Giderek artan nüfus doğal kaynaklar üzerinde sürekli artan talepler getirmekte ve tatlı su kaynaklarının geleceğini tehlikeye düşürmektedir. Birleşmiş Milletler dünyadaki su rezervlerinin yalnızca %2,5 oranındaki bir kısmının tatlı su kaynağı olduğunu ve 25 yıl içerisinde dünya nüfusunun üçte ikilik kısmının kuraklık çeken bölgelerde yaşamak zorunda kalacağını tahmin etmektedir [1-3].

Dünya çapında yüzeysel tatlı su kaynaklarının %70’i tarımsal faaliyetler amacıyla kullanılmaktadır. Buharlaşma ve terleme (evapotranspirasyon) nedeniyle kaybedilen su haricindeki kısım ise, tekrar yüzeysel sulara ulaşmakta ya da infiltrasyon ile yeraltı sularına karışmaktadır [4]. Dolayısıyla tarımsal sulama amaçlı kullanılan suyun büyük bir miktarı su kaynaklarına geri dönmekte ve bu durum hem yüzeysel su kalitesini hem de sulama suyu kalitesini birlikte etkilemektedir.

Artan su talebine karşılık tatlı su kaynaklarını yenileyip miktarını artırmak teknik ve ekonomik açıdan sınırlayıcı olduğu için sürdürülebilir kalkınmayı sağlayabilecek değişik pratik çözümlere ihtiyaç vardır. Bu bağlamda arıtılmış atıksuların geri kazanımı ve tarımsal sulama amaçlı kullanımı için son yıllarda çalışmalar ve uygulamalar oldukça artmıştır. Atıksuların geri kullanımı ile hem tatlı su kaynaklarının tüketimi azaltılmakta hem de deşarj edilen arıtılmış atıksuların çevresel etkileri en aza indirilmektedir [1,3,5].

Arıtılmış atıksular ile tarımsal alanların sulanmasını temel alan projelerin başarılı bir şekilde uygulanabilmesi için en önemli parametre arıtılmış atıksuyun kalitesidir. Arıtılmış atıksuyun kalitesi, ham su kalitesine ve atıksuyun uygulandığı arıtma derecesine bağlıdır [6].

Elektriksel iletkenlik, arıtılmış atıksuların sulamada kullanımı için uygunluğunu belirlemede en önemli parametredir. Topraktaki tuz konsantrasyonunun artması bitkilere zehir etkisi yapar. Toprak çözeltisinde bazı iyonların yüksek yoğunluklarda bulunması, bitkilerin gelişmesi için gerekli bitki besin maddelerinin yeterli miktarda alınmasına engel olur. Yüksek düzeydeki tuzluluk, toprak mikroorganizmalarının faaliyetlerini ve çoğalmasını olumsuz yönde etkiler. Bu olayın sonucunda da dolaylı olarak temel bitki besin maddelerinin dönüşümleri ve bitkiye olan faydaları etkilenir [7].

Sulama suyu için önemli olan diğer bir parametre de klorürdür (Cl¯). Genel olarak tuzlu su içerisinde klorür miktarı yüksektir ve eğer sulama suyu içerisinde limit değerlerini aşarsa bitki yapraklarında birikmeye ve neticede yaprakların kuruyup düşmesine neden olmaktadır.

Bütün doğal sularda az ya da çok miktarlarda sülfat iyonuna (SO4-2) rastlamak mümkündür. Bitki beslenmesi için bu iyon gerekli olmakla birlikte limit değerleri aşan sülfat miktarı bitkilerin bünyelerine aldıkları kalsiyum miktarını azaltır ve sodyum miktarını artırarak zehirlenmelerine neden olmaktadır.

Kurak ve yarı kurak iklim bölgelerinin topraklarında ve çorak topraklarda bor elementinin miktarı oldukça yüksek düzeydedir. Genellikle 1 mg/l’den az bor içeren topraklar optimum bitki gelişmesi için uygundur [7]. Suda ya da toprakta sınırların üzerinde bor bulunması bitki yapraklarında sararma, yanma ve yarılmalara, olgunlaşmamış yapraklarda dökülme ve büyüme hızının yavaşlaması ile verimde azalmaya neden olmaktadır.

Bunun yanında sulama suyundaki nütriyent (azot ve fosfor) miktarı ürün yetiştirme tekniği açısından önemli olduğu kadar sulama suyu kaynağındaki organik kirliliğin de önemli bir göstergesidir. Bitkilerin gelişmesinde azot ve fosfor oldukça önemli olmakla birlikte, yönetmeliklerde belirtilen limitlerin aşılması durumunda ürün veriminde azalmalara neden olmaktadır.

Atıksularda bulunan insan sağlığını etkileyen önemli mikroorganizmalar; bakteriler, virüsler ve parazitlerdir. Atıksuların tarımsal sulamada kullanılması ile atıksudaki mikroorganizmalar toprağa taşınır. Düzenli olarak işletilen atıksu arıtma tesisleri mikrobiyal konsantrasyonunun büyük bir kısmını azaltır. Atıksudaki kirlilik indikatörü olan bakteriler (fekal koliform), dezenfekte edilmeden ortama verilen arıtılmış atıksular ile sulanan alanlarda toprağın yaklaşık 1,37 m altındaki bir derinlikte tespit edilmiştir [6, 8]. Sulamada kullanılacak suları belirlemek için kullanılan standartlar ve yönergeler halk sağlığının korunmasını ve atıksudaki mevcut mikroorganizmaların kontrolünü baz almaktadır [6].

Atıksuyun içindeki çözünmüş tuzlar, bor, ağır metal ve benzeri toksik maddeler yörenin iklim şartlarına ve toprakların fiziksel, kimyasal ve biyolojik özelliklerine bağlı olarak ortamda birikebilir, bitkiler tarafından alınabilir veya suda kalabilir. Bu nedenle arıtılmış atıksuların tarımsal sulamada kullanılması ve bertarafı söz konusu ise suyun fiziksel, kimyasal ve biyolojik parametreler açısından öngörülen sınır değerlere uygunluğunun yanı sıra bölgenin toprak özellikleri de dikkate alınmalıdır. Atıksuların tarımsal sulama amaçlı kullanılmasında karşılaşılan problemler ve mühendislik çözüm önerileri Tablo 1’de verilmiştir.

Tablo 1. Atıksuların tarımsal sulamada kullanımında karşılaşılan problemler ve çözüm önerileri [5, 9].

Bu bağlamda tarımsal sulamada kullanılabilecek nitelikte güvenilir arıtılmış su üretebilecek, ilk yatırım ve işletme maliyeti açısından rekabet edebilecek atıksu arıtma tesislerine ve arıtma teknolojilerine ihtiyaç vardır.Dünyada artan su ihtiyacının bir kısmı, özellikle de çok yüksek miktarlarda su ihtiyacı olan tarım sektöründe uygun kriterler göz önüne alınarak arıtılmış atıksularla karşılanabilmektedir. Dünyada pek çok ülke tarafından hayata geçirilen bu uygulamanın gerek tatlı su kaynaklarının verimli kullanımı gerekse de arıtılmış atıksuların çevresel etkilerinin azaltılması bakımından önemi büyüktür. Arıtılmış atıksular ile tarımsal alanların sulanmasını temel alan projelerin başarılı bir şekilde uygulanabilmesi için en önemli parametre arıtılmış atıksuyun kalitesidir.

Durmaksızın artan nüfus ve buna karşılık artan yiyecek ihtiyacına karşı, su miktarı sabit kaldığından dolayı dünya çapında atıksuların geri kullanımı ile ilgili mevcut projelere yeterli desteklerin verilmesi gerekmektedir.

Günümüzde arıtılmış atıksuların sulamada kullanımı artık küçük lokal ölçekli projelerden, çok kullanıcılı büyük ölçekli projelere dönüşmektedir. İçme suyunun ve arıtılarak geri kazanılmış atıksuyun kentlere ayrık şebekelerle dağıtım projelerinin global olarak artmasıyla da tatlı su kaynakları daha korunur hale gelmektedir.

23.12.2013

Yrd. Doç. Dr. Bilgehan İlker Harman
ÇEKÜD Isparta Temsilcisi
Süleyman Demirel Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi,
Çevre Mühendisliği Bölümü, Isparta.

Kaynaklar

[1] World Health Organization (WHO) (1989) Health Guidelines for the Use of Wastewater in Agriculture and Aquaculture. Report of a WHO Scientific Group, WHO Technical Report Series, No. 778, Geneva.

[2] U.S. Environmental Protection Agency (USEPA) (1991) Municipal Wastewater Reuse: Selected Readings on Water Reuse. Office of Water (WH-595), EPA 430/09-91-002.

[3] U.S. Environmental Protection Agency (USEPA) (1992) Guidelines for Water Reuse. Office of Technology Transfer and Regulatory Support, EPA/625/R-92/004.

[4] Ongley E. D. (1996) Control of Water Pollution from Agriculture-FAO Irrigation and Drainage Paper 55. Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome.

[5] Kitis M., Beyhan M., Yiğit N. Ö., Civelekoğlu G. (2004) Kentsel ve endüstriyel atıksuların arıtılıp geri kazanımı uygulama alanları ve problemler. 9. Ulusal Endüstriyel Kirlenme Kontrolü Sempozyumu, İTÜ, 2-4 Haziran, İstanbul.

[6] Saskatchewan Environment (2006). Treated Municipal Wastewater Irrigation Guidelines (EPB 235).

[7] Köy Hizmetleri Genel Müdürlüğü,

http://www.khgm.gov.tr/kutuphane/trcoraklik/7.htm

[8] National Research Council (NRC) (1996) Use of reclaimed water and sludge in food crop production. National Academy Press, Washington, DC.

[9] U.S. Bureau of Reclamation (USBR) (2003). Southern California Water Recycling Projects Initiative Phase II, CA, USA.