Su kimyası ve önemi...

        Daha önceki makalelerimde zaman zaman söz ettiğim su kimyasını ele almak istiyorum bugünde. Su kimyası dersi okulda en çok zorlandığım derslerden birisiydi ciddi anlamda oldukça kapsamlı bir bilgi yelpazesi edinmiştim o dönemlerde.  Küçük yaşlardan beri de balıklara ilgi duymam hasebiyle bu dersin hakkından gelmeyi kafama koymuş ve hakkından da gelmiştim.

         Evet ne demiştik daha önceki yazılarımızda su kimyası hakkında az çok bilgiye sahip olan kişi bu bilgileri biraz da mikrobiyoloji öğrenip ikisini birleştirdiği anda sorunun neyden kaynaklandığını, teşhis yeteneğini, koyduğu teşhise hangi tedavi uygulanması gerektiğini kendiliğinden çözer. Ben şahsen balık hastalıkları konularına fazla göz atmıyorum çünkü göz attıkça geriliyorum. Hobici arkadaşım bir fotoğraf koymuş belirtileri yazmış balığına ne olduğunu sormuş nasıl bir tedavi olması gerektiğini sormuş, yardımcı olmak isteyen arkadaşımız konuya BENCE diye bir giriş yapmış. BENCE olmaz değerli arkadaşım belirtiler ışığında o fotoğrafı değerlendirdiğinde teşhisi koyarken BENCE diye bir girişle söze başlayamazsın.

---Gözlemlediğiniz belirtilerle fotoğraftaki görünümü birleştirdiğimizde kesin olarak söyleyebilirim ki balığınızda pop eye hastalığı var.  Pop eye akvaryum balıkları hastalıkları içinde en lanet olanlarından biridir. Tedavisi için geniş spectrumlu antibiyotik kullanmanız gerekmektedir. Eritromisin kullanabileceğiniz en iyi ilaçtır. Cipro da alternatif olarak önerebileceğim bir ilaçtır. İşte bu, bu kadar açık ve net, BENCE balığınız mantar, hemen tuz ve metilen mavisi atın BENCE gibi bir durum söz konusu değil…

            Su kimyası hepimizin bilmesi gereken ciddi anlamda bir çok sorunun sıkıntının sebebi ve ne kadar iyi bilirsek , kendimizi bu konuda ne kadar geliştirirsek, o kadar işimize yarayacak bir konudur. Suya ait özellikleri 3 ana başlık altında inceleriz. Bunlar kimyasal özellikler, fiziksel özellikler ve mikrobiyolojik özelliklerdir.

1-                Suyun Fiziksel Özellikleri:

a) Sıcaklık: Yazın serin kışın fazla soğuk olmamalıdır. Bu da yer altı suları ile başlayan ve dağıtmanın pek geniş olmadığı şehirlerde bir derece sağlanabilir.

b) Berraklık: İçme suyu berrak olmalıdır. Berraklığın zıddı olan ve suda asılı yada kolloidal maddelerden oluşan bulanıklık ne kadar az olursa olsun içenlerde olumsuz bir etki bırakır. Suya renk veren maddeler bitkilerin ayrışmasıyla oluşan boyalardır. Renkli bir su içenleri olumsuz etkilediği gibi çamaşırlarda da lekeler bırakır.

Renk tayini: Potasyumkloroplatinat (K2PtCl6) ve kobalt klorür çözeltilerinin karışımları standart olarak kullanılarak (500 mg Pt /lt =500 birim) tayin yapılır. Bu karışımın rengi doğal sulara benzer. İçme suları 15 birimi geçmemelidir.

Bulanıklık tayini: Bulanık su estetik olmadığı gibi patojenik (hastalık yapıcı bakteri bulundurabilir) de olabilir. 1900 yılında bulunan Jackson kandil Türbidimetresiyle suyun bulanıklığı günümüzde de tayin edilmektedir. Bu yöntemde dibi düz bir tüple(nessler tüpü) bu tüpü alttan aydınlatan bir lambadan oluşan cihazın tüpüne azar azar standart örnek konur. Tüpün tepesinden bakılarak lambanın ışığı kaybolduğu an tesbit edilir. Böylece harcanan standart çözelti hacmi bulunur. Bulanıklığı ölçülecek su örneği de ışık görülmeyinceye kadar aynı tüpe konularak gerekli suyun hacmi ölçülür. BS* VS =BX*VX eşitliğinden Bx (bulanıklığı ölçülecek örneğin birimi) hesaplanır. Eşitlikteki BS=standardın birimi olup 1 alınır. Standart olarak Lt sinde 1 mg SiO2 içeren süspansiyon  kullanılır ve bu 1 birim olarak kabul edilir. İçme suyu 5 birimi geçmemelidir.

c) Lezzet ve koku: Sudaki lezzet ve kokular

1- H2S gibi çözünmüş gazlardan

2- Mikroorganizmalar tarafından terk edilen organik maddelerden

3- Genellikle çözünen her çeşit organik maddelerden

4- Olumsuz bir etkiye sahip olan fenol gibi her türlü endüstri artıklarından

5- Suya sadece lezzet veren inorganik tuzlardan

6- Dezenfeksiyon için suya eklenen klorun fazlasından kaynaklanır.

Suya lezzet ve renk veren uçucu organik maddeler suyun 50 0C ye ısıtılarak oluşan kokunun tayini ile değerlendirilir. İnorganik tuzlardan Cl- ve SO4-2 ‘ların konsantrasyonu ile kötü lezzet doğru orantılıdır. Örneğin NaCl konsantrasyonu 300-350 ppm olduğunda tuz lezzeti hissedilmeye başlanır.

Suyun Kimyasal Özellikleri

      Suyun oluşum ısısı yüksek olduğundan oldukça kararlı bir bileşiktir. Metallerle ve bazı ametallerle tepkimeye (reaksiyona) girerek, bunların oksitlerini meydana getirir ve hidrojen açığa çıkar.

   Su, halojenlerle tepkimeye girerek halojeni indirger ve serbest oksijen oluşur. Metal oksitlerin su ile reaksiyonundan da hidroksitler elde edilir. Bu hidroksitler, pozitif yüklü elementin periyodik tablodaki yerine bağlı olarak asidik, bazik veya amfoterik olabilirler. Su az da olsa iyonlaştığı için, zayıf baz veya asit tuzları suda çözündükleri zaman hidrolize uğrarlar. Metal nitrür ve hidrürleri suda bozunarak amonyak ve hidrojen açığa çıkar. Metal karbürler su ile tepkimeye girerek hidrokarbon meydana getirirler

CaC2+2H2O®Ca(OH)2+C2H2

       Organik esterlerin hidrolizi sonucu ilgili alkol ve asit meydana gelir. Küçük olması sebebiyle su molekülü birçok iyonize kristal kafes yapısı içine girerek hidratları meydana getirir. Na2PO4.7H2O ve Na2SO4.7H2O gibi.

         Tabiatta bulunan suların en safları sırasıyla kar ve yağmur sularıdır. Özellikle yağmur suyunda çözünmüş olarak hava içindeki gazlar yanında karbondioksit, klorürler, nitratlar, sülfatlar, amonyak ve askıda organik ve anorganik tozlar bulunur. Yağmur suyu içinde çözünmüş halde bulunan amonyak, nitrat ve sülfatlar toprakların zirai gücünü arttırır.

        Su, bitki ve hayvanların beslenmesinde çok önemlidir. Fen ve sanayide çözücü, katalizör ve akışkan bir ortam olarak, bazı fiziki büyüklüklerin tariflerinde standart referans maddesi olarak, bazı hallerde ince taneli malzeme taşıyıcısı olarak artıkların uzaklaştırılmasında seyreltici ve dağıtıcı, soğutucu, temizleyici, ısı taşıyıcı olarak ve termik ve hidroelektrik enerji üretiminde çok yaygın olarak kullanılmaktadır. Sanayide hidrojen, suyun elektrolizinden veya su buharı kızgın kömür içinden geçirilerek elde edilir.

 Suyun mikrobiyolojik  özellikleri: Tüm mikrobiyolojik analizlerin temel prensibi, aranan mikroorganizma numunede varsa bunu bulmak, sahte negatif ve pozitif sonuçlardan tam olarak kaçınmak, numunedeki mikroorganizma sayısını doğru olarak belirlemek, mikroorganizmanın çeşitli özelliklerini doğru olarak saptamak şeklinde özetlenebilir. 

   Mikrobiyolojik analizler, farklı disiplinlerde çok farklı yaklaşımlar ile uygulanır. Örneğin, bir klinik mikrobiyolog için asıl önemli olan hastalık etmeni mikroorganizmayı öldürecek ve hastayı sağlığına kavuşturacak önlemleri almaktır. Buna göre antibiyogram testleri ön plana çıkar, hastalık etmeninin cins ve tür bazında tanımlanması rutin analizlerde değil, sadece akademik açıdan önemli olur. Yine bir klinik mikrobiyolog için -koruyucu hekimlik çalışmaları dışında- zaten laboratuvara gelen örnek çoğunlukla hasta kişiye aittir ve semptomlardan yola çıkarak hastalığa hangi mikroorganizmanın neden olduğu/ olabileceği bilinir ya da tahmin edilir. 

     Bir gıda mikrobiyologu için gıdada bulunan mikroorganizmaların varlığı ya da yokluğu yanında sayısı da önemlidir. Bozulmuş gıdayı hangi mikroorganizmanın bozduğu çok da önemli değildir. Gıda bozulmuştur ve imha edilmesi gerekir. Kuşkusuz, bozulma etmeninin saptanması bozulma nedeni hakkında fikir verebilir. Örneğin salçada laktobasil kaynaklı gaz oluşumu varsa dolum sırasında bulaşma, basillerin neden olduğu bozulma varsa yetersiz ısıl işlem olarak düşünülür. Bazen mikroorganizmanın ne olduğunun saptanması hiçbir işe yaramaz.

      Klinik mikrobiyolojide süre, gıda mikrobiyolojisine göre çok daha önemlidir. Hastalık ilerleyerek devam ediyorsa, çözümün bir an önce getirilmesi gerekir. Gıda mikrobiyolojisinde ise sorun giderek büyüyorsa üretim durdurulur. Kayıp, sadece ekonomik olur.

Veteriner mikrobiyoloji ve fitopatoloji (bitki hastalıkları bilim dalı) kısmen klinik mikrobiyolojiye benzer.

Endüstriyel mikrobiyolojide ise mikroorganizmayı ortadan kaldırmak yerine tam tersi olarak olabildiğince aktif tutmak önemlidir. Analizler bu yönde yapılır.

     Çevre mikrobiyolojisinin bir bölümü (biyolojik arıtım) tümüyle bir endüstriyel mikrobiyoloji uygulaması iken, atık çamurun imhası ve deşarj edilen suyun mikrobiyolojik güvenliği çok farklı mikrobiyolojik uygulamalar gerektirir.

   Çok kısa olarak örnekleri verildiği gibi, mikrobiyoloji çok geniş bir bilim dalıdır ve farklı disiplinlerde mikroorganizmalara bakış ve dolayısı ile mikrobiyolojik analizler çok farklıdır.

      Su mikrobiyolojisi, tümüyle genel gıda mikrobiyolojisi yaklaşımı içinde ele alınır. Buna göre temel 2 amaç; sularda hastalık yapan mikroorganizmaların varlığının belirlenmesi ve suyun insan tüketimi için mikrobiyolojik kalitesinin belirlenmesidir. Hastalık yapan mikroorganizma kontrolü, halk sağlığı açısından önemlidir ve burada özellikle halk sağlığı yaklaşımının önemi açıkça ortaya çıkar. 

     Analiz edilecek materyal ve mikroorganizma türü başta olmak üzere mikrobiyolojik analizlerde çok farklı analiz teknikleri uygulanır.

       Su mikrobiyolojisinde analizlerin büyük çoğunluğu mikroorganizma arama ya da sayma şeklindedir. 

     Sayımlarda mutlaka koloni elde edilecek diye bir kural yoktur.  En Muhtemel Sayı (EMS) yönteminde olduğu gibi sıvı besiyerindeki bulanıklık, gaz oluşumu ya da renk değişimi aranan mikroorganizmanın varlığı konusunda bilgi verir.

        Sulardaki mikrobiyolojik analizler temel olarak aşağıdaki gibi gruplandırılabilir:

   -Var/ yok testleri,

   -Sayım,

   -Diğer testler (mikroorganizma tanımlama vb.) 

     Ayrıca, gıda mikrobiyolojisinde metabolizmaya dayalı testler, biyolojik stabilite testi ve toksin testleri de vardır.

   Var/ yok testlerinde mikroorganizmanın sayısı önemli değildir. Belirli bir hacim içinde belirli bir mikroorganizmanın olup olmadığı araştırılır. Genellikle patojenlere uygulanan bir yöntemdir ve zenginleştirme işlemleri ile analiz yapılır. Bu nedenle analiz sonucunda aranan mikroorganizma bulunursa başlangıçta hangi sayıda olduğu bilinemez.

    Sayım ise varlığına genellikle belirli sınırlar içinde izin verilen mikroorganizmalar için yapılır. Su analizlerinde olduğu gibi "100 mL suda E. coli olmayacak" şeklindeki yönergeler için yapılacak analizler, var/yok testlerinden farklıdır.

   Mikroorganizma sayımı en yaygın olarak katı besiyerinde koloni sayımı ve en muhtemel sayı (EMS) yöntemi ile yapılır. Ayrıca, metabolizmaya ve/ veya standarda dayalı sayım yöntemleri ve mikroskobik sayımlar da uygulanabilir. Koloni sayımı, dökme ya da yayma kültürel sayım şeklinde yapılabileceği gibi membran filtrasyon sisteminde de koloni sayımı gerçekleştirilebilir.

      Suların mikrobiyolojik analizlerinde membran filtrasyon sistemi, en yoğun kullanılan analiz tekniğidir.

    Mikrobiyolojik analizlerin temel prensipleri konusunda Türkçe olarak sağlanabilecek çok sayıda dosya bulunmaktadır.

Kaynaklar: 2001 Yılı Dönem sonu ödevim ve yaptığım çalışmalar.

                  Çok değerli hocamız Mustafa Eryılmaz'ın çok değerli notları

                  Çok değerli hocamız Mehmet Yaman'ın ders notları