Kırsal bir bölgede içme suyu arıtımı öncesi ve sonrası halk sağlığı değerlendirmesi: Arsenik örneği
Assessment of public health before and after drinking water treatment in a rural area: Arsenic example
- Tez No: 579132
- Danışmanlar: DOÇ. DR. BURÇAK KAYNAK TEZEL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Çevre Bilimleri, Mühendisliği ve Yönetimi Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 106
Özet
Günümüzde karşılaşılan problemlerin başında temiz içme suyuna ulaşılamaması nedeniyle oluşan sağlık sorunları gelmektedir. İçilebilir kalitede suyu temin etmek ve suyun kaynaktan itibaren tüketiciye ulaşacağı noktaya kadar sağlığa uygun koşullarda olması gerektiği şeklinde yaklaşım benimsenerek sistem değerlendirmeleri yapılmıştır.İnceleme alanı olarak ele alınan Kars'ın Kağızman ilçesi içme suyu kaynakları açısından değerlendirilmiştir. Halihazırda ilçenin su ihtiyacını karşılayan kaynakların, ilerleyen yıllarda meydana gelecek nüfus artışıyla oluşacak su ihtiyacını karşılama konusundaki yeterlilik durumu irdelenmiştir. 1975 yılından başlanarak 2017 yılına kadar olan nüfus verileri kullanılarak hesaplanan aritmetik artış katsayısı ile ilçenin 2065 yılı nüfusu 27939 kişi olarak hesaplanmıştır. Hesaplanan nüfusun tüketeceği su ile birlikte, ilçe su ihtiyacını etkileyebilecek hayvan yetiştiriciliği, organize sanayi bölgesi, eğitim kurumları ve askeri tesis gibi etkenler de göz önünde bulundurulup hesaplamalara dahil edilmiştir. Devlet Su İşleri'nin 'İçmesuyu Temin Projelerinde Nüfus ve İçmesuyu İhtiyaç Tahminleri Esasları''nda belirtilen kabuller ve yaklaşımlar baz alınarak Kağızman ilçe merkezinin 2065 yılı maksimum günlük brüt su ihtiyacı 158,28 L/s olarak hesaplanmıştır. Halihazırda kullanılan içme suyu kaynaklarından Çilehane Kaynakları 60l/s ve Karabağ Kaynakları 25 L/s'lik kapasiteleriyle ilçenin 2065 yılındaki su ihtiyacını karşılayacak yeterliliğe sahip durumda değildir. Bununla birlikte Çilehane ve Karabağ Kaynakları'nda 2014-2018 yılları arasında muhtelif tarihlerde yapılan su analizilerinin sonuçları dikkate alındığında ilçe merkezine herhangi bir arıtma olmaksızın iletimi sağlanan içme suyunun başta arsenik olmak üzere çeşitli parametreler açısından İçme Suyu Elde Edilen Veya Edilmesi Planlanan Yüzeysel Suların Kalitesine Dair Yönetmelik“, ”İnsani Tüketim Amaçlı Sular Hakkında Yönetmelik“ ve ”Türk Standartları 266"da izin verilen sınır değerlerin üzerinde olduğu belirlenmiştir. İçme suyu tüketimiyle vücuda alınan As akut veya kronik olmak üzere çeşitli olumsuz sağlık etkilerine neden olmaktadır. As kaynaklı akut zehirlenme iki odaklı gelişebilmekte santral sinir sistemini etkileyip beyin damarlarının genişlemesi ve nekrozun tetiklenmesiyle devam eden bir süreç şeklinde gözlenebilir. Bunların yanında akut etkiler arasında ağız kuruluğu, yutkunma problemleri ve şiddetli kusma da ortaya çıkabilmektedir. Uzun süre maruz kalınması sonucunda ortaya çıkan kronik etkiler ise çeşitli cilt lezyonları, nörolojik etkiler, hipertansiyon, diyabet, Bowen Hastalığı, cilt, akciğer ve mesane kanseridir. Maruz kalınan konsantrasyonlara göre cilt lezyonları değişiklik göstermektedir. Ayrıca solunum ve kardiyovasküler sistemde de çeşitli problemler ortaya çıkabilmektedir. İçme suyu ile As vücuda alınmasının oluşturacağı kanser ve kanser dışı sağlık etkilerinin değerlendirilebilmesi adına kanser risk hesaplamaları ve tehlike seviyesi (HQ) hesaplamaları yapılmıştır. Kanser risk hesapları, ilçenin su kaynaklarında yapılan analizlerde belirlenen minimum konsantrasyon olan 3 µg/L, ortalama konsantrasyon olan 15,85 µg/L ve maksimum konsantrasyon olan 23,74 µg/L için yapılmış olup sınır değer olan 10 µg/L ile kıyaslanmıştır Değerlendirilen nüfusun maruziyet seviyesinin ayrıntılı olarak belirlenebilmesi için erkek, kadın ve yaş gruplarına göre dağılımları yapılıp kullanılan su tüketim, vücut ağırlığı gibi veriler gruplara göre seçilmiştir. Mevcut durumda belirtilen As konsantrasyonları için yapılan hesaplamalarda 3 µg/L 'lik konsantrasyona maruz kalınması durumunda HQ değeri maksimum 0,81 mg/kg.gün minimum 0,35 mg/kg.gün; 15,85 µg/L'lik konsantrsayona maruz kalınması durumunda maksimum 4,27 mg/kg.gün, minimum 1,87 mg/kg.gün; 23,74 µg/L'lik As konsantrasyonuna maruz kalınması durumunda ise maksimum 6,39 mg/kg.gün ve minimum 2,80 mg/kg.gün olarak hesaplanmıştır. HQ değerlerinin 1'den küçük veya eşit olduğu durumlar maruz kalınan miktarın kabul edilebilir seviye olduğu şeklinde değerlendirilirken, 1'den büyük olduğu durumlar olumsuz sağlık koşullarının ortaya çıkabileceği yönünden değerlendirilir. Hesaplanan değerler göz önünde bulundurulduğunda tehlike indeksinin en yüksek olduğu yaş grupları 10 yaş altı gruplar, en düşük olduğu ise 55 – 60 yaş aralığıdır. HQ değerinin yaş gruplarına göre değerlendirmesi yapıldığındaen yüksek değerlere 10 yaş altı grupta olması diğer yaş gruplarına göre daha düşük vücut ağırlığına sahip olmaları ile ilişkilendirilirken, 55-65 yaş aralığının en düşük seviyelere sahip olması belirtilen yaş grubunda vücut ağırlığının maksimum seviyeye ulaşmasıyla açıklanabilir. Kanser riski için yapılan hesaplamalarda ise 3 µg/L'lik As konsantrasyonu için maksimum risk değeri 2,80×10 -4 mg/kg.gün, minmum risk değeri 1,82×10 -5 mg/kg.gün; 15,85 µg/L'lik As konsantrasyonu için maksimum 1,48×10 -3 mg/kg.gün, minimum 9,63×10 -5 mg/kg.gün; 23,74 µg/L'lik As konsantrasyonu için ise maksimum 2,21×10 -3 mg/kg.gün, minimum 1,44×10 -4 mg/kg.gün olarak bulunmuştur. Kanser risk değerlendirmesinde yaş arttıkça maruz kalınan sürenin artması sebebiyle kanser riski yükselmektedir. EPA tarafından 10 -6 seviyesinin üzerinde hesaplanan kanserojen risk seviyeleri kabul edilemez seviye olarak belirtilmektedir, ilçenin mevcut içme suyu kaynaklarının kullanımıyla maruz kalınan seviye kabul edilebilir seviyeden daha yüksek değerlere sahiptir. Sınır değer üzerindeki As konsantrasyonunun giderimi için As oksidasyonu sağlanarak koagülasyon/filtrasyon ile %95, kireçle yumuşatma ile %90, iyon değişimi ile %95, oksidasyon/filtrasyon ile %80'lik giderim verimleri sağlabilmektedir. Maruz kalınan konsantrasyonlardan 3 µg/L'nin giderimi sağlandığında 0,15 µg/L, 0,30 µg/L, 0,60 µg/L; 15,85 µg/L'nin giderimi sağlandığında 0,79 µg/L, 1,58 µg/L ve 3,17 µg/L; 23,74 µg/L'lık konsantrasyonun giderimi sağlandığında ise 1,18 µg/L, 2,37 µg/L ve 4,74 µg/L'Lik As konsantrasyonlarına ulaşılmaktadır. Giderim sonrası elde edilen konsantrasyonların tamamı izin verilen sınır değerin altındadır. Belirtilen konsantrasyonlarda oluşan risk seviyeleri EPA tarafından kabul edilen risk seviyeleri arasında olabilecek değerlere sahiptir. İlçede mevcut durumda As kontamine olmuş su yaş grupları özelinde değerlendirilmiştir. Bu durumda 3 µg/L'lik As konsantrasyonuna sahip suyun tüketimi sonucunda 70 yaşındaki bir erkek için kanser riski 2,19×10 -4 mg/kg.gün, aynı yaştaki bir kadın için ise 1,76×10 -4 mg/kg.gün seviyesindedir. %95 verime sahip bir arıtım yöntemiyle mevcut konsantrasyonun 0,15 µg/L seviyesine indirilmesi durumunda 70 yaşında bir erkek için kanser riski 1,09×10 -5 mg/kg.gün, 70 yaşındaki bir kadın için ise 8,82×10 -6 mg/kg.gün seviyesine düşmektedir. Benzer şekilde ilçede ölçülen en yüksek As konsantrasyonu olan 23,74 µg/L'ye maruz kalınması durumunda 70 yaşındaki bir erkek için kanser riski 1,73×10 -3 mg/kg.gün, aynı yaştaki bir kadın için ise 1,40×10 -3 mg/kg.gün seviyesindedir. %95'lik bir giderim verimine sahip arıtma yöntemiyle konsantrasyonun 1,18 µg/L seviyesine indirilmesi durumunda 70 yaşındaki bir erkek için kanser risk seviyesi 8,60×10 -5 mg/kg.gün, 70 yaşındaki bir kadın için ise 6,94×10 -5 mg/kg.gün seviyesine inmektedir. 3 µg/L'lik As konsantrasyonuna maruz kalan 70 yaşındaki bir erkek için tehlike seviyesi 0,48 mg/kg.gün, aynı yaştaki bir kadın için ise 0,37 mg/kg.gün olarak hesaplanmıştır. %95 giderim verimine sahip bir arıtma yöntemi uygulanması durumunda elde edilecek yeni konsantrasyon olan 0,15 µg/L için 70 yaşındaki bir erkeğin tehlike seviyesi 0,02 mg/kg.gün, 70 yaşındaki bir kadının ise 0,01 mg/kg.gün seviyesine düşmektedir. Maruz kalınan en yüksek konsantrasyon olan 23,74 µg/L için 70 yaşındaki bir erkeğin tehlike seviyesi 3,79 mg/kg.gün, 70 yaşındaki bir kadının ise 2,90 mg/kg.gün seviyesinde hesaplanmıştır. %95 verime sahip bir giderim yöntemi sonucunda oluşacak 1,18 µg/L'lik yeni As konsantrasyonu için 70 yaşındaki bir erkeğin tehlike seviyesi 0,19 mg/kg.gün, 70 yaşındaki bir kadının tehlike seviyesi ise 0,14 mg/kg.gün seviyesine düşmektedir. Yapılan bu hesaplamaların yanında yüzme esnasında nehirden ağız, sediment veya cilt teması yoluyla kontaminant alınması risk değerlendirmesine eklenmiştir. Belirtilen durumların sonuçları 4 yaş ve altı gruplarda maruziyet süresi sebebiyle daha yüksek çıkmıştır. İlgili hesaplamalarda kullanılan As konsantrasyonu ise Kötek Deresi analiz sonuçlarına göre 5 µg/L olarak alınmıştır. Yapılan içme suyu ihtiyaç hesaplamaları ve su kalitesi değerlendirmesi sonucunda ilçenin yeni bir su kaynağına ihtiyaç duyduğu ortaya çıkmıştır. Bu durumda ilçeye yakın lokasyonda bulunan ve DSİ'nin üzerine baraj planlaması yaptığı Kötek Deresi uygun alternatif olarak belirlenmiştir. Kötek Deresi su kalitesi değerlendirildiğinde mevcut kaynaklardan daha iyi durumda olduğu As konsantrasyonunun sınır değer altında olduğu yapılan analizlere göre belirlenmiştir. Kötek Deresi'nden 31,50 km'lik bir isale hattı yapılarak ilçe merkezine su iletilmesi durumunda oluşacak maliyet değerlendirmeleri DSİ Etüt, Planlama ve Tahsisler Dairesi Başkanlığı 2015/5 Genelgesi'ne göre yapılmıştır.
Özet (Çeviri)
One of the most common problems encountered today is the lack of access to safe drinking water. System evaluations have been made by adopting the approach that it is possible to obtain potable quality water and this water should reach from the source to the consumer in health-friendly conditions. Kağızman district of Kars, which is the study area, was evaluated in terms of drinking water resources. Currently, the adequacy of the water resources that meet the water needs of the district in terms of the water demand that will increase with the increase of population in the following years is examined. The population of the Kağızman district in 2065 was calculated as 27939 people with the arithmetic coefficient method which was calculated with the population data starting from 1975 until 2017. In addition to the consumed water by the calculated population, factors such as livestock, organized industrial zones, educational institutions and military facilities that may affect the water need are also taken into consideration and they are included in the calculations. Based on the assumptions and approaches stated in the Population and Drinking Water Requirement Estimates in Drinking Water Supply Projects which belongs to General Directorate of State Hydraulic Works, the maximum daily gross water requirement of Kağızman the district is calculated as 158,28 l/s. Among the drinking water resources currently used, Çilehane source with a capacity of 60 l/s and Karabağ source with a capacity of 25 l/s do not have sufficient capacity to meet the water demand of the district in the the year 2065. In addition, when the water quality analysis results between the years 2014-2018 carried out in Çilehane and Karabağ sources are taken into consideration, some water quality parameters of non-treated drinking water had issues. Especially arsenic concentrations were measured higher than the limit values given in the“Regulation on the Quality of Surface Water Obtained or Planned to be Produced from Drinking Water”,“Regulation on Waters for Human Consumption”and“Turkish Standards 266”. Exposure to arsenic by drinking water consumption causes various adverse health effects, acute or chronic. As-induced acute intoxication can develop in two regions and can be observed as an ongoing process that affects the central nervous system, enlarges the brain vessels and triggers necrosis. Acute effects may also include dry mouth, swallowing problems and severe vomiting. Chronic effects resulting from prolonged exposure to arsenic are miscellaneous skin lesions, neurological effects, hypertension, diabetes, Bowen's disease, skin, lung, and bladder cancer. Skin lesions vary according to the concentrations exposed. In addition, various problems may arise in the respiratory and cardiovascular system. Cancer risk calculations and hazard level (HQ) calculations were performed in order to evaluate cancer and non-cancer health effects of the intake of As through drinking water. Cancer risk calculations were made for the minimum concentration of 3 µg/L, the average concentration of 15.85 μg/L and the maximum concentration of 23.74 µg/L measured, and then these results were compared with the risk of limit value as 10 µg/L. In order to determine the exposure level of the evaluated population in detail, gender distributions (male, female) and different age groups are evaluated with data such as water consumption and body weight selected according to the gender and age groups. In the cancer risk calculations, the maximum risk value for As concentration of 3 µg/L is 2.80×10 -4 mg/kg.day, and the minimum risk value is 1.82 × 10 -5 mg/kg.day; for arsenic the concentration of 15.85 µg/L, a maximum of 1.48 × 10 -3 mg/kg. day, a minimum of 9.63×10 -5 mg/kg.day; for As concentration of 23.74 µg/L, the maximum was found to be 2.21×10 -3 mg/kg.day and the minimum was 1.44×10 -4 mg/kg.day. The risk of cancer increases due to the increase in the duration of exposure in cancer risk assessment. The levels of carcinogenic risk calculated by the EPA above 10 -6 are considered unacceptable, the level exposed by the use of the existing drinking water resources in Kağızman district has higher values than the acceptable level. For removal of As concentration above the limit value, As oxidation can be achieved by providing 95% removal efficiency with coagulation/filtration, 90% with lime softening, 95% with ion exchange and 80% with oxidation/filtration. When removal of 3 µg/L from the concentrations exposed, 0.15 µg/L, 0.30 µg/L, 0.60 µg/L; 0.79 µg/L, 1.58 µg/L and 3.17 µg/L when 15.85 µg/L were removed; When the concentration of 23.74 µg/L is removed, As concentrations of 1.18 µg/L, 2.37 µg/L and 4.74 µg/L are reached. All concentrations obtained after removal are below the permissible limit value. The risk levels occurring at the specified concentrations have values that may be within the risk levels accepted by the EPA In the calculations for the As concentrations in the present case, in case of exposure to 3 µg/L, the HQ is maximum 0.81 mg/kg.day, minimum 0.35 mg/kg.day; In case of exposure to 15.85 µg/L, maximum 4.27 mg/kg.day, minimum 1.87 mg/kg.day. In case of exposure to maximum As the concentration of 23.74 µg/L, it was calculated as a maximum of 6.39 mg/kg.day and minimum 2.80 mg/kg.day. Where the HQ values less than or equal to 1, the amount exposed is considered to be acceptable, whereas cases greater than 1 are considered to indicate adverse health conditions. When the calculated values are taken into consideration, the age groups with the highest hazard index are the groups below 10 years of age and the lowest range is between 55-60 years. When the HQ values are evaluated according to age groups, the highest values in the age group below 10 years are associated with having lower body weight compared to other age groups, while the lowest levels of 55-65 age range can be explained by reaching the maximum level of body weight in the specified age group. For the current situation of the district, exposure to contaminated water is evaluated according to age groups. In this case, cancer risk for a 70-year-old man, which is contaminated by As at the level of 3 µg/L, 2.19×10 -4 mg/kg.daily. For a woman of the same age, the risk is calculated as 1.76×10 -4 mg/kg.daily. If the current state is reduced to 0,15 µg/L by treatment with 95% efficiency, the cancer risk decreases to 1.09×10 -5 mg /kg.day for a 70-year-old male, and it decreases to 8.82×10 -6 mg/kg.day for a 70-year-old female. Similarly, exposure to the maximum level of 23,74 µg/L for a 70-year-old man, the risk of cancer is 1.73×10 -3 mg/kg.day, for a woman of the same age, and 1.40×10 -3 mg/kg.day. Reduced to 1.18 µg/L together with a 95% removal efficiency, for a 70-year-old man, the cancer risk level decreases to 8.60×10 -5 mg/kg.day and for a 70-year-old woman to 6.94×10 -5 mg/kg.day. For a 70-year-old man exposed to As concentration of 3 µg/L, the hazard level is calculated as 0.48 mg/kg.day and for a woman of the same age as 0.37 mg/kg.day. For a new concentration of 0.15 µg/L, if a treatment method with 95% removal efficiency is applied, the hazard level of a 70-year-old man is 0.02 mg/kg.day and a 70-year-old woman is 0.01 mg/kg.day. For the highest concentration of 23.74 µg/L, the hazard level of a 70-year-old man is calculated as 3.79 mg/kg.day and the 70- year-old woman is 2.90 mg/kg.day. For a reduced As concentration of 1.18 µg/L as a result of treatment with 95% efficiency, the hazard level of a 70-year-old man is 0.19 mg/kg.day, and the danger level of a 70-year-old woman is 0.14 mg/kg. day. Besides all these calculations, the oral intake of Arsenic, sediment, and the dermal uptake while swimming also added to the risk assessment. The calculations of oral intakes of As concentrations are significantly high at the age of 4 and below due to the exposure duration. The value of As concentration which had used for this calculation is 5 µg/L which is the levels measured for the Kötek River. As a result of the drinking water requirement calculations and water quality assessment, the district needs a new water source. In this case, Kötek River, which is located near the district and on which DSİ is planning a dam, is determined as an alternative water source. When the water quality of Kötek River was evaluated, it is determined that the As concentration is better than the existing water sources and also below the limit value. The cost assessment for drinking water delivered to the district center from Kötek River by a 31,50 km transmission line has been made according to 2015/5 Circular of DSİ Survey, Planning and Allocations Department.
Benzer Tezler
- Yapay sulak alanlarda arıtma sistemleri ve maliyet analizi
Wastewater treatment in constructed wetlands and their cost analysis
ERDOĞAN YALAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ NECATİ ERDEM ÜNAL
- Marmara bölgesi İstanbul ili dahilindeki içme suyu kaynaklarının sanayi kuruluşlarınca kirletilmesi oranlarının belirlenmesi ve çözüm önerilerinin irdelenmesi
Determination of pollution rates of drinking water resources by industrial organisations within the province of Marmara in city of İstanbul suggestions
FATİH KARAKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Sağlık Eğitimiİstanbul Gedik Üniversitesiİş Sağlığı ve Güvenliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HASAN UĞUR ÖNCEL
- Güneydoğu Anadolu bölgesindeki yağışların farklı yöntemler ile trend analizi değişimlerinin incelenmesi
Investigation of variations in trend analysis in Southeastern Anatolia region precipitation with different methods
VEYSEL FIRAT YAKIŞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
İnşaat MühendisliğiDicle ÜniversitesiHidrolik ve Su Kaynakları Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NİZAMETTİN HAMİDİ
- Kırsal kalkınma projelerinin kırsal alan üzerine ekonomik etkileri: Yozgat kırsal kalkınma projesi örneği
Economic effects of rural development projects on rural areas: A study on Yozgat rural devolopment project
ALİ BERK
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
ZiraatÇukurova ÜniversitesiTarım Ekonomisi Ana Bilim Dalı
PROF.DR. ŞİNASİ AKDEMİR