ÖNSÖZ
1977 yılında iki yazarlı olarak Ege Üniversitesi'nde ilk defa yayınlanan Çevre Mühendisliği Kimyası isimli kitap, üç yazarlı olarak 1982 yılında aynı isimle gözden geçirilerek ikinci ve 1986 yılında 3. defa basılmıştır. İlk iki yazarın Dokuz Eylül Üniversitesi Çevre Mühendisliği Bölümü'nde eğitimin İngilizce verileceğinden Çevre Mühendisliği Kimyası kitabını yayınlamayı düşünmediklerini belirtmeleri üzerine eserin yayınının devamı tarafımdan sağlanmıştır.
1982 baskısının önsözünde belirtildiği gibi çevre mühendisliği öğrencilerine okutulmakta olan "Çevre Mühendisliği Kimyası" dersinde kullanılabilecek Türkçe yazılmış bir kitap veya ders notu bulunmadığından bu gereksinimi karşılamak üzere, çevre mühendisliği kimyası konularında yazılmış çeşitli yayınlardan ve bilhassa İngilizce yayınlardan (1) (12) büyük ölçüde yararlanılmış ve derleme mahiyetinde olan 1982 yılındaki baskısı esas alınmıştır. 1997 yılında yapılan 4. baskıda yeni yayınlardan da faydalanarak eklemeler ve düzenlemeler yapılmış, öğrencilere yardımcı olabilmek için her kısmın sonuna bazılarının çözümleri olan sorular ilave edilmiş ve çevre konularına ait önemli parametrelerin laboratuvarda tayini ile ilgili bilgiler "Standart Metotlar" esas alınarak özellikle üniversitelerdeki uygulamalarda kullanılan notlardan (3) (6) (13) ve föylerden (19) (20) faydalanılarak geniş bir şekilde verilmiştir. 1997 yılında bu kitabın yeniden baskıya hazırlanmasında kitabın son kısmında verilen kaynakların hepsinden önemli bir şekilde yararlanılmış ve bazı kısımlar aynen alınmıştır. Bu eserlerin yazarlarma teşekkürlerimi sunuyorum.
Bu kitapta şimdiye kadar yer almayan Toplam Organik Karbon analizi konusu giderek artan önemi nedeniyle Bölüm 26 olarak eklenmiştir. Başlangıçta bu eseri birlikte hazırladığım merhume Prof. Dr. Füsun Şengül ve Prof. Dr. Aysen Müezzinoğlu'na, soru kısımları/un hazırlanmasında büyük katkısı olan Prof. Dr. Olcay Tünay'a, mesleki tecrübeleri ve bilgileri ile bana destek veren Prof. Dr. Ayşegül Tanık, Prof. Dr. Lütfi Akça ve Prof. Dr. İsmail Toröz'e ayrıca yayına hazırlayan Çevre Yüksek Mühendisi M. E. Zafer flızara, Çevre Mühendisi Özgün Yılmaz'a ve kitaba eklenen "İndeks"i hazırlayan Yrd.
Doç. Dr. Elif Soyer'e çok teşekkür ederim.
İstanbul, 2018
Prof. Dr. Ing. Ahmet Samsunlu
İÇİNDEKİLER
I. KISIM: ÇEVRE MÜHENDİSLİĞI KİMYASININ TEMELLERİ
BÖLÜM 1 : KANTİTATİF KİMYADAN BAZI HATIRLATMALAR ve ANALİZLERDE KULLANILAN TEMEL İŞLEMLER
1.1 Giriş 3
1.2 Numune Alma ve Koruma 5
1.3 Laboratuar Malzemeleri ve Reaktifier 9
1.4 Çökeltme 10
1.5 Filtrasyon (Süzme) 10
1.6 Kurutma ve Yakma 11
1.7 Ekstraksiyon 12
1.8 Distilasyon 12
1.9 Ayrıştırma ve Çözünüleştirme 12
1.10 Standart Yöntemler 12
1.11 Analiz Yöntemleri 13
1.12 Analiz Sonuçlarının ifadesi 14
1.13 Kolorimetri 19
1.14 Fotoelektrik Kolorimetreler 21
1.15 Spektrofotometreler 21
1.16 Su Kalitesi Kontrolü Verilerinin Değerlendirilmesi, Denetim ve Yaptırım
Kararları 23
1.17 Atıksuların İstatiksel Karakterizasyonu
1.18 Bir Organize Sanayi Bölgesine Ait Numunelerin istatistik Değerlendirmesi 34
1.19 Konu ile İlgili Problemler 35
BÖLÜM 2: ÇEVRE MÜHENDİSLERİ İÇİN GEREKLİ ORGANIK KİMYA
2.1 Giriş ve Organik Maddelere Ait Özellikler 37
ALİFATİK BİLEŞİKLER
2.2 Hidrokarbonlar 40
2.3 Alkoller 47
2.4 Aldehitler ve Ketonlar 53
2.5 Asitler 56
2.6 Esterler 59
2.7 Eterler 60
2.8 Alkil Halojenürlcr ve Diğer Halojenli Alifatik Bileşikler 61
2.9 Azotlu Basit Alifatik Bileşikler 64
2.10 Halkalı Alifatik Bileşikler 66
2.11 Merkaptanlar veya Tiyoalkoller 66
AROMATİK BİLEŞİKLER
2.12 Genel Hususlar 67
2.13 Hidrokarbonlar 69
2.14 Fenoller 70
2.15 Aromatik Alkoller, Aldehitler, Ketonlar ve ASitler 72
2.16 Azot Içeren Aromatik Basit Bileşikler 74
2.17 Heterosiklik ,Bileşikler 75
2.18 Boyama Suları 77
GIDA MADDESI OLARAK KULLANILAN ORGANIK BİLEŞİKLER
2.19 Genel Hususlar 77
2.20 Karbonhidratlar
2.21 Katı ve Sıvı Yağlar 82
2.22 Protein ve Amino Asitler 83
2.23 Deterjanlar 84
2.24 Sabunlar 85
2.25 Sentetik Deterjanlar 86
PESTİSİTLER
2.26 Genel Hususlar 89
2.27 Klorlanmış Pestisitler 89
2.28 Organik Fosfor Bileşikleri 91
2.29 Karbonat!' Pestisitler 91
2.30 Pestisitierin Biyolojik Özellikleri 92
2.31 İz (Eser) Organikler 93
2.32 Organik Maddelerin Çevrede ve Mühendislik Sistemlerinde Davranışı 94
2.33 Konu ile ilgili Problemler 96
BÖLÜM 3 : ÇEVRE MÜHENDISLERI İÇİN GEREKLI BİYOKİMYA
3.1 Giriş 97
3.2 Enzimler 97
3.3 Koenzimler 99
3.4 Biyokimyasal Reaksiyonların Sıcaklıkla ilişkisi 99
3.5 pH 101
3.6 Temel ve İz Elementler 102
3.7 Biyolojik Parçalanma 102
3.8 Karbonhidratların Biyokimyasl 104
3 9 Proteinicrin Biyokimyasl 106
3.10 Sıvı ve Katı Yağların Biyokimyası 107
3.11 Genel Biyokimyasal Reaksiyonların Mekanizması 108
3.12 Enerji Dolanımları ve Bakteriyel Gelişme 112
3.13 insanın Biokimyası 115
3.14 Konu ile İlgili Problemler 118
II. KISIM: SU ve KULLANILMIŞ SU ile ILGILI KONULAR, ANALIZLER ve PROBLEMLER
BÖLÜM 4 : pH
4.1 Genel Hususlar 120
4.2 Teorik Yaklaşım 120
4.3 pH Ölçürnt1 122
4.4 pH Vcrisinin Değerlendirilmesi 123
4.5 Laboratuvarda pki. Tayini 124
4.6 Konu ile İlgili Problemler 126
BÖLÜM 5 : ASİDİTE
5.1 Genel Hususlar 127
5.2 Asiditenin Kaynaklan 129
5.3 Karbondioksit ve Mineral Asiditenin Önemi 131
5.4 Ölçtim Yöntemi 132
5.5 Asidite ile İlgili Verilerin Kullanımı 135
5.6 Laboratuvarda Asidite Tayini 135
5.7 Konu ile ilgili Problemler 140
BÖLÜM 6 : ALKALİNİTE
6.1 Genel Hususlar 143
6.2 Halk Sağlığı Açısından Önemi 144
6.3 Alkalinite Tayin Yöntemi 144
6.4 Alkalinitenin ifadelendirilmesi (Türleri) 145
6.5 Doğal sularda Karbondioksit, Alkalinite ve pH ilişkileri 152
6.6 Alkalinite Vcrisinin Kullanımı 153
6,7 Çevre Mühendislerince Dikkate Alınması Gdeken Diğer Konular 153
6.8 Laboratuvarda Alkalinite Tayini 155
6.9 Konu ile İlgili Problemler 159
BÖLÜM 7 : BULANIKLIK
7.1 Genel Hususlar 164
7.2 Bulanıklığın Çevresel Önemi 165
7.3 Bulanıklık Birimleri 165
7.4 Bulanıklık Tayin Yöntemleri 166
7.5 Bulanıklık Verisinin Kullanımı 167
7.6 Laboratuvarda Bulanıklık Tayini 168
7.7 Konu ile İlgili Problemler 170
BÖLÜM 8: RENK
8.1 Genel Hususlar 171
8.2 Halk Sağlığı Açısından Önemi 172
8.3 Renk Tayin Yöntemleri 172
8.4 Renk Verisinin Değerlendirilmesi ve Uygulanması 174
8.5 Laboratuvarda Renk Tayini 174
8.6 Konu ile İlgili Problemler 175
BÖLÜM 9: SERTLİK
9.1 Genel Hususlar 176
9.2 Sertliğin Sebep ve Kaynakları 177
9.3 Sertlik Tayin Yöntemleri 178
9.4 Sertlik Çeşitleri 180
9.5 Sertlik Verisinin Çevre Mühendisliğindeki Önemi 182
9.6 Laboratuvarda Sertlik Tayini 182
9.7 Konu ile İlgili Problemler 186
BÖLÜM 10: İYON DEĞİŞİMİ
10.1 İyon Değişiminin Mekanizması 189
10.2 İyon Değişiminin Çevresel Önemi 192
10.3 Konu ile İlgili Problemler 192
BÖLÜM 11: KLORÜRLER
11.1 Genel Hususlar 193
11.2 Klorürlerin Çevresel Önemi 194
11.3 Klorür Tayin Yöntemleri 195
11.4 Klorür Verisinin Kullanımı 197
11.5 Laboratuvarda Klorür Tayini 198
11.6 Konu ile İlgili Problemler 201
BÖLÜM 12: ÇÖZÜNMÜŞ OKSİJEN
12.1 Genel Hususlar 202
12.2 Çözünmüş Oksijenin Çevre Mühendisliğindeki Önemi 204
12.3 Çözünmüş Oksijen Tayini için Numune Alınması 206
12.4 Çözünmüş Oksijen Tayin Yöntemleri 206
12.5 Laboratuvarda Çözünmüş Oksijen Tayini 210
12.6 Konu ile İlgili Problemler 212
BÖLÜM 13: BİYOKİMYASAL OKSİJEN İHTİYACI
13.1 Genel Hususlar 214
13.2 BOI Reaksiyonunun Kinetiği 217
13.3 Atık Suların BOI Değerinin Ölçüm Metodları 220
13.4 BOI Hız Sabiti (Reaksiyon Hızı k'nin Hesabı 224
13.5 Endüstriyel Atıksuların BOI Değerlerinin Bulunması 227
13.6 BOI Değerlerinin Kullanımı 232
13.7 Laboratuvarda BOI Tayini 233
13.8 Konu ile İlgili Problemler 241
BÖLÜM 14: KİMYASAL OKSİJEN İHTİYACI
14.1 Genel Hususlar 244
14.2 Kimyasal Oksijen İhtiyacının Potasyum Bikromat Yardımıyla Belirlenmesi 245
14.3 Anorganik Girişimler 247
14.4 KOI Verisinin Kullanımı 248
14.5 Laboratuvarda Kimyasal Oksijen İhtiyacı (KOI) Tayini 248
14.6 Konu ile İlgili Problemler 252
BÖLÜM 15: KATI MADDELER
15.1 Genel Hususlar 255
15.2 Katı Madde Tayinlerinin Çevresel Önemi 260
15.3 İçme Suyu Temini İçin Kullanılan Sularda Katı Madde Tayini 260
15.4 Kirlenmiş Sularda ve Evsel Atık Sularda Katı Madde Tayini 261
15.5 Endüstriyel Kullanma Sularında Katı Madde Tayini 263
15.6 Katı Madde Verisinin Çevre Mühendisliğindeki Uygulamaları 263
15.7 Katı Madde Tayin Yöntemleri 264
15.8 Laboratuvarda Toplam Askı Maddeleri Tayini 267
15.9 Konu ile İlgili Problemler 269
BÖLÜM 16: KİMYASAL YUMAKLAŞTIRMA (KOAGÜLASYON)
16.1 Genel Hususlar 272
16.2 Kolloidlerin Özellikleri 273
16.3 İçme Sularının Arıtılmasında Yumaklaştırma Yöntemi 279
16.4 Kimyasal Yumaklaştıma (Koagülasyon) ile İlgili Esaslar 281
16.5 Kimyasal Yumaklaştırmada pH Önemi ve Optimum pH Değeri 283
16.6 Kimyasal Yumaklaştırmada Laboratuar Çalışmalarının Önemi 284
16.7 Yumaklaştırma Yardımcıları 285
16.8 Kullanılmış Suların Arıtılmasında Yumaklaştırma Yöntemi 286
16.9 Kimyasal Yumaklaştırma Verilerinin Çevre Mühendisliği
Uygulamalarında Değerlendirilmesi 287
16.10 Konu ile İlgili Problemler 287
BÖLÜM 17: DEMİR ve MANGAN
17.1 Genel Hususlar 288
17.2 Demir ve Manganın Çevresel Önemi 289
17.3 Demir Tayin Yöntemleri 290
17.4 Mangan Tayin Yöntemleri 291
17.5 Demir ve Mangan Verilerinin Çevre Mühendisliği
Uygulamalarında Değerlendirilmesi 292
17.6 Laboratuvarda Demir Tayini 293
17.7 Konu ile İlgili Problemler 297
BÖLÜM 18: AZOT
18.1 Genel Hususlar 298
18.2 Doğal İnorganik ve Organik Azot Dolanımı 299
18.3 Azotlu Bileşiklerin Çevresel Önemi 302
18.4 Analiz Yöntemleri 306
18.5 Azot Verilerinin Çevre Mühendisliğindeki Uygulamaları 311
18.6 Laboratuvarda Azot Tayini 312
18.7 Konu ile İlgili Problemler 325
BÖLÜM 19: KÜKÜRT DOLANIMI VE SÜLFATLAR
19.1 Genel Hususlar 328
19.2 Koku Problemi 329
19.3 Kanalizasyon Borularında Korozyon 329
19.4 Kükürt Çevrimi 330
19.5 Sülfat Ölçüm Yöntemleri 332
19.6 Sülfat Verisinin Kullanımı 333
19.7 Laboratuvarda Sülfat Tayini 334
19.8 Konu ile İlgili Problemler 336
BÖLÜM 20: FOSFOR VE FOSFAT
20.1 Genel Hususlar 337
20.2 Çevre Mühendisliği Uygulamalarında Önemli Olan Fosfor Bileşikleri 339
20.3 Fosfor veya Fosfat Tayin Yöntemleri 339
20.4 Fosfor Verilerinin Kullanımı 343
20.5 Laboratuvarda Fosfor Tayini 342
20.6 Konu ile İlgili Problemler 350
BÖLÜM 21: FLORÜR
21.1 Genel Hususlar 352
21.2 Su Temininde Yüksek Florür İçeriklerinin Önemi 352
21.3 Su Temininde Düşük Florür İçeriklerinin Önemi 353
21.4 Florürler ve Hava Kirlenmesi 353
21.5 Florür ve Florür Bileşiklerinin Kimyası 354
21.6 Florürlerin Tayin Yöntemleri 354
21.7 Florür Verisinin Kullanımı 356
21.8 Laboratuvarda Florür Tayini 356
21.9 Konu ile İlgili Problemler 358
BÖLÜM 22: YAĞ ve GRES
22.1 Genel Hususlar 359
22.2 Gres Ölçümleri 360
22.3 Analiz Yöntemleri 362
22.4 Gres Verilerinin Kullanımı 363
22.5 Laboratuvarda Yağ-Gres Tayini 364
22.6 Konu ile İlgili Problemler 365
BÖLÜM 23: UÇUCU ASİTLER
23.1 Genel Hususlar 365
23.2 Teorik Hususlar 366
23.3 Uçucu Asitlerin Tayin Yöntemleri 369
23.4 Uçucu Asit Verisinin Kullanımı 370
23.5 Konu ile İlgili Problemler 370
BÖLÜM 24: ÇEVREDE İZ ELEMENTLER
24.1 Genel Hususlar 371
24.2 İz Elementlerin Kaynakları 371
24.3 İz Elementlerin Kullanıldıkları Yerler 373
24.4 İz Elementlerin Analizi 374
24.5 Çevresel Örneklerde İz Elementlerin Konsantrasyon Teknikleri 375
24.6 Konu ile İlgili Problemler 380
BÖLÜM 25: DEZENFEKSİYON, KLORLAMA - OZONLAMA
25.1 Giriş 381
25.2 Klorlama Kimyası 382
25.3 Dezenfeksiyonun Halk Sağlığı Açısından Önemi 386
25.4 Kalıntı Klor Tespit Yöntemleri 388
25.5 Klor İhtiyacının Ölçümü 391
25.6 Klor Dioksit ile Dezenfeksiyon 391
25.7 Ozon ile Dezenfeksiyon 393
25.8 Dezenfeksiyon İhtiyacı ve Kalıntı Dezenfektan Verisinin Uygulamaları 393
25.9 Konu ile İlgili Problemler 394
BÖLÜM 26: TOPLAM ORGANİK KARBON
26.1 Giriş 395
26.2 Toplam Organik Karbon (TOK) 395
26.3 Karbon Sınıflandırılması 396
26.4 TOK, BOI, KOİ İlişkisi 396
26.5 TOK Ölçümü 397
26.6 Analizde Kullanılacak Kimyasal Maddeler ve Hazırlanmaları 399
26.7 Deneyde Kullanılan Malzemeler 400
26.8 Kullanılan Kimyasallar 400