İLKÖĞRETİM OKULU ÖĞRENCİLERİNE YÖNELİK MATEMATİK VE FEN BİLİMLERİ PROJE ÇALIŞMASI
Bu Benim Eserim Matematik ve Fen Bilimleri Proje Yarışması
Projenin Amacı:
Bu proje ile, özellikle evsel atık sularla kirlenen alıcı su ortamlarında (göl, akarsu) ortaya çıkan azot ve fosfor kaynaklı kirliliğin ve ağır metallerin Lemna bitkileri kullanılarak tasfiye edilmesi (arıtılması) amaçlanmıştır.
Genel Bilgiler:
Çevre, kirliliği ile mücadele etmek ve toplumların hayat kalitesini iyileştirmek amacıyla pahalı teknikler ve işlemler yerine, doğadaki mevcut organizmaların kullanıldığı biyolojik sistemlerin kullanılabileceği düşüncesi son yıllarda oldukça yaygınlaşmaya başlamıştır. Dolayısıyla, bugüne kadar faydasız ya da zararlı olarak nitelendirilen bitkilerde dahil olmak üzere, bazı bitkisel ve hayvansal canlılardan yararlanılarak oluşturulan biyolojik sistemlerle yeni kullanım alanları oluşturulmaktadır. Bu alanlardan bir tanesi de, evsel ve endüstriyel atıksuların biyolojik sistemlerle tasfiye edilmesi (arıtılması) veya tercihen purifikasyona (saflaştırma) uğratılmasıdır. Özellikle bitkiler üzerinde yapılan araştırmalar, bazı sucul (akuatik) bitkilerin sularda (göl ve denizlerde) su kalitesini düşüren ve sularda kirliliğe neden olan organik maddeleri büyük bir hızla absorblayıp, nitrat, fosfat ve ağır metalleri sulardan uzaklaştırabilme yeteneklerinin olduğunu ortaya koymuştur. Bu proje çalışmasında sucul bitkilerinden Lemna bitkileri kullanılarak, evsel ve endüstriyel atık suların biyolojik yolla tasfiye edilmesi amaçlanmıştır. Bu proje çalışması için, hızlı gelişme/çoğalma özelliğinden dolayı Lemna bitkisi (su mercimeği) seçilmiştir.
Lemna minor (Su Mercimeği) Hakında Genel Bilgiler
Habitat: Kozmopolit Uzunluk: 0.2 – 2 cm Sıcaklık: 5 – 30 °C Işık Toleransı: Düşük – Çok Yüksek Işık İhtiyacı: Yüksek Su Sertliği Toleransı: 1 – 20 Uygun Su Sertliği: 14 pH Toleransı: 4.5 – 9.0 Uygun pH Seviyesi: 6.0 Gelişim Hızı: Hızlı Bakım İhtiyacı: Çok Az
Genel Bilgiler: Yeterli seviyede tutulduğunda çok iyi bir biyolojik filtrasyon yardımcısıdır. Ülkemizde su mercimeği adıyla satılmaktadır. Labirentli balıkların yuva yapmaları için ideal bir ortam oluşturur. Ayrıca yavru balıkların saklanmaları için ve bitkisel olarak beslenmeleri için çok uygundur. Özellikle ışık gördükleri zaman yapıları koni biçimini alır. Akvaryumda doğal bir gölgeleme yaparlar ve ışık oyunlarıyla çok daha dekoratif bir ortam yaratırlar. Özellikle üstü açık akvaryumlarda tercih edilirler. Uygun ortamı bulduklarında çok hızlı yayılırlar.
Kirlilik Hakkında Genel Bilgiler
Su kirliliği, evsel ve endüstriyel atıkların sucul ortamlara arıtılmaksızın boşaltılmaları, tarımda verimi artırma amacıyla kullanılan doğal ve yapay maddelerin sucul ortamlara taşınmaları gibi sebeplerle gerçekleşir. Endüstriyel ve evsel atık sular ile bir milyon kadar farklı kirleticinin doğal sulara girdiği tahmin edilmektedir (Förstner ve Witmann, 1983). Bu kirleticilerden endüstriyel atık sular çok değişik karakterde olmaları, toksik etki meydana getirmeleri ve ihtiva ettikleri bazı maddelerin (özellikle ağır metaller) besin zincirinde toplanarak insan sağlığını da tehdit etmelerinden dolayı büyük önem taşımaktadır (Dölek, 1998). Özellikle kadmiyum, civa, kurşun ve krom gibi ağır metaller, besin zinciriyle girdikleri canlı bünyelerinden doğal fizyolojik mekanizmalarla atılamadıkları için birikime uğrar ve bünyede belirli konsantrasyonların aşılması halinde toksik etki yaparlar. Bu birikim sonucunda, sularda yaşayan balıklar ve diğer canlılar ölebilir, hatta bu tür su ürünleriyle beslenen insanların yaşamı da tehlikeye girebilir. Toksik maddeler suda düşük konsantrasyonlarda bulunmaları halinde bile (örneğin 1 mg/l) insan sağlığına zarar vererek hastalıklara ve hatta ölüme sebep olur (Anonim, 1991).
Genel olarak kirleticiler, kalıcılıkları, zehirlilik dereceleri ve biyoakümülatif kapasitelerine göre sınıflandırılırlar. Bütün bu özelliklerin hepsine sahip maddeler Dünya Sağlık Örgütü (WHO) ve Birleşmiş Milletler Çevre Programı (UNEP) tarafından “Kara Liste” maddeleri olarak nitelendirilmektedir. Bu “Kara Liste”de, 114’ü organik bileşikler, 13’üde ağır metaller olmak üzere toplam 127 öncelikli kirletici bulunmaktadır (Dölek, 1998).
Genelde çevrede metal kirliliği meydana getiren beş kaynak vardır; (1) jeolojik olaylar, (2) maden filizleri ve metallerin endüstriyel üretimi, (3) metal ve metal bileşiklerinin kullanımı, (4) çöp ve katı atıkların boşaltılması, (5) ağır metal içeren hayvan ve insan atıkları (Förstner ve Prosi, 1979: Förstner ve Wittmann, 1983; Perry ve Vanderklein, 1996; Lee ve Stuebing, 1990; Liaghati ve diğ., 2003).
Son yıllarda şehirleşme, endüstri ve metalurji alanındaki ilerlemeler bakır, çinko, alüminyum, demir, civa, nikel, kobalt, kadmiyum ve kurşun gibi ağır metallerin kağıt, plastik sanayi, kaplamacılık, boya sanayi, pil ve zirai ilaç yapımında kullanılmaları sonucu, bu metallerin sucul ekosistemlerdeki derişimlerinde artış olduğu tespit edilmiştir (Brotheridge ve diğ., 1998). Ağır metaller, sucul organizmalar tarafından alınarak birikebilmekte ve besin zinciri yoluyla üst trofik düzeylere taşınmaktadır (Blasco ve diğ., 1999,; Mason ve diğ., 2000).
Projenin Önemi
Hızla artan dünya nüfusu, sağlıksız kentleşme, plansız ve bilinçsiz endüstrileşme, belirli süreçlerde ortaya çıkan ya da kasıtlı olarak çıkartılan savaşlar ve ulusların bunlara hazırlık amacıyla yaptığı askeri tatbikatlar, nükleer denemeler, birim alana düşen verimi arttırmak amacıyla kullanılan tarım ilaçları, yapay gübreler ve deterjan gibi kolay ve rahat yaşamı sağlayan kimyasal maddeler giderek çevreyi kirletmeye başlamış bunun sonucu olarak da büyük oranda kirlenen hava, su ve toprak canlılar için zararlı boyutlara ulaşmış, yaşamı etkileyen ve çeşitli hastalıklara neden olan belli başlı tehlike kaynakları durumuna gelmiştir. Endüstriyel ve evsel atık sular ile bir milyon kadar farklı kirleticinin doğal sulara girdiği tahmin edilmektedir
Organik kirlilik ve ağır metal kirliliği son yıllarda yüzey su kaynaklarında ortaya çıkan en önemli kirlilik çeşitleridir. Organik kirlilik, ortaya çıktığı su kaynağında suyun kalitesinin bozulmasına ve bu ortamda yaşayan bazı canlıların yok olmasına, diğer bazılarının ise çeşit ve miktarlarının azalmasına yol açmaktadır. Bu durum, suyun kalitesinin düşmesine yol açarak suyun kullanım özelliğini sınırlandırmasının yanı sıra sucul ortamlardaki biyolojik çeşitliliği de olumsuz etkilemektedir. Atık suların kimyasal yöntemlerle tasfiyesinde kullanılan sistemler ve kimyasallar çok pahalı oldukları için, atık suların biyolojik yöntemlerle ve sistemlerle tasfiyesi büyük önem kazanmıştır. Biyolojik arıtma yöntemleri kimyasal yöntemler kadar etkili olmamakla birlikte maliyeti düşük olduğu için yaygın olarak kullanılmaktadırlar.
Araştırma Materyali ve Metodu
Organik atık ve ağır metal içeren atık sulardan su örnekleri alınacaktır. Alınan atık sular içindeki azot ve fosfor miktarları belirlenecektir. Daha sonra bu sular laboratuarda bu çalışma için hazırlanan cam akvaryumlara transfer edilecektir ve her bir akvaryum içerisine Lemna bitki türleri bırakılacaktır. Bitkiler su ortamında belli bir süre tutulacak ve bu süre sonunda hem sudaki hem de bitkilerdeki azot, fosfor ve ağır metal miktarları ayrı ayrı belirlenecektir. Böylece, atık sular içerisindeki başlangıçtaki azot ve fosfor miktarıyla deney sonunda suda belirlenen azot, fosfor ve ağır metal miktarları karşılaştırılarak Lemna bitkilerinin azot, fosfor ve ağır metalleri hangi miktarlarda vücutlarına aldıkları ve atık suların tasfiye edilmesinde ne kadar etkili oldukları belirlenecektir.
Çevre, kirliliği ile mücadele etmek ve toplumların hayat kalitesini iyileştirmek amacıyla, su kalitesini düşüren ve sularda kirliliğe neden olan organik maddeleri büyük bir hızla absorblayıp, nitrat, fosfat ve ağır metalleri sulardan uzaklaştırabilme yeteneğine sahip su mercimeği kullanılarak, evsel ve endüstriyel atık suların biyolojik yolla tasfiye edilmesi amaçlanmıştır.
