermektedir. Elde edilen bu hız ölçümleri
akarsu yatağının derinlik profiline ve aynı yatay kesitteki ölçüm sıklığı gibi
parametreleri de verir. Bu değerler ile kesiti alınan alandaki su sütunu tespit
edilerek, su debisinin ölçülmesini sağlamaktadır.
Yukarıda anlatın sistemin yanı sıra tamamen dijital teknoloji ürünü olan akıntı
öçlük cihazları da bulunmaktadır. Bu aletlerin kullanımı daha kolay olup
yalnızca ilgili probun suya batırılması ile istenilen ölçü biriminde akıntı hızını
hemen verebilmektedir.
Tatlısu organizmaları
Tatlısu Algleri:
Gerek yapısal olarak gerekse de dış görünüşleri bakımından oldukça farklı
görünümdedirler. Yapısal olarak eukaryotik (gelişmiş hücre tipi) ve prokaryotik
(basit yapılı hücre tipi) olmak üzere iki büyük gruba ayrılırlar. Buna göre MaviYeşil algler göstermiş oldukları hücre organizasyonları bakımından prokaryot
hücre özelliği taşımaktadırlar.
Limnoloji-55
Belirgin bir hücre çekirdeğinin olmaması ve çok basit olan kromatofor
yapısındaki pigmentlerin dağılımı ve prokaryotik hücre özellikleri bakımından
diğer alglerden ayrılırlar. Dış görünümleri bakımından tek hücreli ve ipliksi
formlardan karışık olarak gelişmiş bireylere kadar değişik biçimlerde
gözlenebilmektedirler . Her canlı gibi, algler de nesillerini devam ettirebilmek
için çoğalmak zorundadırlar. Algler üç farklı üreme sistemine sahiptirler.
Bunlar; vejetatif üreme, eşeyli ve eşeysiz üremelerdir. Alglerde vejetatif üreme
ise yaygın bir durum göstermektedir
Ekolojik olarak algler, karlı alanlar, tamamen buzla kaplı alanlar da
bulunabilirler. Fakat %70'nin dağıldığı asıl yayılım alanı sulardır. Bu
ortamlarda organik karbon bileşeklerinin majör primer üreticisidirler.
Mikroskobik fitoplankton formunda meydana gelebilirler. Makroskobik ve
mikroskobik formların her ikisi de kara ve su hattı boyunca ve bu ortamların
her ikisinde meydana gelir. Gövde ya da benzer işlevlere sahip yapıları ile
derelerin alt kısımları ve sedimenlere, toprak partiküllerine ya da kayalara
tutunurlar. Yukarıda da belirtildiği gibi buzla kaplı alanlarda bulundukları gibi
70 0C ya da daha yüksek sıcaklıktaki kaynak sularında da yaşayabilirler.
Bazıları çok tuzlu su ortamlarında bile gelişebilirler. Göllerde ve denizlerde
yüzeyden 100 m aşağıda ya da daha düşük ışık yoğunluğu ve
yüksek basınç altında yaşayabilirler. Denizler'de yüzeyden 1 km aşağıda da
yaşayabildikleri görülmüştür .
Algler ile ilgili ekolojik çalışmaların ana hedefleri aşağıdaki gibidir; alglerin
yaşadığı habitatların sınıflandırılması, her bir habitat içindeki flora
kompozisyonunun tanımlanması, floralar arasındaki ilişkiler ve habitattaki
biyolojik, fiziksel ve kimyasal faktörlerin direkt ya da indirekt etkileri,
populasyon içindeki türlerin çalışılması ve onların üremelerini kontrol eden
faktörler ekolojik çalışmaların kapsamını oluşturmaktadır. Tüm bu yaklaşımlar,
çevrenin fiziksel ve kimyasal değişimlerine bağlı olarak coğrafik bir dağılım
göstermektedir. Algler su ortamında primer üretici canlılardır. Yapılarındaki
pigmentleri sayesinde karbondioksit ve suyu ışığın etkisi ile karbonhidratlara
çevirirler, böylece su ortamındaki besin değerinin ve çözünmüş oksijen
oranının artmasını sağlarlar. Sonuçta kendi gelişimlerini sağlayarak besin
zincirinin ilk halkasını oluştururlar. Bu şekilde üretime olan
katkıları ve üst basamaktaki canlılarla olan ilişkileri açısından önem
taşımaktadırlar. Alglerin üretimleri çevresel faktörlerle sınırlanmıştır. Bunlar
ışık, sıcaklık ve besindir. Bu sınırlayıcı faktörler iyileştirilirse, üretim düzeyi
artar. Üretim artışının belli bir düzeyi aşmasının doğal bir sonucu olarak da
çevresel denge bozulur ve bu gelişeme eutrofikasyon adı verilir. Eutrofik bir
ortamda besin madde girdisinin fazlalığından dolayı, (özellikle azotlu bileşikler
ve fosfat gibi alglerin gelişimini arttıran bileşikler) alg ve bakteri faaliyetleri ile
bulanıklık artar ve ışığın suyun alt kısımlarına geçmesi engellenir. Oksijen dip
kısımlarda sınırlayıcı bir özellik kazanır. Bu da bentik bölgede yaşayan canlılar
için ölümle sonuçlanabilir. İnsan faaliyetleri, evsel, endüstriyel ve tarımsal
atıklar son yıllarda ötrofikasyon
Limnoloji-56
direkt etkide bulunmaktadır. Bunun yanısıra atmosferden difüzyon ile suya
karışan azot, yağmur sularının alıcı ortamlara taşıdığı besin maddeleri, drenaj
yoluyla ortama taşınan maddeler kirlenme sürecini hızlandıran doğal
gelişimlerdir.
Eutrofikasyonun sonuçlarından birisi de aşırı alg patlamalarının görülmesidir.
Bunun anlamı, fitoplankton (alglerin serbest yüzen formları) populasyonlarının
suyun rengini, kokusunu ve ekolojik dengesini bozacak yeterli yoğunluğa
ulaşmasıdır. Bunun yanı sıra alglerin aşırı gelişmesi, sucul ortamdaki bir çok
canlı için toksik etkilere neden olduğu için ölümler görülebilmektedir. Örneğin,
Dinoflagellatlardan Gymnodinium ve Gonyanlax'a ait türler aşırı çoğalma
sonucu, hayvanların sinir sistemlerini etkileyen, yüksek oranda suda
çözünebilen toksik madde üretirler .
Diğer patlamalara ise Mavi-Yeşil alglerden Microcystis, Anabaena, Nostoc,
Aphanizomenon, Gloeotrichia ve Oscillatoria, Chrysophyte'den Prymnesium
parvum neden olmaktadır.
Algler sucul sistemlerde, farklı habitatlara uyum sağlamışlardır. Bunlar;
Epipelik kommuniteler: Sucul sistemlerin dip kısımlarındaki sedimana bağlı
olarak yaşarlar Episammik kommuniteler: Sucul sistemin dip kısımlarındaki
kumlu zemine bağlı olarak yaşarlar. Epilitik kommuniteler: Su içerisindake
büyüklü küçüklü taşlar üzerinde bağlı olarak yaşarlar Epifitik kommuniteler:
Sucul bitkilere bağlı olarak yaşarlar.
Epizooik kommuniteler: Su sistemindeki kabuklu canlıların kabuklarına bağlı
olarak yaşarlar.
Fitoplanktonik kommuniteler: Hiç bir zemine ve canlı grubuna bağlı olamadan
su içerisinde serbest form olarak yaşarlar. Yukarıda belirtilmiş olan ve çok
farklı habitatlarda yaşamlarını sürdüren alglerin örnekleme metotlarında da
farklılıklar görülmektedir.
Fitoplanktonik organizmaların toplanması:
Bu örneklemede temel prensip sudan planktonların süzülerek toplanması
esasına dayanır. Bu amaçla hazırlanmış olan plankton kepçeleri kullanılır. Bu
kepçeler özel kumaşlardan hazırlanmış, suyun bu bezlerden süzülmesini
sağlarken, su içerisindeki fitoplanktonların ayrılarak alt haznede toplanmasını
sağlayan bir mekanizmaya sahiptir. Bu kumaşlar özel olarak hazırlanmış ipek
bezlerden ya da naylon bezlerden oluşmaktadır ve bunların por çapları
toplanacak örneğin büyüklüğüne göre değişiklik gösterebilmektedir.
Fitoplanktonik örnekler için bu por çapı ne kadar küçük olursa o denli verimli
çalışır. Por çapları genellikle 10 µm’den 55 µm’ye kadar değişen çaplarda
olabilmektedir. Fitoplankton toplamada en çok kullanılan plankton kepçesi
Birge Konik Planktonik ağ’dır. Bu dışarıdan bakıldığında
konik olduğu için konik ağ olarak isimlendirilmiştir. Üç ayrı kısımdan meydana
gelmiştir. Bunlar konik biçimdeki ağız bölgesi ortadaki ağ kısmı ve alt kısımda
yer alan toplama haznesidir. Plankton kepçesi su içerisine atılır ve bir ip
yardımı ile, yavaş hareket eden bir tekneden bırakılır ve su kütlesi içerisindeki
Limnoloji-57
örnekler bu kepçeden süzülerek toplanır. Belli bir süre sonra kepçenin toplama
haznesindeki örnekler plastik bir kaba alınarak % 4’lük form aldehit ile ya da
lugol solusyonu ile fikse edilir. Fitoplanktonik örneklerinin sayımına yönelik
örneklemede ise, belirli hacimdeki göl suyu örnekleme kaplarına alınarak lugol
ile fikse edilir. Laboratuvarda ise hacmi bilinen sayım tüplerine alınan göl suyu,
belirli bir bekleme süresi sonunda Inverted mikroskopta sayım için hazır hale
gelir. Mikroskobun görüş alanı, örneklenen suyun hacmi, kaç görüş alanı
sayıldığı gibi ölçüm teknikleri kullanılarak elde edilen bu veriler formulde
yerine konularak, ml’deki organizma
sayısı olarak yoğunluk değeri verilir.
Epipelik ve Episammik Örneklerin Toplanması:
Bu amaçla 1-1.5 m uzunluğunda ve 0.8-1.2 cm çapında uzun çam borulardan
yararlanılır. Kıyıların sediman kısımları epipelik örnekleme için uygun
yerlerdir. Kasık çizmesi giyerek ya da kıyıdan bu çam borular yardımı ile
örnekleme yapılır. Borunun bir ucunu 45 derecelik bir açı ile sedimanın
yüzeyinde hareket ettirerek çamursu epipelik alg topluluklarını boru içerisine
alırız. Cam boruyu yukarı kaldırmadan önce işaret parmağımız ile kapatarak bir
vakum oluşturulur ve içerisindeki örnekler dökülmeden kaldırılarak plastik
kavanozlara alınır ve % 6-10’luk form aldehit ile ya da lugol solusyonu ile fikse
edilir.
Epilitik, epifitik ve epizooik örneklerin toplanması
Bu örneklerin toplanması, temelde kazıma metoduna göre gerçekleştirilir.
Taşlar (epilitik), bitkiler (epifitik) ve kabuklu hayvanlar (epizooik) toplanarak
arazide (ya da labaratuvara getirilerek), diş fırçası ya da bıçak gibi sert cisimler
kullanılarak dış kısımları kazanır. Kazınan kısım saf su ile temizlenerek
örnekleme şişelerine alınır ve fikse edilirler. Planktonik alglerin dışındaki
türlerin yoğunluklarının tespiti ise cm2’deki birey cinsinden verilir.
Zooplanktonik Organizmalar
Zooplanktonik Organizmalar hem partenogenetik olarak hem de eşeyli olarak
çoğalabilmektedirler. Çevre koşulları elverişli olduğu zaman populasyondaki
dişi bireyler mayoz geçirmemiş çok sayıda yumurta üretirler. Bu yumurtalar
kısa sürada gelişerek yeni bireyler populasyona katılır ve böylece populasyonun
birey sayısında kısa sürede artış sağlanır. Çevre koşulları elverişsiz olmaya
başladığında ise, dişi bireyler mayoz geçirmiş daha az sayıda yumurta üretirler.
Bu yumurtalar döllendikten sonra, kuluçka odacığının çevresi oldukça kalın bir
kılıf ile kuşatılarak yumurta çevre koşullarına dayanıklı hale getirilir.
Limnoloji-58
Ephippium adını alan bu yapı, olumsuz çevre koşullarına karşı son derece
dayanıklıdır ve birey yaşamını yitirse bile ephippium içerisindeki yumurta
canlılığını sürdürür. Ephippium özellikle Daphniidae. Macrotricidae
familyalarında çok iyi gelişmiştir, bununla birlikte Chydoridae ve Bosminidae
familyalarında da ephippium oluşumu görülür. Kurumaya, donmaya ve diğer
olumsuz çevre koşullarına karşı son derece dayanıklı olan bu yapı, Cladocera
türlerinin yayılımında büyük etken olmuştur. Çünkü, ephippium rüzgarla ve su
kuşları vasıtasıyla bir ortamdan diğer bir ortama taşınabilmekte ve bir görüşe
göre türlerin kıtalar arasında bile yayılışı sağlanabilmektedir. Bu nedenle bir
çok türün kozmopolit yayılış gösterdiği ifade edilmektedir.
Zooplanktonik organizmaların bir diğer grubu ise Rotifera'dır. Rotifera'ya ait
bireylerde oldukça küçük, mikroskobik canlılardır. Büyük bir çoğunluğu
tatlısularda yayılış göstermektedir. Yalnızca Seison denilen bir cinsi denizeldir.
Bununla birlikte gölcüklerde, küçük su birikintilerinde, acısu ortamlarında ve
tuzlusularda yaşayan türleri de mevcuttur. Türlerin büyük bir kısmı planktonik olup, göllerin limnetik ve littoral
bölgelerinde yaşarken bi kısmı da dip kesimlerde sesil olarak yayılış gösterirler. Tatlısu sistemlerinin su kalitesini
saptamada, Rotifera türlerinin indikatör olarak kullanılmaları, sucul ekosistemlerde birçok omurgasız ve omurgalı
canlının besinlerini oluşturmaları nedeniyle önem
taşımaktadır. Türkiye'de bugüne kadar tespit edilmiş 167 tür mevcuttur. Bu
türlerin büyük bir kısmı kozmopolittir. Birçok göl ve bölge Rotifera açısından
incelenmiş, mevcut türleri ortaya konulmuş ve sınırlı sayıda ekolojik çalışmalar
yapılmış olmakla birlikte, zoocoğrafik açıdan değerlendirilememiştir.
Zooplanktonik organizmaların toplanması:
Zooplanktonik organizmaların örnekleme yöntemi daha önceden anlatılan
planktonik alglerin örneklemeleri ile aynıdır. Bu canlılar için de plankton ağları
kullanılmaktadır. Zooplantonik organizmalar için kullanılan plankton ağlarının
çeşidi daha fazla olup, por çaplarıda çalışılan canlı grubuna yönelik olarak
farklılıklar göstermektedir. Rotifera grubu diğerlerine göre daha küçük boyutlarda
olduğu için bu canlılar için daha küçük por çapına sahip bezler kullanılmalıdır.
Zooplanktonik organizmalar için kullanılar kepçeler daha çok Birge Konik
Plankton ağı olup, Wisconsin Still Plankton Ağı, Kapanan ağ ve Juday Plankton
Tuzağı gibi plankton kepçeleri kullanılan yere ve amaca göre farklılıklar
göstermektedir.
Zooplantonik organizmalar çoğunlukla limnetik bölgede fazla tür ile temsil
edilirler. Dolayısı ile makrofit vejetasyonun fazla olduğu kıyı kesimlerinden de
örnekleme yapılabilir. Bunun içinde kıyı plankton kepçeleri kullanılmaktadır. Kasık
çizmesi yardımı ile plankton bezlerinden yapılmış olan ve demir bir sapla uzantısı
olan kepçelerle, kıyıdan sürtme yapılarak örnek toplanabilmektedir. Zooplanktonik
Limnoloji-59
örneklerin sayım teknikleri de farklılıklar göstermektedir. Laboratuara getirilen
planktonik organizmaların incelenmesinde bu organizmaların çökeltilerek
yoğunlaştırılması oldukça sık kullanılan bir işledir. Bu işlem özellikle sayım
çalışmalarında sıklıkla kullanılmaktadır. Özellikle örnekler içerisinde az bulunan
türlerin sayımında gereklidir. Planktonik organizmaları çökeltme işleminde ana ilke
ya da izlenen yol, planktonik organizmalar formol ya da diğer konservatif
maddelerle öldürüldükten sonra sakin bir ortamda kendi ağırlıkları ile dibe çökerek
yoğunlaşmalarının sağlanmasıdır. Bu işlem için kullanılan bir çok cam tüp vardır.
Ancak bunlar içerisinde en çok kullanılanı Imhorf Huni Yöntemidir. İmhorf huni
camdan yapılı koni şeklinde bir alet olup 1 lt kapasiteye sahiptir. Üzerinde hacim
olarak dereceleme yapılmıştır. Bu yöntemde plankton içeren örnek huni içerisine
boşaltılarak üzeri buharlaşmayı önlemek için bir naylon ile örtülerek 1-2 gün
beklemeye bırakılır. Çökme işlemi bitince, üstte kalan ve organizma içermeyen
kısım özel bir pipet ya da enjektör ile yavaşça çekilerek atılır. Geri kalan kısım ise
incelemeye alınır. Bunun dışında santrifüj yöntemi ile de çökertme işlemleri
yapılabilmektedir. Ayrıca plankton fitreleri kullanılarak ta yoğunluk çalışmaları
yapılabilir. Hacmi belli olan su örneği süzülür ve fitre üzerinde kalan organizmalar
incelemeye alınır. Plankton sayımında kullanılan, özellikle zooplankton sayımında
kullanılan sayım hücrelerinin başında Sedgewick-Rafter Sayım Hücresi gelmektedir.
50 X 20 X 1 mm iç ebatlara sahip dikdörtgen pirinç çerçevenin sıradan mikroskop
lamı üzerine yapıştırılmasıyla elde edilir. Bunun dışında Palmer Sayım Hücresi
(Sayım alanı daireseldir)’de kullanılmaktadır.
Planktonik örneklerin teşhisleri genellikle fikse edilmiş örnekler üzerinden
yapılmaktadır. Bunun için daha önceleri de belirtilmiş olan % 8-10’luk formol ve %
80’lik alkol kullanılmaktadır. Ayrıca fitoplanktonik organizmaların sayımları
sırasında, örneklerin daha net ve renkli görünebilmelerini sağlamak amacıyla lugol
solüsyonu da kullanılmaktadır. Formol az miktarda kullanıldığı için daha ekonomik
olmakta ve taşınması açısından daha kullanışlı olmaktadır. Bununla birlikte formol
bazı hassas türleri deforme edebildiğinden sakıncalar yaratabilir. Bu nedenle hangi
koruyucuyu kullanacağı, araştırıcının tercihine bırakılmıştır.
Dip Materyalleri ve Örnekleyiciler
Bentik hayvanlar arasındaki karmaşık ilişkiler konusundaki çalışmalar, büyük
ölçüde göller ve akarsulardaki türlerin, çevresel değişkenlerle ilişkili olarak tanımına
ve dağılımına odaklanmıştır. Her ne kadar bu gibi incelemeler toplulukların ilk
değerlendirmeleri için gerekli olsa da, düzenleyici çevresel değişkenlerin fizyolojik
kökenli deneysel incelemeleri, planktonik topluluklar arasındaki çalışmalarda
kullanıldığı kadar bentik topluluklar arasında kullanılmamıştır. Göllerde, bentik
faunanın populasyon, verimlilik ve beslenme ilişkileri az anlaşılabilmiştir;
akarsularda biraz daha iyi bilinmektedir. Göl ve akarsulardaki çeşitli faunanın
Limnoloji-60
dağılımı, beslenme, gelişme ve üremeleri için farklı gereksinimlerinin olması
sonucu, son derece heterojendir. Bu gereksinimler büyük ölçüde, oksijen
içeriğindeki değişimler ve besin için gereken canlı ya da ölü organik madde girdisi
gibi, yaşam ortamlarındaki değişimlerden ve mevsimsel su artışlarından etkilenir.
Bentik organizmalar ya bu değişikliklerin üstesinden gelebilecek uyumsal
mekanizmalara sahiptirler ve uygun koşulları beklemek için durağan evreye
girererler, ya da ölürler. Bentik canlıların dağılımları, gelişimleri, verimlilikleri ve
üreme potansiyelleri çevresel parametre değişikliklerine karşı uyum yeteneklerine
bağlıdır. Bentik hayvan topluluklarının etkin olarak incelenmesinde bazı temel
sorunlar vardır. Bunlardan birincisi, sayılarının belirlenmesine yönelik örnek alma
zorluğudur. Yaşama ortamlarındaki heterojen yapı, organizmalar ve dipteki yaşam
ortamlarına bağlı işlemlere göre çok tekrarlamalı örneklemeler gerektiren, parçalı,
rastlantısal olmayan bir dağılıma neden olur. Organizmaları yaşadıkları ortamla
beraber toplayan bentik kepçeleri ve tarakları ile yapılan örneklemelerde,
organizmaların ayrılması gerekmektedir. Uzman olmayanlar için birçok hayvan
grubunun taksonomisi karmaşıktır; bazı gruplar halen tam olarak
tanımlanamamıştır. Özellikle böcekler arasında, belli grupların populasyonlarının
üyelerinin iç ve dış göçleri, çok daha etkin örnekleme yöntemleri gerektirmektedir.
Bütün bu sorunlara rağmen, bazı populasyonların dikkatli ve ayrıntılı incelenmesi
bentik hayvan toplulukları içerisindeki çevresel ve biotik ilişkileri anlamamıza
olanak tanır. Bentik hayvanlar son derece çeşitlidir ve protozoalardan büyük
makroomurgasızlar ve omurgalılara kadar neredeyse tüm şubelerle temsil edilirler.
Bu gerçek, heterojen habitat, beslenme, gelişme, üreme, ölüm ve davranış
özellikleri ile birleşince bu hayvanların bütünsel ve fonksiyonel bir yaklaşımla ele
alınmalarını son derece zorlaştırmaktadır. Bir su sisteminde dipten örnek alma
gereksinimleri çok farklıdır. Tüm amaçlara hitap edebilecek nitelikte bir örnekleyici
bulunmamaktadır. Çalışmanın amacına, zeminin yapısına, çalışma programına göre
örnekleyiciler seçilmelidir.
Bentik örnekler için çalışmanın amacı göz önüne alınarak örnek alınmalıdır.
Zeminin özelliği yani hangi tip materyalden oluştuğu göz önüne alınmalıdır. Ayrıca
zeminin uniformluk derecesi de göz önüne alınarak örnekleme yapılmalıdır.
Yapılacak analizin türüne göre örnek alınmalıdır. Bentik omurgasızların
örneklenmesi amacıya geliştirilmiş bir çok alet yapılmıştır. Bunların işleyiş biçimleri
(kurulma mekanizmaları ve kapanma düzenekleri) ve kullanıldığı yerler değişiklik
gösterebilmektedir. Bunlardan;
Ekman Kepçesi: Yumuşak zeminli ortamlarda kullanılır, sert zeminlerde işlevsel
değildir. Diğer kepçelere göre daha hafif olup yanlara açılan ve üst kısımdaki
kancaya kapakaların takılarak yay sistemi ile kurulur. Zemine oturduktan sonda üst
kısımdan gönderilen bir messanger yardımı ile kaklar kancalardan kurtularak
kapanır.
Limnoloji-61
Şekil ekman kepçesi
Peterson kepçesi: Kumlu, çakıllı, balçıklı ve sert zeminlerin tümünden örnekleme
almak için kullanılır. İstenilen büyüklükte ve ağırlıkta yapılabilir, fakat genellikle
boş ağırlığı 16 kg.’dır. Daha sert zeminlerden örnekleme yapılacaksa aletin ağırlığı
arttırılabilinir. Bu alette messanger sistemi yoktur. Bunun yerine, aletin üst
kısmında birbirlerine çapraz olarak düzenlenmiş çubuk ve bu çubuklardan birinin
uçuna monte edilmiş üst çubuk ve üst çubuğu diğer çapraz çubuğa bağlayan zincir
mevcuttur. Çapraz çubuklardan zincir bağlı olanının ucuna hareketli olan enine
çubuk monte edilmiştir. Üst çubuğun alt ucunda yatay çubuğun ucunun geçici
olarak takılacağı bir çentik vardır. Yatay çubuk bu çentiğe takıldığı zaman kepçe
ipiyle askıya alınarak açık konuma gelir ve bu konumda vertical olarak zemine
bırakılır. Alet hızla zemine çarpınca enine çubuk takıldığı çentikten kurtulur ve alet
kapanarak zemini tarar. Daha sonra alet yukarıya çekilerek örnek kayığa alınır.
Şekil peterson kepçesi
Ponar Kepçesi: Bu kepçe hemen hemen her türlü zeminden örnek almak için
geliştirilmiştir. Derin göllerden örnekleme yapmak için kullanılır. Peterson
kepçesine benzerlik gösterse de boyutları, ağırlıkları ve üst kısımlarının tamamen
kaplı olmayıp elek sistemi ile düzenlenmesi ile tipiktir. Alınan bu dip materyalinin
analizi için bir çok mekanik, kimyasal ve biyolojik yöntemlere uygun standart
eleklere gereksinim duyulur. Bu amaçlar için kullanılan elekler dairesel olup,
pirinçten yapılmışlardır. Genellikle birbirlerinin üzerlerine gelecek şekilde iç içe
monte edilebilen bir düzenekleri vardır. Bu sistem çoğunlukla 5’li elek sistemi ve
en altta da geniş bir kap içermektedir. En üstte en büyük por çapına sahip elek
konur aşağıya doğru gittikçe elek por çaplarında da bir azalma söz konusudur ve en
altta da en düşük por çapındaki elek yer alır.Dipten alınan örnek en üstteki elek
üzerine boşaltılır ve su ile seyreltilerek ve karıştırma işlemi yaparak çamurun
dağılması ve içerisindeki organizmaların kademeli elek sistemi içerisinde kendi
Limnoloji-62
boyutlarına uygun elek düzeneğinde tutulması sağlanır. Eleklerde kalan materyal
pensler yardımı ile alınarak taksonomik gruplarına göre cam tüpler içerisine
alınarak % 80’lik alkol içerisinde muhafaza edilirler. Dip kısımdaki kapta toplanan
su bir kaç kez daha süzülerek işlem tamamlanır. Bu gruba ait türlerin teşhisleri
yapıldıktan sonra, her taksona ait organizma sayısı belirlenir ve 1 m2’deki
organizma sayısı (n) belirlenmeye çalışılır. Bu işlem için, kullanılan kepçenin ağız
açıklığının alanı (a=cm2), sayılan hayvan sayısı (O), bir istasyondan alınarak sayımı
yapılan hayvan sayısı (S) gibi parametreler kullanılarak aşağıda formule göre
hesaplanır.
Şekil ponar kepçesi
n=O/a.S X 10 000 Bununla birlikte özellikle dip canlılarının akarsulardaki
örneklemelerine ilişkin bazı farklılıklar olabilmektedir. Bu yöntemler akarsu
zeminlerindeki fauna ilgili çalışmalarda daha iyi sonuç vermektedir. Bu
yöntemlerde efektif olarak kullanılan iki alet Surber Akarsu Zemin Sampler ve
Hessurcular Sampler'dır. Bunlardan Surber sampler en çok kullanılan alettir. Bu
alet temel olarak birbirine menteşeli ve eşit büyüklükte kare şeklinde iki çerçeveden
oluşmuştur. Bu çerçevelerden bir tanesi ağı taşımaktadır, diğeri ise çalışma
pozisyonunda açılarak kepçenin zemine oturmasını sağlar. Aletin ağ kısım kalın ve
dayanıklı ipek bezden meydana gelmiştir ve ağın por çapı 1 mm'dir. Bu aletin 30120 cm derilikteki alanlarda kullanılması uygundur. Özellikle çakıllı ve taşlı akarsu
zeminlerinde kullanılır. Fakat akıntı hızı aletin açık pozisyonda kalmasına izin
verecek düzeyde olmalıdır.
Balıklar
Balıklar, sistematik gruba bağlı olarak çok farklı alet ve yöntemlerle
toplanabilmektedirler. Bu yüzden örnekleme yapacak olan kişinin amacına uygun
olan alet ve yöntemi belirlemesi gerekmektedir. Genel olarak balık örneklerinin
yakalanmasında kepçe, Iğrıp, fanyalı ağ, kör ağ, serpme, olta, elektrik şoku gibi av
aletler kullanılmaktadır.
Fanyalı ağlar: Bunlar, ortada ince naylon ipten yapılmış küçük gözenekli file ile
bunun her iki yanında yer alan kalın ipliklerden yapılmış geniş gözlü fanyalardan
oluşan üç katlı ağlardır. Su içerisinde dikey halde ve gergin şekilde durur ve üst
kısımlarına mantar alt kısımlarına ise ağırlık yapması için kurşun takılmıştır. Ağ
açıklıkları istenilen amaca göre değişik çaplarda olabilir.
Limnoloji-63
Şekil Fanyalı ağlar
Kör ağlar: Göz açıklığı yine amaca göre değişen tek katlı naylon ağlardır.Üst kısmı
mantar alt kısmı kurşunlarla kaplıdır. Suya atılış şekli fanyalı ağlar gibidir ancak
daha küçük boydaki balıkların yakalanmasında kullanılır.
Iğrıp: Bu ağın ortasında bir torba bulunur, ayrıca yanlarda iki kanat yer alır ve bir
çeşit sürütme ağıdır. Bu ağ genellikle derin olmayan göl ve barajlarda yavaş akan ve
zemini düz olan akarsularda balık yakalamak için kullanılır.
Şekil Iğrıp
Serpme ağ: Bunlar çapları değişik olan daire şeklindeki küçük ağlardır. Dairenin
kenarlarında ağın zemine oturmasını sağlayan kurşun ağırlıklar ve balıkların
hapsedilmesine yarayan küçük torbacıklar bulunmaktadır. Serpme, genellikle di
ğer ağların iş görmediği zemini taşlık ve kayalık akarsu zonlarında örnek toplamada
kullanılır.
Sekil serme ağ
Balık kepçeleri: Bu kepçe, 50 cm. çapında daire şeklinde demir çerçeveye küçük
göz açıklığındaki naylon fileden yapılmış ve bununda sağlam ağaçtan yapılmış 1.5
m. boyunda bir sapa bağlanır. Bu tür kepçeler daha çok elektrikle balık yakalarken
şok edilen balıkların toplanmasında yararlıdır. Ayrıca taşların altında ve çamurlu
zeminlerde yaşayan balıklar kepçenin direkt olarak suya daldırılarak sürülmesi ile
yakalanabilir.
Oltalar: Daha çok sportif balıkçılıkta kullanılır.
Elektrikle Yakalama: Akarsulardaki mevcut balık türlerinin tümünün
yakalanabilmesi için kullanılan en iyi yöntem budur. Pratik ve zaman alıcı
olmamakla birlikte, uygulama sırasında elektrik şiddetinin iyi ayarlanması
gerekmektedir. bu amaçla taşınabilir jeneratörler kullanılmaktadır. Jeneratörden
Limnoloji-64
çıkan akım iki aynı elektrot yardımıyla suya verilmektedir. İki elektrot arasında
kalan bölge güçlü bir elektrik akımına maruz kalmaktadır. Bu bölge içerisinde kalan
balıklar bayılarak kepçe yardımı ile toplanmaktadır.
Su Örnekleyicileri
Herhangi bir alandan su örneği alınırken, örneğin hangi derinlikten alındığı
mutlaka bilinmelidir. Eğer bir örnek bir gölün belirli bir derinliğinden alınıyorsa,
alınan bu örneğin yüzeye gelirken hiç bir değişikliğe uğramaması gerekir. Bu
amaçla düzenlenmiş bir çok örnekleyici bulunmaktadır ve bunların en sık
kullanılanı Alfa-hor Su Örnekleyicisi’dir. Bu aletin fazla yer kaplamaması, ağır
olmaması, nispeten ucuz olması ve kullanımının kolay olması bakımından en çok
tercih edilen alettir. Bu alet, her iki tarafı açık olan bir boru’dur. Bu boru’nun açık
olan her iki tarafı yaylı kapaklar kullanılarak istenilen derinlikte kapanması ile
çalışır. Bunun yanı sıra, Patala örnekleyicisi adı verilen ve messanger olmadan
istenilen derinlikten su alabilen kullanışlı bir alet daha vardır. Bu alette dikdörtgen
şeklinde ve tamamen fiberden yapılmış olup kullanışlı ve hafiftir. Bu aletin üst
kısmında piriçten yapılmış bir kulp bulunmaktadır ve bu kulp iple bağlantılıdır.
Suya bırakılan aletin alt ve üst kısımları tek taraflı olarak menteşelidir ve açılıp
kapanabilme özelliğine sahiptir. Su kütlesinden aşağıya bırakılan Patala
örnekleyicisinin alt ve üst kısımları hareketli olduğu için suyun yukarı doğru basıncı
ile rahatça açık konumda aşağıya doğru inmektedir. İstenilen derinliğe gelindiğinde
ise ani bir hareketle ters basınç oluşturularak kapakların her ikisi birden kapanır ve
istenilen derinlikteki su örneği alınarak yukarı doğru çekilmek suretiyle örnekleme
yapılmaktadır.
Su Analiz Yöntemleri
GRAVİMETRİK TEKNİKLER
Basit olarak ağırlığa dayalı analizler olarak adlandırılabilir. Genelde hassas teraziler
kullanılarak yapılır ve hassasiyetleri mg.ın onda birine kadar inebilir. Askıda katı
madde ve sudaki toplam katı analizleri ile suyun özgül ağırlığının ölçümü
gravimetrik analizler grubuna girer. Özellikle çevresel su örneklerinin ve içme suyu
ve atıksuların arıtım aşamalarının değerlendirilmesinde yaygın olarak kullanılır.
Gravimetrik Analiz nisbeten az alet istemesi ve öğrenilmesi kolay olması
nedeni ile hem öğretim işlerinde hem de pratik uygulamada çok yararlıdır.
Gravimetrik analizde aranan maddenin ya kendisi veya uygun bir reaktif ile
Limnoloji-65
sulu ortamda çözünmeyen dayanıklı ve belli bileşimdeki bir bileşiği çözeltiden
tamamen çöktürülerek ayrılır. Bu çözelti gene aynı bileşimde veya daha başka
fakat belirli ve sağlam bir bileşiği halinde sabit tartıma getirilerek tartılır. Sabit
tartıma getirme bazen kurutma koşullarında bazen de yüksek sıcaklıklarda
kızdırılarak yapılmaktadır. Böylece miktarı ve bileşimi bilinen bir çökelek
yardımıyla aranan madde miktarı ve konsantrasyon hesaplanmaktadır.
Gravimetrik analizde elde edilen çökeltiler çözelti ortamından çeşitli şeklerde
alınabilir. Fakat genellikle ya bir gooch krozesinden süzülür ya da huni üzerine
yerleştirilmiş bir süzgeç kâğıdından süzülerek ayrılmaktadır. Gooch krozesi ile
yapılan süzmede çökelti kroze ile sabit tartıma getirilir. Süzgeç kağıdı
kullanılarak ayrılan çökelti önce kurutulur. Daha sonra yaklaşık 900 0C de
kızdırılır. Bu olay için sabit tartıma getirilmiş bir kroze içine çökelti ile birlikte
yerleştirilen süzgeç kâğıdı fırında yakılır. Süzgeç kâğıdı külsüz olduğu için
tamamen yanarak uzaklaştırılan huniye çökelti kalacaktır.
Gravimetrik analiz metotları
Gravimetrik analiz metotları genel olarak ikiye ayrılır.
1. Çöktürme metotları,
2. Buhar haline getirme metotları,
Çöktürme metotlarında tayini yapılacak madde, bir ayıraçla
çalışma ortamında çözünmeyen bileşiği haline getirilir.
Isıtılarak ya bu halinde veya daha dayanıklı ve uygun bir
bileşiği halinde sabit tartıma getirilir. Her iki halde de bileşin
stokiyometrisinin çok iyi bilinmesi gerekir. Böyle
stokiyometrisi bilinen maddelerden tayini yapılacak madde kolaylıkla
hesaplanır.
Buhar haline getirme metotlarında, madde uygun bir sıcaklıkta ısıtılır ya
kendisi olduğu gibi veya parçalanma ürünü başka bir kapta toplanır. Bu şekilde
başka bir kapta toplanan madde, ya orada tartılır veya numunenin kütlesinde
meydana gelen azalmadan bulunur.
Gravimetrik çökelekler
İdeal durumda, gravimetrik bir çöktürücü reaktifin analit ile spesifik olarak, bu
mümkün değilse seçimli olarak reaksiyona girmesi gerekir. Spesifik reaktif,
yani bir maddeye özgü reaktif, çok nadir olarak bulunur. Daha yaygın olarak
bulunan seçici reaktifler ise, sınırlı sayıda tür ile reaksiyona girerler. Bir
çöktürücünün belirli bir madde özgü veya seçici olmasının yanında, analitle
oluşturduğu ürününde aşağıdaki özelliklere sahip olması gerekir:
Limnoloji-66
1. Çökeleğin çözünürlüğü çok az olmalıdır.
2. Çökelek kolayca süzülebilmeli ve yıkanabilmelidir.
3. Çökelek belirli bir bileşimde veya stokiyometride sabit tartıma
getirilebilmelidir.
4. Çökelek tartma esnasında havadan etkilenmemeli veya dikkate alınacak
kadar etkilenmemelidir.
5. Çökelek iri taneli olmamalıdır. Çok iri taneler içinde çözelti
hapsedildiğinden hatalı sonuçlar elde edilir.
6. Çökelek tayini yapılacak maddeyi kantitatif olarak ihtiva etmelidir.
7. Çökeleğin formül gramı, çöktürülenin formül gramından çok büyük
olmalıdır.
Bütün bu özellikleri yerine getiren çökeleklerin sayısı çok azdır. Çünkü;
1. Çözünmez diye bilinen çökeleklerin büyük bir çoğunluğu bir miktar
çözünür. Bunu önlemek amacıyla ortam bazen, ayıracın fazlası veya ortak
iyon ilave edilir. Ancak bu defada adsorpsiyon, birlikte çökme, iyon
şiddeti artması, hapsetme gibi çökeleği kirleten fondamantal olaylar
meydana gelir. Bütün bunlara rağmen ayıracın fazlası konmalı, ancak
ortamdaki konsantrasyonu çok düşük olmalıdır.
2. Çöken madde, çoğu zaman çok ince taneli veya jel halinde olur. Böyle
çökeleklerin süzülmeleri çok güçtür.
3. Çökelekler bazen tartma işlemi esnasında havadan nem kapar ve hava
oksijeniyle yükseltgenir.
Homojen çöktürme
Çöktürücü reaktifi bir kimyasal tepkimeyle yavaş yavaş oluşturarak yapılan
çöktürme işlemlerine bu ad verilir. Çöktürücü, çözeltini her noktasında aynı
hızla üretildiğinden, her noktada erişim aynıdır ve düşüktür. Bu nedenle yerel
aşırı doygunluklar oluşamayacağından, oluşan çökelek kristalleri, doğrudan
çöktürücü reaktifin eklenmesiyle yapılan çöktürmedeki kristallerden daha iri ve
daha saf oluşabilmektedir. Bunun sonucu olarak Gravimetrik amaçlı
çöktürmelerde homojen çöktürmeler öncelik alır.
Çökeleklerin süzülmesi ve yıkanması
Limnoloji-67
Süzme işlemi süzgeç kağıtları yada süzme krozeleriyle yapılır.
Küçük taneli çökelekler mavi bantlı kağıtlardan süzülürken, jel
yapılı çökelekler siyah bantlı kağıtlardan süzülürler. Yüksek
sıcaklık gerektirmeyen çökelekler ise, organik çöktürücülerle
yapılan çöktürmelerde olduğu gibi süzme krozeleriyle
süzülürler. Çökeleğin tümünün süzgeçlere aktarılması gerekir. Beher kenarına
yapışık olanlar, ucunda kauçuk bulunan bir bagetle sıyrılıp alınmalıdır.
Süzme işleminden sonra çökeleğin uygun bir çözücüyle iyice yıkanması
gerekir. Yıkama için uygun olacak çözücü ve çözme işlemi aşağıdaki nitelikleri
taşımalıdır.
1. Çökelek için kötü bir çözücü, fakat safsızlıklar için çok iyi bir çözücü
olmalıdır.
2. Çözücü kolloid oluşumunu önleyici elektrolitleri içermelidir.
3. Çözücüye katılan elektrolit, çöktürülenin çözünürlüğünü azaltan bir
elektrolit olmalıdır. Ayrıca çift katmandaki iyonla yer değiştirebilen ve
ısıtıldığında uçuculaşabilen bir iyon olmalıdır.
4. Yıkama, jet halinde püskürtmeyle ve azar azar hacimlerle birkaç kez
yapılmalıdır. Yıkama sayısı arttıkça safsızlıkların giderilme olasılığı artar.
Tayini yapılacak maddenin hesaplanması
Çökelek sabit tartıma getirildikten sonra, kütlesinden ve atom kütlelerinden
yararlanılarak tayini yapılacak madde hesaplanır. Hesaplamada, çoğu zaman
çökeleğin birden küçük bir sayıyla çarpılır. Bu sayı tayini yapılacak maddenin
o çökelek içindeki yüzdesidir. Buna Gravimetrik faktör veya kimyasal faktör
veya hesaplama faktörü denir ve f ile gösterilir. Sabit tartıma getirilen çökelek
A gram ise, tayin yapılacak madde (A’).
A’=fA olur. Tayini yapılmak istenen madde CI ise sabit tartıma getirilmiş AgCI
çökeleği 0,2474 sayısıyla çarpılır. Bu 0,2474 sayısına, AgCI çökeleği içindeki
klor yüzdesini hesaplama faktörü denir. Bu faktör:
f =CI/AgCI = 35,457g/ 143,337g = 0,2474 şeklinde hesaplanır.
Örnek 1) 0,5000 g Fe3O4 den kaç gram Fe2O3 elde edilir?
Çözüm:
4 Fe3O4 + O2 → 6 Fe2O3
4 formül gram Fe3O4 den, 6 formül gram Fe2O3 elde edilir. Buna göre
Gravimetrik faktör (f),
F = 6 Fe2O3 / 4 Fe3O4 = 1,0340 olur. Bu iyi bir faktör değildir.ancak bazen
mecburen kullanılır.
Fe2O3 = (6. 159,70 / 4. 231,55).0,5000= 1,034.0,5000 = 0,573g bulunur.
Örnek 2) Gübre olarak kullanılan ve suda çözünen bir fosfat örneğinden
Limnoloji-68
0,2510g alınarak fosfat Mg+2 ile usulüne uygun çöktürülüyor, kurutuluyor,
kavruluyor, Mg2P2O7 halinde tartılıyor ve 0,1525g bulunuyor. Gübredeki
fosfatı P ve P2O5 cinsinden yüzdelerini hesaplayınız.
Çözüm:
Tartılan magnezyum pirofosfat olduğuna göre P için stokiyometrik faktör,
F1 = 2 molP / 1 mol Mg2P2O7 = 2.30,974 / 222,57 = 0,2783
P2O5 için faktör;
F2 = 1 mol P2O5 / 1 mol Mg2P2O7 = ( 2.30,974 + 5.16,0 ) / 222,57 = 0,6378
Olacaktır. Bulunan tartım 0,1525g ve alınan örnek 0,2510g olduğuna göre,
yüzdeler sırasıyla, % P =F1.(0,1525 / 0,2510 ).100= 0,2783.0,6078.100 = %
16,9
% P2O5 = F2. (0,1525 / 0,2510 ).100 = 0,6378.0,6078.100 = % 38,8 bulunur.
Örnek 3) : 3,0025 gram saf asetik asidin (AcOH) kaç mol ve kaç mmol
olduğunu hesaplayınız.
Çözüm :
(asetik asit) CH3COOH = 3,0025g AcOH / (60,05gAcOH/ mol AcOH )
= 0,05 mol AcOH
(asetik asit) CH3COOH = 3,0025g AcOH / (0,06005g AcOH/mmol AcOH)
= 50,0 mmol AcOH
Gravimetrik
Metotların
Uygulamaları
Gravimetrik metotlar daha ziyade inorganik anyon ve katyonların tayini için
geliştirilmiştir. Bunların yanında su, kükürtdioksit, karbondioksit ve iyot gibi
nötral türlerin tayinine de uygulanabilmektedir. Bit çok organik maddede
gravimetrik olarak kolayca tayin edilebilir. Örneğin süt ürünlerinde laktoz, ilaç
preparatlarında salisilatlar, laksatiflerde fenolftalein pestisitlerde nikotin,
tahıllarda kolesterol ve badem ekstraktlarında benzaldehit bu organik
maddelere örnek gösterilebilir. Gerçekten de gravimetrik metotlar, bütün
analitik işlemleri arasında en yaygın şekilde uygulanan metotlardır.
En Çok Kullanılan Gravimetrik Çöktürme Reaktifleri
Çöktürmede kullanılan reaktifler genelde inorganik ve organik olmak üzere
ikiye ayrılır.
İnorganik çöktürücüler
H2SO4 : Ba +2, Pb+2, Sr+2 metal iyonlarını sülfatları halinde çöktürür ve
kurutulup sülfatları şeklinde tartılırlar.
(NH4)2HPO4: Mg+2, Mn+2, Zn+2, Zr+2, Cd+2 iyonlarını NH4+ / NH3 tampon
ortamında fosfatları halinde çöktürülür. Bu çökelekler kurutulduktan ve yüksek
sıcaklıkta pirofosfatlarına (Mg2P2O7) dönüştürüldükten sonra tartılırlar. Al+3,
Bi+3 iyonlarına ise MPO4 fosfatları halinde çöktürülüp, fosfatları şeklinde
tartılırlar.
NH3: Fe+3, Al+3, In+3, Ga+3, Sc+3, iyonlarını hidroksitleri şeklinde çöktürür.
Çökelek kavrulup oksitlerine (M2O3) dönüştürüldükten sonra tartılır.
AgNO3: CI-, Br-, I- iyonlarını AgX tuzları şeklinde çöktürür. Çökelek bu
Limnoloji-69
şekilde 120oC de kurutulur ve tartılır.
(NH4)2MoO4: Cd+2, Pb+2 iyonlarını MMoO4 şeklinde çöktürür. Çökelek bu
şekliyle kurutulur ve tartılır. PO4-3 iyonları için fosfomobildat,
(NH4)3PO4.12MoO3 şeklinde çöktürülür, kurutulur ve bu şekliyle tartılır.
H2PtCI6 : K+, Rb+, Cs+, iyonlarını M2PtCI6 şeklinde çöktürür. Çökelek bu
şekliyle kurutulur ve tartılır.
İndirgenler: H2C2O4, SO2, HNO2 gibi indirgenler altın ( Au+3, Au+ )
iyonlarını elementsel hale indirgerler. Oluşan metal kurutularak atılır.
Organik çöktürücüler
İnorganik türlerin gravimetrik tayini için çok sayıda organik çöktürücü
geliştirilmiştir. İki tip organik reaktif vardır. Birinci tip reaktifler, koordinasyon
bileşiği adı verilen ve az çözünen iyonik olmayan ürünler oluşturur. İkinci tip
reaktifler ise, inorganik türlerle iyonik bağlı bileşikler oluşturur. Bu
çöktürücüler şunlardır :
• Hidroksikinolin
• Dimetilglioksim
• Sodyum Tetrafenilbor
Titrasyon
İyi tanımlanmış kimyasal bir reaksiyonun kullanılarak örnekteki
belirli miktar madde ile reaksiyona girecek standart solüsyon
miktarının belirlenmesi esasına dayanır. 100 ml gibi belirli bir
miktardaki numune bir behere veya kaba konur. Büret adı verilen ve kullanılan sıvı
miktarını ölçmeye yarayacak dereceli bir tüpe konulan standart solüsyon örnek
sıvının üzerine damlatılır. Analizin sonlandırılacağı durum genellikle incelenen
sıvının renginde bilinen bir değişimin meydana gelmesidir. Sonlandırma zamanı
elektrokimyasal tekniklerle de belirlenebilir. Kullanılan standart solüsyon miktarı
bilindiğinde örnek içerisindeki madde miktarı da hesaplanabilecektir.
Elektrokimyasal Teknikler
Tüm atomların ve moleküllerin dış kısımları elektron tabakalarından oluşmuştur ve
kimyasal reaksiyonlar bu elektronlarla ilişki içerisinde meydana gelir. Dolayısı ile
gerçekleştirilecek bazı elektriksel ölçümler atom veya moleküllerin kimyasal
özellikleri hakkında bilgi verebilir. İncelenecek kimyasal maddeye göre özel olarak
dizayn edilmiş olan elektrodların yardımıyla sudaki elektriksel potansiyel (voltaj,
milivolt) veya akım (miliamper) ölçülerek belirli bir kimyasal maddenin miktarı
hakkında bilgi sahibi olunabilir. Elektrodlar kullanım amaçlarına göre altın, gümüş,
platinyum veya bakır gibi metal parçacıklarından üretilirler veya pH elektrodları
gibi yarıgeçirgen zarlar, dahili elektrodlar ve dolgu sıvıları kullanılarak dizayn
edilirler. Doğrudan ölçüm yapmaları büyük bir avantaj sağlamakla birlikte sık
Limnoloji-70
olarak kalibrasyona ihtiyaç duymaları dikkat edilmesi gereken hususlardandır.
Spektrofotometrik Ve Kolorimetrik Teknikler
Bir solüsyonun renk yoğunluğunu ölçerek elde edilen değeri
belirli bir maddenin yoğunluğu ile ilişkilendirme prensibine
dayanır. Analiz edilecek bazı maddelerin kendileri renkli olmakla
birlikte birçok maddenin bu tekniklerle analiz edilebilmesi için
ortama bazı kimyasalların ilave edilmesi ve sonuçta ölçüme
olanak verecek renkli kimyasal bileşiklerin oluşturulması gerekir. Var/yok şeklinde
sonuç veren kimyasal analizlerin bir çoğu incelenecek maddelerin kimyasal
reaktiflerle renk oluşturma prensibine dayanmaktadır ve geçmişte yaygın olarak
kullanılmıştır, halen cihaz sıkıntısı çekilen durumlarda da kullanılabilmektedir. Bu
prensipten yola çıkılarak geliştirilen kolorimetreler ve bu kolorimetrelere uygun
olarak geliştirilen kimyasal reaktifler kimyasal su analizini son derece pratik hale
getirmiştir. Yine bilgisayar sektöründeki gelişmelerin kolorimetrelere uyarlanması
ile standart solüsyonlara ihtiyaç duyulmadan örneğinizdeki ilgili kimyasalın tam
değeri çok kısa sürede ve herhangi bir hesaplamaya ihtiyaç duyulmadan
belirlenebilmektedir. Ancak sonuçta kolorimetre denilen cihaz görünebilen renkler
üzerinde ölçüm yapan bir yapıya sahiptir ve solüsyonda kimyasal reaktiflerinizin
oluşturacağı renkle interferans verecek bir madde bulunuyorsa sonuçlar güvenilir
olmayacaktır. Daha güvenilir sonuçlar elde etmek için spektrofotometre
kullanılabilir. Spektrofotometreler tıpkı kolorimetreler gibi renk yoğunluğunu
ölçmekte ancak ışık kaynağı ölçüm yapılacak sıvıya ulaşmadan önce spektrumlarına
(gökkuşağının renklerine) ayrılarak renkler arası etkileşim ortadan kaldırılmaktadır.
Kimyasal analizlerin bir çoğu görülebilir ışık kullanılarak yapılmakla birlikte
ultraviyole veya infrared ışık gerektiren analizler için daha geniş dalga boyuna sahip
spektrofotometreler gerekmektedir. Bu tür analizler genel olarak eser elementlerin
saptanması için kullanılır ve atomik spektroskopi olarak adlandırılır. Genelde
ısıtılarak gaz haline getirilmiş olan örneğin içinden geçirilen belirli özelliğe sahip
ışık bir absorbans değeri verir ve elde edilen sonuç sıvı örnekteki eser elementin
miktarını yansıtır: bu yönteme atomik absorbsiyon spektrofotometresi (AAS) adı
verilir. Alternatif olarak gazda bulunan metal atomlarının emdiği ışık miktarı
kullanılabilir ve buna da atomik emisyon spektrofotometresi adı verilir. Ancak
günümüzde en popüler, pratik ve doğru ölçüm veren yöntem olarak inductively
coupled plasma spectrometry (ICP) kullanılmaktadır. ICP atomik emisyon
temeline dayanır. Bu teknikte incelenecek örnek etrafı radyo dalgası yayan
bobinlerle çevrili olan argon gazı içerisine aktarılır ve burada radyo dalgaları
aracılığı ile çok yüksek bir ısı elde edilerek örnek iyonize hale geçirilir. Bu yöntemin
en büyük avantajı aynı anda ve lamba değiştirmeye gerek kalmadan çok sayıda
elementin analiz edilebilmesidir.
Limnoloji-71
Kromatografi
Renk grafiği veya renk resmi anlamına gelen kromatografi ilk
olarak bir kağıt parçasındaki bir nokta üzerindeki farklı renklere
ait pigmentleri tespit etmek için kullanılmıştır. Alkol gibi bir
çözücü kağıdın üzerinden çok yavaş bir şekilde yürütülür ve pigmentlerin farklı
bileşenleri farklı hızlarda hareket eder, çünkü pigmentlerin kağıdı tutuş yetenekleri
(stationary phase) ve çözücü içinde çözünme miktarları (mobile phase) farklıdır.
Bu temel prensipler halen organik kimyasalların veya inorganik iyonların
ayrıştırılmasında kullanılmaktadır. Karışımın içindeki maddelerin tanımlanmasında
kullanılan temel yaklaşım bileşiklerin kolon içerisinden geçerken meydana
getirdikleri tutulma/gecikme süreleridir.
Gaz kromatografide (GC) incelenecek karışım ince, halka şeklindeki kolonun içine
enjekte edilir, GC kolonları cam, slika veya paslanmaz çelik gibi inert maddelerden
yapılır. GC ölçümleri öncesinde örnek sıvı organik bir çözücü içerisinde ekstrakte
edilir ve buharlaştırma yoluyla yoğunlaştırılır. İncelenecek örneğin içindeki
maddelerin tutunabilmesi için kolonun iç yüzeyi yağla kaplı toz mineralle
doldurulabilir, bu stationary phase olarak kullanılır ve kullanılan mineraller
doğrudan kolon duvarına yapışır. Kolonlar genellikle bir programlanabilir fırın
içerisinde bulunur ve kontrollü bir şekilde kolon sıcaklığının yükseltilmesini sağlar.
Bu ısıtma işlemi son derece önemlidir ve oda sıcaklığında gaz haline geçirilemeyen
pestisit gibi çok sayıdaki çözücü ve toksik maddenin analiz edilmesine olanak verir.
Örneğin kolon içerisinde ilerlemesi dışarıdan sürekli olarak verilen argon, helyum
veya nitrojen gibi inert bir gazla sağlanır. Kolon içerisindeki karışım kolonun
çıkışında alev, ultraviyole ışık veya radyoaktivite ile iyon hale dönüştürülür ve
maddeler kolondan çıkarken elektrik yüklü plakalar tarafından tutularak analizleri
yapılır. Dedektörden elde edilen veriler zamana karşı piklerden oluşan bir grafik
(kromatogram) haline dönüştürülür. Bu pikler maddelerin tutulma zamanları ve
karışım içindeki yoğunlukları hakkında bilgi verir. Tutulma zamanı maddeyi
tanımlamaya yararken eğrinin altındaki alan veya eğrinin yüksekliği maddenin
miktarı hakkında bilgi verir. Ancak daha kesin sonuçlar için dedektör olarak kütle
spektrometresi kullanılmalıdır.
Kaynama noktası yüksek olduğundan kolayca az haline getirilemeyen veya yüksek
sıcaklıklarda yapısı bozulan maddeler için sıvı kromatografiler kullanılır. Bu tür
kromatografilerin en yaygın örneği High pressure or high performance liquid
chromatography'dir (HPLC). Bu teknikte de mobil faz olarak organik çözcüler
kullanılır ve tespit için genellikle ultraviyole ışığın absobpsiyon miktarı kullanılır.
Herbisitlerin ve farmasötik maddelerin tespiti bu yöntemin başlıca kullanım
alanlarıdır.
Sıvı kromatografilerin diğer bir türü iyon kromatografilerdir (IC). Bu teknikte
Limnoloji-72
inorganik veya organik maddeler yüklü hale getirilerek analizleri gerçekleştirilir.
Mobil faz su-bazlı bir çözeltidir ve stationary faz iyon-exchange reçineden oluşur.
Dedektörler genelde elektriksel iletkenliği ölçmekle birlikte ultraviyole ışığın
absorpsiyonuna dayanan sistemler de bulunmaktadır. Bu yöntemin en öneli
avantajlarından birisi karışımın içinde bulunan çok sayıda inorganik iyonu aynı
anda ölçebilmesidir.
Kütle Spektrometresi
Kütle spektrometresinde (MS) iyonize hale getirilmiş buhar manyetik veya
radyofrekans özellikteki bobinler arasından geçirilerek karışım içindeki iyonlar
kütlelerine göre (esas olarak elektriksel yük/kütle oranlarına göre) ayrıma tabi
tutulurlar. Sonuçta her madde kendine özgü karakteristik bir patern oluşturur ve
bu patern cihazın bilgisayarındaki kütüphanedeki verilerle karşılaştırılarak
tanımlanır. Cihaz tek olarak temin edilebilmekle birlikte çevresel örneklerin analizi
için mutlaka gaz veya sıvı kromatografi ile birlikte ve bu cihazların dedektörü
olarak kullanılmalıdır. Yine ICP ile birlikte kullanıldığında son derece hassas
sonuçlar elde edilebilir.
İmmünolojik Teknikler
İmmünolojik yöntemler arasında en yaygın olarak kullanılanı enzyme-linked
immunosorbent assay (ELISA) tekniğidir. Kullanıcının yüksek teknik kapasitesine
gereksinim duymayan, göreceli olarak ucuz ve duyarlılığı yüksek olan bu yöntemin
temel prensibi araştırılacak maddenin daha önceden hazırlanmış standart ortam ile
reaksiyona girip renk oluşturmasıdır. Bu yöntem su analizinden daha çok tehlikeli
atıkların kontaminasyonunu incelemek için kullanılmaktadır.
Limnoloji-73
İçsularda Suyun Fiziksel Özellikleri ve analiz Yöntemleri
İç suların fiziksel özellikleri de organizma dağılımlarında kimyasal özellikler
kadar büyük bir öneme sahiptir. Suların fiziksel özelliklerini belirlemek için
genelde arazide kullanıma uygun aletlerden yararlanılır.
Suların fiziksel özellikleri 7 başlık altında toplanabilir. Bunlar:
1. Sıcaklık
2. Yoğunluk
3. Kıvamlılık (Viskozite)
4. Bulanıklık (Turbidite)
5. Optik özellik (ışık)
6. Elektriki İletkenlik ve Tuzluluk
7. Su hareketleri
Limnoloji-74
1. SICAKLIK:
Sıcaklık, bir katalizör, hızlandırıcı, kısıtlayıcı, tahrik edici
veya öldürücü olarak su ortamındaki biyolojik hayatı
etkileyebilen en önemli parametredir.
Su sıcaklığı çeşitli hayatsal faaliyetler üzerinde etkilidir.
Yumurta bırakma, yumurtadan çıkış, büyüme gibi hayat
dönemlerinde sıcaklığın farklı etkileri vardır. Ayrıca su
sıcaklığının solunum, besin tüketimi, sindirim, özümleme ve davranışlar
üzerinde önemli etkisi vardır.
Su, bulunduğu doğal ortamlarda hiçbir şekilde saf değildir. İçinde sürekli
çözünmüş mineral tuzlar ve gazlar bulunur. Bu nedenle sıcaklıkla suyun ilişkisi
içerdiği maddelerin niteliğine ve niceliğine göre değişkenlik gösterir.
1.1. SUYUN ISINMASINA ETKİ EDEN KAYNAKLAR
a. Güneşten gelen çeşitli radyasyonların sular tarafından
absorbsiyonu
b. Su altı yer kabuğu ısısının substratumla iletilmesi (substratum:
bentik canlıların üzerinde yaşadığı zemin)
c. Volkanik faaliyetlerin etkisi
d. Med cezir enerjisi
e. Yüzeyden esen rüzgarların meydana getirdiği kinetik enerjinin
ısı haline dönüşümü
1.2. SULARIN SOĞUMASINA ETKİ EDEN KAYNAKLAR:
a. Atmosferin daha soğuk olduğu günlerde suların bir ısı kaynağı
gibi davranışı
b. Yüzey sularından meydana gelen evaporasyon (buharlaşma)
olayıdır.
1.3. SICAKLIK TABAKALAŞMASI:
Sıcaklık olgusunun, su kitlelerinde yarattığı önemli olaylardan
biri de, özellikle yaz ve kış aylarında dikey yönde Sıcaklık
Tabakalaşması oluşturmasıdır. Bu olaya çoğunlukla, ılıman
iklim denizlerinde ve derin göllerde rastlanılmaktadır. Söz
konusu sıcaklık tabakalaşması daha çok yaz ve kış aylarında
özellikle suyu karıştırabilecek etkinlikte hava hareketlerinin
yani rüzgarların azlığından kaynaklanmaktadır. Bu durumda deniz ve derin
göllerde özellikle dikey göllerde su hareketi bakımından bir stagnasyon
(durgunluk) dönemi geçirilir. Yaz mevsimine rastlayan durgunluk döneminde
yüzey suları dip sularına göre daha sıcaktır. Kış durgunluk döneminde ise
bunun tersi olur. Yani yüzey suları dip sularına göre biraz daha soğuktur. Hem
yaz hem kış durgunluk döneminde yüzeyden dibe inildikçe sıcaklığın aniden
düştüğü ya da yükseldiği bir geçiş tabakasına rastlanır. Bu tabakanın derinliği,
ortamın derinliğine göre 5-10 m.’den 100 m.’ye kadar değişir. Bu
Limnoloji-75
tabakalaşmanın açıkça gösterdiği özellik, suda dikey yönde belirgin bir
hareketin olmadığıdır. Bu geçiş tabakasına genel olarak termoklin adı verilir.
Bir gölde kış başlangıcında havaların soğumasıyla, soğuk hava ile temas
edip sıcaklık kaybeden yüzey suları, yoğunluğu artarak dibe doğru hareket
ederler. Aşağıda yerini alacakları daha sıcak dolayısıyla daha az yoğun sular,
satıha doğru yükselerek soğurlar. Bu şekilde oluşan vertikal bir sirkülasyon ile
bütün su kütlesi, yoğunluğun en yüksek olduğu +40C’ye kadar soğur.
Sirkülasyon bütün su kütlesinin sıcaklığı aynı olunca durur. Düşük hava
sıcaklığı nedeniyle soğuma devam ederse, yüzey suyu sıcaklığı +40C’nin altına
düşer. Bununla birlikte suyun yoğunluğu daha fazla artmadığından aksine
azaldığından soğuyan sular yüzeyde kalırlar. Soğuma 00C’ye ulaşınca donarak
buz olur. Özgül ağırlığının daha düşük olması nedeniyle, buz tabakası yüzeyde
yüzer. Buz tabakasının kötü bir iletken olması nedeniyle buz tabakasının
altındaki su kütlesi, bütün kış boyunca sıcaklığını 00C’nin üzerinde muhafaza
etmiş olur. Eğer su, sıcaklığı azaldıkça yoğunluğu artan diğer sıvılar gibi
olsaydı, en soğuk sular dibe kadar inecek, kışın şiddetli soğuklar esnasında
nehir ve göllerin donmaları, dipten başlayarak satıha kadar devam edecekti. İlk
baharda ısınan ortam ile yüzeydeki buz tabakası erir ve +40C’ye ulaşan sular
göllerin derinliğine doğru vertikal akıntılar başlar. Neticede az çok karışık bir
sirkülasyon meydana gelir. Yazın ise sıcaklığı +40C’nin üstünde olan yüzey
suları, sıcak ve derin sulara oranla daha hafiftir. Soğuk olan dip suları üzerinde
dalgalanır. Yaz mevsiminde sıcaklığın aniden azaldığı bir termoklin tabakası
mevcuttur. Termoklin pelajik balıkların bir su kitlesinden diğerine geçişini
engeller. Son baharda tekrar suların soğumaya başlaması ile soğuyan yüzey
suları +40C’ye ulaşınca dibe doğru inmeye başlarlar. Dip suyu sıcaklığı
+40C’ye ulaşıncaya kadar sirkülasyon devam eder. Soğuk bölge göllerinde su
sirkülasyonunun oluşmaması nedeniyle çözünmüş oksijen derine doğru hızla
azalır. Kıştan yaza ve yazdan kışa geçilen mevsimlerde göl suları gerek sıcaklık
ve gerekse çözünmüş oksijen derişimi bakımından daha homojendir.
Göllerin kış ve yaz durgunluk dönemlerindeki sıcaklık tabakalaşmasında ise,
üst tabakaya epilimnion , geçiş tabakasına metalimnion, alt tabakayada
hipolimnion denir. Bu tabakalaşma olayı, var olduğu dönem veya mevsimlerde,
o bölgede bulunan, başta çeşitli balık türleri olmak üzere, değişik canlı
gruplarının su ortamındaki dikey yönde dağılımlarını da etkiler. Buna göre, yaz
mevsiminde sıcağı seven türler üst tabakalarda; nispeten soğuk suyu seven
organizmalarda zemine yakın bölgelerde yoğunlaşırlar. Kış mevsiminde ise
bunun tersi olur.
Ayrıca, su bitkilerinde üretim olayı, yani fotosentez olayı üst tabakalarda;
çürüme olayı da alt tabakalarda olur. Bu nedenle özellikle göllerde üst tabakaya
trofojen tabaka, alt tabakaya da trofolitik tabaka denir.
Yüzey sularının sıcaklığı hazneli termometre, SCT metre ile, muhtelif
derinliklerde ise batetitermograf veya reversibl termometreler yardımıyla
ölçülebilir.
2.
YOĞUNLUK:
Limnoloji-76
Suyun yoğunluğu, birim hacimdeki suyun gr. olarak ağırlığı
olup 1cm3 saf suyun 1 atmosfer basınçta ve +40C’deki ağırlığı
1 gr. olarak kabul edilmiştir.
Suyun yoğunluğu atmosfer basıncına, sıcaklık düzeyine ve
kimyasal içeriğine göre değişim gösterir. Sıcaklık arttıkça
yoğunluk azalır. Tuzluluk arttıkça yoğunluk yükselir. Örneğin
00C de 1.027 gr/cm3 olan deniz suyu yoğunluğu, 100C’de 1.02588 gr/cm3,
300C’de 1,0207 gr/cm3’e düşer. Bu nedenle soğuk bölge suları, sıcak bölge
sularına göre daha yoğundur.
Normal atmosfer koşullarında ve 00C’de yoğunluk yalnız tuzluluk derecesiyle
değişir. Ayrıca atmosfer basıncıyla değişen yoğunluk, aslında derinlikle ilgilidir
ve suyun derinlerde basınç altında sıkışmasıyla yoğunluk artar. Derinleştikçe
yoğunluğun artması, aynı zamanda derinleştikçe sıcaklığın azalmasıyla da
ilgilidir. Örneğin, yüzeyde 1.02810 gr/cm3 olan yoğunluk 5000 m. derinlikte
1,0510gr/cm3 ve 10000 m. derinlikte 1.0776gr/cm3’e yükselir.
Yoğunluk olgusunun canlılar üzerindeki etkisi, salt yoğunluk olayı ile değil,
yoğunluğu belirleyen etmenlerle birlikte görülür. Örneğin tuzluluğun belirlediği
yoğunluk, balıkların ve diğer su canlılarının yayılışları üzerine önemli etki
yapar. Tuzluluğu yüksek bölgelerde yaşayan canlı grupları, hem o
yükseklikteki tuzluluğa, hem de o tuzluluğun oluşturduğu yoğunlukta
yaşamaya uyum gösterebilecek yeteneklere sahiptirler. Tatlı sulardaki yoğunluk
denizlere göre daha az olup tatlı sularda bu koşullara uyumlu canlılar
yaşamaktadır. Ancak az sayıda da olsa kefal türleri, mersin balığı, yılan balığı,
bazı alabalık türleri gibi her iki ortamda yaşayabilen canlılar da vardır.
Derinliğe bağlı yoğunluk farkı da canlıların yaşam alanlarının (HABİTAT)
belirlenmesinde etkili olur .Derin bölgelerde yaşayan balıklar, yüksek
hidrostatik basınca dayanabilecek şekiller kazanmışlardır. Örneğin dil, pisi,
vatoz, torpido gibi yassı balıklar ile ince uzun balık türlerinin vücut yapıları
yüksek basınca ve yoğunluğa göre biçimlenmiştir.
Diğer yandan yüksek basınçta yaşayan canlılarda gigantizm de görülür.
3.
KIVAMLILIK (VİSKOZİTE) :
Suyun kıvamlılığı, diğer bir adıyla akışkanlığı tümüyle suyun
sıcaklığı ve içinde çözünmüş olarak bulunan katı materyalin
niteliği ve niceliğiyle belirlenir.
Su sıcaklığı arttıkça, kıvamlılığın da azaldığı bilinir. Örneğin
00C’ de % 100 olan kıvamlılık 100C’ de % 73’e 300 C de
%44.6 ya iner. Diğer yandan içinde mineral tuzların miktarı
arttıkça, kıvamlılık da yükselir. Diğer bir ifadeyle akışkanlık özelliği artar.
Suyun kıvamlılığı canlıların yayılışı üzerine salt tek özellik olarak etkisi olduğu
söylenemez ancak kıvamlılık yükseldikçe ya suyun soğuk olması ya da fazla
mineral madde içermesi söz konusudur. Canlıların yayılışı üzerine etkisi de
sıcaklık ve yoğunluk etmenleri ile birlikte söz konusudur.
4.
BULANIKLIK :
Limnoloji-77
Su ortamında bulanıklık olgusu suda bulunan canlı-cansız
organik madde yoğunluğu ile suda asılı (süspansiyon) olarak
bulunan maddelerin yoğunluğu ile belirlenir. Bu hale suların
türbitidesi denir.
Bu parametre az incelenmiş olmakla beraber, önemlidir.
Sudaki asılı maddelerin çokluğu sudaki bulanıklık şiddetini
arttırır. Dolayısıyla ışık şiddetinin artmasına sebep olu dolayısıyla ototrof
bitkilerin prodüktivitesini düşürür .Bulanıklık olgusunu yaratan unsurlar 2
grupta toplanır:
• çöken materyal
• çökmeyen materyal
Çöken materyali, kum ,kil ,çamur, bakteri ve kolleidal parçacıkları oluşturur.
Bunlar suda sürekli asılı kalmazlar, zamanla özgül ağırlıklarının belirlediği
zaman ölçüsünde dibe çökerler. Bu çökme sonucu su tekrar berraklaşır, bu
unsurların neden olduğu bulanıklık geçici bulanıklıktır.
Çöken materyalin neden olduğu bulanıklığın su canlıları üzerine etkileri, bu
davranışlarını olumsuz yönde etkilemesi şeklinde görülür. Kil partikülleri, balık
yumurtalarını ve onların besinin oluşturan organizmaları kaplayarak onları
öldürür. Ayrıca açık maddeler kültüre alınan türde üzerinde solungaç
lamellerinin koyulaşmasına neden olur. Bu durum oksijen alımını engeller ve
gelişme oranını yavaş yavaş azaltır. Diğer yandan zeminde yaşayan bentik
organizmaların üzerinde örtü oluşturarak onların yaşamını da güçleştirir.
Sudaki asılı partiküller hangi tür balık olursa olsun 5 şekilde zarar verir:
1. balıkların üzerine doğrudan öldürücü toksik etki yapar veya
balıkların gelişmesini engeller
2. balık yumurtalarının gelişmesini engeller
3. balıkların besin kaynaklarını üzerine etki eder
4. balıkların hareketlerine ve göçlerine negel olur
5. balıkların avlanmasına engel olur
Çökmeyen materyal ise daha çok suda yaşayan mikroskobik canlıların
(plankton) oluşturduğu organik kitledir. Herhangi bir su ortamında bu canlılar
ne kadar yoğun olursa, suyun çökmeyen materyale dayalı bulanıklığı da o denli
yoğun gözükür.
Suyun rengi de bu tür bulanıklığa neden olan organizmaların özelliklerine göre
belli olur. Örneğin, mavi yeşil su yosunlarının çoğunlukta olduğu dönemlerde
mavi yeşil renkte,yeşil su yosunlarını çoğunlukta olduğu dönemlerde yeşil
gözükür.
Suyun duru mavi gözükmesi ise suda bulanıklığın az olduğunun
bir göstergesi olup daha çok güneşten gelen mavi ışığın su tarafından fazla
emilmesinden kaynaklanır. Daha çok mikroskobik canlıların yoğunluğu ile
ilişkisi bulanıklığın,beslenmesini bu canlılar üzerinde yoğunlaştıran mikro ve
makro hayvansal omurgasız ya da omurgalı hayvanların beslenme olanağını
Limnoloji-78
olumlu yönde etkiler. Ancak bunların aşırı yoğunluğu sudaki oksijen tüketimini
arttıracağından özellikle balıkların yaşamı için olumsuz bir ortam oluşmasına
neden olur. Bu şekildeki fazla organik kitleye dayanıklı bulanıklığa
ötrofikasyon da denilmektedir.
Su bulanıklığı secchi diski, seston tayini, veya nephalometre ile ölçülür.
Şekil.1. Secchi Disk
1.4.1.Bulanıklık Ölçüm Yöntemleri:
1.4.1.1. Formazin Yöntemi:
Bu yöntemde formazin polimeri standart bulanıklık süspansiyonu olarak
kullanılır. Bulanıklığı tayin edilecek su numunelerinin hızla çökebilen iri
sediment ve kalıntı çamur içermemesi gerekir. Hava kabarcıklarının olması ve
kullanılan cam kaplardaki lekeler okumada hatalı sonuçlara neden olur.
Araç ve Gereçler
–
–
Türbidimetre : Alet 0.02 NTU bulanıklık farklarını ölçebilen hassasiyette
olmalıdır
Numune tüpleri ,renksiz cam tüpler .Tüplerin içi ve dışı çok temiz
olmalıdır.
REAKTIFLER
Bulanıklık içermeyen destile su
Stok bulanıklık süspansiyon
Formazin süspansiyonun verilen konsantrasyonunun
bulanıklığı 40 (Nefelometre Birim) ile ifade edilir. Bulanıklığı
tayin edilecek su numunelerinin hızla çökebilen iri sediment
ve kalıntı çamur içermemesi gerekir. Hava kabarcıklarının
olması ve kullanılan cam kaplardaki lekeler okumada hatalı
sonuçlara neden olur. Suda “ gerçek rengin” bulun- ması da,
Limnoloji-79
bulanıklık ölçümlerinin düşük değerler vermesine neden olur. Suyun renkli
olmasına neden olan çözünmüş maddeler ışığı bir miktar absorblar ve neticede
suda ölçülen bulanıklık değerleri gerçek değerden daha düşük olur.
Araç ve Gereçler :
Türbidimetre: Alet 0,02 NTU bulanıklık farklarının ölçülebilen
hassasiyette olmalıdır.
Alet 0-10 NTU bulanıklık aralığını ölçebilmelidir.
Numune tüpleri, renksiz cam tüpler: Tüplerin içi ve dışı çok
temiz olmalıdır. Numune tüpleri içinde okuma esnasında hava
kabarcıklarının olmamasına dikkat edilmelidir.
Reaktifler:
a) Bulanıklık içermeyen destile su
b) Stok bulanıklık süspansiyon
1) Çözelti I
1,0 g hidrazin sülfat (NH2)2,H2SO4, destile suda çözülür ve 100 mly
tamamlanır.
2) Çözelti II
10 g Hekzametil tetramin (CH2)6N4 bir miktar destile suda çözülür ve destile
su ile 100 ml’ ye seyreltilir.
3) 100 ml’ lik ölçülü kapta 5,0 ml çözelti I ile 5 ml çözelti II karıştılır. 24 saat
250C de bekletilir ve daha sonra ml’ye tamamlanır ve karıştırılır.Bu
süspansiyonun bulanıklığı 400 NTU’dur. Çözelti ve süspansiyonlar 1 ay
süreyle dayanıklıdır.
4) Bulanıklık standartları
c) Standart bulanıklık çözeltileri: 10,0 ml stok bulanıklık süspansiyonu,
bulanıklık içermeyen su ile 100 ml’ye seyreltilir. Bu standart haftalık olarak
hazırlanmalıdır. Bu süspansiyonun bulanıklığı 40 NTU’dur.
d) Seyreltik bulanıklık standartları: standart bulanıklık süspansiyonlarının
belirli kısımları bulanıklık içermeyen su ile seyreltilerek seyreltik bulanıklık
standartları hazırlanır.
DENEYİN YAPILIŞI
a) Türbidimetre’nin kalibrasyonu:
Aletin çalışma talimatnamesine uygun olarak kalibrasyon yapılır. Alette
önceden kalibre edilmiş bir skala yoksa, kalibrasyon eğrisi hazırlanarak alet
ayarlanır.
b) 40 NTU’dan daha az bulanıklıklarının ölçümü:
Numune iyice karıştırılır.Hava damlacıkları kayboluncaya kadar beklenir.
Numune, türbidimetrenin tüpüne yerleştirilir. Bulanıklığı doğrudan doğruya
aletin skalasından veya bulanıklık kalibrasyon eğrisinden okunur.
c) 40 NTU’dan daha büyük bulanıklık içeren numunelerin seyreltilerek
bulanıklıkları 30-40 NTU sınırına düşürülür.Orijinal numunenin bulanıklığı
seyreltik numunenin bulanıklığı ve seyreltme faktörü yardımı ile hesaplanır.
Örneğin 1 hacim numuneye, 5 hacim bulanıklık içermeyen su ilave edildiğinde,
Limnoloji-80
seyreltik numunenin bulanıklığı 30 NTU ise; orijinal numunenin bulanıklığı
180 NTU’dur.
SONUCUN HESABI
Bulanıklık = Ax(B + C) / C
A = Seyreltik numunede okunan bulanıklık
B = Seyrelme suyun hacmi, ml
C = seyrelme için alınan numune hacmi, ml
Bulanıklık okumaları aşağıdaki şekilde ifade edilir.
Bulanıklık Aralığı
okuma aralığı,NTU
0-1,0
0,05
1-10
0,1
10-40
1
40-100
5
100-400
10
400-1000
50
1000>
1000
Aletteki
2) Silisyum di oksit Yöntemi: Bulanıklık kolorimetrik yöntemle, ışık
enerjisinin dağıtılması esası ile ölçülür. Ölçüm aşağıdaki şekilde belirlendiği
üzere ışın yönünde yada ışın yönüne dik yapılabilir.
Bulanıklığın belli bir konsantrasyonu olmadığı için SiO2 konsantrasyonuna
dayalı olan itibari bir birim seçilir ve değerlendirmeler buna göre yapılır.
( 1 mg / l SiO2 = 1 bulanıklık birimi )
Araç ve Gereçler:
1) Standart türbidimetre – ( Hach2100 yada benzeri )
2) Erlenler
Limnoloji-81
3) Beherler
4) Nessler tüpleri
Reaktifler
Fuller toprağı: Çöktürülmüş, kurutulmuş ve 200 no’lu elekten elenmiş kil,
kaolen veya fuller toprağından 1 gr alınır, 1 lt damıtık suda çözülür.Bu
çözeltinin bulanıklık derecesi 1000 birimdir. Bu çözeltinin 1,5-2,0-3-3,5-4-4,55 ml alınarak, bulanıklığı 5,10,20,30,40,50,60,70,80,90,100 birim olan standart
çözeltiler elde edilir.
Deneyin yapılışı ve sonucun bulanması :
Numune Nesseler tüpüne konur. Standartlarla mukayese edilerek bulanıklık
derecesi tayin edilir yada kalorimetreye alınarak 420 nm’de absorbsiyonu
okunur. Bu durumda standart çözeltiler kullanılarak aletle okunmuş değerlerden
hazırlanan bir kalibrasyon eğrisine ihtiyaç vardır.
Dikkat edilecek hususlar
Stok çözeltide meydana gelebilecek bakteri faaliyetine mani olmak için stoka 1
gr, Hgclz ilave edilmelidir. Bulanıklık derecesi 5’den küçük olan numuneler
nefelometre ile, bulanıklığı 5-100 arasında olanlar hazırlanan standartlarla
mukayese ile bulanıklığı 100-2000 arasında olanlar ise Jackson türbidimetresi
kullanılarak ölçülmelidir.
5. Optik Özellik ( Işık )
Işığın suya nüfuzu; yer,zaman ve suyun saydamlık derecesiyle
yüzey sularının durgun ya da dalgalı oluşu gibi koşullara göre
değişmektedir. Bu koşullara bağlı olarak genellikle galan
ışığın %3-50’si yansır. Nüfuz edebilen ışığın da büyük bir
kısmı çabucak absorbe edilir. Örneğin berrak bir suda bile
yüzeyden giren toplam radyasyonun %80’i üst 10 m’de
absorbe edilir. 150 m’nin altına ancak %0,1’inden daha azı geçer. Işığın çeşitli
dalga boyları, suya eşit biçimde nüfuz etmezler.100’den daha derine,
spektrumdan yalnızca mavi, yeşil bölgesi nüfuz eder. En çabuk absorbe
edilenler, kırmızı ve turuncudur. Kırmızının çoğu üst 5 m’de, turuncunun çoğu
ise 15-20 m’de absorbe edilir. Sonuç olarak fotosenteze yetecek kadar ışık
koşullarına göre değişmek üzere, orta enlemlerde ancak üst 30-50 m’de
bulunur. Bulanıklık ve kirli sularda ışığın nüfuz edebildiği derinliğin daha az
olması , bitkisel verimliliği azaltır; böylece ışık,dolaylı olarak ortamdaki balık
miktarını saptar. Işığın çeşitli dalga boylarının suya nüfus edişi de balıkların
renklerini etkiler. Balıkların renkleri,gözlerinin büyüklüğü ve yeri, lüminesans
organlarının bulunup bulunmayışı,diğer duyu organlarının gelişme derecesi gibi
morfolojik özeliklerinin çoğu ortamdaki ışığın özellikleriyle ilgilidir. Işık ayrıca
balıkların hareketlerini ve göçlerini düzenler,üreme zamanını saptar,büyüme
düzeni ve oranı üzerine etkir.
5. Elektriki İletkenlik Ve Tuzluluk
Limnoloji-82
Suyun elektriki iletkenliği,suyun içinde çözünmüş mineral
maddelerin nitel ve niceliği ile ilgili olup,bu maddelerin
yoğunluk düzeyi ile artar veya azalır. Bu aynı zamanda
elektriki iletkenliği yüksek suların içinde çözünmüş tuzların
fazlalığı anlamına da gelir. Yeni distile edilmiş suyun
iletkenliği 0.5-2Mmho/cm olup zamanla artar. İçilebilir
nitelikli suların EI değerleri geniş bir aralık vermektedir. Bazı endüstriyel
atıkların EI değerleri 10000 µmho/cm olabilmektedir. İletkenlik ölçümlerinin
pratikte uygulamaları şunlardır:
a) İletkenlik mineralizasyonunun bir ölçümü olup dengedeki iyonların
toplamını, dolayısıyla suyun bitki ve hayvanlar üzerindeki fizyolojik etkilerini
verir.
b) Deiyonize ve destile suyun saflığı bu işlemlerle kontrol edilir.
c) Kimyasal analizlerinden önce bu ölçümün yapılması için gerekli numune
miktarı hakkında bilgi verir.
d) El ölçümü bazı çöktürme ve nötralizasyon reaksiyonlarda gerekli miktarı
için bilgi verir.
e) Bir numunedeki çözünmüş iyonik madde miktarı, EI değerinin (µmho/cm
cinsinden) ampirik bir değerle çarpılması sonucu bulanabilir. Bu faktör suyun
çözünen bile-şenlerine bağlı olarak 0,55’ten 0,9’a kadar değişebilir.
Elektriksel direncin ohm olduğundan iletkenlik birimi bunun tersi olan mho
yada siemens olmaktadır. Su analizleri için siemens çok büyük olduğu için
sonuçlar mikro-siemens cinsinden ifade edilmektedir. Elektrolitik iletkenlik,
metalik iletkenliği tersine sıcaklık artınca artar. Bu nedenle iletkenlik
ölçümlerinin 25 0C ‘de verilmesi uygundur.
Araç ve Gereçler :
a) Kondüktivitimetre = Bir Kondüktivitimetre cihazı ve elektrottan oluşan
sistem sı-caklık ayarı ve değişik sahaları içermektedir.
b) Termometre = 0,1 derecelik bölmeleri bulunmaktadır.
Reaktifler
a) Destile ve Deiyonize su = Destile su deiyonizasyon konunda geçirilir ve ilk
1009 ml alınmaz. Bu suyun iletkenliği 1 Mmho/cm’den az olmalıdır.
b) Standart potasyum klorür çözeltisi (0,01 m ) 745,6 mg susuz KCL destile
deiyoni-ze suda çözülerek 25 0 C’de 1000 ml’ye tamamlanır. Bu çözelti
standart olup spesifik iletkenliği 1413 Mmho/cm’dir. Hücre sabitinin 1 ile 2
arasında olduğu durumlarda bu konsantrasyon uygundur. Hücre sabiti daha
önceden bilinen aletle, iletkenlik değeri sı-caklık ayarı yaparak okunur. Hücre
sabitinin belirlenmesi gerekiyorsa, iletkenlik hüc-resi 0,01 M KCL ile 3 kez
çalkalanır. Sıcaklık 25 F 0,1 0 C olacak şekilde ayarlanır Rezistans değeri ve
sıcaklık okumaları alınır. Hücre sabiti C, aşağıdaki bağıntı yardımı ile bulunur.
Limnoloji-83
C = 0,001413RKCL / 1+0,0200 ( t- 25 )
Tuzluluk ölçümü için 3 değişik yöntem uygulanmaktadır.
• Elektriksel iletkenlik
• Hidrometrik yöntem
• Arjantometrik yöntem
Arjantometrik yöntem = bu yöntem klorür tayinine benzer. Numuneler
alındıktan kısa bir süre sonra analiz edilmelidir.
Gereçler
• Otomatik büret
• 200 ml’lik beherler
• 10 ml’lik pipetler
Reaktifler
Standart deniz suyu tuzluk miktarı belli standart çözelti
Gümüş nitrat çözeltisi ( 0,28 N ) : 48,5 AgNO3, 500 ml destile suda çözülür ve
1000 ml’ye seyreltilir. Çözelti kahverengi şişede ve oda sıcaklığında saklanır.
Potasyum kromat indikator çözeltisi = 63 gr K2Cr04 100 ml destile suda
çözülür. 0,20 N AgNO3 çözeltisinden birkaç damla damlatılarak kırmızı bir
çökelek olu-şumu gözlenir,süzülür ve cam şişede saklanır.
Standart sodyum klorür = 35 gr NaCl sabit tartım alınıncaya kadar kurutulur,
so-ğutulur. 29,674 gr tartılır. Destile suda çözülür ve 1000 ml’ye
seyreltilir.stantor-dizasyon işleminde 25 ml standart NaCl çözeltisi 150 ml’lik
erlene alınır. 6 dam-la kromat indikatoru ilave edilir ve AgNO3 çözeltisi ile
açık sarıdan kırmızı çö-kelek oluşuncaya kadar titre edilir. Erlenin ağzı
kapatılıp hızlı karışım sağlanır tı-pa ve çeperler saf su ile yıkanıp kahverengi
renge kadar titre edilir.
Normalite = 12,69 / mlAgNO3 bağıntısı yardımıyla AgNO3 çözeltisinin
normalitesi bulunur.
Deneyin yapılışı
Numune ve AgNO3 çözeltisinin aynı sıcaklık alması gerekir. Titrasyon
işlemi 25 ml numune ile yukarıda açıklandığı şekilde yapılır.
Sonucun hesabı
a) Bir ml AgNO3 çözeltisinin klorosite eşdeğeri:
CIE = N x 0,355 bağıntısı yardımıyla bulunur.
b) Klorosite değeri
Clo = d x CIE x 40 bağıntısı ile bulunur.
d = kullanılan titrat miktarı ml’dir.
c) Klorosite değeri tablo 1’de verilen faktör yardımıyla kloriniteye
dönüştürülür.
Limnoloji-84
d) Klorinite değerleri tablo 2’de verilen değer yardımıyla tuzluluğa
dönüştürülür.
7. Su Hareketleri
Su ortamlarında rastlanan su hareketleri,oluşum biçimine göre iki ana grupta toplanır. Bunlar,
1)Ritmik su hareketleri
2)Ritmik olmayan su hareketleri
Ritmik su hareketlerinin başında dalgalar gelir.Dalgalar bilindiği gibi,iniş
çıkışlı bir hareket şekli vardır.Bu iniş çıkışlı hareket aynı zamanda
yinelenmelerle sürer.Bu nedenle belli bir ritmi ifade ettiği için,dalgalar en çok
bilinen ritmik su hareketleridirler.Dalgaların oluşumu birkaç etmenden
kaynaklanır.Bunların başında,her zaman görülen rüzgar kaynaklı dalgalardır.Bu
dalgaların boyu yada yüksekliği rüzgarın şiddetine bağıdır.Hafif çırpıntılı
dalgalardan,kıyılarda hasar oluşturan dalgalara kadar değişik şiddetlerde
görülür.Deprem yada sualtı volkan patlamalarının etkisiyle oluşan
devdalga(tsunami)lar ile,zaman zaman görülen felaket(katastrof)dalgalarıda bu
gruptan sayılırlar.Bunlar gemilerin batışına neden oldukları gibi,kıyılarda
önemli hasarlara da neden olurlar. Diğer bir ritmik su hareketi de med-cezir
olayıdır. Göllerde,rüzgarların etkisiyle oluşan su üstü dalgaların yanı sıra,yine
yer altı sarsıntılarının etkisiyle ritmik hareketler oluşur.Bunlar uninodal (tek
düğümlü),binodal(iki dügümlü)vedikrotik(karışık düğümlü) hareketler ile
yüzeyde belli olmayan sualtı salınımlı hareketlerdir.Ritmik su
hareketlerinde,med-cezir olayı dışında,yani dalga ve
salınımlı hareketlerde su kitlesi yer değiştirmez.
Ritmik olmayan su hareketleri ise belirli yönlerde (yatay veya dikey) oluşan
akıntılardır. Akarsuların hareketleri de tek yönlü olduğundan ritmik olmayan
su hareketleri sınıfına girer. Akıntılar, özellikle denizlerde,çoğunlukla yoğunluk
farklarından ve rüzgarın doğrudan etkisiyle oluşurlar. Yoğunluk farklarından
oluşan akıntılarda su büyük kütleler halinde taşınır. Bu akıntıların en ünlü
örnekleri, gulf stream, kuoshio, ekvatorial ve bengal akıntılarıdır. Rüzgar
etkisiyle oluşan akıntılar ise rüzgarın hep aynı yönde sürekli esmesiyle ortaya
çıkar. Su harekeleri özellikle dipte yani zemin ve kıyılarda yaşa-yan çeşitli
organizmaların hem dağılımlarına, hem de biçimlerine etki etmektedir.
Doğrudan dalgaların çokluğu veya belli yönde hareket eden akıntıların sürekli
etkisi, özellikle kayalıklardaki bazı organizma larvalarının tutunabilmelerini
engeller, hatta ölmelerine neden olur. Bazı türlerin sürekli temiz suya
gereksinme duymaları, bunları özellikle tercih etmelerine neden olur. Bazı
organizmalar oksijen içeriği yüksek suları yeğlediklerinden yine hareketli su
ortamlarını severler. Su hareketi, ayrıca planktonla beslenen bir yere tespit
edilmiş olarak yaşayan bazı organizmalara sürekli yeni besin maddesi taşıyıcı
Limnoloji-85
görev yapmaktadır. Yine dalga ve akıntıların etkin olduğu bölgelerde yaşayan
bentik organizmaların şekilleri, bu hareketi kolay savuşturabilecek biçimleri
almıştır. Özellikle kabuklu hayvanların bir bölümünde görülen yassı vücut
yapısı bu kolaylığı sağlayan biçimlere örnek gösterilebilir. Dalga hareketlerinin
en etkin olduğu littoral zondaki yaşayan organizmaların dağılımı, kayalık
kısımlardan su çekilmesi olayının önemli etkisi altındadır. Bu olayın etkisi
oldukça karmaşık olup, buralardaki organizmalar, salt korumaya değil, ayrıca
açlığa, sıcaklık değişimlerine ve değişik atmosferik olaylarla da karşı karşıya
kalırlar. Ancak bu organizmaların bir bölümü, yaşam özellikleriyle bu tür
etkilere belli önlemler almaya çalışırlar ve uyum yeteneklerini geliştirirler.
Limnoloji-86
İçsularda Suyun Kimyasal Özellikleri Ve Analiz
Yöntemleri
Doğada kimyasal anlamda saf su bulunmaz. İçerisinde erimiş halde pek
çok kimyasal madde bulunur. Bu kimyasal maddelerin hangilerinin ve ne
kadar oranda bulunduğu bazı kimyasal analiz yöntemleriyle belirlenebilir.
Sularda bulunan kimyasal maddeler 3 başlık altında toplanabilir. Bunlar:
Limnoloji-87
1. Çözünmüş Gazlar
2. Erimiş İnorganik Katı Maddeler
3. Erimiş Organik Maddeler
Suyun diğer kimyasal özelliklerinin başında pH, sertlik, tuzluluk (= salinite)
ve asit bağlama yeteneği ( SBV ) gibi özellikler gelir.
Suyun kimyasal özellikleri arazide saptanabileceği gibi, Rutthner veya
Nansen su alma kaplarına konarak laboratuara getirildikten sonra, laboratuar
koşulları altında da ölçülebilir.
Rutthner Şişesi:
Nansen Şişesi:
4.3. Su Örneği Alma
Limnolojik çalışmalarda plankton ve bentoz örneği alma işlemi yanı sıra
ayrıca her istasyondan çeşitli su örneklerinin de alınması gerekir. Su örneklerinin
laboratuarda analizleri yapılarak ortamın, özellikle kimyasal yapısı konusunda bazı
bilgiler edinilmeye çalışılır. Su örnekleri her istasyondan mutlak yüzeyden ve dipten
olmak üzere iki ayrı şekilde alınır. Ayrıca, istasyonun derinliğine göre, plankton
Limnoloji-88
örneği gibi, her 10 m de bir su örneği alınarak suyun çeşitli derinliklerindeki
kimyasal yapı değişiklikleri de varsa saptanmış olur.
Elle su örneği alma
Su örneği almada, örneğin hangi kimyasal analizde kullanılacağına göre,
bazı konulara özen gösterilmesi gerekmektedir. Örneğin, su örneklerinin konduğu
şişeler cam ise, koyu renkli olanlarından seçilmesinin, gün ışığının cam tarafından
absorbe edilip, örnek sudaki kimyasal değişiklikler yapma olasılığını ortadan
kaldırmasında önemli yararı vardır. Ayrıca örneklerin konulacağı şişe yada
kavanozların, örnek konmadan önce aynı su ile çalkalanması gerekir. Diğer yandan
şişe yada kavanozların ağız kapağı sıkı ve hava almayacak şekilde kapatılmalıdır. Bu
nedenle ağız kısmı rodajlı şişe yada kavanozlar tercih edilir. İster yüzeyden yada
dipten, ister herhangi bir derinlikten olsun, her örnek alma işlemi aynı yerde iki kez
yinelenir. Örneklerden biri oksijen tayininde diğeri de öbür kimyasal maddelerin
tayininde kullanılır. Bir örnek vermek gerekirse; 30 m derinliğinde bir istasyondan,
Oksijen için
Diğer
maddeler için
Yüzey suyundan
şişe
10 m derinlikte
20 m derinlikte
şişe
30 m derinlikte
1 şişe
1 şişe
1
1 şişe
1 şişe
1 şişe
TOPLAM ;
1
1 şişe
4
4 =
8
adet örnek alınmalıdır. Önceden de değinildiği gibi, özellikle oksijen tayini, örnek
alındıktan en kısa süre içinde yapılmalıdır. Oksijen tayini için alınan örneğin şişeye
konmasında hava boşluğu kalmamasına büyük duyarlık gösterilmelidir.
Yüzey suyundan örnekler; kayık yada motor ne ile çıkılmışsa, şişeler önce
yüzey suyu ile çalkalanarak, doğrudan daldırmak suretiyle alınır.
Dipten yada çeşitli derinliklerden su örneği ise özel bir aygıt ile alınır. 2-3 lt
yada daha çok su alan bu aygıtlar çeşitli şekillerde olmakla birlikte klasik anlamıyla
“su şişesi” adını alırlar. En yaygın kullanılan tip “Nansen şişesi” adı verilen aygıttır
Limnoloji-89
(şekil 25). Genel yapı olarak, her iki ağzında yarı otomatik kapak bulunan bir
silindirik kaptır. Önce kabın kapakları yarı otomatik kilitlerine bağlanarak açılır,
sonra kilitlerin özel yuvalarından geçen bir iple vinç aracılığı ile (şekil 25) dibe yada
istenilen derinliğe salınır. Sonra, dikey plankton almada ve çamur alma kabında
olduğu gibi, yukarıdan ipe bağlanan bir ağırlık bırakılır. Bu ağırlık ipin bağlı olduğu
kilitlerden ilkine baskı yaparak ipin kurtulmasını sağlar ve bu arada kapaklar
otomatik olarak kapanır (iki uçtaki kilit arasında birlikte hareket etmelerini sağlayan
bir yaylı çubuk vardır) ve böylece şişenin salındığı derinlikteki su şişeye hapsolmuş
olur. Şişe yukarıya çekilir ve bir ucundaki musluğu açılarak örnek koyma şişeleri
önce aynı suyla çalkalanır, sonra da oksijen ve diğer maddelerin tayini için ayrı
şişelere bölünür. Şişelere ayrıca plankton örneği almada olduğu gibi etiketler
yerleştirilerek laboratuvara götürülür. Günümüzün ilerleyen teknolojisinde bir çok
kimyasal özellikler, yerinde örnek almadan doğrudan gölde öğrenilebilmektedir.
Örneğin, elektorotların çeşitli derinliklere uzanabilen oksijenmetre, pH-metre,
salonimetre (tuzluluk ölçer) gibi cihazlarla söz konusu özellikleri yerinde, su örneği
alınmasına gereksinme duyulmadan ölçmek olanağı vardır. Ayrıca, arazide
kurulabilecek taşınabilir laboratuvar aygıtları ile, su örneklerini uzun mesafelere
taşımaya gerekli kalmaksızın, analizleri yerinde yapma olanağı vardır. Şüphesiz,
hataya en az olanak veren yöntem de budur. Laboratuvarlarda elde edilen kimyasal
analiz sonuçları genel olarak örnek 4 ve 5’te gösterilen tipteki özel formlara
işlenerek değerlendirilmesi yapılır.
4. Suyun Sıcaklığının Ölçülmesi
Su örnekleri alınırken, nereden alınıyorsa o yerdeki yada derinlikteki su
sıcaklığı da ölçülmektedir. Yüzey suyu örneği alınırken bu sorunu bir ipe bağlı
termometre ile çözmek kolaydır. Dip ve çeşikli derinlikler için ise bu sorun, su
örneği alma şişesine bağlı tek yada çift termometre ile çözümlenir. Ancak bu
yöntemin, suların sıcaklığını ölçmede sakıncalı olduğu bilinir. Çünkü su şişesiyle
dibe inen termometrenin dip su sıcaklığını bize doğru vermesi için 1-1,5 dakika
içinde yukarıya çekilmelidir. Bu yapılamadığı taktirde, termometreden okunan
sıcaklık yanlış olur. Bunun için derin suların yüzeyden dibe değin sıcaklık
değişimini anlamada Batitermograf adlı bir aygıt kullanılır
Şekil termometre
Bu aygıt, özel yerine yerleştirilen bir işli cam üzerindeki derinlik gösteren
grafik tabloya yüzeyden dibe değin sıcaklık değişim eğrisini çizebilmekte ve böylece
sıcaklığın hangi derinlikte ne düzeyde olduğu rahatlıkla anlaşılabilmektedir. Bu
nedenle, özellikle 30-40 m den derin göllerde Batitermograf aygıtının kullanılması
gerekir.
Limnoloji-90
Su sıcaklığını ölçmede genellikle iki tip termometre kullanılır: Bunlardan
biri Reversing termometre (şekil 26), diğeri de “Maksimum-Minumum
termometre” dir. Bunlardan max-min. termometre daha çok yüzey su sıcaklığını
almada, Reversing termometre ise derin suların sıcaklığını ölçmede kullanılır. Bu
nedenle Reversing termometrenin ölçümü özel bir duyarlılık ister ve bazı
hesaplara dayanır. Bu termometre su sıcaklığı, C = t.v.a denklemiyle elde edilen bir
düzeltme faktörü ile hesaplanır.
Denklemde; C = Düzeltme değeri,
t = Esas termometre ile yardımcı termometre arasındaki fark
a = Yaklaşık 1/6000 (her derece için camın içinde civanın
zahiri kubik
yayılış sabitesi)
V = 0 C de civanın volumü, 79 dur.
Bunun için şöyle bir örnek verilebilir:
Esas termometrede su sıcaklığı :
Yardımcı
:
0 C de cıva volumu
:
cıvanın yayılış sabitesi
:
18 C
24 C
79
1
6000
Limnoloji-91
1. Çözünmüş Gazlar
1.1. Oksijen ( O2 )
1.2. Karbondioksit ( CO2 )
1.3.
Metan ( CH4 )
1.4.
Hidrojen Sülfür ( H2S )
1.5.
Azot ( N )
1.6.
Amonyak ( NH3 )
1.7.
Sülfit ( SO2 )
1.8.
Karbonmonoksit ( CO )
1.1. Oksijen ( O2 )
Çok aktif bir maddedir. Suda çözünürlüğü azdır. Yaşamın
varlığının bağlı olduğu ve evrenin bilinen en aktif maddesi olan
O2 nin sudaki oranı, sudaki çözünürlüğünün az ve atmosferdeki
kısmı basıncının düşük olması nedeniyle, havaya göre daha azdır.
( Sudaki değerleri ) su yüzeyindeki atmosfer basıncına, suyun
sıcaklığına, sudaki erimiş tuzların yoğunluğuna ve sucul canlıların
aktivitesine bağlı olarak 1 / 3 – 1 / 20 arasında değişir. Sürekli olarak sucul bitki ve
hayvanların solunumu ile tüketilir. Oksijenin sudaki çözünürlüğü sıcaklıkla ters
orantılıdır.
Saf suda normal atmosferik basınçta O2‘ nin çözünme yeteneği Cs = 475 / (
33.5 T ) formülü ile gösterilir. Tuz yoğunluğu arttıkça O2’ nin çözünürlüğü azalır.
Doğal Sularda Çözünmüş Oksijenin Kaynakları :
Atmosfer : Atmosferik O2 su yüzeyinden diffüzyonla suyun alt tabakalarına
iletilir. Atmosferdeki O2’ nin miktarı hacim olarak %21 ( 20.99 )’ dir. Ya da 1 litre
havada 210 cc’ dir. Havadaki O2’ nin yüzey filminden suya giriş oranı ve suda
çözünmesi yukarıda değinildiği gibi atmosfer basıncına ve sıcaklığa bağlıdır.
Göl yüzeyindeki dalga hareketleri ve çeşitli çalkantılar O2’ nin suya girişimini
kolaylaştırır.
Fotosentez : Sucul bitkilerin fotosentezi sonucu oluşan O2 diffüzyon,
turbulans ve konveksiyon gibi su hareketleri ile gölün derinliklerine ulaşır. Ancak
bu şekilde üretilen O2’ nin miktarı, fotosentetik organizmalarının göldeki yayılma
alanı ve ışığın niceliği ile belirlenir (birim hacimdeki bitki çokluğu ve ışığın süresi).
Limnoloji-92
Dimiktik göllerde ilkbahar ve sonbahar karışımı sonucu sıcaklık tabakalaşması
bozulurken sudaki çözünmüş O2 ile atmosferik O2 arasında bir çözünme dengesi
kurulur.
Organik verimliliği yüksek (eutrof) göllerde yüzeyde ve yakın bölgelerde O2
değerleri yükselirken derinlerde, özellikle hipolimnionda organik maddelerin
bakteriyel aktivite ile parçalanması sonucu oldukça düşer. Bu tip göllerin O2 eğrileri
organik verimliliği düşük (oligotrof) göllerin O2 eğrilerinden farklıdır. Fotosentez –
Asimilasyon olayının daha yoğun meydana geldiği ve (trofojen tabaka) olarakta
isimlendirilen epilimniondaki O2 oluşması, disimilasyon – parçalanma olayının
meydana geldiği ve (trofilitik tabaka) olarakta isimlendirilen hipolimnion
bölgesindeki O2 harcanmasına birim olarak kullanılabilir.
Derin göllerde sucul bitkilerin ürettiği O2 ile solunum sonucu tüketilen O2’ nin
eşit olduğu derinliğe kompensasyon derinliği denir. Bu derinliğin altında fotosentez
( - ), üstünde ( + )’ tir. Bu tanım ve bilgiler trofojen ve trofilitik tabakaların bir
başka anlatımıdır.
Doğal sularda ve atık sularda çözünmüş oksijen (Ç.O) seviyeleri sudaki
fiziksel, kimyasal ve biyokimyasal aktivitelere bağımlıdır. Çözünmüş oksijen
analizi su kirlenmesi kontrol faaliyetlerinde ve atık su tasfiye proseslerinin
kontrolünde önemlidir.
Ç.O analizi için iki yöntem önerilmektedir:
a. Winkler metodu veya iyodometrik metod ve onun değiştirilmiş şekilleri
b. Membran elektrotları kullanan elektrometrik yöntem
İyodometrik yöntem çözünmüş oksijenin oksitleme özelliğine dayanan
titrimetrik bir işlemdir. Buna karşılık membran elektrod işlemi moleküler
oksijenin membrana karşı difüzyon hızına dayanan bir yöntemdir. Yöntem
seçimi istenen hassasiyet derecesine, mevcut girişimlere ve labaratuvar
imkanlarına göre yapılır. Burada iyodometrik yöntem verilmiştir.
İyodometrik yöntem, çözünmüş oksijen analizleri için en güvenilir titrimetrik
yöntem olup, divalent mangan ve kuvvetli alkali ilavesine dayanır. Ç.O, divalent
mangan hidroksit çökeltisini daha büyük yükseltgenme basamağına okside eder.
İyodür iyonları varlığında asitlendirme ile yükseltgenmiş mangan tekrar divalent
duruma döner ve çözeltinin Ç.O’ ine eşdeğer miktarda iyot açığa çıkar. İyot
standart tiyosülfat ile titre edilir.
Araç ve Gereçler
1. Otomatik büret
2. BOI şişeleri
3. 500 ml’ lik erlonler
Limnoloji-93
Reaktifler
1. Mangan Sülfat Çözeltisi : 480 gr. MnSO4 . 4H2O veya 400 gr. MnSO4 .
2H2O veya 364 gr. MnSO4 . H2O damıtık suda çözülür, süzülür ve 1 litreye
tamamlanır.
2. Alkali – İyodür – Azid Reaktifi : 500 gr. NaOH ( veya 700 gr KOH ) ve
135 gr. NaI ( veya 150 gr. KI ) damıtık suda çözülüp 1000 ml.’ ye seyreltilir. Bu
çözeltiye 10 gr. NaN3’ ün 40 ml. damıtık suda çözünmüş çözeltisi ilave edilir. Bu
reaktif asidik ortamda nişasta çözeltileri ile renk vermemelidir.
3. Sülfürik asit çözeltisi : Derişik, yaklaşık 36 N, 1 ml.’ si 3 ml. alkali –
iyodür reaktifine eşdeğerdir.
4. Nişasta çözeltisi :5 gr. çözünebilen nişasta, 800 ml. kaynamakta olan suda
karıştırılarak çözülür ve litreye tamamlanır. Birkaç dakika daha kaynatılır. Bir gece
bekletilerek üstteki berrak kısım alınır. Bu çözelti litresine 1.25 gr. salisilik asit veya
bir iki damla toluen ilavesi ile korunur.
5. Sodyum tiyosülfat stok çözeltisi, 0.10 N : 24.82 gr. Na2S2O3 . 5H2O
kaynatılmış ve soğutulmuş destile suda çözülerek litreye tamamlanır. Bu çözelti,
litresine 5 ml. kloroform ve 1 gr. NaOH ilave edilerek korunur.
Standart sodyum tiyosülfat çözeltisi 0.025 N : 250 ml. stok sodyum tiyosülfat
çözeltisi litreye tamamlanarak hazırlanır. Tam 0.025 N çözeltinin 1 ml.’ si 200
mg. Ç.O’ e eşdeğerdir.
Standardizasyon :
Standardizasyon çözeltisi : 3,249 gr. KH( IO )3 destile suda çözülerek
litreye tamamlanır (0.1 N çözelti). Bu çözeltinin 250 ml.’ si, litreye
seyreltilerek 0.025 N standardizasyon çözeltisi hazırlanır.
8. Standardizasyon işlemi : 2 gr. iyodatsız KI, bir erlende 100 – 150 ml. destile
suda çözülür. 10 ml. ( 1 + 9 ) H2SO4 ve tam 20.00 ml. 0.025 N biiyodat çözeltisi
ilave edilir. Destile su ile 200 ml.’ ye seyreltilir ve tiyosülfat çözeltisi ile titre edilir.
Titrasyon sonuna doğru ( çözelti saman sarısı bir renk alınca ) 1 – 2 damla nişasta
ilave edilir ve mavi rengin ilk kaybolduğu ana kadar titrasyona devam edilir.
Titrasyon için harcanan tiyosülfat çözeltisi miktarına göre 0.025 N tiyosülfatın
faktörü, 1 ml. tiyosülfata 1 ml. biiyodatın eşdeğer olduğu göz önüne alınarak
hesaplanır.
Özel reaktif
40 gr. KF . 2H2O destile suda çözülerek 100 ml.’ ye tamamlanır.
Deneyin yapılışı
a. 250 – 300 ml.’ lik hacmi bilinen BOI şişesine numune ağzına kadar
doldurulur ve şişeden numune taşırılarak şişenin ağzı kapatılır. Şişenin içinde
hava kabarcığı kalmamalıdır.
Şişenin kapağı açılarak 2 ml. mangan sülfat çözeltisi, bunu takiben 2 ml.
alkali – iyodür – azid reaktifi şişenin tam dibine doğru uzun bir pipet yardımı
ile ilave edilir. Şişenin kapağı kapatılarak şişe en az 15 defa alt üst edilerek
karıştırılır.
Limnoloji-94
Çökelek oluştuğunda şişenin kapağı açılarak derhal 2 ml. derişik H2SO4
çözeltisine katılır ve şişenin kapağı kapatılır. Daha önce oluşmuş çökeleğin
tamamen çözünmesi için karıştırılır. Çökelek çözündükten sonra şişedeki
çözeltiden 203 ml ölçülerek bir erlene alınır.
b. Erlene alınan çözelti 0.025 N tiyosülfat çözeltisi ile açık sarı renge kadar
titre edilir. Sonra iki damla taze hazırlanmış nişasta çözeltisi ilave edilir. Oluşan
mavi renk kayboluncaya kadar titrasyona devam edilir.
Sonucun hesabı
200 ml orijinal numune için,1ml 0.025 N sodyum tiyosülfat = 1 mg / lt Ç.O’
e eşdeğer olmaktadır.
Sonucu oksijen gazı / litre biriminde elde etmek için 0° C ve 760 mn
basınçta düzeltmek üzere ( mg / lt Ç.O ) x 0.70 şeklinde yazmak gerekir.
Ç.O (mg / lt) = 8000 x s x F x N
V
S = Tiyosülfat sarfiyatı
F = Tiyosülfat faktörü
N = Tiyosülfat normalitesi
V = Alınan numune hacmi
1.2. Karbondioksit ( Co2 )
Yeraltı suları ve tabakalaşma göllerin ve rezervuarların alt
kısımlarında önemli miktarlarda karbondioksit bulunmaktadır.
Bu derişim organik maddenin bakterilerle ayrışması sonucu
oluşmaktadır. CO2 aerobik ve anaerobik bakteriyel
yükseltgenmenin son ürünü olduğundan miktarı çözünmüş
oksijenle kısıtlı değildir. Yeraltı sularında 30 – 50 mg / l kadar
olabilen CO2 miktarı, yüzey sularında genellikle 30 mg / l’ den azdır. Suların
içerdiği CO2 korozyona yardımcı olduğundan önemlidir.
Göllerde CO2 ‘ nin kaynakları :
a.
b.
Atmosfer
Göle Katılan Akarsular
Limnoloji-95
c.
Gölün Trolitik Tabakasında Organik Maddelerin Çürümesi Sonucu
Açığa Çıkan Karbondioksit
d. Sucul Canlıların Solunum Artığı Karbondioksit
e.
Yağmurlar
Su içinde bulunan asitler ve çeşitli karbonat bileşikleri de kimyasal
reaksiyonlarla CO2 oluşmasını sağlarlar.
Bu yollarla gelen ve göl suyunda erimiş halde bulunan CO2 serbesttir.
Bunun yanı sıra yarı bağlı ( HCO3 ) ve bağlı ( CO3 ) şeklinde bulunur. Genelde
CaCO3 ve MgCO3 şeklinde ki bağlı monokarbonatlar suda erimezler. Suda
erimeleri için karbonik asitle ( H2CO3 ) tepkimeye girmeleri gerekir.
Yağmur yağarken havadaki bazı gazları eriterek göllere taşırken, toprağa
düştüğünde topraktaki CO2 ile birleşerek H2CO3 ‘ i meydana getirir. Eğer bu
zayıf asit CaCO3 ‘ lı bir kayaya restlarsa CaCO3, Ca(HCO3)2 ‘ a dönüşür.
CO2 H2O H2CO3 H + HCO3 2H + CO3
CaCO3 H2CO3 Ca ( HCO3 )2
Görüldüğü gibi CO2 serbest, yarı bağlı ve bağlı halde bulunmaktadır.
H2CO3 ‘ li su hafif asidiktir. Kaynatılıp CO2 uçurulduğunda, pH değeri 7 ‘
ye yaklaşır. Bu durumdaki suya eklenecek asit ya da baz pH değerinde büyük
oynamalara neden olur. Ancak suda hidrojen karbonatlı bir tuz varsa durum
değişir. Böylesi bir suya asit eklenirse HCO3 ayrılır. Asit hemen bağlanır.
Ca ( HCO3 )2 + H2SO4 CaSO4 + 2H2CO3 ( 2CO2 + 2H2O )
Ve böylece pH düşüşü yavaş olur.
Baz eklenirse ;
Ca ( HCO3 )2 + KOH CaCO3 + KHCO3 + H2O
ve alkalinite hemen yükselmez.
Göllerde doğal çözelti halinde bulunan Ca(HCO3)2 sürekli olarak bitki ve
hayvanların etkisi altındadır. CO2 devamlı alınır verilir. Tampon karışımı ve
denge değişir. Bitkiler sudan CO2’ i alarak su ile birleştirir ( ışık enerjisi
yardımıyla ). Karbonhidratları oluştururken O2 açığa çıkar.
Sudaki CO2 miktarı, hava ile temas halinde olan su kitleleri için değişiktir.
Hava ile su arasında denge kurulurken havaya da CO2 verilebilir. Ancak
ilkbaharda gelişmeye başlayan bitkiler gündüz CO2 ve HCO3’ ü kullanırlar. Bu
durumda serbest CO2 harcanacağından ve HCO3’ ün parçalanması ile CaCO3
çökeleceğinden HCO3 miktarı azalır. Suyun pH değeri yükselir. Dar sahalı bol
Limnoloji-96
bitkili sularda pH 11’ e kadar yükselirse de büyük su kitlelerinde de bu değerler
görülmez.
Gece fotosentez durduğunda bitki ve hayvanların solunumları sonucu CO2
ortama verilir. Fakat bunun miktarı azdır. Yaz tabakalaşması sırasında
epilimnionun CO2 azalır. PH değeri yükselir. CaCO3 çökeleceği için üst
tabakalarda alta oranla daha az HCO3 bulunur.
Serbest karbondioksit tayini, titrasyon yöntemi uygulanarak ya da grafik
yöntemi ile bulunabilir.
Serbest karbondioksit tayininde hassas sonuçlar ancak arazide yerinde
yapılacak deneylerle alınabilir. Eğer bu imkanlar yoksa, numuneler düşük
sıcaklıkta muhafaza edilmesi, labaratuvara gelir gelmez analizlenmelidir.
Titrasyon Yöntemi İle Serbest Karbondioksit Tayini
Yöntemin tanıtılması
Serbest CO2, sodyum karbonat veya sodyum hidroksit ile sodyum
bikarbonat oluşturmak üzere reaksiyona girer. Reaksiyonun tamamlanması
potansiyometrik olarak veya pH 8,3’ de, fenolftaleyn indikatörünün
karakteristik pembe renginin oluşması ile izlenir.
Bu yöntemde bazı katyonlar ve anyonlar tayine girişim yaparlar.
Alüminyum, krom, bakır ve demir gibi metaller, deney sonucunun yüksek
bulunmasına neden olacak şekilde girişim yaparlar. Numunedeki ferro
iyonunun 1.0 mg / lt.’ yi aşması halinde girişim meydana gelir. Yüksek
konsantrasyonlarda çözünmüş katı maddeler numunede mevcutsa bunlarda
negatif hatalara yol açarlar.
Araç ve Gereçler
1. Floresan Lambalar
2. pH metre veya elektrikli titratörler
Reaktifler
1. Standart sodyum karbonat çözeltisi : 0.0454 N 140°C’ da kurutulmuş
susuz Na2CO3’ den 2.107 g. tartılır. Karbondioksiti uzaklaştırmak için 1 dakika
kaynatılmış ve oda sıcaklığına soğutulmuş destile suda çözülür, balon jojede 1
litreye tamamlanır. Çözelti günlük olarak hazırlanır ya da CO2’ den korumak
için pyrex şişede saklanır. Çözeltinin 1’ ml. si, 1 mg CO2’ e eşdeğerdir.
2. Standart Sodyum Hidroksit Çözeltisi; 0.0227 N :
0.900 g susuz hidroksit suda çözülür, balon jojede litreye tamamlanır. Tüm
0.0227 N. NaOH çözeltisinin 1 ml.’ si 1 mg. CO2’ e eşdeğerdir.
Limnoloji-97
3. Sodyum bikarbonat çözeltisi, 0.01 N .
0.1 g. susuz sodyum bikarbonat, NaHOO3 karbondioksitsiz suda çözülür balon
jojede
100 ml. ye tamamlanır.
4. Fenolftaleyn çözeltisi :
5 g. fenolftaleyn disodyum tuzu, destile suda çözülerek litreye tamamlanır.
Deneyin yapılışı
100 ml. numune balon joje ya da mezure sifonlanarak konur. Numunenin
kaba sifonlanarak doldurulmasında lastik boru kabın dibine kadar indirilir ve
numune kabı taşana kadar doldurulur fazlası dökülür. 5 damla fenolftlaleyn
indikatörü ilave edilir. Eğer pembe kırmızı bir renk oluşursa serbest CO2
yoktur. Numune renksiz kalırsa serbest CO2 vardır ve en az 30 saniye kalıcı
pembe renk elde edilinceye kadar standart Na2CO3 çözeltisi ile yavaşça
karıştırılarak titre edilir.
Sonucun hesaplanışı
Eğer titrant Na2CO3 ise;
mg / lt CO3 = A x N x 22000
ml numune
titrasyon için sodyum hidroksit kullanılmışsa;
mg / lt CO2 = A x N 44 000
ml numune
A = Titrasyon için sarf edilmiş çözelti, ml.
N = Na2CO3 ya da NaOH çözeltisinin normalitesi
Grafik yöntemlerle serbest karbondioksit tayini
Yöntemin tanıtılması
Bu metodla tayin yapmak için serbest karbondioksit homogramından
yararlanılır. Hesaplar için bikarbonat alkalinitesi, pH, toplam katı madde ve
sıcaklığın bilinmesi gerekir.
Grafikten serbest CO2 tayini
Doğal ve arıtılmış sularda CO2, bikarbonat, karbonat ve hidroksit içeriğinin
hızlı bir şekilde hesabı için genellikle diyagramlar ve nomograflar kullanılır.
Grafik yardımı ile serbest CO2 tayini için kullanılacak bir grafikte şu kısımlar
mevcuttur:
1.
2.
Sıcaklık ekseni
Yardımcı eksen çizgisi ( P1 ) filtrenebilen
Limnoloji-98
3.
4.
5.
6.
7.
Toplam katı madde ( ppm )
pH ekseni
Serbest CO2 ekseni ( ppm )
Yardımcı eksen çizgisi ( P2 )
Bikarbonat alkalinitesi ( mg / lt )
Grafikten CO2‘ in tayini aşağıdaki adımlardan oluşmaktadır.
A) Suyun sıcaklığı ve toplam katı maddesine göre sıcaklık ekseni ( 1 ) ile
toplam katı madde ekseni üzerinde işaretlenen nokta birleştirilir. Bu doğrunun
P1 ( 2 ) yardımcı kestiği nokta bulunur.
B) Suyun pH noktası ile bikarbonat alkalinitesinin tekabül ettiği nokta
birleştirilir. Bu doğrunun P2 ( 6 ) yardımcı eksenini kestiği nokta işaretlenir.
C) Sonra P1 ekseni ve P2 ekseni üzerinde işaretlenmiş olan noktalar
birleştirilir. Bu doğrunun serbest CO2 ( 5 ) eksenini kestiği nokta bize mg / lt
olarak serbest karbondioksit miktarını verir.
Örnek olarak : 13°C‘ da bi suyun toplam katı madde miktarı 560 ppm ise
ve pH’ ı 7.4; alkaliniteside 320 ppm ise bu suyun grafikten hesaplanan serbest
karbondioksit miktarı 28 mg / lt’ dir.
Serbest CO2’ in hesabında bikarbonat alkalinitesi ve pH’ dan da istifade
edilebilir. Bunun için hazırlanmış nomogramin kullanılışı da şöyledir:
Bikarbonat alkalinitesine karşı gelen noktadan bir dik çıkılır. pH eksenini
kestiği noktadan bikarbonat eksenine bir paralel çizilir. Bunun serbest CO2
eksenini kestiği nokta bize mg / lt olarak serbest CO2’ i verir.
1.3. Metan ( CH4 )
Metan, göl dibindeki organik maddelerin anaerobik
bakteriler tarafından parçalanması sonucu oluşur.
Göl zeminindeki suyun gaza aşırı doyguluğu sonucu gaz
kabarcıkları ortaya çıkar. Bu gazın %72 – 84’ ü metan, %5 –
8’ i H, %0,4 – 2,9’ u CO2’ ten oluşmaktadır. En bol olarak O2’
siz dip sularında bulunur.
Aynı zamanda bataklık gazı olarak da bilinen metan, daha çok göllerde,
sazlık ve organik materyalin bol bulunduğu yerlerde çürüme sonucu ortaya
çıkar. Kokusundan hemen kendini belli eden bu gazın yoğun bulunduğu yerler,
kahverengi bir görüntüye sahip olur ve yaşama koşullarını oldukça sınırlar.
Buralarda, sadece az miktarda bitkisel ve mikro hayvansal organizmalara
rastlanır.
1.4. Hidrojen Sülfür ( H2S )
Limnoloji-99
Sülfür içeren organik maddelerin bozulması sonucu, yani
sülfatların kükürt bakterileri tarafından indirgenmesiyle
oluşur. H2S kolay oksitlendiği için, O2’ nin bulunmadığı
ortamda durağandır. Bu nedenle epilimnionda rastlanmaz.
Sülfatların bulunduğu eutrof göllerin hipolimnion tabakasında
bulunur.
Sülfat bakterileri O2’ siz ortamda KHS ( potasyum hidrojen sülfür ) den,
H2S’ i açığa çıkarırlar. Bazı yerlerde endüstriyel atıklarda derin bölgelerde
birikerek yoğun H2S’ ye neden olurlar.
H2S balıklar için zehir etkisi göstermesine karşın bakterilerin yaşaması için
gereklidir. Bakteriler O2’ li ortamda H2S’ den önce S, bunun oksitlenmesi ile de
H2SO4 oluştururlar.
Bu nedenle O2’ li epilimnion ile O2’ siz hipolimnion arasında, yani
metalimnionda birdenbire bir sülfat artması görülmektedir.
H2S Tayini
H2S standart iyot çözeltisinin indirgen etkisinden yararlanılarak tayin edilir.
Reaksiyon şu şekildedir:
H2S + I2
2HI + S
Sülfür direkt tayin edilemediğinden iyot çözeltisinin aşırısı konarak fazlalık
Na2S2O3 ile geri titre edilir.
2Na2S2O3 + I2
2NaI + Na2S4O6
Kullanılan Reaktifler
1. 0.025 N Na2S2O3 çözeltisi : 6.205 gr. Na2S2O3 . 5H2O 1 lt saf suda
çözülerek hazırlanır.
2. 0.025 N iyot çözeltisi : 20 – 25 gr. kadar KI az bir miktar kaynamış saf
suda çözülür, soğutulup 3.175 gr. iyot konur. Saf su ile litreye tamamlanır. Bu
çözeltinin 25 ml’ si nişasta indikatörü kullanılarak 0.025 N tiyosülfat ile titre
edilir. Çözeltinin 1 ml’ si 1 ml. tiyosülfat çözeltisine eşdeğer olacak şekilde :
3. H2S = 17.05 gr. 1 lt. 0.025 N iyot çözeltisi :
17.05 x 0.025 = 0.426 gr. H2S
1 ml. 0.025 N iyot çözeltisi 0.426 gr. H2S’ dir.
İşlem
250 – 300 ml’ lik iki erlene 10’ ar ml. 0.025 N iyot çözeltisi, 1 gr. kadar KI
kristalleri ilave edilir. Erlenlerden birine 200 ml. saf su, diğerine ise 200 ml.
analizlenecek örnek konulur. Her ikiside 0.025 N Na2S2O3 ile titre edilir.
Titrasyonun sonuna doğru birkaç damla nişasta indikatörü damlatılır, mavi renk
kaybolana kadar titrasyona devam edilir. Örnek için sarfedilen S2O3 X ml, saf
su için sarf edilen S2O3 Y ml. ise :
H2S ( mg / l ) = ( X – Y ) x 0.426 x 1000
Numune hacmi
1.5. Toplam Azot ( N )
Limnoloji-100
Azotun bulunduğu şekiller organik, amonyak, nitrit, nitrat
ve azot gazıdır. Protein gibi azotlu maddeler canlı sistemler
için gereklidir. Endüstriyel atık sular, biyolojik tasfiye için
yeterli besinin bulunup bulnmadığının belirlenmesi için azot
ve fosfor yönünden analiz edilir. Çoğunlukla amonyak ve
nitrat şeklinde bulunan anorganik azot, yeşil bitkiler tarafından
fotosentezde kullanılır. Doğal sularda azot sınırlı olduğundan azotlu atıkların
varlığı alg büyümesini hızlandırabilir. Amonyak da balıklar üzerine olan tavsik
etkisi nedeniyle önemli bir kirleticidir.
Analitik olarak organik azot ve amonyum birlikte tayin edilir ve “ toplam
azot “ ya da daha doğru bir terimle “ kjeldahl azotu “ olarak isimlendirilir.
Azotu organik azot bileşikleri NH3, amonyum, nitrat ve nitrit iyonları
halinde içeren su numunesi H2SO4 ile asitlendirilir ve H2O2 ile muamele edilir.
Ortamdaki tüm azot bileşikleri nitrata okside edilir. Oksitlenmiş azot bileşikleri
daha sonra ferrum ( demir tozu ) ile amonyum iyonlarına indirgenir. Bu şekilde
ön işlem görmüş su numunesi bir süre buharlaştırılır ve kjeldahl balonuna
konur. En son kademede amonyak azotu olarak, tüm azot destilasyonda ayrılır.
Numunedeki azot, destilasyon işleminden sonra kolorimetrik veya gravimetrik
olarak tayin edilir.
Toplam azot tayininin şematik ifadesi Şekil 1’ de verilmiştir.
Şekil 1. Toplam azot tayininin şematik ifadesi.
Limnoloji-101
Araç ve Gereçler
1.
Kjeldahl azot tayin cihazı
2.
Kjeldahl cam balonları
3.
Cam destilasyon boruları
4.
400 ml’ lik beher
5.
Kaynama taşı
Reaktifler
1. H2SO4 – H2O2 Reaktifi :
200 ml. derişik H2SO4 ( D = 1.84 ) dikkatli bir şekilde ve karıştırılarak 275
ml. destile suya ilave edilir. Soğutma işleminden sonra bu karışım 25 ml. H2O2
ile karıştırılır.
2. Derişik H2SO4 :
Piyasada satılan ve analiz için gerekli saflıkta bulunan %84’ lük derişik
H2SO4 kullanılır.
3. Demir tozu ( Ferrum Fe tozu ) :
Mümkün olduğu kadar az azot içeren saf preparat kullanılır.
4. Selen reaktifi :
Bu karışım, kısım susuz sodyum sülfat, 8 kısım susuz CuSO4, 8 kısım metalik
selenden oluşmaktadır. Bu reaktifin içine 2.5 – 3 gram kapasitede bir spatül kaşığı
konur ve deney esnasında kullanılır.
5. NaOH % 32’ lik :
Analiz için saf piyasa ürünleri kullanılır. Bu çözelti yaklaşık olarak 10.8 lt
NaOH çözeltisidir.
6. HCl ( 0.02 N ) :
200 ml HCl 0.1 N’ lik Titrisol ampulleri kullanılarak hazırlınır. 0.1 N’ lik HCl
çözeltisinden, 200 ml HCl alınır ve 1 litreye tamamlanır. Kullanılan destile su CO2
içermemelidir.
7. Tashire indikatörü :
200 mg metil kırmızısı ve 200 mg metil mavisi 100’ er ml etanolde ayrı ayrı
çözülürler, sonra birbirine karıştırılırlar ve bu indikatörü oluştururlar.
8. NaOH çözeltisi ( 0.02 N ) :
200 ml 0.1’ lik fixenal veya Titrisol ampulleri alınır. Destile su ile 1 litreye
tamamlanır.
Deneyin Yapılışı
Numune miktarı : Numunede mevcut azot miktarına ve uygulanacak analiz
yöntemine göre Tablo 1.’ deki şekilde alınır.
Tablo 1. Numunede mevcut azot miktarına ve uygulanacak analiz
yöntemine göre seçilecek numune hacimleri;
Limnoloji-102
N miktar
Yöntemin
( mg / lt )
şekli
2’ ye kadar
Kolorimetrik
2 – 10
Kolorimetrik
10 – 140
analizi
140 – 200
analizi
300’ ün üzeri
analizi
Alınacak
su
miktarı ( ml )
50 ml
10 ml
50 ml
Kütle
20 ml
Kütle
10 ml
Kütle
Uzun boyunlu 100 ml’ lik Kjedahl balonlarına 50’şer ml’lik numuneler
konur. Su numunesine 58 ml H2SO4 – H2O2 reaktifi ilave edilir. 20 dakika orta
derecede ateşte ısıtılır. Daha sonra 100°C’ de, 15 dakika tutulur.
Numune su banyosunda soğutulur. 10 ml derişik H2SO4 ilave edilir ve oda
sıcaklığına kadar soğutulur. Sonra 600 – 800 mg Fe tozu verilir ve numune 30
dakika bekletilir. Daha sonra hafif ısıtma ile çözeltiye 2 – 3 gram selen reaktifi
verilir ve numune berraklaşıncaya kadar ısıtılır.
Numune bir elektrikli ısıtma sisteminde buharlaştırılır. Sıcaklık yavaş yavaş
yükseltilir. Balon içindeki sıvı düzgün bir şekilde kaynamada tutulur. Deneme,
tuz artığı yumurta sarısı renginde ve üstteki sıvı su gibi berrak olduğu zaman
bitirilir. Isıtma aralığı 30 - 80°C arasındadır ve bu sıcaklıkta 30 dakika ısıtmak
gerekmektedir.
Numunenin soğutulmasından sonra 25 ml destile su ile seyreltilir. Bu kap,
bir NH3 destilasyon kabına boşaltılır. 60 ml derşik NaOH destilasyon kabına
verilir. Bir miktar destile su ile yıkama yapılır. Bu arada 25 ml 0.02 N HCl
içine 1 – 2 damla Tashire indikatörü damlatılır. Bu işlem bir ölçülü
erlenmayerde yapılır. Bu çözelti üzerine destillenen numune toplanır.
Soğutucunun akış borusu bu sıvıya daldırılmalıdır. Destilasyon işlemi yaklaşık
10 dakika devam eder.
Numunedeki amonyak miktarına kütle analizi ile bulmak için titrasyon
kabına 25 ml 0.02 N HCl, 2 – 3 damla Tashire indikatörü ile birlikte ilave
edilir. Çok az HCl verilmiş ise indikatör çökelecektir. Vaktinde farkedilirse
ikinci bir 25 ml 0.02 N HCl ilave edilir. 150 ml destilat, indikatör içeren
toplandıktan sonra numune 0.02 N NaOH ile titre edilir. Renk dönüşümü
çözeltinin kırmızı viyoletten, gri-yeşile dönmesi ile izlenir.
Sonucun Bulunması
Deney sonucu aşağıdaki formül ile hesaplanır :
( mg / lt )
CN + ( B – V ) f = 280 . 16
V0
Limnoloji-103
Burada :
V0 = Numune hacmi ( ml )
f = NaOH çözeltinin faktörü
B = Şahit için kullanılan 0.02 N NaOH miktarı
V = Numune için kullanılan 0.02 N NaOH miktarı
Amonyak kolorimetrik olarak bulunacak ise numune balonu 100 ml’ lik
ölçülü bir balon olmalıdır. Destilasyondan sonra renklendirme işlemi
alışılagelmiş yöntemlerde yapılır. Bir kalorimetre veya fotometre yardımı ile
konsantrasyon ölçümü yapılır. Destilasyon işleminde 15 ml destile su ve 5 ml
0.02N HCl bir behere konur ve destilat bu kabın içine toplanır. Kolorimetrik
tayin 400 – 425 nm’ de yapılır.
Not : Numunede yukarıda anlatıldığı şekilde kjeldahl azot tayini
yapıldıktan sonra bulunan azot değeri protein dönüştürme faktörü 100 / 16 veya
6.25 ile çarpılarak numunedeki protein içeriği bulunur. Protein analizi en kolay
ve en uygun olarak bu yöntem yardımı ile yapılabilmektedir.
1.6. Amonyak ( NH3 )
Organik maddelerin bozulması ve akuatik canlıların
idrarıyla oluşan amonyağın az bir kısmı da yağmur suyu ile
göle girer. Daha çok kirli sularda bulunur.
Numune pH 9,5’ ta borat tamponu ile organik azot
bileşiklerinin ve siyanatların hidrolizini azaltmak üzere
tamponlanır be borik asit çözeltisi içine destile edilir. Bu durumda
neselerizasyon metodu veya titrasyon işlemi ile amonyak destilatta tayin edilir.
Fenat metodu kullanıldığında numune sülfürik asit içine destile edilir.
Destilattaki amonyak ya kolorimetrik olarak neselerizasyon veya fenet metodu
ile ölçülebilir veya asidimetrik olarak tayin edilebilir. Kolorimetrik veya
asidimetrik veya titrimetrik olarak tayin edilebilir. Kolorimetrik veya
asidimetrik son işleme karar vermede, numunenin amonyak konsantrasyonuna
bakılır.
Destilasyon Yöntemi
Araç ve Gereçler
1. Destilasyon aparatı
2. pH – metre
3. Kjeldahl balonları
Reaktifler
1. Amonyak içermeyen su : Destilasyon veya iyon değişimi metodu ile
hazırlanır.
Limnoloji-104
2. Borat tampon çözeltisi : 88 ml 0.1 N NaOH çözeltisi, 500 ml 0.025 N
sodyum tetraborat ( Na2B4O7 ) veya 9.5 gr Na2B4O7 . 10H2O / lt çözeltisine
katılır ve 1 lt’ye seyreltilir.
3. Sodyum hidroksit, 6 N : 240 gr NaOH, 1 lt amonyak içermeyen destile
suda çözülür.
4. Klor giderme maddesi, N / 70 : 1.0 gr sodyum arsenit ( Na AsO2 ),
amonyak içermeyen destile suda çözülür ve 1 lt’ye tamamlanır. Bu çözeltinin 1
ml’ si 100 ml numunedeki 1 mg / lt kalıntı kloru gidermeye yarar.
5. Nötralizasyon maddesi : Amonyak içermeyen su ile hazırlanır.
a. Sodyum Hidroksit, NaOH, IN
b. Sülfirik Asit H2SO4, IN
6. Absorbant çözeltisi : 20 gr. H3BO3 amonyak içermeyen suda çözülür ve
destile su ile 1 lt.’ ye tamamlanır.
Deneyin yapılışı :
a. Destilasyon aparatının hazırlanması
b. Numunenin hazırlanması
500 ml. numune veya 500 ml.’ ye seyreltilmiş numune alınır. NH3 – N’ u
içeriği 100 mg / lt’ den daha az ise, 100 ml. numune hacmi kullanılır. Eğer
numunede kalıntı klor varsa bunun eşdeğeri kadar klor giderici maddeden ilave
edilir.
c. 25 ml. borat tamponu, pH 9.6’ ya, 6 N NaOH ilave ile ayarlanır. pH
kontrolü için pH kağıdı veya pH metre kullanılır.
d. Destilasyon balonu derhal destilasyon aparatına bağlanır ve numune 5 –
10 ml. / dak. hızla destile edilir. Çıkış borusunun ucu erlenmayer kabına
daldırılır ve destilat 50 ml. borik asit içeren 500 ml.’ lik erlenmayerde toplanır.
En azından 300 ml. destilat toplanana kadar destilasyona devam edilir. Daha
sonra destilat 500 ml.’ ye saf su ile tamamlanır.
Asidimetrik yöntem ile amonyak tayini
Asidimetrik yöntem, sadece ön destilasyon işlemi görmüş numuneler için
uygulanabilir. Aşağıdaki tablo, destilasyon ve titrasyon metodu için numune
hacmini seçmede yararlıdır.
Numunedeki azot konsantrasyonu
( NH3 – N, mg. / lt. )
5 – 10
10 – 20
20 – 50
50 – 100
Araç ve gereçler
Limnoloji-105
Numune hacmi
( ml. )
250
100
50
25
1. Destilasyon aparatı
2. Kjeldahl balonları
Reaktifler
1. Karışık indikatör çözeltisi :
200 mg. Metil kırmızısı indikatörü, 100 ml, % 95’ lik etil veya izopropil
alkolde çözülür. 100 mg. Metilen mavisi indikatörü, 50 ml, % 95’ lik etil veya
izopropil alkolde çözülür. Bu iki çözelti birleştirilerek karışık indikatör
hazırlanır. Bu çözelti aylık olarak hazırlanmalıdır.
2. Borik asit çözeltisi :
20 gr. H3BO3, amonyak içermeyen destile suda çözülür ve 10 ml. karışık
indikatör çözeltisi ilave edilir ve 1 lt.’ ye seyreltilir. Aylık olarak hazırlanması
gerekir.
3. Standart sülfürik asit çözeltisi, 0.02 N :
3 ml. derişik H2SO4, destile su ile 1 lt.’ ye tamamlanarak 0.1 N H2SO4
hazırlanır. 0.1 N standart asit çözeltisinden 200 ml. alınarak destile su ile 1000
ml.’ ye tamamlanır. Asit 0.02 N ise 1.0 ml = 280 mg / lt = N’ dir.
Deneyin yapılışı
a. Ön destilasyon işlemi yapılır. Destilat borik asir çözeltisine absorblanır.
b. Destilat karışık indikatör eşliğinde standart 0.02 N H2SO4 ile titre edilir.
İndikatörün rengi açık mor – eflatuna dönene kadar titrasyona devam edilir.
Sonucun hesabı
mg / lt amonyak azotu = ( A – B ) x 280
ml numune
A = Numunenin titrasyonu için kullanılan H2SO4’ in ml’ si
B = Şahidin titrasyonu için sarfedilen H2SO4’ in ml’ si
1.7. Sülfit ( SO2 )
Sülfit birçok endüstriyel atıkta ve kirletilmiş sularda
bulunmakla beraber korezyonu önlemek ve kazan suyu
içindeki çözünmüş oksijeni minimuma indirmek için
katıldığından özellikle kazan besleme sularında bulunur.
Katalize edilmiş sodyum staritin geliştirilmesi ile, sodyum
sülfitin kullanım sahası genişletilmiştir ve dağıtım
sistemlerinde; soğutma proseslerinin tasfiyesinde uygun bir şekilde
kullanılmaktadır.
Sülfit tayininin esası; sülfit içeren asitlendirilmiş su numunesinden standart
potasyum iyodür – iyodat titrasyon maddesi ile titre edilmesine dayanır. Sülfit
tamamen okside edildiğinde serbest iyot açığa çıkar ve nişasta indikatörü
ortamda bulunuyorsa, mavi rengin oluşumuna neden olur.
Suda bulunan diğer oksitlenebilen maddeler ( organik madde ve sülfür gibi
) sülfit için gerçek değerlerden daha büyük titrasyon sonuçları verirler ve sülfit
tayini üzerinde girişim yaparlar. Eğer ortamda nitrit varsa asit ortamda, sülfit ile
Limnoloji-106
birlikte bozulur ve düşük sonuçlar oluşmasına neden olur. Çift amaçlı kuru
nişasta indikatör tozu kullanılıyor ise bu girişim olmaz. Çünkü bu indikatör
reaktifindeki sülfanik asit, nitriti parçalar. Bakır iyonu, sülfit çözeltisinin
oksidasyonunu hızlı bir şekilde arttırır. İyi numune alma ve asit ilavesi ile
sahitleştirme sureti ile bu tip girişimler minimum indirilebilir.
Sülfitin bu titrasyon yöntemi ile tayininde minimum ölçülebilen
konsantrasyon 2 mg / lt SO3’ tür.
Reaktifler
1. Sülfürik asit H2SO4 ( 1 + 1 )
2. Nişasta indikatörü : Toz halindeki veya çözelti halindeki nişasta
indikatörünün her ikisi de kullanılabilir.
a. 5 gr. nişastaya havanda biraz soğuk destile su ilave edilir ve pasta
haline gelene kadar öğütülür. Kaynamakta olan 1 lt. destile suya
boşaltılır, karıştırılır ve 1 gece çökelmeye bırakılır. Berrak üst sıvısı
alınır. 1 litre nişasta çözeltisine 1.3 gr. salistik asit, 4 gr. çinko klorür
veya 4 gr. sodyum propiyonat 4 gr. sodyum asit, 4 gr. çinko klorür
veya 4 gr. sodyum propiyonat ve 2 gr. sodyum azatör ilavesi ile
muhafaza edilmelidir.
b. Çözünen nişasta tozu : Bu ürün Thyodere adı ile satılmaktadır. Bu
reaktiften 0.1 gr. ilave edildiğinde ortamda serbest iyod varsa çok
kesin bir mavi renge dönüşüm noktası gözlenir.
c. Çift amaçlı sülfit indikatör tozu : Bu bileşik sülfamik asitli ortamda
soğuk suda çözünen nişastadan hazırlanmıştır. Bu özel hazırlanmış
madde kullanıldığında, H2SO4 kullanımından vazgeçilir ve çözeltiye 3
– 4 damla fenolftalein indikatör çözeltisi katılır. Daha sonra 1 gr.
indikatör tozu ilave edilerek alkali kırmızı renk oluşturulur. Bu
ilaveden sonra numune standart potasyum iyodür – iyodat titrasyon
maddesi ile numunede kalıcı mavi renk oluşana kadar titre edilir.
3. Standart potasyum iyodür – iyodat titrasyon maddesi; 0.0125N :
445.8 mg. susuz potasyum iyodat, KIO3 . (120°C’ de birkaç saat
kurutulmuş) 4.25 gr. KI ve 310 mg. NaHCO3 destile suda çözülür ve 1000 ml.’
ye seyreltilir. Bu titrenin 1 ml.’ si 500 mikrogram 8O3’ e eşdeğerdir.
Deneyin yapılışı
a. Numune toplama
Mümkün olduğunca hava ile az temas edecek şekilde taze su numuneleri
alınmalıdır. Sıcak numuneler 50°C ve / veya daha aşağı sıcaklıklara
soğutulmalıdır. Numuneler filtre edilmemelidir.
b. Titrasyon
1 ml. H2SO4 ( veya 1 gr. çift amaçlı sülfit indikatörü ) 250 ml.’ lik
erlenmayer kabine ilave edilir. Daha sonra 50 ml’ lik su numunesi mezürde
ölçülerek erlenmayere ilave edilir. 1 ml. nişasta indikatör çözeltisi veya 0.1 gr.
nişasta tozu ilave edilir. Eğer çift amaçlı sülfit indikatörü kullanılıyor ise, bu
Limnoloji-107
adıma gerek yoktur. Potasyum iyodür – iyodat titrasyon maddesi ile kalıcı mavi
renk oluşana kadar numune titre edilir. Renk değişimi beyaz zemin ile
mukayese edilerek izlenmelidir.
Sonucun hesabı
mg. / lt. SO3 = A x N x 40 000
ml.numune
mg. / lt. Na2SO3 = mg / lt. SO3 x 1.57
A = titrasyonda kullanılan titrant miktarı ml.
N = KI – KIO3’ ın normalitesidir.
1.8. Karbonmonoksit ( CO )
Göllerde dip bölgelerde çürüme sonucu eser miktarda bulunur.
2. Erimiş Katı Maddeler
Erimiş katı maddeler inorganik ve organik olarak 2 gruba ayrılır.
2.1. Erimiş İnorganik Katı Maddeler
2.1.1. Azot ( N )
2.1.2. Fosfor ( P )
2.1.3. Silisyum ( Si )
2.1.4. Demir ( Fe )
2.1.5. Mangan ( Mn )
2.1.1. AZOT ( N )
Erimiş inorganik Azot ( N ) bileşikleri
Aminoasitlerin dolayısıyla proteinlerin yapısına giren
azotun doğadaki devri tamdır. Azotun organik bileşikleri
dekompozitörler tarafından ayrıştırılır ve H2O, CO2 ve NH3
oluşur. Amonyum tuzları nitrit ve nitrat halinde bulunur.
Amonyum tuzlarından amonyum karbonat önemlidir.
Çeşitli organizmalar tarafından kullanılmaya en elverişli
azot bileşikleri olan nitrit ve nitratlar, amonyum karbonatın aerob ortamda nitrit
ve nitrat bakterilerinin parçalanması sonucu oluşurlar.
Nitrit bakterileri
( NH4 )2CO3 + 3 O2 2 HNO2 + CO2 + 3 H2O + 148 KALORİ
Nitrat bakterileri
2 HNO2 + O2 2 HNO3 + 44 KALORİ
Limnoloji-108
Atmosferik azot ( moleküler azot ) azot bakterilerinin yanı sıra bir hücreli
bazı bitkiler tarafından da tespit edilebilir.
Oksijence zengin orta verimli göllerde amonyum tuzları fazladır.
Azot bileşikleri sularda fitoplankton organizmaların gelişmesinde önemli
rol oynar. Ancak nitrat bu organizmalar tarafından alınmadan önce amonyağa
çevrilir. Çünkü amonyağın hücre içine doğrudan alınması organizma için bir
avantajdır.
Azotun bir başka önemli rolü de organizmaların nitrit ve nitrat bileşikleri
yardımı ile protein yapmaları ve özellikle klorofil oluşumuna olan önemli
katkısıdır.
Bu olaylar genellikle epilimnionda olur.
2.1.2. Fosfor ( P )
Nükleik asitlerin, fosfolipidlerin ve fosfoproteinlerin
yapısına giren fosfor, biosferde azota oranla daha az
bulunduğu doğal ve değişikliğe uğramamış göllerde de az
miktarda bulunur.
Fosforun sudaki rolü sıcaklık ve organizmaların
aktivitesine bağlıdır. Yüksek temperatür buna bağlı olarak
hızlı hayvansal aktivite sonucu suda eriyebilen fosfor rezervi sürekli azalır.
Kış mevsiminde biomas azalınca fosfat birikimi artar, ilkbaharda bitkilerin
gelişmesiyle çabucak azalır. P kaynağı kayaçlardır.
Bitkiler suda erimiş fosfata maksimum gereksinim duyarlar. Planktonik
algler gereksinimlerinin fazlasını biriktirirler.
Azot gibi fosfor da su ortamında canlılar için minimum maddedir. Verimli
göllerde çok, az verimli göllerde az miktarda bulunurlar. Canlılar için esas
minimal madde denizlerde azot, tatlı su rezervuarlarında ise fosfordur.
Sınırlayıcı faktör olma nedeni; 1) Ender elementtir. 2) P döngüsünde gaz fazı
yoktur. 3) Çeşitli toprak partiküllerine yapışır. Fosfor bileşikleri topraktan,
inorganik fosfat çözeltisi halinde alınırlar, ayrıca canlı hücrelerde fosforik asit
bulunduğundan, bunların parçalanmasıyla inorganik fosfatlar oluşur.
2.1.3. Silisyum ( Si )
Silis yerkabuğunda bolluk açısından oksijenden sonra yer
alır. Çoğu kayalarda oksit halinde ve metallerle birleşik olarak
silikat mineralleri halinde bulunur. Silis içeren kayaların
ayrışması, doğal sularda süspanse ve kolloidal halde silis
bileşiklerinin oluşmasına neden olur.
Doğal suların silis içeriği 1 – 30 mg / lt. aralığındadır.100
Limnoloji-109
mg / lt gibi yüksek konsantrasyonlar, doğal sular için alışılagelmiş değildir.
Ancak bazı tuzlu sularda ve deniz sularında silis konsantrasyonları 1000 mg /
lt’ yi aşar.
Endüstriyel kullanım için sulardaki silis konsantrasyonu istenmeyen bir
özelliktir. Çünkü çeşitli cihazlarda ve özellikle yüksek basınçlı buhar türbünü
cihazlarında saf silis birikimlerinin oluşmasına neden olur. Silis gidermek için
bazik anyon değiştiriciler veya destilasyon işlemi uygulanır.
Silis tayininde yöntem A (Gravimetrik metod), yöntem B ve yöntem C’ de
kullanılan standart sodyum silikat çözeltilerini standardize etmek üzere
kullanılır. Bu yöntem 20 mg / lt silis içeren su numunelerinin analizi için tercih
edilir. Daha küçük silis konsantrasyonlarının analizi için yöntem A tavsiye
edilmez. Yöntem B (Molibaosilikat Yöntemi) 0.4 – 25 mg / lt silis içeren,
nispeten saf sular için tavsiye edilir.
Bu yöntem ile silis tayininde tanin, renk ve bulanıklık nedeni ile olan
girişimler, yöntem C’ ye oranla daha önemlidir. Yöntem B vasıtasıyla
oluşturulan sarı rengin dayanıklılığı kısıtlıdır ve zamana dikkat etmek gerekir.
Doğal suların çoğu için bu yöntem seyreltmeye gerek duymaksızın
kullanılabilir. Yöntem C’ ye kıyasla daha hızlı ve daha basit bir yöntemdir.
Yöntem C düşük silis konsantrasyon aralıklarında ( 0.04 – 2 mg / lt )
uygulanır. Tanin, renk bulanıklık gibi girişimler yöntem C üzerine etkilidir.
Silis tayini için numunelerin polietilen ve diğer plastik malzemeden
yapılmış kaplara alınması ve saklanması gerekir.
Molibdosilikat Yöntemi ( Yöntem B ) İle Silis Tayini
Yöntemin tanıtılması
Amonyum molibdat pH 1.2’ de; silis ile ve numunede fosfat mevcuten,
heteropoli eşitleri oluşturmak üzere fosfat ile reaksiyona girer. Oksalik asit
malibdo fosforik asidi parçalamak üzere ilave edilir. Bu reaktif molibde silisik
asidi etkilemez. Numunede fosfat olmasa bile numuneye okzalik asit ilaveni
istenir. Sarı rengin yoğunluğunu molibdat ile reaksiyona giren silis
konsantrasyonu ile orantılıdır.
Hem cam malzeme ve hem de kullanılan reaktifler numunedeki silis
konsantrasyonu üzerine katkıda bulunduğundan, mümkün olduğunca az silis
içeren araç – gereç ve reaktif kullanılmaktadır. Deney esnasında şahit numune
ile çalışılması da tavsiye edilmektedir. Tanin, büyük miktarlardaki demir, renk,
bulanıklık, sülfür ve fosfat girişimine neden olan kaynaklardır. Okzalik asit ile
muamele, fosfat girişimini ortadan kaldırır, taninden ileri gelen girişimi azaltır.
Bu yöntem ile minimum tayin edilebilir konsantrasyon yaklaşık 1 mg / lt
SiO2’ tir ve 50 ml.’ lik Nessler tüplerinde tayin edilebilir.
Araç ve gereçler
a. Platin kaplar, 100 ml.
b. Kolorimetrik cihaz : Spektrofotometre veya fotometre cihazlarından biri
Reaktifler
Limnoloji-110
En iyi sonuçları elde etmek için silis içeriği çok düşük kimyasal maddelerin
kullanımı ve tüm reaktiflerin plastik kaplarda saklanması gerekmektedir.
a. Sodyum bikarbonat, NaHCO3, toz halde
b. Sülfirik asit, H2SO4, IN
c. Hidroklorik asiti HCI, 1 + 1
d. Amonyum molibdat reaktifi
10 gr. ( NH4 )6 Mo7O24 . 4H2O karıştırılarak ve yavaşça ısıtılarak destile
suda çözülür ve 100 ml.’ ye seyreltilir. Silis içermeyen NH4OH ve NaOH ile
pH 7 – 8’ e ayarlanır ve polletilen şişede saklanır. Eğer pH ayarlanmazsa
zamanla çökelek oluşabilir. Eğer çözelti cam kapta saklanırsa, camdaki silis
çözeltiye geçebilir ve hatalı sonuçlara yol açar. Eğer gerekirse, silis içermeyen
NH4OH; plastik içindeki destile sudan gaz NH3 geçirilerek hazırlanır.
e. Okzalik asit çözeltisi
10 gr. H2C2O4 . 2H2O destile suda çözülür ve 100 ml’ ye seyreltilir.
f. Stok silis çözeltisi
4.73 gr. sodyum metasilikat nanohidrat Na2SiO3 . 9H2O yeni kaynatılmış ve
soğutulmuş destile suda çözülür ve yaklaşık 900 ml’ ye seyreltilir. Çözelti 1000
mg / lt SiO2 içeren bir stok çözeltidir ve ağzı sıkıca kapatılmış plastik şişede
saklanmalıdır.
g. Standart silis çözeltisi
10 ml. stok çözelti, yeni kaynatılmış ve soğutulmuş destile su ile 1000 ml’
ye seyreltilir. Bu çözelti 10 mg / lt SiO2 içerir. Ağzı sıkıca kapatılmış plastik
şişede saklanır.
h. Kalıcı renk çözeltileri
i. Potasyum kromat çözeltisi
630 mg. K2CrO4 destile suda çözülür ve 1 litreye seyreltilir.
Horaks Çözeltisi :
10 gr. sodyum borat dekahidrat, Na2B4O7 . 10H2O destile suda çözülür ve 1
litreye seyreltilir.
Deneyin yapılışı
a. Sodyum bikarbonat ile parçalama :
Gerekliyse filtrasyon işlemi uygulanacak berrak numune hazırlanır. 50 ml.
veya 50 ml.’ ye destile su ile seyreltilmiş numune, 100 ml.’ lik plastik kaba
konur. 200 mg. silis içermeyen NaHCO3 katılır ve su banyosunda 1 saat süre ile
buharlaştırma işlemi yapılır. Soğutulur ve yavaşça karıştırarak 2.4 ml H2SO4
ilave edilir. Analize kesinti olmaksızın devam edilmelidir. 50 ml’ lik nessler
tüpüne alınır, işarete kadar destile su ile tamamlanır.
b. Renk geliştirme :
Hazırlanan numuneye veya eğer dönüşüm kısmı ihmal edilmişse, a’ daki
işlemi görmemiş numuneye 1.0 ml 1 + 1 HCl ve 2.0 ml amonyum molibdat
reaktifi birbirini takip edecek şekilde ve hızlı olarak ilave edilir. En az 6 defa
ters yüz edilerek karıştırılır.2 ml okzalik asit çözeltisi ilave edilir ve iyice
karıştırılır. Bu andan itibaren zaman ölçülerek 2 dakika sonra ve en fazla 15
Limnoloji-111
dakika sonra renk okuması yapılmalıdır. Oluşan sarı renk Beer kanununa uygun
olduğundan, fotometrik olarak veya gözle mukayese sürati ile ölçülmelidir.
c. Standartların hazırlanması :
Eğer, numunelere NaHCO3 ile muamele kademesi uygulanmışsa standart
200 mg NaHCO3 ve 2.4 ml H2SO4 ilave edilir. Bu işlemin amacı reaktifler
vasıtası ile ilave edilen az miktardaki silisin kompanse edilmesidir.
d. Fotometrik ölçüm :
Tablo 1’ deki konsantrasyon aralıkları kapsamak üzere, yaklaşık 6 standart
yardımı ile kalibrasyon eğrisi hazırlanır. 50 ml nessler tüplerindeki standart
çözeltilere renk geliştirme işlemi uygulanır. Fotometre %100 geçirgenliği veya
0, absorbansa, destile su ile ayarlanır. reaktif şahit numunenin ve standartların
destile suya karşı absorbana veya geçirgenlik değerleri 410 nm’ de okunur.
Fotometre okumalarına karşı µg silis değerleri grafiğe geçirilir.
e. Gözle mukayese :
Kalıcı renk çözeltileri ile kalıcı renk standartları hazırlanır. Bu amaçla
potasyum kromat çözeltisi ve boraks çözeltisi kullanılır. Tablo 2’de hacimleri
belirtilen bu çözeltiler karıştırılır ve ağzı kapatılmış 50 ml’ lik nessler tüplerine
konur. Hazırlanan standart silis çözeltilerinin renkleri bu suni kalıcı renk
standartları ile gözle mukayese edilir. Böylece numunedeki silis miktarı tahmin
edilir.
f. Renk veya bulanıklık düzeltmesi :
Bu düzeltme gereken numuneler için özel bir şahit hazırlanır. Bu tip
numunelerde, benzer iki numune kısmı ile deney yürütülür. Birinci numuneye 4
b’deki tüm reaktifler ilave edilir. Diğer numuneye HCl ve oksalik asit ilave
edilir, fakat molibdat reaktifi katılmaz.
2.1.4. Demir ( Fe )
Bitkisel yapı için önemli olan demir, canlıların özellikle
assimilasyon ve dissimilasyon olaylarında katalizör görevi
yapar. Kimyasal yapısına girmemekle birlikte klorofil
oluşumunda önemli rolü vardır. Hayvansal organizmaların kan
yapısına ( hemoglobin ) girerek O2 ve CO2 taşıyıcı göreviyle
solunum fizyolojisinde önemli yeri vardır.
Suda eriyen ferro ( Fe ++ ), ya da suda erimeyen ferri ( Fe +++ ) bileşikleri
şeklinde bulunur.
Doğal ve arıtılmış sular için basitlik ve uygulama kolaylığı açısından orta
fenantrolin yöntemi büyük öneme sahiptir. Atomik absorbsiyon yöntemi ise
oldukça kolay ve hassas bir yöntemdir. Doğruluk ve hassasiyet açısından
atomik absorbsiyon yöntemi diğer kolorimetrik yöntemlere kıyasla çok daha
uygundur.
Ferro ve ferri türü demir iyonları arasındaki kantitatif fark batofenantolin
kullanarak özel bir işlemle elde edilebilir. Ortofenantrolin ve tripiridin
reaktiflerinin her ikisi de, çözünen ferri - ferro dengesini, ferro demiri yönüne
öteleme eğilimindedir. Ferro haldeki demirin tayini için önerilen işlem kısıtlı
uygulamaya sahiptir ve fazla miktarda ortofenantroline gereksinimi vardır.
Limnoloji-112
Numune asetik asit yerine nidroklorik asit ile stabilize edilir, çünkü asetik asit
ferro iyonunun stabilizasyonu için yeterince düşük pH sağlamaz. Bununla
beraber, eğer numunede ferri iyonu da mevcutsa, ferri iyonunu stabilize etmek
için asit kullanılırken, dikkatli olmak gerekir. Eğer asitlendirilmiş numune,
batofenontrolin ilavesinden önce ışığa maruz bırakılırsa fotokimyasal
indirgeme nedeni ile ferri iyonu girişim yapabilir.
Kolorimetrik yöntemlerden burda sadece fenantrolin yöntemi verilmiştir.
Fenantrolin yöntemi ile demir tayini :
Yöntemin prensibi
Çözeltide bulunan demir, asit ve hidroksilamin ile kaynatılarak ferro haline
indirgenir ve pH 3.2 – 3.3’ te 1.10 fenantrolin ile muamele edilir. Her molekül
Fe+2 ile 3 molekül fenantrolin şelatı kırmızı – turuncu renkli bir kompleks
oluşturur.Renkli çözelti Beer Kanununa uyar ve renk yoğunluğu pH 3 – 9
arsında pH’ a bağımlı değildir. pH 2,9 – 3,5 arasında fenontrolin biraz
fazlasının bulunması halinde ise hızlı bir renk gelişimi olur.
Minimum tayin edilebilen konsantrasyon
0.02 mg / lt arasındaki demir iyonları konsantrasyonları doğrudan tayin
edilebilir. Daha yüksek konsantrasyonlar ise numune seyreltilerek veya daha az
numune miktarları alınarak tesbit edilebilir. Nessler tüpleri veya
spektrofotometre ile 1cm’ lik küvetleri kullanarak 510 nm’ de tayin edilebilen
minimum demir konsantrasyonu 50 µg’ dir.
Araç ve gereçler
a.
Spektrofotometre
b. 100 ml’ lik uzun nessler tüpleri
c.
Asit ( HCl ) ile yıkanmış cam malzeme
d. 125 ml’ lik teflon ve cam kapaklı ayırma hunileri
Reaktifler
Bütün reaktiflerde demir miktarı çok düşük olmalıdır. Çözeltilerin
hazırlanmasında demir içermeyen su kullanılmalı ve çözeltiler cam kapaklı
şişelerde saklanmalıdır.
a.
Hidroklorik asit, derişik
b. Hidroksilamin çözeltisi ;
10 gr NH2OH . HCl, 100 ml destile suda çözülür.
c.
Amonyum asetat tampon çözeltisi :
250 gr NH4C2H3O2 – 150 ml destile suda çözülür, 700 ml derişik asetik asit
yavaş yavaş ilave edilerek 1 lt’ ye tamamlanır. İyi kalitedeki bir amonyum
asetat çözeltisi bile belli miktarlarda demir içerdiğinden her tampon çözelti
hazırlanmasında yeni referans standart demir çözelti serisi hazırlanmalıdır.
d. Sodyum asetat çözeltisi
200 gr NaC2H3O2 . 3H2O, 800 ml destile suda çözülür.
e. Fenantrolin çözeltisi :
Limnoloji-113
100 mg 1.10 fenantrolin onohidrat ( C12H8 . N2 . H2O ) 100 ml desitle suda
karıştırarak 80°C’ ye ısıtılarak çözülür. Eğer kararırsa atılmalıdır. Destile suya
8 damla derişik HCl asidi ilave edilirse ısıtmaya gerek yoktur. Bu reaktifin 1
ml’ si 100 µg için yeterlidir.
f. Stok demir çözeltisi
Bu çözeltinin hazırlanması
için metal veya tuz kullanılabilir.
Hazırlanacak stok çözeltinin 1 ml’ si 200 mg demir içerecektir.
1. Eğer metalden çözelti hazırlanırsa
Elektrolitik demir tel kullanılır. Eğer lüzumlu olursa demir tel zımpara
kağıdı ile temizlenir ve oksidi giderilir ve parlak bir yüzey elde edilir. 200 mg
demir tel tartılır ve 1 litrelik balon jojeve konur, 20 ml 6 N sülfürik asitle
çözülür ve demir içermeyen destile su ile 1 litreye tamamlanır.
2. Eğer demir iki tuzundan çözelti hazırlanırsa
Bunun için demir 2 amonyum sülfat tercih edilir. 20 ml derişik H2SO4, 50
ml destile suya yavaşça ilave edilir ve 1.404 gr demir ( 2 ) amonyum sülfat Fe(
NH4 )2 ( SO4 ) . 6H2O hazırlanan karışımda çözülür. Bu çözelti üzerine devamlı
açık pembe renk meydana gelene kadar damla damla 0.1 N KMnO4 damlatılır.
Demir içermeyen destile su ile 1 litreye tamamlanır ve karıştırılır.
g.
Standart demir çözeltileri
Kullanılacağı gün hazırlanması gerekir.
1. 50 ml stok demir çözeltisinden alınır, 1 litrelik balon jojeye konur ve
destile su ile 1 litreye tamamlanr. Bu çözeltinin 1 ml’ si 10 µg Fe içerir.
2. 5 ml stok demir çözeltisi, 1 litrelik balon jojeye konur ve destile su ile 1
litreye tamamlanır. Bu çözeltinin 1 ml’ si 1 µg Fe içerir.
Deneyin yapılışı
Kalibrasyon eğrisinin hazırlanması
Konsantrasyon aralığı 0 – 100 µg Fe / 100 ml çözelti olacak şekilde seçilir.
Pipet ile 2, 4, 6, 8, 10 ml standart demir çözeltisi alınır ve 100 ml’ lik balon
jojeye konur. Herbir kaba 1 ml NH2OH . HCl çözeltisi ve 1 ml sodyum asetat
çözeltisi ilave edilir. Daha sonra 75 ml destile su, 10 ml fenantrolin çözeltisi
katılır, 100 ml işaretine kadar destile su ile seyreltilir, iyice karıştırılır ve 10
dakika bekletilir. Herbir standart çözeltinin absorbansı, 5 cm’ lik küvetlerde ve
500 nm’ de destile su ile ve tüm reaktiflerin ilavesi ile hazırlanmış şahide karşı
okunur. mg demir konsantrasyonlarına karşı, okunan absorbans değerleri
grafiğe geçirilerek kalibrasyon eğrisi hazırlanır.
50 – 500 µg Fe / 100 ml çözelti aralığı için 10, 20, 30, 40, 50 ml standart
demir çözeltisi alınır. Yukarıda anlatılan işlemler aynen uygulanarak
kalibrasyon eğrisi hazırlanır.
Toplam demir
Numune iyice karıştırılarak alınır ve 125 ml’ lik erlenmayere konur. Eğer
numune 2 mg / lt’ den daha fazla demir içeriyorsa, numuneden daha az miktar
alınarak 50 ml’ de 100 µg demirden fazla olmayacak şekilde hassasca seyreltilir
veya daha fazla fenantrolin ilave edilir ve 1 – 2 cm’ lik ışık yolu kullanılır.
Numuneye 2 ml derişik hidroklorik asit ve 1 ml hidroksil çözeltisi katılır.
Birkaç kaynama taşı konur ve kaynayana kadar ısıtılarak bütün demirin
Limnoloji-114
çözünmesi sağlanır ve hacim 15 – 20 ml kalana kadar kaynatmaya devam
edilir. Eğer numune renk ve organik maddeyi gidermek için yakılırsa, kalıntı 5
ml destile su ile alınır. Çözelti oda sıcaklığına kadara soğutulur. 50 veya 100
ml’ lik balon jojeye veya nesler tüpüne alınır.10 ml amonyum asetat tampon
çözeltisi ve 2 ml fenantrolin çözeltisi katılır. İşaretli yerine kadar destile su ile
seyreltilir, karıştırılır ve rengin tam olarak gelişmesi için en az 10 – 15 dakika
beklenir.
Çözünmüş demir
Numuneler alındıktan hemen sonra 0,45 µm’ lik membran filtreden
süzülerek her 100 ml numune hacmi için 1 ml derişik HCl içeren bir vakum
erlenine süzülür. Filtratta toplam filtre edilebilen demir tayini yapılır. Toplam
devir mikarından çözünmüş demir miktarı çıkarılarak süspansyondaki demir
bulunur.
Fe +2 ( Ferro ) iyonlarının tayini
Numunenin toplama zamanı içinde içerdiği demir iki iyonlarının
oksidasyonuna mani olmak amacı ile minol asitler ile asitlendirilir. 100 ml’ lik
numune şişesine, 2 ml derişik HCl 100 ml’ lik numune, şişesine 2 ml derişik
HCl konur. Şişe doğrudan doğruya numune kaynağından alınmış numune ile
doldurulur, ağzı sıkıca kapalı olarak analiz yapılıncaya kadar bekletilebilir.
Analizden hemen önce asitlendirilmiş numuneden 50 ml alınır, buna 20 ml
fenantrolin çözeltisi ve 10 ml amonyum asetat çözeltisi şiddetle karıştırılarak
ilave edilir. Bu şekilde işlem görmüş numune 100 ml’ ye seyreltilir ve reaktif
ilavesinden sonra 5 – 10 dakika içinde renk şiddeti ölçür. ( Güneş ışığı ile
temasta bırakılmamalıdır ). Fenantrolin fazlasındsarengin gelişmesi daha
hızlıdır. Verilen bu fenantrolin hacmi, 5 µg toplam demirden daha düşük
değerler içindir. Eğer numune de daha fazla miktarlarda demir mevcut ise,
fenantrolin hacminin daha fazla veya daha konsantre reaktif kullanılmalıdır.
Renk ölçümü
125 ml’ lik erlenmayerler içine (1 – 10 µg’ lik miktarlarda Fe içerecek
şekilde) standart demir çözeltisinden hesaplanan hacimlerde konularak, 50 ml’
ye seyreltilir ve bir standart eğrisi hazırlanır. Bundan sonra toplam demir
tayininde izlenilen yol uygulanır.
1 – 100 µg Fe içerecek şekilde bir standart seri hazırlanarak gözle
mukayese yapılır. 100 ml’ lik nessler tüplerinde karıştırma yapılır. Fotometrik
ölçümde uygun ışık yolu seçimi için Tablo 1 kullanılır. % 100 geçirgenliğe
karşı destile su ile kalibrasyon yapılır. Standartlar ve şahit buna karşı okunarak
kalibrasyon eğrisi hazırlanır.
Tablo 1. çeşitli demir konsantrasyonları için ışık yolu seçimi :
Son hacim
Son hacim
50 ml
100 ml
6Fe ( µg )
Fe ( µg )
Son hacim
( om )
Limnoloji-115
50 – 200
100 – 400
1
25 – 100
50 – 200
2
10 – 40
20 – 80
5
5 – 20
10 – 40
10
Eğer numune renkli veya bulanık ise, her numune için ikinci bir şahit
hazırlanır ve bu şahide sadece fenantrolin ilave edilmeden yöntemdeki bütün
işlemler uygulanır. Destile sudan hazırlanmış şahit yerine şahit olarak bu
şekilde hazırlanan şahit kullanılarak fotometre %100 geçirgenliğe ayarlanır.
Fenantrolin ilave edilmiş her numunenin geçirgenliği, fenantrolin ilave
edilmemiş şahide karşı okunur. Bu yöntemle, numunede bulunan iyonların
bozucu etkileri giderilemez, fakat renk ve bulanıklıktan doğan bozucu etkiler
giderilir. Eğer renk ve bulanıklılık yoksa, renk gelişimi meydana gelmiş
numunelerde ve standartlarda okuma destile suya karşı yapılır ve bu
okumalardan kalibrasyon eğrisi yardımı ile demir değeri bulunur.
Sonucun hesabı
Numunenin Fe içeriği, kalibrasyon eğrisinden okunan değerin aşağıdaki
formülde yerine konulması ile hesaplanabilir.
mg / lt Fe = µg Fe
ml numune
Yöntemin duyarlığı ve doygunluğu
Doygunluk ve duyarlık numunenin toplanmasına, depolanmasına, renk
ölçümüne, demir konsantrasyonuna, bulanıklılığa, yabancı iyonlara, bozucu
renk bulunmasına bağlıdır. Genellikle nessler tüpü içinde gözle karşılaştırmanın
doğruluğu % 10’ dan fazla değildir ve maksimum sınır % 10’ dur. Halbuki
optimum şartlarda fotometrik ölçümün gerçek duyarlığı % 1 veya 3 µg’ dır.
Nessler tüpüyle karşılaştırmada en hassas sınır yaklaşık 1 µg demirdir.
Numunenin değişkenliği ve kararsızlığı bu tayinlerin doğruluğunu
limitleyebilir. Daha fazlası analizcinin kendi hatası olacaktır. Geçmişte ciddi
farklılıklar, numunenin işlem görmesi ve toplanması metodlarındaki farklılık
nedeni ile farklı laboratuvar kayıtlarında izlenmiştir.
2.1.5. Mangan ( Mn )
Sularda az bulunur, bazen tabakalaşma gösterebilir.
2.2. Erimiş Organik Maddeler
2.2.1. Nitrat
2.2.2. Nitrit
2.2.3. Fosfat
2.2.4. Sülfat
2.2.5. Erimiş organik azot
2.2.6. Erimiş organik fosfor
Limnoloji-116
En önemli ikisi suda erimiş azot ve fosfordur. Ayrıca sülfat, fosfat, nitrit ve
nitrattır. Suda bulunan hetetrof canlılar organik fosfor bileşiklerinden
yararlanırlar. Bazı ototrof canlılarda organik maddelere gereksinim duyarlar.
Bunlara Mixotrof canlılar denir.
2.2.1. Nitrat
İyi nitelikli içme sularında nitrat konsantrasyonu 10 mg /
lt’ nin altındadır. 45 mg / lt’ den yüksek konsantrasyonlarda
bebeklere mavi hastalığa neden olduğu için bulunmaması
gerekir.
Nitrat tayini, karmaşık işlemleri gerektirdiğinden ve çeşitli
bileşenlerin girişim yapma özelliğinden dolayı oldukça güç bir
deneydir. Uygulanacak analiz tekniği numunede mevcut nitrat
konsantrasyonuna ve mevcut girişimlere bağlı olarak seçilir. Bu bölümde,
aşağıda iki nitrat tayin yöntemi verilmiştir.
a. Temiz sular için uygulanabilecek ‘ ultraviyole spektrofotometrik metodu
‘
b. Hem kirletilmemiş sular hemde atık sular için uygulanabilecek nitrat
elektrodu metodu, konsantrasyon sınırı 0.1 mg NO3 – N / lt’ den az ise,
kadmiyum indirgemem metodu, konsantrasyon sınırı 0.1 – 2 mg NO3 – N / lt
ise brusin metodu, konsantrasyon sınırı 0.1 – 5 mg NO3 – N / lt ise kromatropik
asit metodu kullanılmalıdır.
Daha yüksek nitrat konsantrasyonları için numunenin brusin veya
kromatropik asit tekniğinin konsantrasyon sınırına kadar seyreltilmesi gerekir.
Nitrat tayininin numuna alınır alınmaz yapılması uygundur. Eğer
numunenin saklanması gerekiyorsa, soğukta, donma sıcaklığının hemen
üzerinde bir sıcaklıkta ve 0.8 ml konsantre H2SO4 / lt asit ilavesi ile saklanması
gerekir. Numunelerin analizlenmeden önce pH’ larının 7’ ye ayarlanması
gerekir.
Ultraviyole spektrofotometrik metodu ile nitrat tayini
Genel bilgiler
a.
Metodun prensibi :
Bu yöntem düşük organik madde içerikli az kirletilmiş doğal sular ve içme
suyu temin edilen suların nitrat analizi için uygundur.
220 nm.’ de ultraviyole spektrofotometrede absorbsiyon ölçümü nitratın
hızlı bir şekilde tayin edilmesini sağlar. Nitrat kalibrasyon eğrisi II mg / lt N.’ a
kadar BeBr kanununu takip eder. Numunenin filtrasyonu süspanse katı
maddeler nedeni ile olan girişimleri ortadan kaldırmak üzere yapılır. 1000 mg /
lt CaCO3’ a kadar karbonat veya hidroksit konsantrasyonlarının neden
olabileceği girişimleri önlemek üzere numune IN hidroklorik asit ile
Limnoloji-117
asitlendirilir. Klorürlerin tayin üzerinde bir etkisi yoktur. Bu yöntemde
minimum tayin edilebilen konsantrasyon 40 mikrogram / lt nitrat azotudur.
b. Girişimler
Çözünmüş organik madde, nitrit altı değerli krom ve yüzey aktif maddeler
bu metotla nitrat tayininde girişim yaparlar. Organik madde pozitif fakat
değişken bir girişim yapar. Girişimin derecesi organik maddenin yapısına ve
konsantrasyonuna bağlıdır.
Cam kapların temiz ve çalkalanmış olması ve küvetlerin dışındaki çiziklerin
partiküllerin ve deterjan kalıntısı varsa bunların temizlenmesi gerekir. Renkli
numunelerin alüminyum hidroksit süspansiyonu ile veya seyrelterek renk
girişiminin minimuma indirilmesi gerekir.
Araç ve Gereçler
a.
Spektrafotometre
b. Filtre ( Membran filtre, 0.45 mikron çapında ve buna uygun filtre
aygıtı )
c.
Nessler tüpleri, 50 ml.’ lik kısa tüpleri
Reaktifler
a.
Çift destile su
b. Stok nitrat çözeltisi : 121.8 mg. anhidro potasyum nitrat destile suda
çözülür ve 1000 ml.’ ye tamamlanır. Bu çözeltinin 1 ml.’ si 0.1 mg. N’ dur. 1.0
ml. = 100 mikrogram N = 44.3 mikrogram NO3
c.
Standart nitrat çözeltisi : 100 ml. stok çözeltisi destile su ile 1000 ml.’
ye seyreltilir. Bu çözeltinin 1 ml. su = 10.0 mikrogram N = 4.43 mikrogram
NO3’ a eşdeğerdedir.
d. Hidroklorik asit çözeltisi, HCli IN = 1 + 11.
e.
Alüminyum hidroksit süspansiyonu : 125 gram Al K ( SO4 )2 = 12H2O
veya AlNH4 ( SO4 )2 12 H2O, 1 lt. destile suda çözülür. 60°C’ ye kadar
soğutulur ve 55 ml. konsantre NH4OH yavaşça karıştırılarak ilave edilir.
Karışım 1 saat bekletilir, daha büyük bir şişeye alınır ve çökelek destile su ile
birkaç kez yıkanır. Son olarak çökelmeden sonra temiz sıvı geride konsantre
süspansiyon çözeltisini boşaltacak şekilde boşaltılır.
Deneyin Yapılışı
a.
Renk giderme : Eğer numune koyu renk içeriyorsa ve organik girişim
durumu varsa Al(OH)3 süspansiyonu / 100 ml. olmak üzere ilave edilir,
karıştırılır ve 5 dakika suda çökelmeye bırakılır. Önceden 200 ml.’ lik destile su
ile yıkanmış 0.45 mikronluk membran filtreden süzülür.
b. Numunenin hazırlanması : 50 ml.’ lik berrak numuneye veya 50 ml.’
lik filtrelenmiş numuneye renk giderme işleminden sonra, 1 ml. IN HCl ilave
edilir ve karıştırılır.
c.
Standart eğrinin hazırlanması : Standart nitrat çözeltisinin aşağıdaki
hacimleri 50 ml.’ ye seyreltilerek 0 – 350 mikrogram N sınırından nitrat
Limnoloji-118
kalibrasyon standartları hazırlanır. ( 0; 1.0; 2.0; 4.0; 7.0;..........................350
ml.) Nitrat standartlarında numune için verilen işlemler aynen uygulanır.
d. Spektrofotometrik ölçüm : Çift destile su şahit numunesine göre UV
spektrofotometre 0 absorbansa veya %100 geçirgenliğe ayarlanır. 220 nm dalga
boyunda nitrat standartların okunur, kalibrasyon eğrisi hazırlanır. Kalibrasyon
eğrisi yardımı ile numunenin nitrat konsantrasyonu bulunur.
Brusin metodu ile nitrat tayini ( kantitatif )
Sitrat ve brusin arasındaki reaksiyon sonucu sarı renk oluşur. Renk oluşumu
nitratın klorimetrik ölçümü için kullanılabilir. Renk yoğunluğu 410 nm’ da
ölçülür. Brusin nitrat iyonu arasındaki reaksiyon hızı, deney esnasında verilen
ısı miktarı ile ilişkilidir. Asit konsantrasyonu ve reaksiyon zamanı optimum
renk gelişimini ve rengin dayanıklılığını sağlayacak şekilde seçilmiştir.
Tuzluluğu tatlı sudan deniz suyuna kadar değişen numunelerde metot iyi
sonuçlar verir. Bu metodun 0.1 – 2 mg. NO3 – N / lt. konsantrasyon sınırında
kullanımı tavsiye edilir. Bu sınırın üzerinde anormal sonuçlar verir. Bu sınırın
altında ise metodun hassasiyeti düşüktür. Brusin metodu için en uygun
konsantrasyon aralığı 0.1 – 1 mg. NO3 – N / lt.’ dir.
Kuvvetli oksitleyici ve indirgen maddeler girişim yaparlar. Oksitleyici
maddelerin varlığı ortotolidin reaktifi ilavesiyle belirlenebilir. Kalıntı klor
nedeni ile olan girişimler sodyum arsenit ilavesiyle giderilebilir. Sodyum
arsenitin biraz fazlası tayin üzerinde etkili olmaz. 0.5 mg. NO2 – N / lt. sınırına
kadar nitritler sülfinilik asitin kullanımı ile elimine edilir.
Araç ve Gereçler
a.
Kolorimetrik cihazlar : Spektrofometre veya filtreli fotometresi.
b. Pipetler
c.
Tüplük
d. Su banyosu
e.
Reaksiyon tüpleri
f.
Soğuk su banyosu
Reaktifler
a. Stok nitrat çözeltisi : 721.8 mg. susuz potasyum nitrat ( KNO3 ) destile
suda çözülür ve 1000 ml.’ ye seyreltilir. Bu çözeltinin 0.1 mg. N.’ dur.
Eşdeğerlidir. ( 1 ml.’ si = 0.1 mg. N’ a )
b. Standart nitrat çözeltisi : 10 ml. stok nitrat çözeltisi, destile su ile 1000
ml.’ ye seyreltilir. ( 1 ml. = 1.0 mikrogram N ) Bu çözelti kullanılmadan hemen
önce hazırlanmalıdır.
c. Brusin – sülfanilik asit çözeltisi : 1 gr. brusin – sülfat ve 0.1 gr. sülfanilik
asit yaklaşık 70 ml. sıcak destile suda çözülür. 3 ml. derişik Nl ilave edilir, 100
ml.’ ye seyreltilir. Bu çözelti birkaç ay dayanıklıdır. Brusin toksik olduğundan
dikkatli olmak gerekir.
d. Sülfirik asit çözeltisi : 500 ml. derişik H2SO4, 125 ml. destile suya
dikkatli bir şekilde ilave edilir. Kullanmadan önce oda sıcaklığına kadar
soğutulur.
Limnoloji-119
e. Sodyum arsenit çözeltisi : 5.0 gr. NaAsO2 destile suda çözülür ve 1 lt.’
ye seyreltilir.
f. Sodyum klorür çözeltisi : 300 gr. NaCl, destile suda çözülür ve 1000 ml.’
ye seyreltilir.
Deneyin Yapılışı
a. Nitrat standartlarının hazırlanması : 1.0, 2.0, 4.0, 7.0 ve 10.0 ml. standart
nitrat çözeltisi destile su ile 10 ml.’ ye seyrelterek 0.1 – 1 mg. / lt. N
konsantrasyon sınırında nitrat standartları hazırlanır.
b. Numunelerin ön işlemi : Eğer numune kalıntı klor içeriyorsa, 0.1 mg. Cl
için bir damla ( 0.05 ml. ) sodyum arsenit çözeltisi ilave edilmelidir.
c. Renk gelişimi : Gerekli sayıda numune ve standart tüpleri tüplüğe
yerleştirilir. Her bir tüpe 10 ml. numune veya 10 ml.’ ye destile su ile
seyreltilmiş numune konur. Soğuk su banyosuna yerleştirilir. 2 ml. NaCl
çözeltisi ilave edilir ve karıştırılır. Daha sonra bagetle karıştırarak 10 ml. H2SO4
çözeltisi katılır ve soğutulur. Soğuk su banyosunda tüplükteki tüplere 0.5 ml.
brusin sülfanilik asit reaktifi ilave edilir ve iyice karıştırılır. Daha sonra tüplük
tüplerle birlikte her noktadaki su sıcaklığı 95°C’ den az olmayan sıcak su
banyosuna yerleştirilir. Tam 20 dakika sonra tüpler sıcak su banyosundan alınır
ve soğuk su banyosuna daldırılır. Termal dengeye ulaşıldığında ( yaklaşık
olarak oda sıcaklığı ) tüpler soğuk su banyosundan alınır, kurulanır, standart ve
numuneler şahite karşı spektrofotometrede okunur.
Nitrat standartlarının absorbans değerleri yardımı ile kalibrasyon eğrisi
hazırlanır. Numuneler için okunan absorbans değerlerinden, şahit numune için
okunan absorbans değerini çıkararak; absorbans değerleri bulunur. NO3 – N’ u
konsantrasyon değerleri doğrudan doğruya kalibrasyon eğrisinden bulunur.
d. Sonucun hesabı :
Sonuçlar
mg / lt Nitrat azotu ( NO3 – N ) = µg Nitrat N
ml numune
mg / lt NO3 = mg / lt nitrat 4.43
bağlantıları yardımıyla hesablanır.
Diğer analiz yöntemleri
Çinko indirgeme metodu
Bu yöntemde nitrat çinko ile nitrite indirgenir ve bilinen metodlarla nitrit
kolorimetrik olarak tayin edilir. Çinko miktarı ve indirgenmenin periyodu
kritiktir. Reaksiyon sıcaklığa bağlıdır. Kalibrasyon eğrisinin hazırlanmasında
bütün çözeltiler aynı sıcaklıkta olmalıdır. Bu yöntemde ortamda kuvvetli
oksitleyici ya da indirgen madde bulunmamalıdır. Aşağıdaki iyonların bozucu
etki yaptıkları bilinmektedir. Antimon, bizmut kloroplatina, kurşun, civa,
gümüş ve bakır iyonları.
Kadmiyum indirgeme metodu
Nitrat çözeltisi amalgama kadmiyum dolgusundan geçirildiğinde eşdeğer
miktarda nitrite indirgenmektedir. Nitrat, sulfanil amit ve N – ( 1 – naftil ) –
Limnoloji-120
etilen diamin ile muamele edilerek renk oluşturması sağlanır ve kolorimetrik
olarak ölçülür.
Nitrat Azotu Tayini
Birinci behere 2 ml. Örnek konur ve üzerine 1 ml. Brusin sülfat ( çok zehirli
) ilave edilerek karıştırılır. İkinci behere ise 10 ml. H2SO4 çözeltisi konur ve
ikinci beher birinci behere yavaş yavaş dökülür. Boşalan behere 10 ml. destile
su konarak su, asidin üzerine yavaş yavaş boşaltılır.
Şahit çözeltide aynı metotla hazırlanır ve 420 ‫ ’גּ‬lu spektrofotometrede
sıfırlanır. Daha sonra örneğin absorbsiyonu okunarak formülde yerine konur.
C = K x Absorbsiyon + B formülünden nitrat azotu mg / lt olarak saptanır.
K = 24,973
B = - 0,2479’ dur.
Nitratı bulmak içinse çıkan sonuç 4,43 ile çarpılır.
2.2.2. NİTRİT
Nitrit proteinli maddelerin bozunması sonucunda suya
geçer. Normal olarak içme sularında, 0.1 mg / lt’ nin üzerinde
değildir. Evsel atıklarda bulanan amonyaklı bileşiklerin
nitrifikasyonu sonucu ara bileşik olarak nitrit oluşur. Nitrit
azotu; azotun diğer şekilleri ile birlikte ise organik kirlilik
şeklinde görülür.
Nitrit tayini için kullanılan yöntemlerin tümü spektrofotometriktir ve 4
grupta toplanabilir :
Aromatik aminlerin diazosiasyonu ve azo boyaları ile birleştirilmesi
Organik molekülün nitrit vasıtası ile oksidasyonu
Serbest kromojen radikallerinin oluşumu
Nitraso bileşiklerinin teşkili
Burada sunulan nitrit tayini yöntemi ise, basit ve hızlı bir spektrofotometrik
yöntemdir ve mikro ölçekteki nitriti tayin için uygundur. Yöntemin esası, asit
ortamda zirkonil iyonları ile resorsinol’ ün reaksiyonu sonucu şelat oluşumuna
dayanır. Bu yöntemin avantajları yüksek seçimlilik, düşük reaktif toksisitesi,
oluşan yüksek hassasiyet ve tekrarlanabilirliğinin kolay olmasıdır. Oluşan
şelatın absorbansı 347 nm’ de ölçülür. Spektrofotometrik tayin 1.0 cm’ lik
küvetler yardımı ile yapılır. Bu yöntem ile 1 ppm konsantrasyona kadar nitrit
iyonu tayin edilebilir. Yöntemin diğer bir avantajıda çok kısa sürede sonuç
vermesidir.
Araç ve Gereçler
a.
Spektrofotometre ( 1 cm’ lik cam küvetleri olması gerekir )
b. pH metre
Limnoloji-121
Reaktifler
a.
Reaktif A
1 gr Resorcinol ve 1,1 g. Zirkonil klorür oktahidrat; destile suda çözülür.
7.5 ml derişik HCl katılır ve çözelti500 ml’ ye seyreltilir.
b. Reaktif B
1 gr sodyum sülfat ve 1.5 gr sodyum asetat trihidrat 500 ml çift destile suda
çözülür. Reaktif A ve Reaktif B, soğukta ve renkli şişelerde saklanmalıdır. Eğer
bu şekilde saklanırlarsa haftalarca dayanırlar.
c.
Nitrit standart çözeltisi
0.5 gr . NaNO2 behere konur ve 24 saat etüvde kurutulur. Stok çözelti
0.3749 gr kurutulmuş NaNO2’ i 250 ml destile suda çözerek hazırlanır. Bu
1000 ppm NO2’ ye eşdeğerdir. Bu çözelti seyreltilerek istenen
konsantrasyonlarda standart çözelti hazırlanır.
Deneyin Yapılışı
Pipetle 2 ml numune alınır ve 10 ml’ lik bir tüpe konur. Numuneye 4 ml
Reaktif A ve 4 ml Reaktif B ilave edilir ve iyice karıştırılır. Reaksiyonun
tamamlanması için 3 dakika beklenir ve çözeltinin absorbansı 1 cm’ lik cam
küvetlerde,347 nm’ de spektrofotometreden okunur. Yöntem için optimum pH
aralığı 1.3 – 2.4 olarak verilmektedir.
Sonucun Hesabı
Numunenin okunan asorbansına karşı gelen NO2 konsantrasyonu; ( ppm )
olarak daha önceden nitrit standartları ile hazırlanmış kalibrasyon eğrisinden
bulunur.
Nitrit Azotu Tayini
Bu yöntemde öncelikle örneğin ve saf suyun pH = 6,5 – 7,5 arasında olması
sağlanmalıdır. Bunun için HCl veya NaOH’ dan yararlanılarak ayarlama
yapılır.
50 ml. örnekte yapılan bu ayarlamadan sonra örneğin üzerine 1 ml.
sülfanilik asit, 1 ml. naftilamin ve 1 ml. sodyum asetat ilave edilerek karıştırılır.
Aynı yöntemle şahit çözeltide hazırlanır ve 520 ‫ ’גּ‬da spektrofotometrede
sıfırlanır.
Örneğin absorbsiyonu spektrofotometrede okunur ve formülde yerine
konulur.
C = K x Absorbsiyon + B formülünde sonuç mg / lt cinsinden nitrit azotunu
verecektir.
K = 0,3846
B = - 0,0184
Nitriti bulmak içinse çıkan sonuç 3,29 ile çarpılır.
2.2.3. Fosfat
Limnoloji-122
Fosfat, doğal sularda ve atık sılarda çoğunlukla çeşitle
fosfat bileşikleri halinde bulunur. Bu bileşikler; ortafosfatlar,
kondanse fosfatlar ( piro, meta ve polifosfatlar ) ve organik
bağlı fosfatlar olarak gruplandırılabilirler.
Derişik fosfat formları, atık sulara ve kirletilmiş sulara
çeşitli kaynaklardan gelirler. Bu, çamaşırhane veya diğer
temizlik yerlerinde kullanıldığında büyük miktarda kondanse fosfat bileşikleri,
suya ilave edilebilir. Su getirme sistemlerinde polifosfatlar, korozyon
kontrolünde kullanılırlar. Fosfatlar yoğun bir şekilde kazan sularının
tasfiyesinde kullanılırlar. Zirai alanlara gübre olarak verilen orta fosfatlarda
yağmurlarla yıkanma sonucu yüzeysel sulara taşınırlar. Organik fosfatlar,
biyolojik prosesler sonucu oluşurlar. Evsel atıklar ve gıda maddesi kalıntıları ile
kanalizayon sistemine gelirler.
Fosfor, organizmaların büyümesinde esas olan nutrienlerden birisidir ve su
kütlelerinde üretimi kısıtlayan bir elementtir. Evsel atık sular önemli
miktarlarda fosfor bileşikleri içerirler. Biyolojik arıtma esnasında bu fosforun
bir kısmı kullanılmakla beraber; genellikle biyolojik arıtma için gerekenden
fazladır ve biyolojik arıtmadan çıkan arıtılmış sularda fosfor bulunur. Ham ve
arıtılmış atık sular; zirai drenajlar ve bazı endüstriyel atıklar ile alıcı sulara
gelen fosfat bileşikleri büyümeyi ve gelişmeyi hızlandırır ve istenmeyen
miktarlarda fotosentetik, akuatik, mikro ve makro organizmalar gelişir. Çoğu
endüstriyel atık sular ise fosfor içermezler ve bunların biyolojik olarak
arıtılması için anorganik fosfat bileşiklerinin atık suya ilave edilmesi ve BOI :
N : P oranının ayarlanması gerekir.
Fosfat analizleri genellikle iki işlem kademesinden oluşur.
1. Analizlenen fosfor formunun çözünen orta fosfata dönüştürülmesi
2. Çözünen orta fosfatın kolorimetrik tayini
Filtre edilebilen çözünmüş ve filtre edilemeyen ( partikül halindeki )
fosfatların birbirinden ayrılması, 0.45 mikrometrelik membran filtreden
geçirme ile yapılır.
Ön hidroliz kademesi veya parçalama kademesi uygulamaksızın analizlenen
fosfatlar “ ortofosfat “ olarak dikkate alınır.
Pratikte, numunede mevcut toplam fosfat analitik olarak, filtre edilebilen ve
partiküler halde ( filtre edilemeyen ) olmak üzere iki kısma ayrılır. Çoğunlukla
bu ayırım çözünen ve süspanse fosfotlar olarak yapılır. Bu üç fraksiyonun
(numunedeki toplam, çözünmüş ve partikül) her biri de kendi arasında üçe
bölünmektedir. Orto, asit ile hidrolize olabilen ve organik fosfatlar. Bu toplam
12 fosfat fraksiyonu tablo 1’ de özetlenmiştir.
Tablo 1.
Kimyasal
Tipler
edilemeyen
Fosfat fraksiyonu sınıflandırılması
Fiziksel durumlar
Toplam
Filtre edilebilen
( çözünmüş )
Limnoloji-123
( partiküller )
Filtre
Toplam
edilemeyen
a ) Toplam filtre
e ) Toplam filtre
edilebilen ve filtre
edilemeyen fosfat
Orto
edilemeyen
edilebilen fosfat
b ) Toplam filtre
edilebilen ve filtre edilemeyen ortofosfat
i )Toplam filtre
fosfat
f ) Filtre edilebilen
ortofosfat
j )Filtre
ortofosfat
Asit ile
c ) Toplam filtre edilebi- g ) Filtre edilebilen k ) Filtre
edilemeyen asit
hidrolize olabi- len ve filtre edilemeyen asit ile hidrolize
ile hidrolize
olabilen
len
asit ile hidrolize olan
edilebilen fosfat fosfat
fosfat
Organik
edilmeyen
Fosfat
fosfat
d ) Toplam filtre edilebilen h ) Filtre edilebilen
ve filtre edilemeyen
organik fosfat
ı ) Filtre
organik
organik fosfat
Fosfat Tayini İçin Yöntem Seçimi
a.
Parçalama Metodları
Süspansiyonda ve organik madde ile birlikte bulunan fosfor nedeni ile
toplam fosfatı tayin etmek için parçalama işlemi gerekli olmaktadır. Parçalama
işlemi ile C – P ve C – O – P bağları parçalanır ve süspanse madde, fosforu
çözünen ortofosfat halinde açığa çıkarmak üzere çözünür hale getirilir.
Üç parçalama metodu verilir. Perklorik asit metodu en dikkatli uygulanması
gereken ve zaman alıcı bir metod olup sadece sediment numuneleri gibi güç
numuneler için tavsiye edilmektedir. Nitrik asit – sülfürik asit metodu çoğu
numuneler için tavsiye edilir. Bu basit metod ise persülfat oksidasyon
tekniğidir. Bu metodun yukarıda belirtilen iki parçalama metodundan biriyle
kontrolü yapılması ve benzer sonuçlar elde edilirse kullanılması tavsiye
edilmektedir.
b.
Kolorimetrik metodlar
Ortofosfat tayini için üç metod verilmektedir. Metod seçimi büyük oranda
ortofosfat konsantrasyonu sınırına bağlıdır. 1 – 20 mg. P / lt. sınırındaki fosfor
konsantrasyonları için vanada molibdik asit metodu uygundur. Kalay klorür
veya askorbik asit metodu 0.01 – 6 mg. P / lt. sınırı için uygundur.
Limnoloji-124
Fosfat Tayini İçin Numunelerin Ön Hazırlık İşlemleri
Ön filtrasyon işlemi
Filtre edilebilen ortofosfat, filtre edilebilen ve asit ile hidrolize olan fosfat
ve toplam filtre edilebilr fosfat 0.45 mikron per çapındaki membran filtreden
süzülen numunelerde tayin edilir. Kullanmadan önce membran filtre destile
suyla ıslatılır. Membran filtre yıkandıktan sonra; süzme aparatına yerleştirilir,
vakum kaynağı çalıştırılarak numune filtre kağıdından süzülür. Analiz için
gerekli miktarda numune toplanır.
Toplam fosfor için ön çalışma işlemi
Numunenin toplam fosfat içeriği, ortofosfatları, kondanse fosfatları (
çözünen ve çözünmeyen ) ve organik anorganik türleri içerir. Gereken
parçalamanın şiddeti numunenin tipine bağlıdır. Persülfat parçalama metodu;
iyi fosfat kazanma sağlandığından bu yöntemin uygulanması uygun olur.
Parçalama işleminden sonra, açığa çıkan ortofosfat, kolorimetrik yöntemlerden
biri yardımı ile tayin edilir.
Parçalama yöntemlerinden sülfürik asit – nitrik asit parçalanması aşağıda
anlatılmıştır.
Sülfirik asit – nitrik asit parçalanması
Araç ve Gereçler
a.
Parçalama cihazı
b. Mikrokjeldahl kabı
Reaktifler
a.
Sülfürik asit, H2SO4, konsantre
b. Nitrik asit, HNO3, konsantre
c.
Fenolftalain indikatör çözeltisi
d. Sodyum hidroksit, NaOH
İşlemin Yapılışı
a. Mikrokjeldahl kabına, istenen miktarda fosfor içeren numune ölçülür ve
konur. 1 ml. konsantre H2SO4 ve 5 ml. konsantre HNO3 ilave edilir.
b. Numune 1 ml. hacme kadar parçalanma için bekletilir ve çözelti renksiz
hale gelene kadar parçalama işlemine devam edilir.
c. Numune soğutulur ve yaklaşık 20 ml. destile su ilave edilir. 1 damla
fenolftalain indikatörü ilave edilir ve çözeltide hafif pembe renk oluşana kadar
1 N NaOh çözeltisi ile titre edilir. Nötralize edilmiş çözelti süspanse maddeleri
ve bulanıklığı uzaklaştırmak üzere filtrelenir ve 100 ml.’ lik volumetrik kaba
alınır. Numunenin hacmi destile su ile 100 ml.’ ye ayarlanır.
d. Numunedeki fosfor içeriği; Vanadomolibdofosforik asit kolorimetrik
metodu, kalay klorür metodu veya askorbik asit metodu yardımı ile bulunur.
Standartların her biri için asit ile parçalama işlemi uygulanarak kalibrasyon
eğrileri hazırlanmalıdır.
Kalay Klorür Yöntemi İle Fosfat Tayini
Yöntemin prensibi
Limnoloji-125
Fosfatın tayin yöntemlerinden biri de kalay ( II ) klorürün
indirgen madde olarak kullanıldığı kolorimetrik yöntemdir. Bu
yöntemde fosfat iyonları amonyum molibdat ile amonyum
fosfo molibdat oluşturur. Bu bileşiğin kalay ( II ) klorür ile
indirgenmesi sonucu molibden mavisi kompleksi oluşur.
Oluşan bu kompleksin rengi fosfat konsantrasyonu ile orantılı
olduğundan ortofosfat konsantrasyonu renk şiddeti ölçülerek kolorimetrik
olarak bulunur.
Araç ve Gereçler
a.
Spektrofotometre
b. Aspiratör
c.
Cam malzeme
Reaktifler
a.
Fenolftalein indikatör çözeltisi
b. Kuvvetli asit çözeltisi :
300 ml derişik H2SO4, yaklaşık 600 ml destile suya ilave edilir ve
soğutulur. Soğuyunca 4 ml konsantre HNO3 ilave edilir ve 1 lt’ ye tamamlanır.
c.
Amonyum molibdat reaktifi I :
25 gr ( NH4 )6Mo7O24 . 4H2O . 175 ml destile suda çözülür.dikkatli bir
şekilde 166 ml derişik H2SO4, 400 ml destile suya katılır, soğutulur, molibdat
çözeltisi ilave edilir ve 1 lt’ ye seyreltilir.
d. Kalay klorür reaktifi I :
2.5 gr taze SnCl22H2O 100 ml gliserinde çözülür. Su banyosunda ısıtılır ve
cam baget ile karıştırarak çözünmesi sağlanır. Bu reaktif dayanıklıdır ve özel
bir saklama işlemi gerektirmez.
e.
Standart fosfat çözeltisi :
Destile suda 219.5 mg anhidro potasyum dihidrojen fosfat ( KH2PO4 )
çözülür ve destile su ile 1 lt’ ye seyrelterek hazırlanır. Bu çözeltinin 1 ml’ si 50
mikrogram PO4 – P’ dir.
f.
Ekstraksiyon için gerekli reaktifler :
I. Benzen – izobutanol çözeltisi : Eşit hacimde benzen ve izebutil alkol
karıştırılır. (bu çözelti kolaylıkla alev alır )
II. Amonyum molibdat reaktifi II : 40.1 ( NH4 )6Mo7O24 . 4H2O, yaklaşık
500 ml destile suda çözülür. Yavaşça 396 ml molibdat reaktifi I katılır.
Soğutulur ve 1 lt’ ye seyreltilir.
III. Alkollü sülfürik asit çözeltisi : Dikkatli bir şekilde 20 ml konsantre
H2SO4, 980 ml metil alkole sürekli karıştırarak ilave edilir.
IV. Seyreltik kalay klorür reaktifi II : 8 ml kalay klorür reaktifi II. 50 ml
gliserin ile karıştırılır. Bu reaktif 6 ay süre için dayanıklıdır.
Deneyin Yapılışı
a.
Numune ön işlemleri
Renk ve bulanıklığı olmayan, 0.2 mg’ dan fazla P içermeyen, 100 ml
numuneye 1 damla ( 0.05 ) ml fenolftalein indikatörü ilave edilir. Numune
rengi pembeye dönerse kuvvetli asit çözeltisi damlatılarak renk giderilir. Eğer
Limnoloji-126
rengin giderilmesi için 5 damladan fazla asit gerekirse, ilk renk giderilmesinden
sonra daha az numune alınarak 100 ml’ ye destile su ile seyreltilir.
b. Renk geliştirilmesi
Her ilaveden sonra karıştırılarak 4.0 ml molibdat reaktifi I. ve 0.5 ml ( 10
damla ) kalay klorür reaktifi I. numuneye ilave edilir. Renk gelişimi hızı ve
renk şiddeti son çözeltinin sıcaklığına bağlıdır. 1°C’ lik sıcaklık artışı, renk
şiddetini % 1 oranında arttırır. Bu nedenle numuneler, standartlar ve reaktifler
20 – 30 °C sıcaklık sınırında saklanmalı ve birbirlerinden sıcaklık farkları 2°C’
yi geçmemelidir.
c.
Renk ölçümü
10 dakika sonra,12 dakikadan önce olmak üzere, geliştirilen renk 690 nm’
de spektrofotometrede ölçülerek sonuç kalibrasyon eğrisiyle karşılaştırılır.
Çeşitli konsantrasyon aralıklarına göre seçilmesi gereken ışık yolları aşağıda
verilmiştir.
Yaklaşık P
Işık Yolu
sınırı ( µg / lt )
0.3 – 2
( cm )
0.5
0.1 – 1
2
0.007 – 0.2
10
Şahit olarak destile su kullanılır. Deney sırasında daima şahit
kullanılmalıdır. Renk başlangıçta arttığı, sonra azaldığı için standart ve numune
ölçümleri eşit zaman aralıklarında gerçekleştirilmelidir. Herbir numune için en
az bir standart günlük olarak hazırlanmalıdır. Kalibrasyon eğrisi 300 – 2000 µg
/ lt konsantrasyon sınırının üzerinde doğru çizgiden sapma gösterebilir.
d. Ekstraksiyon
Girişimler fazla olduğunda veya daha fazla hassasiyet istenildiğinde, fosfat
aşağıdaki şekilde ekstrakte edilir. Uygun miktarda numunede 100 ml’ lik bir
ölçülü kaba alınır ve gerekirse 40 ml’ye destile su ile seyreltilir. 50 ml benzen –
izobütanol çözücü ve 15 ml molibdat reaktifi II. ilave edilir. Ayırma hunisinin
ağzı kapatılarak 15 sn. şiddetle çalkalanır. Eğer numunede polifosfat mevcutsa;
herhangi bir gecikme sebebi ile ortofosfat konsantrasyonu şeklinde ölçülecek
olan polifosfat konsantrasyonu artar. Ayırma hunisinin ağzı açılarak ayrılan
organik fazdan 25 ml çekilir. Bu esnada aspiratör çalıştırılması tavsiye
edilmektedir. 50 ml’ lik erlene alınan bu çözeltiye 15 – 16 ml alkollü sülfürik
asit çözeltsi katılır. Hafifçe karıştırılarak 0.5 ml ( 10 damla ) kalay klorür
reaktifi II. İlave edilir. Tekrar karıştırılır ve alkollü sülfürik asit çözeltisi ile 50
ml’ ye seyreltilir. İyice karıştırılır. 10 dakika sonra ve 12 dakikayı geçmemek
üzere, şahit numuneye karşı spektrofotometrede 625 nm’ de okuma yapılır.
Şahit numune 40 ml destile suya, yukarıda anlatılan işlemi uygulanarak
hazırlanır. PO4 ( fosfat ) konsantrasyonu, aynı işlemle hazırlanmış standart
eğriden yararlanarak bulunur.
Sonucun Hesabı
Limnoloji-127
Sonuçlar aşağıdaki bağıntıdan hesaplanır :
mg / lt P = mg P x 1000
ml numune
Pratik Yöntem
Fosfat tayini yapılacak örnekten100 ml. alınır ve içine iki damla
fenolfthalein, 4 ml. amonyummolibdat ve on damla kalayklorür konarak
karıştırılır.
Aynı işlem şahit çözelti hazırlanmasında da uygulanır. Şahit 690 ‫גּ‬
spektrofotometrede sıfırlanır ve ardından örneğin absorbsiyonu okunarak
formülde yerine konur.
C = K x Absorbsiyon + B formülünden sonuç mg / lt olarak hesaplanır.
K = 0,4631
B = 0,0177
2.2.4. Sülfat
Sülfat doğada yaygın bir şekilde bulunur ve doğal sularda
değişen konsantrasyon aralığında bulunur. Sülfat tayini için
metod seçimi sülfatın konsantrasyonunun ve hassasiyet
değerine bağlıdır. Gravimetrik yöntemlerde kalıntının
yakılmasında önerilen standart metod olup kalıntının
kurutulmasına dayanan metod n . metod A’ ya çok benzer.
Yalnız bu metotta filtrenin ve kalıntının kurutulması için ısıl işlemin
uygulanması gerekmektedir. Bu metod çok hassasiyet gerektirmeyen rutin
çalışmalarda kullanılır. Türbidimetrik metod ( metod C ), çok hızlı bir metod
olup 10 mg / lt.’ den daha yüksek sülfat konsantrasyonlarında A ve B daha az
hassas olmasına karşın, 60 mg / lt’ ye kadar olan konsantrasyonların ölçümünde
uygulanır. Organik madde numunede mevcut olduğunda; bazı bakteriler sülfatı,
sülfüre indirgeyebilir. Bundan kaçınmak için çok kirli numuneler düşük
sıcaklıklarda saklanır veya formaldehit ile işleme tabi tutulur. pH 8.0’ in
üzerinde; sülfit çözünmüş oksijen ile sülfata okside edilebilir. Eğer numuneler
sülfit içeriyorsa pH’ nın, bu seviyenin altına ayarlanması gerekir.
a.
Metod A ile sülfat tayini ( kalıntının yakılmasını içeren gravimetrik
metod ) =
Sülfat, hidroklorik asitli ortamda baryum klorür ilavesi ile baryum sülfat olarak
çöktürülür. Çökelme kaynama sıcaklığına yakın bir sıcaklıkta yapılır ve
parçalanma periyodundan sonra çökelek filtrelenir; klorür içermeyene dek su
ile yakılır veya kurutulur ve BaSO4 alarak tartılır.
Sülfatın gravimetrik tayininde pozitif ve negatif balalar söz konusudur,
girişimleri iki grupta incelenebilir. 1) Yüksek sonuçlara neden olan girişimler;
süspanse madde, baryum klorür çöktürme maddesi, nitrat, sülfit ve su pozitif
hatalara neden olan başlıca faktörlerdir. Çözülür haldeki silikatların çözünmez
hale geçmesi sağlanabilir. Sülfit, numune işlemleri esnasında sülfata okside
olabilir. Baryum nitrat, baryum klorür ve su belli ölçüde baryum sülfata ilave
olurlar ve pozitif hataya neden olabilirler. Bunlardan su; yüksek sıcaklıkta
yakma esnasında numuneden uzaklaştırılabilir. 2) Düşük sonuçlara neden olan
Limnoloji-128
girişimler; Alkali metal sülfatlar çoğunlukla düşük sonuçlara sebep olurlar. Bu
durum özellikle alkali hidrojen sülfat için geçerlidir. Baryum sülfatlar ile alkali
sülfatların yer değiştirmesi çökelekteki baryum yerine, daha düşük atom
ağırlıklı bir elementin geçmesi şeklinde olur. Hidrojen sülfat, alkali maddeler
gibi davranırlar ancak ilaveten ısıtılacaklarında ayrışırlar. Krom ve demir gibi
ağır metaller sülfatın tamamen çökelmesinde girişim yaparlar ve ağır metal
sülfatların oluşmasına neden olurlar. Baryum sülfatın asit ortamında küçük ama
belli bir çözünürlüğü vardır. Baryum karbonat ve fosfatın çökelmesini önlemek
için asit ortam gerekli olmakla beraber; asit ortamın çözünürlük etkisini
minimumda tutmak üzere konsantrasyonunu kısıtlamak önemlidir.
Araç ve Gereçler
a.
Buhar banyosu
b. Termostat kontrollü kurutma fırını
c.
Muffle fırını
d. Desikatör
e.
Analitik hassas terazi
f.
Filtre kağıdı
Reaktifler
a. Metil kırmızısı indikatör çözeltisi : 100 mg. metil kırmızısı sodyum tuzu
destile suda çözülür ve 100 ml.’ ye seyreltilir.
b. Hidroklorik asit HCl : 1 + 1
c. Baryum klorür çözeltisi :
160 gr. BaCl2, 2H2O, 1 lt destile suda çözülür. Membran filtreden veya bu
deney için özel olarak hazırlanmış filtre kağıdından süzülür. Hazırlama işlemi
sırasında filtre kağıda asit ile yıkanır. Külsüz filtre kağıdı, ince çökelekler için
yeterince kalıcı ortam temin edecek yapıdadır. Baryum klorür çözeltisinin 1
ml.’ si yaklaşık olarak 40 mg SO4 çöktürebilecek özelliğe sahiptir.
e.
Filtrasyon ve tartma :
Az miktarda külsüz filtre kağıt hamuru BaSO4 ile karıştırılarak oda sıcaklığında
filtrelenir. Kağıt hamuru filtrasyona yardım eder. Çökelek az miktardaki destile
su ile; yıkama suyu hiç klorür içermeyene kadar yıkanır. Filtre kağıdı kurutulur
ve 800°C’ de 1 saat süre ile yakılır. Filtre kağıdının alev almamasına dikkat
etmelidir. Daha sonra fırından çıkarılır, desikatörde soğutulur ve tartılır.
Sonucun Hesabı
mg / lt SO4 = mg BaSO4 = 411.5
ml numune
Metodun Hassasiyeti ve Doğruluğu
Bu gravimetrik sülfat tayini metodunun relatif standart sapması % 4.7 ve
relatif hatası % 1.9’ dur.
•
Kalıntının kurutulmasına dayanan gravimetrik metod :
Bu yöntemde filtre kağıdı dışında Metod A’ da kullanılan tüm araç ve gereç
kullanılmalıdır. İlaveten cam filtre ( ya da membran filtre ) süzme aleti, ve
vakum fırın gereklidir.
Çökeltme Metod A’ daki gibi yapılır. Yalnızca bu yöntemde çökelek
kurutulur ve tartılır. Hesaplama aynı şekilde yapılmaktadır.
Limnoloji-129
•
Türbidimetrik metod :
Sülfat iyonu hidroklorik asitli ortamda baryum klorür ile çöktürülür. Öyle ki
baryum sülfat kristalleri üniform boyutta oluşur. Baryum sülfat
süspansiyonunun absorbansı nofelometre ile ölçülür. Sülfat iyonu
konsantrasyonu kalibrasyon eğrisinden okunur.
Pratik Yöntem
100 ml. örneğin içine 5 ml. asit – tuz çözeltisi ilave edilerek cam bagetle
karıştırılır ve 1 kaşık baryumklorür eklenerek çözününceye dek
elektromanyetik karıştırıcıda tutulur.
Aynı yöntemle şahit çözeltide hazırlanır ve 420 ‫ ’גּ‬lu spektrofotometrede
sıfırlanır. Ardından örneğin absorbsiyonu okunur ve formülde yerine konur.
C = K x Absorbsiyon + B formülünden sonuç mg / lt olarak hesaplanır.
K = 3,973
B = - 0,4510
3. Suyun Diğer Kimyasal Özellikleri
3.1. pH
3.2. Sertlik
3.3. Asit Bağlama Yeteneği
3.4. Tuzluluk
Suyun diğer kimyasal özelliklerinin başında pH, sertlik ve asit bağlama
yeteneği ( SBV ) gibi özellikler gelir.
3.1. pH :
Sudaki H+ iyonlarının konsantrasyonu olarak adlandırılır.
Değeri 0 ve 14 arasında değişir, pH = 7 nötr durumu, 7’ den
büyük değerler bazik ( alkali ) ortamı, 7’ den küçük değerler
asidik ortamı gösterir. Bazik özellik ( OH ) hidroksil
iyonlarının konsantrasyonunun, asidik özellik ( H ) Hidrojen
iyonlarının konsantrasyonunun fazlalığını gösterir. ( Nötr
durumda OH = H’ dır ).
pH elektro ya da kalorimetrik yöntemlerle ölçülür. Ancak bazı renk
maddeleri ilede baz ve asidite saptanır. Örneğin turnusol kağıdını kırmızıya
çeviriyorsa ASİDİK, kırmızıyı maviye çeviriyorsa BAZİK ortamı ifade eder.
pH değerleri ; suyun sıcaklığına, CO2 miktarına, suyun asit bağlama
yeteneğine ( SBV ), O2 miktarına, sudaki toksik maddelere ve gazlara bağlı
olarak değişiklikler gösterir.
pH 11 – 14 : Çok kuvvetli bazik. Bu özellik su altı bitkilerini
vefitoplanktonların yoğun olduğu sularda ya da fotosentez hızının yüksek
olduğu günlerde görülür.
pH 9 – 10 : Kuvvetli bazik. Genellikle amonyak ve amonyum bileşiklerinin
fazla bulunduğu sular bu özelliktedir.
pH 7.5 – 8.5 : Hafif bazik. SBV değeri yüksek olan sularda görülür.
Limnoloji-130
pH 5.5 – 6.5 : Hafif asidik. Organik maddece zengin, çürüme olayının
yoğun olduğu göllerde görülür. Ayrıca kalker bakımından fakir olan sularda da
organik maddelerin etkisiyle asidik ortam oluşabilir. SBV değeri 0.5’ in
altındadır.
pH 4.5 – 5 : Kuvvetli asidik. SBV’ nin bulunmaması belirgin kriterdir.
Organik maddeler ve sanayi atıklarının bol olduğu H2S’ li sularda görülür.
Suyun pH’ ını etkileyen başlıca faktörler şöyle sıralanabilir :
A. Suyun pH’ ını Doğrudan Etkileyen Faktörler
1. İnorganik olanlar
a.
Kuvvetli, yüksek iyonlar, asitler. ( HCL, H2SO4 )
b. Karbonik asit, zayıf ve düşük iyonlu asitler.
c.
Potasyum sülfat gibi orta ya da az iyonlu asit tuzları.
d. Zayıf bazik ve kuvvetli asit tuzları ( Alüminyum klorit, Amonyum
sülfat....gibi )
2. Organik olanlar
a.
Oksalik asit gibi kuvvetli ve yüksek iyonlu asitler.
b. Asetik asit gibi zayıf ve düşük iyonlu asitler.
c.
Potasyum sülfat gibi asit tuzları
d. Alüminyum sitrat ve amonyum oksalat gibi zayıf baz ve kuvvetli asit
tuzları
e.
Aminoasitler
f.
Umik asit gibi düşük iyonlu asitler
B. Suyun pH’ ını Dolaylı Olarak Etkileyen Faktörler
1. İnorganik olanlar, özellikle kolloidal çamur.
2. Organik olanlar, özellikle kolloidal humus.
Doğal suların pH’ ı genellikle 6.5 ile 8.5 arasındadır. Ender olarak sınırları
3.2 ile 10.5 değerlerine ulaşır.
Canlıların değişik pH değerlerine göre adapte oldukları suları şu şekilde
sınıflandırmak mümkündür;
a. Yumuşak sular : pH’ ı 6’ dan küçük sular. PH 5’ in altında kitlesel balık
ölümleri başlar. Verimsiz olan bu tür asidik ortamda Chaoborus türleri yaşar.
b. Orta sular
c. Sert sular : pH değerleri 8’ den büyüktür. Alglerin gelişmesi için uygun
sulardır. Algler çoğunlukla pH 9’ un üzerinde gaz CO2 bulunmadığında CO2
için HCO3’ ü CO3’ e parçalarlar. 5’ in altındaki ve 10’ un üzerindeki pH
değerleri balıkların yaşayamayacağı extrem değerlerdir. Bunlar için pH 5 – 9
arası olmalıdır. Akuatik bitkilerden Isotes, Sparganium türleri için pH 7.5’ in
altı, Elodea ve Potamegaton türlerinin ise 7.7 – 8.8 arası uygun değerlerdir. pH
değeri 10.8 olduğunda sazanlar, 10.7’ de turnalar, 9.2’ de alabalıklar ve alglerin
büyük çoğunluğu ölür. En ideal değerler pH 6.5 – 8.5’ tur.
Genel Bilgiler
PH bir çözeltinin asitlik özelliğinin göstergesi olup hidrojen iyonu aktivitesinin
eksi logaritmasına eşittir. Çevre mühendisliği uygulamalarında önemli bir yer
tutan pH değeri, su zemininde, koagülasyon, dezenfeksiyon, su yumuşatma ve
korozyon kontrolü gibi işlemlerde göz önüne alınır. Biyolojik süreçlerde, pH,
Limnoloji-131
istenen mikro organizmaların yaşamasına uygun olacak şekilde ayarlanır. doğal
suların çoğunun pH değeri 4 – 9 arasındadır. PH değeri, karbonat, bikarbonat,
karbondioksit, korozyon ve diğer asit baz dengeleri hesaplarında kullanılır.
pH, kolorimetrik ya da elektrometrik olarak ölçülebilir. Kolorimetrik yöntemde
renk, bulanıklık, tuzluluk, kolloidal maddeler ve bazı yükseltgen ve indirgenler
engelleme yaptıkları için kolorimetrik yöntem pek uygun değildir.
Yöntem
pH ölçümün standart yöntemi hidrojen elektrodu yöntemidir. Ancak, cam
elektrodun, girişimlerden daha az etkilenmesi ve hidrojen elektrotunun yaygın
kullanım için elverişli olmaması gibi nedenlerle ölçüm çoğunlukla kalomel
referans elektrotuna karşılık cam elektrotla yapılmaktadır.
Cam referans elektrot çifti 25°C’ de 59.1 mV / pH birimi şeklinde bir değişim
vermektedir.
Sıcaklığın pH ölçümü üzerine olan etkisi nedeniyle ölçüm sırasında sıcaklık
ayarı yapılması gerekmektedir.
Araç ve Gereçler
a.
Elektronik pH metre
b. Cam elektrot
c.
Referans elektrot : kalomel, gümüş, gümüşklorür ya da başka sabit
potansiyelli elektrot kullanılır.
d. Manyetik karıştırıcı
Standart çözeltiler
Genel hazırlık. Elektrot sisteminin, pH’ ı belli standart tampon çözeltiye karşı
kalibre edilmesi gereklidir. Tampon çözeltilerin zamanla bozulabileceği
düşünülerek, ayar çözeltisinin yeni hazırlanarak ölçüm yapılması uygundur.
Tablo 1’ e standart pH çözeltilerinin hazırlanmasına ilişkin bilgi verilmiştir.
Tablo 1. Standart pH çözeltilerinin hazırlanması
25°C’ da 1000 ml.
çözelti
Standart çözelti ( Molalite )
25°C’ da pH
için gerekli madde miktarı
Potasyum hidrojen tartarak
( 25°C’ de doygun )
KHC4H4O6
0.05 potasyum dihidrojen
sitrat
0.05 potasyum hidrojen
fitalat
0.025 potasyum dihidrojen
fosfat + 0.025 disodyum
hidrojen fosfat
3.557
3.776
4.008
6.865
6.4
g
11.41 g. KH2C6H5O7
10.12 g. KHC8H4O4
3.368 g KH2HO4
3.533 g KH2HPO4
standart çözeltilerin hazırlanması sırasında kullanılan destile suyun
iletkenliğinin 25°C’ da 2 mikrosiemenden küçük ve pH değerinin 5.6 – 6.0
arasında olması gerekir.
Deneyin Yapılışı
pH ölçümü yapılmadığı zamanlarda da elektrotların ucu çözelti içerisinde
tutulmalıdır. Kullanmadan önce elektrotlar destile su ile yıkanır, yumuşak bir
kağıt ile silinir. Alet tampon çözeltiler yardımı ile standardize edilir. Çözeltiye
Limnoloji-132
homojenliği sağlamak için sürekli karıştırmak gerekir. Numunenin pH’ ı
ölçülmeden önce sıcaklık ölçümü yapılır. PH metrede sıcaklık ayarı yapılır;
daha sonra pH değeri okunur. bir sonraki ölçmeden önce elektrotların tekrar
yıkanması gerekir. pH ölçümleri uzun aralıklarla yapılacaksa, her seferinde
yeniden standardizasyon gerekir.
3.2. Suyun Sertliği
Genel olarak, herhangi bir suyun sertliği denildiğinde o suyun
sabunu çöktürme özelliği anlaşılır. Sabun başlıca Ca++ ve
Mg++ iyonları tarafından çökeltilir. Ancak bu iyonlara oranla
su kaynakları içerisinde daha az miktarda bulunan diğer metal
iyonları da sabunun çöktürülmesinde etkilidirler. Al+++, Fe++,
Mn++, Sr++, Zn++ gibi metal iyonlarının yanında H+ iyonları da
çöktürme işleminde etkili olmaktadır. Fakat belirtilen bu iyonlara oranla Ca ve
Mg iyonları sularda daha fazla bulunduklarından, suların sertliği, su içerisinde
çözünmüş olarak bulunan toplam Ca++, Mg++ miktarının CaCO3 eşdeğeri olarak
tanımlanır.
Sularda sertliğe yol açan iyonların genellikle mg / l olarak CaCO3 eşdeğeri
olarak gösterilmesinin nedeni CaCO3’ ın standart olarak kolaylıkla
bulunabilmesi ve hesaplamalardaki kolaylık yönünden mol ağırlığının 100
olmasıdır.
Suyun sertliği içerisinde çözünmüş Ca++ ve Mg++ nadiren Sr++ ve Ba++’ un
bikarbonatları geçici sertlik yahut karbonat sertliğini, yine bu elementlerin
karbonat dışındaki tuzları kalıcı sertliği verir. Geçici sertlik denilmesinin
nedeni, belirli şartlarda her iki anyonunda serbest CO2 gazı verebilmesidir. Bir
suyun sertliği, o suyun temas etmiş olduğu topraklardaki minerallerin suda
çözünmesiyle yakından ilgilidir. Yer altı suları daha fazla oranda mineralle
temas ettiklerinden yüzey sularından daha serttir. Diğer taraftan, sularda
bulunan CO2, H2CO3 meydana getirmekte, bu asit da zayıf bir asit olmasına
rağmen karbonat bileşiklerini çözerek suya katılmasını sağlamaktadır.
Suların sertliğinin insan sağlığının üzerindeki etkisi yıllardır tartışılan bir konu
olmuştur. Bu konuda yapılan çalışmaların önemli bir grubunda, su sertliği ile
kalp hastalıkları arasında negatif bir ilişkinin varlığı ileri sürülmüştür. Bir kısım
çalışmalar sertlikten ziyade magnezyumun kalp hastalıklarının engellenmesinde
önemli rol oynadığını belirtmektedir.
İçme ve kullanma sularının sertliklerine göre sınıflandırılması bir çok
ülkede ayrı ayrı kabul edilen temel esaslara göre yapılmaktadır. Yapılan bir
sınıflandırmaya göre, toplam sertlik mg / l biriminde CaCO3 eşdeğeri olarak
verilmekte ve sertlik sınıfları belirtilmektedir.
Sertlik sınıfı
CaCO3 ( mg / l )
Yumuşak
0 – 50
Orta yumuşak
50 – 100
Limnoloji-133
Az sert
100 – 150
Orta sert
150 – 250
Sert
250 – 350
Çok sert ( acı )
350’ den fazla
Bazı ülkeler tarafından kullanılan sertlik derecesi esasları.
Sertlik derecesi
Esas alınan özellik
Fransız
10 mg / l CaCO3
Fransız
10 mg / l CaCO3
Alman
10 mg / l CaO
14.3 mg / l CaCO3
İngiliz
Rus
1 mg / l Ca
Amerikan
17.16 mg / l CaCO3
Bunlardan en çok kullanılan Fransız sertlik derecesidir.
Fransız sertlik derecesi
Sınıflama
0 – 7.2
çok yumuşak
7.2 – 14.5
yumuşak
14.5 – 21.5
hafif sert
21.5 – 32.5
orta sert
32.5 – 54.0
> 54.0
sert
çok sert
Ülkemizde Fransız sertlik derecesi kullanılır. 1 Fransız sertliğinin
hidrometri derecesi : 1 Fr. = 10 mg. CaCO3 / 1 lt. sudur. 1 Fransız sertliği =
0.56 Alman sertliği ( d ) = 0.70 İngiliz sertliğidir.
3.2.1. Magnezyum
Magnezyum doğal suların ana elementlerinden birisidir ve bolluk sırasında
1.25 mg / lt’ den daha büyük mg konsantrasyonları katartik ve diüretik etki
yaparlar. Kimyasal yumuşatma ve iyon değiştirme mg. ve mg. ile ilgili
sertlikleri en çok kullanılan yöntemlerdir. Mg. konsantrasyonu suyun arıtım
derecesine ve suyun kaynağına bağlı olarak 0 mg / lt’ den yüzlerce mg / lt.’ ye
kadar değişebilir.
Suların mg. tayini için 3 yöntem kullanılmaktadır.
1. Gravimetrik yöntem
2. Atomik absorbsiyon spektrofotometrik yöntemi
3. Hesap yöntemi
Uygun numune hacminin seçilmesi ile bu yöntemler tüm numunelere
uygulanabilmektedir.
Gravimetrik Yöntem İle Magnezyum Tayini
Yöntemin prensibi
Limnoloji-134
Amonyaklı çözeltide magnezyum kantitatif olarak diamonyum hidrojen
fosfat ile, magnezyum amonyum fosfat halinde çökelir. Çökelek yakılır ve
magnezyum pirofosfat olarak tartılır. Yöntemde şu iki husus arasında tercih
yapılmalıdır.
a. Amonyum tuzlarının ve aksanatın bozunmasını takiben tek bir çökelme
ile magnezyum amonyum fosfatın çökelmesi.
b.
Ön arıtma olmaksızın çifte çökelme, deneyde eğer zaman bir faktör
değilse, çifte çökelme tercih edilir.
( a ) yöntemi çok hızlıdır, ancak mekanik yolla olabilecek kayıplardan
kaçınmak için daha dikkatli olmak gerekir.
Gereçler
a.
Beher 250 ml’ lik
b. Magnetik karıştırıcı
c.
Otomatik hüret
Reaktifler
a.
Nitrik asit, HNO3, derişik
b. Hidroklorik asit, HCl, derişik, ( 1+1, 1+9 ve 1+99’ luk olarak
kullanılır).
c.
Metil red indikatör çözeltisi.
100 mg. metilen : sodyum tuzu destile suda çözülür ve 100 ml.’ ye
seyreltilir.
d. Diamonyum hidrojin fosfat çözeltisi:
Destile suda, 30 g. ( NH4 )2 HPO4 çözülür ve 100 ml. ye tamamlanır.
e.
Amonyum hidroksit, NH4OH derişik ( 1+19’ luk )
Deneyin yapılışı
a. Okzalat ve amonyum tuzlarının uzaklaştırılması ile kalsiyum tayininden
gelen filtrat ve yıkamaların tümüne 50 ml. derişik HNO3 ilave edilir ve ısıtıcıda
kuruluğa kadar buharlaştırılır. Kalıntı 2 – 3 ml. derişik HCl ile nemlendirilir ve
20 ml. destile su ilave edilerek ılıklaştırılır, filtrelenir ve yıkanır. Filtrata 3 ml.
derişik HCl, 2 – 3 damla metil red çözeltisi ve 10 ml. ( NH4 )2 HPO4 çözeltisi
katılır, soğutulur ve damla damla derişik NH4OH katılır ve bu esnada sabit bir
şekilde karıştırılarak rengin sarıya dönüşümü izlenir 5 dakika süre ile
karıştırılır, 5 ml. derişik NH4OH katılır ve 10 dakika daha şiddetlice karıştırılır.
Bir gece bekletilir. S&S No.589 filtre kağıdından süzülür. 1 + 19’ luk NH4OH
ile yıkanır ve sabit tartıma getirilmiş krozeye alınır. Çökelek kroze içinde
kurutulur ve filtre kağıdı yavaşça yakılır. 500°C’ de, kalıntı, tamamen beyaz
olana kadar ısıtılır. 1100°C’ de, 30 dakika süre ile yakılarak sabit tartıma
getirilir.
b. Çifte çökelme
Kalsiyum tayininden gelen birleşik filtrat ve yıkama suları ( Bunlar 60 mg.’
den fazla Mg içermezler ) toplanır; üzerine 2 – 3 damla metil red çözeltisi
katılır hacmi 150 ml’ ye ayarlanır. daha sonra ( 1+1 ) HCl ile asitlendirilir ve 10
ml. (NH4 )2 HPO4 çözeltisi ilave edilir. Soğutulur, damla damla derişik
NH4OH katılır ve sabit bir şekilde karıştırılır ve renk sarı olana kadar bu işleme
Limnoloji-135
devam edilir. 5 ml. derişik NH4OH ilavesi ile 5 dakika karıştırılır ve 10 dk.
daha hızlı karıştırılır. 1 gece bekletilir ve S&S : No.589 filtre kağıdında
filtrelenir. 1+19’ luk NH4OH ile yıkanır. Filtrat ve yıkamalar atılır. Çökelek 50
ml. ılık ( 1+9 ) HCl ile çözülür ve kağıt sıcak ( 1+99 ) HCl ile iyice yıkanır, 2 –
3 damla metil red çözeltisi ilave edilir ve hacim 100 – 150 ml.’ ye ayarlanır.
daha sonra 1 – 2 ml. ( NH4 )2 HPO4 çözeltisi katılır ve çökeltilir. Soğuk bir
yerde 4 saat veya tercihen 1 gece bekletilir. No : 589 S&S filtre kağıdından
filtrelenir ve ( 1+19 ) NH4OH ile yıkanır. Çökelek daha önceden temizlenmiş
ve sabit tartıma getirilmiş tartılmış bir krozeye alınır. Kroze içindeki çökelek
kurutulur ve filtre kağıdı yakılır. Kalıntı beyaz olana kadar 500°C’ de ısıtılır.
1100°C’ de, 30 dakika sürede, sabit ağırlığa gelene kadar yakılır.
Sonucun Hesabı
Mg / lt Mg = Mg2P2O7 x 218.5
ml numune
Hesap Yolu ile Mg. Tayini
Sudaki magnezyum konsantrasyonu, rutin analizler için, sertlik ve Ca’ nun
EDTA titrasyonu ile tayininden yararlanarak hesap yolu ile bulunabilir:
Mg / lt Mg = ( Toplam sertlik ( mg / lt CaCO3 ) – Ca sertliği ( mg / lt CaCO3 ) ) x 0.244
Magnezyum Tayini
50 ml. örneğin içine 1 ml. tampon çözelti konur. Üzerine dört
damla Eriochrom black – T indikatörü damlatılır. Pembe olan
renk mavi olana dek EDTA ile titre edilir. Sarfiyat okunarak
formülde yerine konur. ( Formül ileride verilecektir ).
3.2.2. Kalsiyum ( Ca )
İçme suyu temininde kullanılan sularda en bol bulunan elementlerden birisi
kalsiyum olup bol bulunurluk sırasında beşinci olarak yer almaktadır. Suyun
kireçteşı, dolomit, gips, içeren araziden geçmesi sonucu suya geçer. Suyun
kalsiyum içeriği kaynağa ve suyun arıtımına bağlı olarak sıfırdan yüzlerce mg /
lt’ ye kadar değişir. Sulardaki düşük kalsiyum içeriği metalik borularda
korozyona; yüksek kalsiyum içeriği de borularda CaCO3 tabakası oluşumuna
neden olur.
Kalsiyum, sudaki toplam sertliğin bir bileşenidir. Sudaki kalsiyum sertliğini
gidermek üzere kimyasal yumuşatma işlemi veya iyon değişimi yöntemleri
uygulanır.
Kalsiyum tayini için atomik absorbsiyon spektrofotometrik yöntemi;
Permanganat titrimetrik yöntemi veya EDTA titrimetrik yöntemi
kullanılmaktadır. Basit, hızlı ve iyi sonuç veren ve rutin analizler için çok
uygun olan “ EDTA titrasyon yöntemi ” kalsiyum tayini için en çok kullanılan
analiz yöntemidir. Bu nedenle burada “ EDTA titrimetrik yöntemi “ verilmiştir.
Limnoloji-136
Yöntemin Prensibi
EDTA ( Etilendiamintetraasetik asit veya tuzları ) suya ilave edildiğinde önce
kalsiyum ile birleşir. pH yeterince yüksek olduğunda Ca doğrudan doğruya
EDTA kullanılarak tayin edilebilir. Çünkü yüksek pH’ da magnezyum hidroksit
halinde çökelir ve kullanılan indikatör sadece Ca++ ile birleşir. kalsiyum pH=
12 – 13’ de EDTA ile kompleks oluşturur.
Bu test koşullarında Ca++ iyonu belirlenirken aşağıdaki iyon konsantrasyonları
girişim meydana getirmezler; Cu ( +1, +2 ) 2 mg / lt; Fe++ 20 mg / lt; Fe+3 20
mg / lt; Zn++ 5 mg / lt; Pb ( +2, +4 ) 5 mg / lt; Al+3 5 mg / lt; Sn 5 mg / lt.
Ortofosfat, deneyin pH koşulu uygun olduğundan Ca++ çöekelecektir.
Alkalinite 30 mg / lt’ den daha fazla ise dönüm noktasının belirlenmesine
nenden olur.
Gereçler
a.
b.
c.
Otomatik büret ( 25 veya 50 ml’ lik )
Pipetler
Erlenler
Reaktifler
• Sodyum hidroksit : 40 gr NaOH bir miktar destile suda çözülür
ve 1 lt’ ye tamamlanır.
• İndikatörler : Kalsiyum titrasyonu için pek çok indikatör
uygundur. Bir kısım ticari olarak hazırlanır. Ca++ ’ nın dönüm
noktasını tayin için Murexide ( Amonyum purpurat ) ilk uygun
indikatördür. Eriochrome Blue Black ( Renk indeksi 202 ) veya
Solochorome Dark Blue, renk değişiminin kırmızıdan saf
maviye dönüşümü nedeni ile uygundur. Kimyasal formülleri
Eriochrome Blue Black R için; Na – 1 – ( 2 – Hidroksi – l –
naftilaze ) – 2 naftol – 4 sülfanit asit.
1. Müreksit ( Amonyum purpurat ) İndikatörü :
Bu indikatör son dönüm noktasında pembeden erguvani ( mor ) renge dönüşür.
İndikatör çözeltisi 0.150 gr boyayı, 100 gr mutlak etilen glikolde çözerek
hazırlanır. Boyanın sudaki çözeltileri bir günden daha uzun süre dayanıklı
değildir. Boya toz ve katı NaCl karışımında dayanıklı bir indikatördür.
200 mg müreksit 100 gr katı NaCl ile karıştırılır ve havanda 40 – 50 besh’ e
kadar öğütülür. İndikatör ilave edilir edilmez titrasyon yapılmalıdır. Çünkü
alkali şartlarda stabil değildir. Son nokta için renk mukayesesinde 2.0 ml NaOH
çözeltisi – 0.2 gr katı indikatör karışımı ( ya da 1- 2 damla kullanılır ) ve kafi
miktar standart EDTA ( 0.05 – 0.10 ml ) ile titre edilir.
2. Eriochrome Blue Black R İndikatörü :
0.200 gr ince öğütülmüş boya ve 100 gr katı NaCl karıştırılır ve havanda 40 –
50 besh’ e kadar öğütülür. Ağzı kapalı kapta saklanır. 0.2 gr indikatör, titrasyon
için numuneye ilave edilir. Titrasyon süresince kırmızıdan mora ve saf maviye
doğru renk değişim olur.
Limnoloji-137
Bazı suların pH’ ı güzel bir renk değişimi elde etmek için 8 N NaOH ile pH 14’
e ayarlanır.
3. Standart EDTA titrantı; 0.01 M :
Standart EDTA titrantı tam olarak 0.0100 M’ dir ve 400.8 µg Ca / 1.0 ml’ ye
eşdeğerdir. 3.723 gr analitik saflıkta EDTA tartılır, destile suda çözülür ve 1000 ml’
ye destile su ile seyreltilir.
Deneyin Yapılışı
a.
Numune hazırlama :
Numunede yüksek pH’ da çalışıldığında alkali ilave edilir edilmez titrasyon
yapılır. 50 ml veya 50 ml’ ye seyreltilmiş numune alınır. Alkalinitesi 300 mg /
lt CaCO3’ tan daha fazla olan sert suların analizinde küçük miktarda numune
alınır ve 50 ml’ ye seyreltilir veya alkalinite asit ile nötralize edilir; 1 dakika
ısıtılır ve soğutulduktan sonra titre edilir.
b. Titrasyon :
Numunenin pH’ ını ayarlamak üzere 2.0 ml NaOH çözeltisi veya pH 12 – 13
olana kadar gereğince NaOH katılır ve karıştırılır. 0.1 – 0.2 gr seçilen
indikatörün karışımı ilave edilir. EDTA titrantı yavaş yavaş katılarak ve sürekli
karıştırma yapılarak son dönüm noktasına kadar titre edilir. İndikatör olarak
müreksit kullanıldığında titrantın 1 – 2 damla aşırısı katılır.
Sonucun Hesabı
mg / lt Ca++ = A x B x 400.8
ml numune
Kalsiyum sertliği
( mg / lt CaCO3 ) = A x B x 1000
ml numune
Burada;
A : Numunenin titrasyonu için sarfedilen ml EDTA titrantı
B : 1.0 ml EDTA’ nın mg CaCO3 eşdeğeri. Bu yöntemin relatif standart sapması %
9.2 ve relatif hata yüzdesi de % 1.9’ dur.
Kalsiyum Tayini
50 ml. örneğin üzerine 2 ml. NaOH konur ve 4 damla müreksit
indikatörü damlatılır. Renk, leylak moru olana dek EDTA ile
titre edilir. Sarfiyat formülde yerine konur.
Sakin su ortamlarında Ca++ konsantrasyonu ( yani suyun
sertliği ) ortamın asiditesine ve termik ritimlere bağlı olarak
değişir. Ayrıca böyle ortamlarda sertlik mevsimlere ve sucul
bitkilerin fotosenteziyle de değişir. Sert sularda yaşayan kabuklu formlar kalın
kabukludurlar. Aynı türün yumuşak suda yaşayanları ince ve şeffaf
kabukludurlar. Suları CaCO3 içeriklerine göre sınıflandırmak mümkündür.
A – Yumuşak sular : CaCO3 içeriği 9 mg / lt’ den az sular.
B – Orta sular
: CaCO3 içeriği 9 – 25 mg / lt olan sular.
Limnoloji-138
C – Sert sular
: CaCO3 içeriği 25 mg / lt’ den fazla sular.
Genellikle kireçli sular ve Mg’ ca zengin yataklara sahip ya da drenaj alanı bu
şekilde olan göllerin suları çok serttir. ( Burdur, Yanaşlı, Salde, Bayındır,
Acıgöl ve bir ölçüde Karataş gölü gibi )
Türkiye sularının % 60’ ının sertliği 21 – 54 oranında değişmektedir. Bu
değerler kirlilikten çok göllerin doğal özellikleri ile ilgilidir. Hirfanlı Barajı
sertliği en yüksek baraj gölümüz olup 49.5 F’ dir. Kemer Barajı 44 F, Keban
Barajı 14.5 – 21 F arasındadır. Mogan gölü 29 – 32 F olup sertliği Mg ve SO4’
ten, Hirfanlı Baraj gölünde ise kalkerden ileri gelmektedir.
Ca = EDTA sarfiyatı x 0,4008 x 1000 mg/lt
50
Mg = ( Mg.’ Da harcanan EDTA – Ca’ da harcanan EDTA ) x 0,24213 x
1000 mg/lt
50
Total Sertlik = Mg.’ da harcanan EDTA x 0,1 x 1000 ( FS° )
50
3.3. ASİT BAĞLAMA YETENEĞİ ( SBV )
Suyun canlı verimliliği konusunda önemli kriterlerden biri olan SBV, suyun
alkali özelliğini belirtir. Bu nedenle suyun sertliği ile yakından ilgilidir. Denizlerdeki
klorür çokluğuna karşın içsularda genellikle karbonatlar, daha çok Ca( HCO3 )
çoğunluktadır.
1 SBV derecesi ( miliekivalent = me ) 20 ppm CaCO3 ya da 50 ppm CaO
olarak kabul edilir. SBV suyun sertliği ile yakından ilgili olduğu için Ca’ a bağlı
sertlik konusunda ipucu verir.
1 SBV = 2.8 Alman sertliği ya da 5.0 Fransız sertliğidir. Bu ilişkiden
yararlanarak suyun sertliği belirlendiğinde SBV derecesi, SBV saptandığında sertliği
bulmak mümkündür.
Göllerin canlı verimliliğini SBV değerlerine göre de sınıflandırabiliriz.
SBV = 0.1 me
fakir sular
SBV = 0.1 – 0.3 me
sular
SBV = 0.3 – 1.5 me
verimli sular
SBV = 1.5 – 3.5 me
zengin sular
çok
fakir
orta
SBV = 4.0 me olduğunda su aşırı kireçli, yani çok serttir. Bu suların verimliliği
zayıftır.
Limnoloji-139
3.4. TUZLULUK
Tuzluluk – Klorür Eşdeğeri
Deniz suyunu diğer doğal sulardan ayıran en belirgin özelliği tuzluluğudur.
Tuzluluk : 1 kg deniz suyunda tüm karbonatlar okside bromür ve iyodürler
klorüre dönüştürüldükten, organik maddeler yükseltgendikten sonra geriye
kalan maddenin 480 °C’ de sabit tartıma getirildikten sonra elde edilen kütlenin
gram olarak ağırlığıdır.
Pratikte tuzluluk doğrudan bulunan bir değişken olmayıp klorür eşdeğerinde
aşağıdaki eşitlik yardımıyla saptanır.
Tuzluluk % o S = 1.805 % o Cl - + 0.03
Son yıllarda :
Tuzluluk % o S = 1.80655 % o Cl- eşitliği kullanılmaktadır.
Klorür eşdeğeri : 1 kg deniz suyundaki mevcut halojenür kütlesinin klorüre
dönüştürüldükten sonraki gram olarak ağırlığıdır. Ya da, 0.3285233 kg deniz
suyunda halojenür çöktürebilmek için gerekli saf gümüşün kütlesi olarak
tanımlanır.
Tuzluluk Tayini : Mohr – Knudsen Yöntemi :
Bu yöntem ayarlı bir AgNO3 çözeltisi kullanılarak deniz suyunun titre edilmesi
ilkesine dayanır. İndikatör olarak K2CrO4 veya Na2CrO4 kullanılır.
Ag+ + Cl-
AgCl
Ag+ + Br-
AgBr
Ag+ + I2Ag+ + CrO4 –2
AgI
Ag2CrO4 kırmızı
Eşdeğerlik noktasında Ag+ iyonun fazlası kırmızı renkli Ag2CrO4 oluşumuna
neden olur. Bu rengin 30 sn kadar değişmeden kalması eşdeğerlik için bir şarttır.
Kullanılan Reaktifler :
0.1 N AgNO3 Çöz : 16.988 gr AgNO3 bir miktar saf suda çözülür, saf su ile
litreye tamamlanır. Renkli cam şişe içinde saklanır.
Limnoloji-140
0.1 N AgNO3 Çöz : % 5’ lik hazırlanır. Na2CrO4 % 8‘ lik hazırlanır.
0.1 N AgNO3’ ın Faktörünün Tayini :
110 – 120 °C’ de 1 saat kadar kurutulmuş ve desikatörde soğutulmuş pur
NaCl’ den 0.15 – 0.20 gr’ lık tartımlar alınır. Birer erlene alınan tartımlar 125 ml saf
suda çözülür, 1 – 2 damla K2CrO4 indikatörü damlatılır, 0.1 N AgNO3 ile renk
sarıdan kırmızıya dönene kadar titre edilir. Buradan faktör :
F = 10.000 x T
mxs
T = Alınan NaCl tartımları ( gr )
m = NaCl’ ün eşdeğer ağırlığı
s = 0.1 N AgNO3 sarfiyatı
İşlem : Analiz edilecek örnekten 15 ml ( 1 Knudsen pipeti ) alınır. 1 - 2
K2CrO4 indikatörü damlatılır, renk sarıdan kırmızıya dönene kadar 0.1 N AgNO3
ile titre edilir, sarfiyat kaydedilir. Sarfiyatın yarısı % o Cl- ‘ dir. Çünkü 1 Knudsen
birimi 2 ml’ ye tekabül eder.
% o S = 1.80655 % o Cl- formülünden tuzluluk saptanır.
Mohr – Knudsen yöntemine göre, analiz edilecek örnekten belli bir hacim
hassas bir şekilde alınır, 1– 2 damla K2CrO4 indikatörü damlatılır, 0.1 N AgNO3 ile
renk sarıdan kırmızıya dönene kadar titre edilir, sarfiyat kaydedilir.
Tuzluluk ( % o veya gr / lt ) = 5.85 x s x F
V
Pratik Yöntem
50 ml. örneğin içine 1 – 2 damla K2CrO4 damlatılır ve renk kırmızı olana dek
0,1’ lik AgNO3’ le titre edilir. Sarfiyat formülde yerine konur.
Tuzluluk = 5,85 x sarfiyat x F % o
50
F = 10.000 x 0,15
58,5 x 35,5
formülünden saptanır.
3.4.1. Klorür ( Cl- )
Limnoloji-141
Klorür, Cl- adındaki klor formülüdür, su ve atık sularda rastlanan en önemli
inorganik anyonlardır. Eğer sudaki klorür içeriği NaCl tuzundan ileri geliyorsa,
mg / lt Cl- konsantrasyonu suda belirgin bir tuzluluk tadı oluşturmaya yeterlidir.
Diğer taraftan eğer klorür Ca++ ve Mg++ atyonları mevcutsa, 1000 mg / lt Clkonsantrasyonunda bile suda tuzlu bir tad oluşmaz.
Atık sulardaki klorür içeriği, içme sularına kıyasla çok daha farklıdır. İnsan
hayatının temel maddelerinden oluşan tuz, dışkı ve idrar vasıtası ile atılır. Bazı
endüstriyel atık sularda klorürlü atıklar içermektedirler.
Klorür içeriği metalik borulara ve aksama zararlıdır. Tuzlu atık sular zirai
atıklar ve bitkiler için oldukça zararlıdır.
Klorür tayini için 4 yöntem geliştirilmiştir;
1. Arjantometrik yöntem
2. Civa nitrat yöntemi
3. Potansiyametrik yöntem
4. Ferrisiyamid yöntemi
Arjantometrik yöntem relaktif olarak temiz ve klorür içeriği 0.15 – 10 mg / lt
olan maddeler için uygundur. Civa nitrat yöntemi, titrasyon dönüm noktası
kolayca gözlenen basit ve uygun bir titrasyon yöntemidir. Ancak bu yöntemde
bromür ve iyodür iyonu girişim yaratırlar.
Arjantometrik yöntem renkli ve bulanık atık su numunelerinde klorür tayini
için uygundur. Ferrisiyamid yöntem atomize edilmiş bir klorür tayin yöntemidir
ve birçok labotatuvarda analiz yöntemi olarak kullanılmaktadır.
Arjantometrik Yöntem İle Klorür Tayini
Deneyin prensibi
Nötral ve zayıf alkali çözeltide, potasyum kromat gümüş nitratın klorürle
titrasyonunun dönüm noktasını belirtmek üzere indikatör olarak kullanılır.
Kantitatif olarak kırmızı gümüş kromat oluşmadan önce gümüş klorür çökelir.
Normal olarak sularda bulanan maddeler yöntemde girişim yapmazlar. Sülfür
tiyosülfat ve sülfat iyonları, klorür tayini sırasında girişim yaparlar. Ancak
numune hidrojen peroksit ile muamele edilerek bu girişim uzaklaştırılabilir. 25
mg / lt’ den daha fazla konsantrasyondaki ortofosfatlar, gümüş fosfat çökelmesi
sureti ile girişim yaparlar. 10 mg / lt’ den daha fazla demir konsantrasyonu son
dönüm noktasını maskeleyerek girişim yapar.
Reaktifler
a. Klorür içermeyen su :
Sudaki klorürü uzaklaştırmak için tamamen camdan veya pyrex aparatlardan
destile su elde edilmelidir. Klorür içermeyen su elde etmek için, deiyonize
destile su kullanımı tavsiye edilmektedir.
Limnoloji-142
b. Potasyum kromat indikatör çözeltisi :
50 gr K2CrO4 bir miktar destile suda çözülür. Belirli bir kırmızı çökelek
oluşana kadar gümüş nitrat çözeltisi ilave edilir.12 saat bekletilir. Çözelti daha
sonra filtrelenir ve destile su ile bir litreye tamamlanır.
c. Standart gümüş nitrat titrasyon çözeltisi, 0.01 N :
2.395 gr AgNO3 destile suda çözülür ve 1 litreye seyreltilir. 0.0141 N NaCl’ e
karşı standardize edilir. Bu çözelti kahverengi şişede saklanmalıdır. Standart
AgNO3 çözeltisi 0.0141 N = 500 µg Cl-, ml’ e eşdeğerlidir. Çözeltinin 1 ml’ si,
1.0 ml = 0.5 mg Cl- ‘ dir.
d. Standart sodyum klorür çözeltisi , 0.0141 N :
0.8241 gr NaCl 140 °C’ de kurutulur, klorür içermeyen destile suda çözülür ve
1000 ml’ ye seyreltilir. Bu çözeltinin 1.0 ml’ si = 0.5 mg Cl- ‘ e eşdeğerdir.
e. Girişimlerin giderilmesi için özel reaktifler :
1. Alüminyum hidroksit konsantrasyonu :
125 gr alüminyum potasyum sülfat veya alüminyum amonyum sülfat ( Al K(
SO4 ) . 12H2O veya Al NH4 ( SO4 )2 . 12 H2O )1 litre destile suda çözülür. 60
°C’ a kadar hafifce ısıtılır ve 55 ml derişik NH4OH yavaşça ve karıştırarak
ilave edilir. 1 saat bekletilir. Daha sonra karışım büyük bir şişeye aktarılır ve
çökelek klorür içermeyene kadar destile su ilavesi ile yıkanır. Taze olarak
hazırlandığında süspansiyon yaklaşık 1 litre hacmi kaplar.
2. Fenolftlatein indikatör çözeltisi :
5 gr fenolftlatein disodyum tuzu destile suda çözülür ve 1 litreye destile su ile
tamamlanır. Eğer gerekirse 0.02 N NaOH hafif pembe renk oluşana kadar
damlatılır.
3. sodyum hidroksit, NaOH IN :
40 gr NaOH, destile suda çözülür ve 1 litreye seyreltilir.
4. Sülfürik asit, H2SO4, IN :
Karıştırarak 28 ml derişik H2SO4 dikkatli bir şekilde destile suya ilave edilir ve
destile su ile bir litreye tamamlanır.
5. Hidrojen peroksit, H2O2 % 30’ luk.
Deneyin yapılışı :
a. 100 ml numune veya 100 ml’ ye destile su ile seyreltilmiş numune alınır.
Eğer numune renkli ise, 3 ml Al ( OH )3 süspansiyonu ilave edilir, karıştırılır,
dinlendirilir, filtrelenir ve yıkanır. Filtrat ve yıkamalar birlikte toplanır.
Eğer numunede sülfür, sülfit veya tiyosülfat mevsut ise, 1 ml H2O2 ilave edilir
ve 1 dakika karıştırılır.
b. Titrasyon
Limnoloji-143
pH’ ı 7 – 10 civarında olan numuneler doğrudan doğruya titre edilir. pH’ ları bu
aralıkta olmayan numunelerin NaOH veya H2SO4 ile pH’ ları ayarlanır.
Numuneye 1.0 ml K2CrO4 indikatör çözeltisi katılır. Standart AgNO3 çözeltisi
ile pembemsi sarı renkli dönüm noktasına kadar titre edilir. Şahit numune ile
aynı titrasyon işlemi tekrarlanır. Bu metodda genellikle şahit için olan AgNO3
sarfiyatı 0.2 – 0.3 ml kadardır.
Sonucun hesabı
mg / lt Cl- = ( A – B ) x N x 35450
ml numune
Burada sarfedilen;
A = Numune için sarfedilen ml AgNO3 titrasyon maddesi
B = mg / lt numune için sarfedilen ml AgNO3 titrasyon maddesi
N = AgNO3’ ün normalitesi
mg / lt NaCl = mg / lt Cl- x 1.65 olmaktadır.
Pratik Yöntem
50 ml. örneğin içine 1 ml. K2CrO4 (potasyum kromat) konur ve turuncu
olana dek AgNo3’ le (gümüş nitrat) titre edilir.
Aynı işlem saf su ile de yapılır. Sarfiyat formülde yerine konur.
Klorür = ( sarfiyat – saf sudaki sarfiyat ) x 0,0141 x 35,45 x 1000
50
sonuç mg/lt cinsinden saptanır.
Ötrofikasyon
Ötrofikasyon insan kaynaklı ya da doğal olabilir. Arıtılmamış
kanalizasyon atık su ve tarımsal run-off taşıyan gübre insan
kaynaklı ötrofikasyon örnekleridir. Ancak, aynı zamanda besin
birikir durumlarda (örneğin, çökelme ortamları), veya geçici
bir şekilde sistemlerine akışının doğal olarak gerçekleşir.
Ötrofikasyon, genel olarak daha karmaşık bir diğer bitkilerin
üzerine basit bir alg ve plankton lehine, aşırı bitki büyüme ve çürüme teşvik ve
Limnoloji-144
su kalitesinde ciddi bir azalmaya neden olur. Geliştirilmiş sucul bitki örtüsü ya
da fitoplankton ve alg çoğalmaları büyüme, balık ve kabuklu deniz ürünleri için
hayatta kalmak için gerekli olan oksijen eksikliği gibi çeşitli sorunların neden
ekosistemin normal işleyişini bozar. Su, yeşil, sarı, kahverengi, ya da kırmızı
bir gölge, bulutlu, genellikle renkli olur. Ötrofikasyon değeri nehirleri, gölleri
ve rekreasyon, balıkçılık, avcılık, estetik ve keyif için haliç de azalır. Ötrofik
koşullar, içme suyu arıtma müdahale sağlık sorunları ortaya çıkabilir.
Farklı Su Ortamlarında Ötrofikasyon
Besi elementleri fazlaca deşarj edildiği göl, rezervuar, akarsu, haliç ve sahil
gibi tüm ortamlarda su kalitesinin bozulmasına ve zamanla da ötrofikasyona
neden olur. Bununla birlikte ötrofikasyon su ortamının yapısına bağlı olarka
farklı bir gelişme süreci izler. Örneğin göllerde ötrofikasyonu etkileyen temel
faktör bekleme süresi ve sıcaklık tabakalaşmasıdır. Rezervuarlar, göller ve
akarsular arasında geçiş özellikleri gösterir. Bekleme süresi göllere göre daha
kısadır. Su girişi ise baraj tasarımına göre dipten veya yüzeyden olabilir.
Akarsularda ise yapı akım değerlerine göre değişmektedir. Örneğin geniş ve
derin akarsularda fazla sediment bulunmasından dolayı bulanıklık arttığından
güneş ışınlarından faydalanma daha sınırlıdır. Haliçler en karmaşık yapıdaki
yüzeysel sulardır. Önemli miktarda sediment depo ederler bu da P’un dipte
tutunmasına neden olur. Ayrıca genellikle bulanık bir yapıya sahiptirler.
Sahiller ise genel olarak haliçlere benzemekle birlikte daha fazla denizden
etkilenen su ortamlarıdır. Daha az bulanık olmaları sebebiyle derinlerde
fotosentez gerçekleşebilmektedir (Vollenweider,1981).
Sınırlayıcı Kavramı
Ekoloji biliminde, ortamda yeterli miktarda bulunmadığında
biyolojik gelişmeyi sınırlayan maddeler sınırlayıcı element
olarak tanımlanır (Correll,1999). Ötrofikasyonun hangi
element tarafından sınırlandırıldığı ise halen tartışılmaktadır.
Ötrofikasyon sürecini sınırlayan elementin doğru bir şekilde
tespit edilmesi sürecin engellenmesi açısından önemlidir.
Ötrofikasyon probleminde sınırlayıcı element fitoplankton oluşumunu sağlayan
azot, fossfor, karbon ve silisyum elementlerinden biri olacaktır. Karbon,
fitoplanktonlar için kolay elde edilebilmesi ve bol miktarlarda bulunması
sebebiyle sınırlayıcı bir faktör olarak düşünülemez. Silisyum elementi ise
fitoplankton oluşumunda gerekli bir element olmakla birlikte diğer elementlere
göre çok daha az kullanıldığından sınırlayıcı element olarak görülmemektedir.
Bu durumda ötrofikasyon sürecini sınırlayıcı olarak azot (N) ve fosfor (P)
elemntleri düşünülmelidir.
Fosfor:
Limnoloji-145
Biotanın yapısal bileşikleri ve diğer zengin ama besleyici bileşenlerle
(C,H,O,S) karşılaştırıldığında karada ve suda biyolojik üretkenliği en çok
sınırlayan elementtir, çünkü;
• Fosfor içeren mineraller kayalarda enderdir. Dolayısıyla
kayaların parçalanmasıyla oluşan ve sulara karışan besin tuzları
fosforca fakirdirler.
• Fosforun döngüsünde gaz fazı yoktur.
Fosfor çeşitli tip toprak partiküllerine sıkıca bağlanma özelliği gösterir.
Fosfor göllerde hem organik hem de inorganik formlarda
bulunur. İnorganik fosforun büyük çoğunluğu ortofosfat (PO4), bir kısmı monofosfat (HPO4-) ve dihidrojen fosfat (H2PO4-)
şeklindedir.
Yani genellikle sentetik deterjanlardan kaynaklanan
polifosforlar ile organik kolloidler veya tutucu kolloidlerle birleşmiş fosfor.
Organik fosfor ise tatlı sularda %90’dan fazla oranda bulunurlar. Ya suda
erimiş organik fosfor yada sestondaki organik fosfor şeklindedir.
Canlılar öldüğünde organik fosforun önemli bir kısmı ortofosfor olarak ortama
geçer. Ayrıca bakterilerin ayrıştırdığı organik atıklardaki fosfor partikülleride
ortama dağılır.
Bunlar fosfor döngüsünde olmayan nispeten kararlı DNA, RNA,
fosfoproteinler ile enzimler, vitaminler ve solunun ve oksidasyonda kullanılan
ADP, ATP,’dir. Bu parçacıklı fosfor bakterilerde, alglerde, bitki ve hayvanlarda
aynı zamanda kil ve diğer mineraller gibi suspens materyalde kullanılır
(fosforkarbonat, ferik-hidroksitler) bulunur. Ölü organik madde üzerinde
makroorganik yığınlarda da absorbe olabilir.
Göllerin çoğunda kullanılabilir. Fosfat çok düşük değerlerdedir. Yukarıda
değinildiği gibi çoğu bakteri ve bitkilerce kullanılır bir kısmı çökelir yada
parçacıklar üzerinde absorbe olabilir.
Fosfor sularda az miktarda bulunduğu için algler bu elementten yeterince
yararlanabilmek için çok fazla fosfat tüketirler, alkalinfosfataz enzimi meydana
getirirler. Ayrıca düşük düzeylerde fosfor kullanabilme yetenekleri vardır.
Suda fosfat bulunduğunda algler gereğinden fazla fosfatı hücrelerde depo eder.
Zaten mikroskop altında incelendiğinde hücrelerin ışığı yoğun olarak kıran
polifosfat granülleri içerdiği görülür. Suda fosfat tükenince bu granüller
çabucak tüketilir. Granüllerin osmotik yada toksik etkileri yoktur.
Limnoloji-146
Özellikle yazın kirlenmemiş göllerde fosfat içeriği çok düşer. Buna karşılık
kanalizasyon karışan göllerde fosfat fazla olabilir.
Fosfat dönüşümü çok hızlıdır. Bu nedenle de algler tarafından kullanım hızı
önemlidir.
N/P Oranı
Bu iki besin elementinden hangisinin sınırlayıcı faktör olduğu ile ilgili karar
aşamasında ise bilinmesi gereken temel faktör ötrofikasyona neden olan
fitoplankton türünün stekiometrisidir. Genel bir kabul olarak 1 µg Klofofil-a
oluşumu için 1 µg P ve 10 µg N gerektiği şeklinde bir kabul yapılırsa N/P<10
durumunda fitoplankton büyümesi azot tarafından N/P>10 durumunda sistem
fosfor tarafından sınırlandırılıyor denilebilir. N/P=10 durumunda sistem ikisi
tarafından da sınırlandırılmaz. Bu oranlar tüm fitoplanktonlar için genişletlirse
N/P>20 durumunda fosfor sınırlayıcı N/P<5 durumunda azot sınırlayıcı olarak
kabul edilmesi daha emniyetli bir yaklaşım olur (Muslu, 2001).
Aşağıdaki tabloda, göllerde sınırlayıcı elementin tespiti için çok genel olarak
kullanılabilecek bir yaklaışm verilmektedir.
Tablo1. Göller için sınırlayıcı besi maddesi oranları (Muslu 2001)
Büyük göller(yaygın kaynakların hakim olması
durumu)
Küçük göller(noktasal kaynakların hakim olması
durumu)
N/P>>10 fosfor kontrollü
Ötrofikasyon
Kriterleri
N/P<<10 azot kontrollü
Bir su ortamının ötrofikasyon açısından ele alınması aşamasında en önemli
adımlardan biri trofik seviyenin doğru bir şekilde tespit edilmesidir. Göllerin
trofik seviyelerinin belirlenmesi amacıyla kullanılan 3 temel parametre, Toplam
fosfor, Klorofil-a ve Secchi diski derinliği dir. Bunun dışında hipolimnotik
oksijen ihtiyacı, alkalinite, sediment canlılarının oranlarının kullanıldığı çeşitli
parametreler de mevcuttur.
Aşağıdaki tabloda, bir su ortamının trofik seviyesinin tespitinde
kullanılabilecek sınıflandırma örneği verilmektedir.
Tablo 2. Göllerin beslenme durumları (Thoman ve diğerleri,1987)
Parametre
Oligotrofik
Mezotrofik
Ötrofik
Toplam fosfor (µg/l)
<10
10-20
>20
Limnoloji-147
Klorofil-a (µg/l)
<4
4-10
>10
Secchi diski derinliği
(m)
>4
2-4
<2
Hipolimnetik oksijen
(%)
>80
10-80
<10
Ötrofikasyon Tedbirleri
Bir önceki bölümde yapılan değerlendirmenin ardından ele
alınan su ortamının hangi trofik seviyede olduğuna karar
verilir. Su ortamının ötrofik seviyede olmaması durumunda
önleyici faaliyetlere ağırlık verilmelidir. Ötrofikasyon
Tedbirleri olarak tanımlayabileceğimiz bu faaliyetleri
aşağıdaki şekilde sıralayabiliriz
- Besi maddesi kaynaklarının bir envanteri çıkartılarak su kayağına olan
etkilerinin değerlendirilmesi ayrı ayrı yapılmalıdır. Bu tespitin ardından koruma
altına alınacak su kaynağının kullanım amacına yönelik olarak gerekiyorsa bu
kaynaklardan göle gelen azot ve fosfor yükünde azaltma yapılmalıdır.
- Su kalitesi ile ilgili parametrelerin içerisinde azot, fosfor, klorofil-a ve oksijen
tüketimi gibi ötrofikasyonla ilgili parametrelere de yer verilmelidir. Sınır aşan
sularla ilgili olarak, ülkeler, su kaynağının kullanım amacı konusunda anlaşmalı
ve besin maddesi yükünün azaltılması konusunda ortak hareket etmelidirler.
- Noktasal ve yayılı kaynaklardan gelen yüklerin azaltılması çalışmaları entegre
bir yaklaşımla ve sektörel bir bakış açısıyla ele alınmalıdır.
- Evsel ve endüstriyel kaynakların yanı sıra hayvancılığın yoğun bir şekilde
yapıldığı yerlerde atık suların deşarjından önce arıtılması yoluna gidilmelidir.
Küçük ve orta büyüklükteki arıtma tesislerinin besi maddesi giderimini
sağlayacak şekilde yenilenmeli veya tasarlanmalıdır. Mümkünse biyolojik
arıtma yapılmalıdır. Ayrıca yüksek kapasiteli arıtma tesiseri ile biyolojik
arıtmanın yeterli olmadığı küçük ve orta büyüklükteki arıtma tesislerinde
fizikokimyasal çöktürme ile fosfor giderimi yapılmalıdır.
- Endüstri tesislerinin atık su arıtma tesislerinde de belediye kanalizasyon
sistemlerine vermeden önce fosfor konsantrasyonlarının minimum düzeye
indirileceği sistemler kullanılmalıdır. Özellikle gıda ve gübre endüstrisi atık
sularından kaynaklanan besi baddesi yüklerinin azaltılmasına yönelik arıtma
teknolojilerinin geliştirilmesi desteklenmelidir.
- Evsel atıksularda bulunan fosfat bileşiklerinin azaltılmasına yönelik olarak
deterjanlarda bulunan fosfatın yerine kullanılabilecek kimyasallar konusunda
üreticiler desteklenmeli ve bu yeni kimyasalların çevredeki etkileinin
belirlenmesi amacıyla izleme programları yapılmalıdır.
- Deşarj standatları, bilimsel çalışmaların sonucunda elde edilen güncel bilgiler,
ekosistemlerin ihtiyaçları ve teknolojide kaydedilen ilerlemeler dikkate
alınarak, düzenli olarak gözden geçirilmelidir.
Limnoloji-148
- Evsel atıksu arıtma tesislerinin maksimum besi maddesi deşarj limitleri
kapasiteleri göz önünde bulundurulmalı, büyük kapasiteli arıtma tesislerinin
deşarj limitleri daha düşük düzeyde tutulmalıdır. Endüstrilerin deşarj
standartları ise en son teknoloji ile elde edilebilen değerler göz önünde
bulundurularak belirlenmelidir.
- Çevreci tarım uygulamaları geliştirilerek bunların uygulanması için çiftçilerin
eğitilmesi konusunda çalışmalar yapılmalıdır.
- Entegre gübre kullanım yönetimi, tarım alanlarının erozyona karşı
korunması,daha az yoğun gübre ve tarımsal ilaç kullanımı gibi konularda
çalışmalar yapılarak, özellikle su kaynaklarının kenarlarında tarım faaliyetlerini
yürüten çiftçilerle anlaşmalar yapılmalı ve bu konularla ilgili bilgilendirme
kampanyaları düzenlenmelidir .
- Ötrofikasyonun ilk belitilerinin tespit edildiği durumlar için uygulanılacak
önlemler önceden belirlenmelidir. Bu amçla aşırı çoğlamış fitoplankton türleri
ile beslenen zooplanktonların kullanılması gibi biyolojik yöntemler tercih
edilmelidir. Uygulanacak her tedbirin su ekosistemi üzerindeki etkileri önceden
araştırılmalıdır.
- Göl ve rezervuarlara gelen yan derelerden kaynaklanan besi maddesi
yüklerinin tespit edilmesi için ek önlemler alınmalıdır.
- Ötrofikasyon kontrolünde sübvansiyon vergi indirimi gibi ekonomik
araçlardan da faydalanılmalıdır ve bu konuda alınan kararlar sıkı bir şekilde
uygulanmalıdır.
- Besi maddelerinin hava, toprak ve su ortamlarında taşınımıyla ilgili çalışmalar
yürütülerek bu konuda ve fosfor yükünün değişmesine karşılık gölün vereceği
tepkinin modellemesi yapılmalıdır. Sedimentten kaynaklanan içsel besi
maddesi kaynaklarının etkileri de bu çalışmalarda göz önünde
bulundurulmalıdır.
- Tüm bu çalışmaların yürütülebilmesi için halkın bu konudaki bilinci
arttırılmalı karar verme süreçlerinde katkıda bulunmaları sağlanmalıdır.
Göllerde Verimlilik:
Oligotrof Göller:
Derin ve kıyıları dik yamaçlı. WL oranı (drenaj alanı/göl alanı)
düşük.
Sıcaklık tabakalaşması görülür. Epilimnion/Hipolimnion oranı
küçük. Yani hipolimnion bölgesi büyük ve soğuk.
Su rengi mavi-yeşil, berrak, ışık geçirgenliği fazladır ve
çoğunlukla termoklinin altına kadar uzanır. Secchi disk
derinliği 8-40m arasında.
Besin tuzları N, P, Ca, Si düşük düzeyde. Humik materyal az
yada yok.
Sedimentte organik madde az.
Limnoloji-149
Yıl boyunca gölün tabakalarında O2 bol ve düzeyi fazla
değişmez.
Kıyıda Phragmites, Juncus v.b. bitkiler az, litoral bölgede de
submers, emers ve yüzücü yapraklı bitkiler fazla değil.
Fitoplankton ve zooplankton sayıca az ancak tür adedi fazladır.
Mavi-yeşil alglerde algal bloom (su çiçeklenmesi)ender
görülür.
Bentik bölgede de organizma sayısı az. Biyomass (biyokütle)
düşük, buna karşılık tür sayısı fazladır.
Profundal zoobentozda tubifex, limnodrilus (oligochaeta) var.
Tanytarsus larvaları (Diptera) bol. Chaoborus spp. (Dipter)
larvaları yok
Salmonid, Coregonid gibi soğuk su balıkları yaygındır.
Van, Hazar, Salda, Bafa Gölleri.
Öytrof Göller:
Sığ ve kıyıları hafif eğimli litoral bölgesi geniş. WL oranı
(drenaj alanı/göl alanı) yüksek. Drenaj alanında genelde
tarımsal aktivite nedeniyle bozulma vardır. Yada doğal olarak
verimli topraklar bulunur.
Sıcaklık tabakalaşması görülmeyebilir. Epilimnion/hipolimnion
oranı büyük (Hipolimnion epilimniona oranla küçük).
Su rengi kirli yeşil yada sarı-yeşil. Berraklık az, askıda madde
ve plankton çokluğu nedeniyle ışık geçirgenliği düşük.
Termokline erişmez. Secchi disk derinliği 0,1-2m arasında.
Besin tuzları N, P, Ca, Si bol (özellikle kış mevsiminde) humus
az.
Sedimentte organik madde bol.
O2 düzeyinde değişkenlikler görülür. Yaz mevsiminde
hipolimnionda O2 çok azdır. Bazen sıfır noktasına kadar
düşebilir. Bazen de epilimnionda %80-250’ye varabilen
oranlarda süpersaturasyon (aşırı doygunluk) görülür.
Kıyıda büyük su bitkileri bol.
Littoral bölgede bitki bol.
Plankton bol, ancak tür sayısı az. Su çiçeklenmesi yaygın.
Bentik bölgede organizma bol, biyokütle yüksek, tür sayısı az.
Profundal zoobentozda Chironomus spp. Larvaları ve
Chaoborus var.
Genellikle sazan, Sudak, Turna yaygın gibi, sıcak su balıkları
bulunur.
Limnoloji-150
Apolyont,Manyas, Gala, Büyük ve Küçük Çekmece, Terkos,
Mogan gölleri.
Distrof Göller:
Sığ göllerdir. Yaşlı dağlarda ve genellikle bataklıklar civarında
bulunurlar.
Göl suyunun rengi kirli sarı, ışık geçirgenliği düşük (kolloid
madde ve humik materyalin çokluğu nedeniyle).
Besin tuzlarına fakir. Humus boldur. Bu nedenle pH değerleri
düşüktür.
Dip sularında O2 düşük, yada hiç bulunmaz.
Büyük su bitkilerince fakir.
Plankton ve bentoz tür ve miktarı bakımından fakir.
Myxophyceae grubu çok zengin.
Ortamın asidik olması nedeniyle Chaoborus larvaları bol.
Çoğunlukla balık bulunmaz. Varsa da azdır.
Limnoloji-151
Tablo1 Biyolojik Üretkenlik Yönünden Göl Tipleri.
Oligotrof göller
Öytrof göller
Distrof göller
Derinlik
Derin
Sığ
Sığ
Kıyı Tipi
Dik yamaçlı
Hafif eğimli,litoral bölge geniş
WL oranı (Drenaj alanı/Göl
alanı)
Düşük
Yüksek
Epilimnion/Hipolimnion oranı Küçük,hipolimnion büyük ve soğuk
Yüksek,hipolimnion Epilimniondan
küçük
Sıcaklık tabakalaşması
Var
Görülmeyebilir
Su rengi
Mavi-yeşil
Kirli yeşil yada sarı-yeşil
Kirli sarı
Besin tuzları (N, P, Ca, Si)
Düşük
Yüksek
Fakir
Sedimentte organik madde
Az
Bol
Humus
Az yada yok
Az
Bol
Işık geçirgenliği
8-40m
0,1-2m
Işık geçirgenliği az
O2
Bol
Değişken
Düşük yada yok
Kıyı bitkileri
Az, littoral bölgede bitki az
Bol, litoral bölgede bitki bol
Fakir
Fito-zooplankton sayısı
Az
Bol
Fakir
Fito-zooplankton tür sayısı
Fazla
Az
Fakir
Bentik bölgede organizma sayısı Az
Bol
Fakir
Bentik bölgede tür sayısı
Fazla
Az
Fakir
Bulunan balıklar
Soğuk su balıkları,Salmonid,
Coregonid
Sıcak su balıkları,Sazan, Sudak, Turna
Çoğunlukla balık
yok
ÖTROFİKASYONUN GİDERİLME YOLLARI
İnsan faaliyetleri, besin ekosistemler girdiği oranı hızlandırabilir. Tarım ve
geliştirme, septik sistemleri ve kanalizasyon kirliliği, ve diğer insan ile ilgili
faaliyetler akanları ekosistemler hem de inorganik besin maddeleri ve organik
maddelerin akışını artırır. Atmosferdeki azot bileşikleri düzeylerinin azot
kullanılabilirliği artırabilir. Fosfor genellikle ana kanalizasyon boruları "nokta
kaynak" kirliliğine maruz göllerde Ötrofikasyonun durumlarda suçlu olarak
kabul edilmektedir. Alg ve göllerin trofik devlet konsantrasyon suda fosfor
düzeyleri de karşılık gelir. Ontario Deneysel Göller Bölgesinde yapılan
Limnoloji-152
çalışmalar, fosfor toplama ve ötrofikasyon oranı arasında bir ilişki göstermiştir.
İnsanoğlu dört kez, tarımsal gübre üretimi ve uygulama nedeniyle, dünya fosfor
bisiklet oranı artmıştır. 1950 ve 1995 yılları arasında, yaklaşık 600.000.000 ton
fosfor, öncelikle tarlaların, Dünya'nın yüzeyinin uygulanmıştır. [8]
Politikası'nda yapılan değişiklikleri fosfor noktası kaynakları kontrol etmek için
ötrofikasyon hızla kontrol altına alınması ile sonuçlandı.
Su ortamının trofik seviyesinin ötrofik veya hiperotrofik düzeyde olması
durumunda gidermeye yönelik faaliyetlerin uygulanması gerekecekir. Bu
faaliyetleri, su ortamında ve su ortamının dışında uygulanacak faaliyetler olarak
iki bölümde incelemek mümkündür.
Göl yapısına ve karakteristik özelliklerine göre göl içerisinde alınabilecek
önlemler
Bu önlemleri şu şekilde sıralanabilir.
- Fosfor giderimi (inaktive edilmesi): Alum Al2(SO4)3 kullanılarak P’un
sedimette tutulması sağlanılır. Bu yöntem gölün asidik bir yapıda olması
durumunda alüminyum toksik etki gösterebilir. Etkili bir yöntem olmakla
beraber tekrarlanma gereksinimi ve çok büyük göller için ekonomik
olmaması, bu yöntemin dezavantajları olarak sıralanabilir.
- Sedimentin taranması: Sedimentin üzerinde bulunan besi baddesince
zengin bölge taranarak mekanik bir şekilde gölden uzaklaştırılır. Yaygın
kullanım alanı vardır. Pahalı bir yöntem olması ve dip balıklarına zarar
verebileceği göz önünde bulundurulmalıdır.
- Hipolimniondaki besi maddesince zengin suların uzaklaştırılması:
Uygulama alanı daha az olan bir yönetdir. Taşınan suların diğer alıcı
ortamda su kalitesi problemi yaratacağı göz önünde bulundurulmalıdır.
- Hipolimnionun havalandırılması: Alt tabakadaki suların yüzeye
çıkarılarak havalanmasının sağlandığı bir yöntemdir. Organik maddelerin
ayrışmasına yardım eder ve alg yoğunluğunun azalmasını sağlar.
Dışarıda alınabilecek önlemler
Ötrofik seviyede olduğu tespit edilen bir göl için su ortamının dışında alınacak
en öncelikli yöntem besi maddesi yükü girişinin önlenmesidir. Bu amaçla
mevcut deşarjlara etkili arıtma yöntemlerinin uygulanması yanı sıra,
Limnoloji-153
Göle giren atıksu girişlerinin bir kollektör sistemi
yardımıyla toplanarak farklı bir alıcı ortama verilmesi,
Atıksu deşarjlarının göle girmeden önce ön bir biriktirme
haznesinde toplanarak çöktürülmesi, seçenekleri
ekonomik imkânlar, gölün yapısı ve trofik seviyesi
gözönünde bulundurularak uygulanabilecek yöntemlerdir.
Ötrofikasyon biyolojik bir olay olarak pekçok faktörün etkisinde ortaya çıkan
bir su kalitesi problemidir. Özellikle ötrofikasyonu sınırlandırdığı düşünülen
besi maddesinin ve göle giren kirletici türlerinin doğru bir şekilde tespiti en
önemli konuları oluşturmaktadır. Uygulanacak ötrofikasyonla mücadele
yöntemlerinin başarıya ulaşması, harcanan emek ve paranın boşa gitmemesi
için incelenen göl ortamında tüm bu faktörlerin göz önünde bulundurulması
önemlidir.
Ötrofikasyon yaygın insan faaliyetlerinin neden olmasına rağmen, aynı
zamanda özellikle göllerde doğal bir süreç olabilir. Eutrophy Örneğin, ılıman
çayırlara birçok göl oluşur. Paleolimnologists şimdi iklim değişikliği, jeoloji ve
diğer dış etkilerden göllerin doğal verimliliği düzenleyen kritik olduğunu kabul
ederler. Bazı göller de zaman zengin daha az besin olma, ters bir süreç
(meiotrophication) göstermektedir.
Ötrofikasyon, aynı zamanda, mevsimsel istila tropikal subasar doğal bir süreç
olabilir. Zambezi Nehri Barotse Taşkınları, yağmurlu mevsimin ilk gözden
geçirilene genellikle sığır gübresi ve kuru sezonunda büyüyen bitki önceki
çürüme gibi malzeme nedeniyle hipoksik. "Kırmızı sular" olarak adlandırılan
bu pek çok balık öldürür. Bu süreç, taşkın yetiştirilen mısır, pirinç ve şeker
kamışı gibi ürünlere gübre kullanımı ile kötü yapılmış olabilir.
KAYNAKLAR
Vollenweider, R. A. “Eutrophication – A global Problem” Water Quality Bulletin Volume:6 Number:3 pp 5989, WHO, Canada, (1981)
Muslu,Y., “Göl ve Haznelerde su Kalitesi Yönetimi”, İSKİ,2001.
Corelli, D. L “Phosphorus: A Rate Limiting Nutrient in Surface Waters” Poultry Science 78:674–682,1999.
http://tr.wikipedia.org/wiki/Gravimetrik
Skoog West Holler, Analitik kimya temelleri 1. cilt, Bilim yayıncılık, s 71
Kantitatif analiz Ders Kitabı, Prof. Dr. Turgut GÜNDÜZ
Analitik kimya, Daniel G. HARİS, Ankara 1994
DAVID G. GOOK and MURRAY G. JONSON j. Fish. Res. Board Can. 31:763-782
R, Tekbaş ÖF. Temel Su Analiz Teknikleri. Aydın Matbaacılık. Ankara. 2005.
Alice, L.,G., (2004). Flow Cytometry Protocols Methods in Molecular Biology, Volume 263, 1-31. DOI:
10.1385/1-59259-773-4:001
Brussaard C.P.D ., Dominique, M., Gunnar B., (2000), Flow cytometric detection of viruses, Journal of
Virological Methods, 85 :175-182
Collier, J.,L., (2000). Flow Cytometry and The single cell in Phycology, J. Phycol 36:628-644
Collier, J.,L., Campbell L., (1999), Flow cytometry in molecular aquatic ecology ,Hydrobiologia 401: 33–53.
Demirel, D., (1995). Flow Stimetrik DNA analizinin Temel Prensipleri, Türk pataloji Dregisi 11-2:64-65.
Limnoloji-154
Dignum, M., Hoogveld, H.L., Matthijs, H.,C.,P., Laanbroek, H,.J., Pel, R., (2004). Detecting the phosphate
status of phytoplankton by enzyme-labelled fluorescence and flow cytometry, FEMS Microbiology
Ecology 48: 29–38.
Dunphy, C.,H., (2004). Applications of Flow Cytometry and immunohistochemistry to Diagnostic
Hematopathology.Arch. Pathol. Lab. Med. 128:9, 1004-1022.
Barnaba, F., Fiorani, L., Palucci, A., & Tarasov, P. (2006). First characterization of marine particles by laser
scanning flow cytometry. Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer, 102(1), 11-17. doi:
10.1016/j.jqsrt.2006.02.051
Baumgarth, N., & Bigos, M. (2004). Optimization of emission optics for multicolor flow Cytometry.
Cytometry, 4th Edition: New Developments, 75, 3-22.
Dignum, M., Hoogveld, H.L., Matthijs, H.,C.,P., Laanbroek, H,.J., Pel, R., (2004). Detecting the phosphate
status of phytoplankton by enzyme-labelled fluorescence and flow cytometry, FEMS Microbiology
Ecology 48: 29–38.
Dunphy, C.,H., (2004). Applications of Flow Cytometry and immunohistochemistry to Diagnostic
Hematopathology.Arch. Pathol. Lab. Med. 128:9, 1004-1022.
Forget, N., Belzile, C., Rioux, P., & Nozais, C. (2010). Teaching the microbial growth curve concept using
microalgal cultures and flow cytometry. Journal of Biological Education, 44(4), 185-189.
Franklin, N. M., Stauber, J. L., & Lim, R. P. (2001). Development of flow cytometry-based algal bioassays
for assessing toxicity of copper in natural waters. Environmental Toxicology and Chemistry, 20(1), 160170.
Franqueira, D., Orosa, M., Torres, E., Herrero, C., & Cid, A. (2000). Potential use of flow cytometry in
toxicity studies with microalgae. Science of the Total Environment, 247(2-3), 119-126.
Heidi, M.,S, Sallie, W.,C., Olson, R.J., (1989). Chlorophyll Fluorenscence from single Cells: Interpretation
of Flow Cytometrics Signals, Limnology and Ocenography 34-8: 1749-1761.
Johnson, K.,W., Dooner, M, Quesenberry, P.,J., (2007). Fluorescence activated cell sorting: a window on the
stem cell. Curr Pharm Biotechnol, 8(3): 133-9.
Jones, B. M., Nicholson, J. K. A., Holman, R. C., & Hubbard, M. (1989). Comparison of Monocyte
Separation Methods Using Flow Cytometric Analysis. Journal of Immunological Methods, 125(1-2), 4147.
Karaboz, İ., Kayar., E., Akar, S., (2008). Flow Sitometri ve Kullanım Alanları, Elektronik Mikrobiyoloji
Dergisi TR (Eski adı: OrLab OnLine Mikrobiyoloji Dergisi) 06-2:01-18
www.mikrobiyoloji.org/pdf/702080201.pdf.
Kong, F. X., Yu, Y., Wang, M. L., Qian, L. L., & Shi, X. L. (2007). Determination of short-term copper
toxicity in a multispecies microalgal population using flow cytometry. Ecotoxicology and Environmental
Safety, 66(1), 49-56. doi: 10.1016/j.ecoenv.2005.10.014
Laane, E., Tani, E., Bjorklund, E., Elmberger, G., Everaus,H., Skoog, L., Porwit-Mac Donald. A., (2005). Flow
cytometric immunophenotyping including Bcl-2 detection on fine needle spirates in the diagnosis of
reactive lymphadenopathy and non-Hodgkin's ymphoma. Cytometry Part B Clinical Cytometry 64B1,
34-42.
Li, Z., & Yang, M. J. (2003). The application of flow cytometry in toxicology. Toxicology, 191(1), 55-55.
Olson, R.,J., Zetter, E.,R., Anderson, O.,K., (2005). Discrimination of eukaryotic phytoplankton cell type
from light scatter and autofluorescence properties measured by flow cytometry, Cytometry, 10, 636693.
Saunders, G. C., Jett, J. H., & Martin, J. C. (1985). Amplified Flow-Cytometric Separation-Free
Fluorescence Immunoassays. Clinical Chemistry, 31(12), 2020-2023.
Stauber, J. L., Franklin, N. M., & Adams, M. S. (2001). New applications of flow cytometry in ecotoxicology.
Toxicology, 164(1-3), 37-37.
Stauber, J. L., Franklin, N. M., & Adams, M. S. (2002). Applications of flow cytometry to ecotoxicity testing
using microalgae. Trends in Biotechnology, 20(4), 141-143.
Taneli, F., (2007). “Flow” Sitometri Tekniği ve Klinik Laboratuvarlarda Kullanımı, Türk Klinik Biyokimya
Derg , 5(2) : 75-82.
Wilkins, M. F., Hardy, S. A., Boddy, L., & Morris, C. W. (2001). Comparison of five clustering algorithms to
classify phytoplankton from flow cytometry data. Cytometry, 44(3), 210-217.
Limnoloji-155