Bor
Bor, kimyasal sembolü B olan, içme suyunda doğal jeolojik kaynaklardan, deniz suyu karışımından, jeotermal sulardan, endüstriyel faaliyetlerden, tarımsal girdilerden ve bazı atık su akımlarından gelebilen inorganik bir elementtir. Suda çoğunlukla borik asit B(OH)₃ ve borat iyonu B(OH)₄⁻ türleriyle bulunur. Bor bitkiler için gerekli bir mikro besin elementi olmakla birlikte, yüksek konsantrasyonlarda hem içme suyu sağlığı hem de sulama suyu kullanımı açısından kritik bir parametreye dönüşür. İçme suyunda bor; üreme ve gelişimsel toksisiteye ilişkin deneysel veriler, içme suyu mevzuatındaki sınır değerler, deniz suyu arıtımındaki giderim zorluğu ve Türkiye gibi bor mineralleri ile jeotermal alanları bulunan bölgelerdeki jeojenik riskler nedeniyle düzenli izlenmesi gereken önemli inorganik kirleticilerden biridir.[1][2]
Borun Su Kimyasındaki Yeri
Bor, doğada çoğunlukla serbest element hâlinde değil, oksijenle birleşmiş borat mineralleri ve bor bileşikleri hâlinde bulunur. Borik asit, boraks, bor oksit ve çeşitli borat tuzları yaygın bor bileşikleridir. ATSDR, borun çevrede yok edilemeyeceğini; yalnızca biçim değiştirebileceğini veya toprak, sediment ve sudaki parçacıklara bağlanıp ayrılabileceğini belirtmektedir.[3]
Suda borun başlıca asit-baz dengesi şöyledir:
B(OH)₃ + H₂O ⇌ B(OH)₄⁻ + H⁺
Nötr ve hafif alkali içme sularında borun önemli bölümü yüksüz borik asit B(OH)₃ şeklinde bulunur. pH yükseldikçe borat iyonu B(OH)₄⁻ oranı artar. Dünya Sağlık Örgütü belgesinde borik asidin pKa değerinin yaklaşık 9,24 olduğu ve pH bu değerin üzerine çıktığında borat iyonunun daha belirgin hâle geldiği belirtilmektedir.[1]
| Bor türü | Kimyasal gösterim | Koşul | Arıtma açısından anlamı |
|---|---|---|---|
| Borik asit | B(OH)₃ | Nötr pH çevresinde baskındır. | Yüksüz olduğu için ters ozmoz membranlarından daha kolay geçebilir. |
| Borat iyonu | B(OH)₄⁻ | Yüksek pH değerlerinde artar. | Yüklü olduğu için membran ve iyon değişimiyle daha kolay tutulabilir. |
| Borat tuzları | Na₂B₄O₇·10H₂O ve benzerleri | Bor mineralleri ve endüstriyel ürünlerde bulunur. | Suda çözündüğünde bor türlerine katkı verir. |
| Organik bor kompleksleri | B-organik ligant | Organik madde veya özel endüstriyel kimyasalların bulunduğu sularda görülebilir. | Türleşme ve analiz yorumunu etkileyebilir. |
İçme Suyunda Bor Neden Önemlidir?
Bor içme suyunda genellikle tat, koku veya renk ile güvenilir biçimde fark edilemez. Bu nedenle tüketici duyusuna dayalı kontrol yeterli değildir. Borun sağlık açısından önemi, özellikle uzun süreli maruziyet ve hassas gruplar bakımından toksikolojik değerlendirmelerle ortaya konur.
ATSDR, çok yüksek miktarda bor alımının mide, bağırsak, karaciğer, böbrek ve beyin üzerinde zararlı etkiler oluşturabileceğini; hayvan çalışmalarında yüksek miktarda bor alımının özellikle testisler gibi erkek üreme organlarını etkilediğini belirtmektedir. Aynı kaynak, borun insanlarda kanser yapıcılığı bakımından ABD Sağlık ve İnsan Hizmetleri Bakanlığı, IARC ve EPA tarafından sınıflandırılmadığını bildirmektedir.[3]
Dünya Sağlık Örgütü, bor için içme suyu kılavuz değerini türetirken kritik etki olarak sıçanlarda fetal vücut ağırlığındaki azalmayı esas almıştır. Belirlenen tolere edilebilir günlük alım ve içme suyuna ayrılan pay üzerinden 2,4 mg/L kılavuz değere ulaşılmıştır.[1]
Borun içme suyunda bulunması tek başına akut tehlike anlamına gelmez; önemli olan konsantrasyon, maruziyet süresi, diğer bor kaynakları, hassas bireyler ve mevzuat değerleriyle karşılaştırmadır. Bor düzeyi yüksek bulunan bir kaynakta mikrobiyolojik güvenlik, arsenik, florür, tuzluluk, sodyum, sülfat ve diğer jeojenik parametreler de birlikte değerlendirilmelidir.
Borun Doğal Kaynakları
Bor doğal olarak kayaçlarda, topraklarda, deniz suyunda, volkanik ve jeotermal sistemlerde bulunabilir. Doğal çözünme, su-kayaç etkileşimi ve evaporit minerallerin ayrışması borun yer altı ve yüzey sularına geçmesine neden olabilir.
Başlıca doğal kaynaklar şunlardır:
- Borat mineralleri ve borca zengin tortul birimler
- Jeotermal sular
- Volkanik ve hidrotermal sistemler
- Deniz suyu ve tuzlu su karışımı
- Evaporitler ve eski gölsel çökel ortamları
- Bor içeren toprak ve sedimentlerin yıkanması
- Kurak bölgelerde buharlaşma ile borun yoğunlaşması
USGS, jeotermal sistemlerin bazı bölgelerde yer altı ve yüzey sularına arsenik, bor ve cıva gibi elementleri ekleyebildiğini; örnek bir jeotermal akifer suyunda borun diğer yer altı sularına göre çok yüksek düzeylere ulaşabildiğini bildirmektedir.[4]
Borun jeojenik yüksekliği özellikle kıyı akiferleri, jeotermal alanlar, boratlı havzalar ve kapalı havza sistemlerinde önem kazanabilir. Türkiye’de bor mineralleri bakımından zengin jeolojik alanlar bulunduğu için bor, yer altı suyu ve jeotermal su değerlendirmelerinde dikkate alınması gereken parametrelerden biridir.
İnsan Kaynaklı Bor Girişleri
Bor yalnızca doğal kaynaklı değildir. Bazı endüstriyel ve evsel faaliyetler de su ortamına bor yükü ekleyebilir. ATSDR; boratların cam üretimi, yangın geciktiriciler, deri tabaklama, kozmetikler, fotoğraf malzemeleri, sabunlar, temizlik ürünleri, bazı pestisitler ve ahşap koruyucular gibi alanlarda kullanılabildiğini belirtmektedir.[3]
| Kaynak | Borun suya geçiş yolu | Tipik risk alanı |
|---|---|---|
| Evsel atık sular | Deterjan, temizlik ürünü ve insan kaynaklı atık akımları | Atık su deşarjı, geri kazanılmış su ve alıcı ortam |
| Endüstriyel tesisler | Cam, seramik, bor kimyasalları, metalurji ve özel kimyasal kullanımı | Endüstriyel deşarj ve proses suyu |
| Tarımsal uygulamalar | Borlu gübreler, pestisitler ve sulama dönüş suyu | Toprak, drenaj suyu ve yer altı suyu |
| Jeotermal işletmeler | Jeotermal akışkanların yüzeye taşınması ve deşarjı | Akarsu, sulama kanalı ve yer altı suyu |
| Kömür külü ve atık depolama | Kül veya atık sahalarından sızıntı | Yer altı suyu ve yüzey suyu |
| Deniz suyu arıtımı | Deniz suyundaki doğal borun ürün suyuna kısmen geçmesi | Desalinasyon tesisleri ve ürün suyu kalitesi |
USGS’nin bor kaynaklarını izlemek için kararlı izotopları kullandığı bir yer altı suyu çalışmasında, kömür yanma ürünlerinden etkilenmiş akifer suyu, evsel atık su etkisi ve derin akifer katkısı gibi farklı bor kaynakları ayırt edilmiştir. Bu çalışma, borun kaynağını anlamak için yalnızca toplam konsantrasyonun değil, hidrojeokimya ve izotopik göstergelerin de kullanılabileceğini göstermektedir.[5]
İçme Suyu Standartları ve Kılavuz Değerler
Bor için içme suyu değerleri ülkeler arasında farklılık gösterebilir. Bazı değerler sağlık temelli kılavuz, bazıları yasal parametrik değer, bazıları ise uygulanabilir arıtma teknolojisi dikkate alınarak belirlenen düzenleyici sınır niteliğindedir.
| Kurum veya düzenleme | Değer | Birim | Yorum |
|---|---|---|---|
| Dünya Sağlık Örgütü | 2,4 | mg/L | İçme suyu kılavuz değeridir; gelişimsel toksisite verilerinden türetilmiştir. |
| Avrupa Birliği 2020/2184 | 1,5 | mg/L | Genel parametrik değerdir. |
| Avrupa Birliği 2020/2184 özel durum | 2,4 | mg/L | Desalinasyonun baskın kaynak olduğu sistemlerde veya jeolojik koşulların yer altı suyunda yüksek bora yol açabildiği bölgelerde uygulanabilir. |
| Health Canada | 5 | mg/L | Toplam bor için maksimum kabul edilebilir konsantrasyondur; arıtılabilirlik dikkate alınmıştır. |
| U.S. EPA | Yasal MCL yoktur | — | Bor için sağlık danışma belgeleri ve CCL destek dokümanları vardır; federal içme suyu azami kirletici seviyesi olarak düzenlenmiş değildir. |
| Türkiye | Güncel resmi ek esas alınmalıdır | mg/L | Erişilebilir eski yönetmelik eklerinde bor 1 mg/L olarak yer alır; güncel değerlendirme Sağlık Bakanlığı ve mevzuat.gov.tr üzerinden yürürlükteki metne göre yapılmalıdır. |
Dünya Sağlık Örgütü bor için 2,4 mg/L kılavuz değer türetmiş ve klasik koagülasyon, çöktürme ve filtrasyonun boru anlamlı ölçüde gidermediğini belirtmiştir.[1] Avrupa Birliğinin 2020/2184 sayılı İçme Suyu Direktifi bor için 1,5 mg/L parametrik değer verir; desalinasyonun baskın kaynak olduğu veya jeolojik koşulların yer altı suyunda yüksek bora neden olabildiği durumlarda 2,4 mg/L değerinin uygulanabileceğini belirtir.[6]
Health Canada, toplam bor için 5 mg/L maksimum kabul edilebilir konsantrasyon belirlemiştir. Bu değer, toksikolojik değerlendirme yanında borun içme suyundan giderilmesindeki teknik uygulanabilirlik dikkate alınarak oluşturulmuştur.[2]
ABD’de EPA bor için sağlık danışma ve destek belgeleri yayımlamış, ancak bor federal düzeyde bir Ulusal Birincil İçme Suyu Yönetmeliği kapsamında azami kirletici seviyesi olarak düzenlenmiş değildir. EPA’nın bor için içme suyu sağlık danışmaları, yasal olarak bağlayıcı federal standart değil, teknik rehber niteliğindedir.[7][8]
Türkiye’de insani tüketim amaçlı suların kalite ve denetimi Sağlık Bakanlığı tarafından yayımlanan İnsani Tüketim Amaçlı Sular Hakkında Yönetmelik çerçevesinde yürütülür. Sağlık Bakanlığı sayfası ilgili doküman için mevzuat.gov.tr yönlendirmesi yapmaktadır. Eski erişilebilir yönetmelik eklerinde bor için 1 mg/L değeri yer almakla birlikte, resmi uygunluk değerlendirmesinde yürürlükteki konsolide metin ve yetkili kurumun güncel uygulaması esas alınmalıdır.[9][10]
Sağlık Etkileri ve Hassas Gruplar
Borun sağlık değerlendirmesinde kısa süreli çok yüksek alımlar ile içme suyundan uzun süreli düşük-orta düzey maruziyet birbirinden ayrılmalıdır. Çok yüksek borik asit veya borat alımları akut zehirlenme tablosu oluşturabilir. İçme suyu mevzuatında ise esas konu, yıllar boyunca suyla alınabilecek borun hassas gruplar üzerindeki olası etkileridir.
EPA sağlık danışma belgesinde, bor toksisitesi için en duyarlı hedefler arasında testisler ve gelişmekte olan fetüsün bulunduğu; erkekler ve gebe kadınların değerlendirmede hassas gruplar olarak ele alındığı belirtilmektedir.[7]
ATSDR, borun insanlar için kanser yapıcılığı bakımından sınıflandırılmadığını, hayvanlarda yüksek dozlarda üreme ve gelişimsel etkilerin görüldüğünü, ancak bu etkilerin ortalama günlük gıda alımlarından çok daha yüksek dozlarda ortaya çıktığını belirtmektedir.[3]
| Etki alanı | Değerlendirme | Not |
|---|---|---|
| Beslenme | Bor gıdalarda doğal olarak bulunur. | Fruits, sebzeler, baklagiller ve bazı bitkisel gıdalar bor alımına katkı verebilir. |
| Akut yüksek alım | Mide-bağırsak, karaciğer, böbrek ve sinir sistemi etkileri oluşabilir. | Genellikle içme suyundaki tipik düzeylerden çok daha yüksek alımlarla ilişkilidir. |
| Üreme sistemi | Hayvan çalışmalarında erkek üreme organları etkilenmiştir. | İçme suyu kılavuz değerlerinin türetilmesinde dikkate alınır. |
| Gelişimsel etki | Hayvan çalışmalarında fetal vücut ağırlığı ve gelişimsel etkiler değerlendirilmiştir. | WHO kılavuz değerinin kritik dayanaklarından biridir. |
| Kanser | İnsan kanser yapıcılığı için yeterli sınıflandırma yoktur. | Bor, başlıca kanser riski üzerinden düzenlenen bir parametre değildir. |
| Özel hassasiyet | Gebelik, bebeklik ve böbrek işlevleri gibi durumlar ayrıca değerlendirilmelidir. | Kişisel tıbbi durumlar için hekim değerlendirmesi gerekir. |
Borun İçme Suyunda Görülme Biçimi
İçme suyundaki bor genellikle çözünmüş formdadır. Askıda partiküllere bağlı bor bulunabilse de musluk suyu ve yer altı suyu değerlendirmelerinde toplam bor analizi çoğunlukla temel parametredir. Health Canada, içme suyu analizinde toplam borun ölçülmesini ve bunun hem çözünmüş hem partikül formları kapsamasını belirtmektedir.[2]
Borun önemli bir özelliği, içme suyunda yaygın kullanılan bazı arıtma prosesleriyle kolay giderilememesidir. Klasik koagülasyon, çöktürme, kum filtrasyonu ve klorlama boru anlamlı ölçüde azaltmaz. Bu nedenle bor yüksekliği saptanan kaynaklarda özel proses seçimi gerekir.
Analiz ve Numune Alma
Bor analizinde amaç çoğu zaman toplam bor konsantrasyonunu belirlemektir. Numune alma ve saklama koşulları, analiz edilecek fraksiyona göre belirlenir. Toplam bor analizi için uygun kap, koruma, asitleme ve laboratuvar yöntemi seçilmelidir. Çözünmüş bor ölçümü yapılacaksa numune filtrasyonu ayrıca tanımlanmalıdır.
EPA Method 200.7, metaller ve iz elementlerin ICP-AES veya ICP-OES yöntemiyle belirlenmesini kapsar ve bor analizinde kullanılabilecek yöntemler arasındadır.[11] EPA Method 200.8 ise iz elementlerin ICP-MS ile tayinine yönelik yöntemdir.[12] Health Canada, borun içme suyunda sağlık temelli değerin altında ölçülebilmesini sağlayan çeşitli analiz yöntemleri bulunduğunu ve ölçümün kılavuz değer belirlemede sınırlayıcı unsur olmadığını belirtmektedir.[2]
| Yöntem | Temel ilke | Kullanım notu |
|---|---|---|
| ICP-MS | İndüktif eşleşmiş plazma kütle spektrometrisiyle element tayini | Düşük konsantrasyonlarda çok elementli analiz için uygundur. |
| ICP-OES | Plazmada uyarılan atomların optik emisyonunun ölçülmesi | Rutin metal ve iz element analizlerinde kullanılır. |
| Renkimetrik yöntemler | Borun belirli reaktiflerle renkli kompleks oluşturması | Saha veya tarama amaçlı kullanılabilir; laboratuvar doğrulaması gerekebilir. |
| İyon kromatografisi veya özel türleşme yöntemleri | Belirli bor türleri veya ilişkili iyonların ayrılması | Özel araştırma ve proses kontrolünde kullanılabilir. |
Numune alırken bor içeren deterjan, cam kap, laboratuvar tozu veya temizlik kalıntılarıyla kontaminasyondan kaçınılmalıdır. Çok düşük düzeyli analizlerde kap malzemesi ve laboratuvar blankı önemlidir.
Borun Arıtmayla Giderilmesi Neden Zordur?
Bor giderimini zorlaştıran temel neden, nötr pH koşullarında borun önemli bölümünün yüksüz borik asit B(OH)₃ olarak bulunmasıdır. Yüksüz moleküller, birçok iyon ayırma prosesinde yüklü iyonlara göre daha zor tutulabilir. pH yükseldiğinde borat iyonu B(OH)₄⁻ artar ve giderim kolaylaşır.
Dünya Sağlık Örgütü belgesine göre geleneksel ters ozmoz nötr pH çevresinde bor için sınırlı giderim sağlayabilir; borik asit baskın olduğundan membran geçişi daha fazladır. pH 9,24 üzerindeki değerlerde borat iyonu oluşur ve ters ozmozla giderim belirgin biçimde artabilir.[1]
Bu durum özellikle deniz suyu ters ozmoz tesislerinde önemlidir. Deniz suyunda bor doğal olarak bulunur ve tek geçişli ters ozmozda ürün suyunda istenen düşük bor düzeyine ulaşmak zor olabilir. Bu nedenle bazı deniz suyu arıtma tesislerinde ikinci geçiş ters ozmoz, yüksek pH işletimi, bor seçici reçine veya proses kombinasyonları kullanılır.
Arıtma Yöntemleri
Ters Ozmoz
Ters ozmoz bor gideriminde kullanılan başlıca yöntemlerden biridir. Ancak bor giderimi membran türüne, besleme pH’ına, sıcaklığa, tuzluluğa, geri kazanıma, ikinci geçiş olup olmamasına ve membranın bor reddetme özelliğine bağlıdır.
WHO belgesinde, borun nötr pH’ta borik asit biçiminde bulunması nedeniyle klasik ters ozmozla giderimin sınırlı olabileceği; pH’ın yükseltilmesiyle borat iyonu oluştuğu ve giderimin arttığı açıklanmaktadır. Deniz suyu ters ozmozunda bor giderimi çoğu zaman ikinci geçiş ve yüksek pH uygulamasıyla iyileştirilir.[1]
Yüksek pH uygulaması bor giderimini artırırken kalsiyum karbonat, magnezyum hidroksit ve diğer mineral çökelmeleri açısından taşlaşma riskini de yükseltebilir. Bu nedenle pH ayarı, antiskalant kullanımı, ön arıtma, geri kazanım oranı ve kimyasal temizleme planı birlikte tasarlanmalıdır.
İki Geçişli Ters Ozmoz
Deniz suyu arıtımında bor hedefleri sıkı olduğunda iki geçişli ters ozmoz uygulanabilir. Birinci geçiş toplam tuzluluğu düşürür; ikinci geçiş ürün suyundaki kalan boru ve diğer iyonları azaltır. İkinci geçiş öncesinde pH yükseltme yapılırsa borat iyonu oranı artar ve bor reddi iyileşir.
Bu yaklaşım daha yüksek ürün suyu kalitesi sağlar; ancak enerji, kimyasal tüketimi, ekipman maliyeti ve işletme karmaşıklığı artar.
Bor Seçici İyon Değiştirici Reçineler
Bor seçici reçineler, borik asit veya borat türleriyle kompleksleşebilen fonksiyonel gruplar kullanır. Health Canada, bor gideriminde etkili teknolojiler arasında ters ozmoz ve bor seçici reçinelerle iyon değişimini belirtmektedir.[13]
Bor seçici reçineler özellikle yer altı suyu, jeotermal su veya ters ozmoz ürün suyunda kalan borun parlatma arıtımında kullanılabilir. Reçine kapasitesi pH, bor konsantrasyonu, organik madde, rekabetçi iyonlar, akış hızı ve rejenerasyon koşullarından etkilenir.
Rejenerasyon genellikle asit ve baz kullanımı gerektirebilir. Bu durum kimyasal depolama, iş güvenliği ve borca zengin rejenerasyon atığının yönetimi açısından ek tasarım gerektirir.
Elektrodiyaliz ve Membran Prosesleri
Elektrodiyaliz, iyonların elektrik alanı altında seçici membranlardan taşınmasına dayanır. Borun elektrodiyalizle giderimi de pH’a bağlıdır; çünkü yüksüz borik asit yerine yüklü borat iyonu oluştuğunda proses daha etkili hâle gelir. WHO belgesinde elektrodiyalizle bor gideriminin pH’a bağlı olarak değiştiği belirtilmektedir.[1]
Nanofiltrasyon ise bor için genel olarak ters ozmoz kadar güvenilir değildir. Nötr borik asit türü nanofiltrasyon membranlarından önemli ölçüde geçebilir. Bu nedenle nanofiltrasyon bor giderimi için tek başına seçilmeden önce pilot test veya ayrıntılı performans doğrulaması yapılmalıdır.
Adsorpsiyon ve Özel Ortamlar
Metal oksitler, magnezyum bazlı adsorbanlar, hidrotalsit benzeri malzemeler ve özel yüzeyler bor adsorpsiyonu için araştırılmıştır. WHO belgesinde çeşitli adsorbanların bor gideriminde farklı düzeylerde performans gösterdiği, ancak klasik granüler aktif karbonun pratik bor giderimi için uygun kabul edilmediği belirtilmektedir.[1]
Adsorpsiyon sistemlerinde pH, temas süresi, rekabetçi iyonlar, adsorban kapasitesi, rejenerasyon, bertaraf ve içme suyuna uygun malzeme güvenliği birlikte değerlendirilmelidir.
Harmanlama
Bor yüksek bir kaynak, düşük bor içeren başka bir kaynakla karıştırılarak hedef değerin altına indirilebilir. WHO, yüksek doğal bor içeren bazı sularda düşük borlu kaynaklarla harmanlamanın ekonomik seçenek olabileceğini belirtmektedir.[1]
Harmanlama boru yok etmez; yalnızca konsantrasyonu seyreltir. Bu yöntem uygulanacaksa arsenik, florür, nitrat, sodyum, klorür, sülfat, sertlik, mikrobiyolojik kalite ve dezenfeksiyon kararlılığı da karışım sonrası yeniden kontrol edilmelidir.
Geleneksel Arıtma
Koagülasyon, çöktürme, kum filtrasyonu, aktif karbonla tat-koku giderimi ve klorlama boru genellikle anlamlı ölçüde gidermez. Health Canada, yüzey ve yer altı suyu kaynaklarında yaygın kullanılan kimyasal destekli filtrasyon veya klorlama gibi proseslerin boru gidermediğini; bor yüksekse alternatif proseslerin gerektiğini belirtmektedir.[13]
| Yöntem | Bor üzerindeki etkisi | Uygunluk | Sınırlama |
|---|---|---|---|
| Koagülasyon ve filtrasyon | Genellikle sınırlı giderim sağlar. | Partikül ve bulanıklık kontrolü için uygundur. | Çözünmüş bor için yeterli değildir. |
| Klorlama | Boru kimyasal olarak gidermez. | Mikrobiyolojik dezenfeksiyon için kullanılır. | Bor konsantrasyonunu düşürmez. |
| Aktif karbon | Genellikle pratik bor giderimi sağlamaz. | Tat, koku ve bazı organikler için uygundur. | Bor için özel sertifika veya doğrulama gerekir. |
| Ters ozmoz | pH ve membran türüne bağlı olarak önemli giderim sağlayabilir. | Deniz suyu, acı su ve yüksek borlu kaynaklarda kullanılabilir. | Borik asit nötr pH’ta zor tutulur; konsantre akım oluşur. |
| İki geçişli ters ozmoz | Daha yüksek bor giderimi sağlayabilir. | Desalinasyon ürün suyunda sıkı bor hedefleri için uygundur. | Maliyet, enerji ve kimyasal kontrol ihtiyacı artar. |
| Bor seçici reçine | Özel seçicilikle boru tutabilir. | Parlatma veya özel kaynak arıtımı için uygundur. | Rejenerasyon ve atık yönetimi gerekir. |
| Elektrodiyaliz | pH’a bağlı bor giderimi sağlayabilir. | Özel proseslerde değerlendirilebilir. | Yüksüz borik asit için etkinlik sınırlanabilir. |
| Harmanlama | Konsantrasyonu seyreltir. | Düşük borlu güvenli kaynak varsa kullanılabilir. | Diğer parametreler karışım sonrası uygun kalmalıdır. |
Evsel Arıtma Cihazları ve Bor
Evsel ölçekte bor giderimi için her filtre uygun değildir. Sediment filtresi, karbon filtre, ultraviyole cihazı veya klasik su yumuşatıcı boru güvenilir biçimde azaltmak amacıyla tasarlanmamıştır. Bor giderimi hedefleniyorsa cihazın bor azaltımı için performans doğrulaması veya uygun sertifikası incelenmelidir.
Health Canada, konut ölçekli bor giderim seçeneklerinin sınırlı olduğunu; ters ozmoz ve distilasyon cihazlarının arıtılmış suda boru 5 mg/L veya altına indirebilmesinin beklenebileceğini belirtmektedir.[2]
Evsel ters ozmoz cihazlarının bor performansı standart tuz giderimi performansından farklı olabilir. Borik asit nötr pH’ta membranlardan daha kolay geçebildiği için cihazın toplam TDS düşürmesi, boru aynı oranda düşürdüğü anlamına gelmez. Yüksek borlu kuyu veya kaynak sularında ürün suyu mutlaka laboratuvarla doğrulanmalıdır.
Borun Sulama Suyu Açısından Önemi
Bor bitkiler için gerekli mikro elementtir; ancak gerekli doz ile toksik doz arasındaki aralık birçok bitkide dardır. Bu nedenle bor, sulama suyu kalitesi açısından özel öneme sahiptir. Aynı bor konsantrasyonu bir bitki için tolere edilebilirken bor hassas başka bir bitkide yaprak yanığı, gelişme geriliği veya verim kaybı oluşturabilir.
FAO sulama suyu kılavuzu, boru belirli iyon toksisitesi kapsamında değerlendirir ve sodyum ile klorür gibi borun da ürün verimi üzerinde etkili olabileceğini belirtir.[14]
| Bitki grubu | Genel bor hassasiyeti | Yorum |
|---|---|---|
| Hassas bitkiler | Düşük bor düzeylerinden etkilenebilir. | Narenciye, bazı meyve ağaçları ve hassas süs bitkileri dikkatle değerlendirilmelidir. |
| Yarı toleranslı bitkiler | Orta düzey boru tolere edebilir. | Toprak, drenaj ve sulama yöntemi sonucu belirler. |
| Toleranslı bitkiler | Daha yüksek bor düzeylerine dayanabilir. | Yine de uzun süreli birikim ve toprak koşulları izlenmelidir. |
Bor toksisitesi çoğu zaman yaprak kenarlarında ve uçlarında sararma, nekroz ve yanık görünümüyle kendini gösterebilir. Belirtiler tuzluluk, klorür toksisitesi, kuraklık stresi veya besin eksiklikleriyle karışabilir. Bu nedenle sulama suyunda bor, toprakta bor ve bitki dokusu analizleri birlikte değerlendirilmelidir.
Bor, Tuzluluk ve TDS Arasındaki Fark
Bor tek bir elementtir. Tuzluluk ve TDS ise suda çözünmüş çok sayıda iyonun toplam düzeyini ifade eder. Yüksek bor çoğu zaman yüksek mineralizasyonlu veya jeotermal sularda görülebilir; ancak yüksek TDS her zaman yüksek bor anlamına gelmez.
| Parametre | Ne ifade eder? | Bordan farkı |
|---|---|---|
| Bor | Suda bulunan B elementinin toplam veya çözünmüş konsantrasyonudur. | Tek bir inorganik elementtir. |
| TDS | Filtrattan kurutma ile elde edilen toplam çözünmüş kalıntıdır. | Bor dahil birçok iyon ve çözünmüş bileşeni kütlesel olarak kapsayabilir. |
| Tuzluluk | Çözünmüş tuzların toplam düzeyi veya iyonik etkisidir. | Na⁺, Cl⁻, SO₄²⁻ ve diğer iyonlarla birlikte değerlendirilir. |
| Elektriksel iletkenlik | Suyun elektrik akımını iletme kapasitesidir. | Bor düşük konsantrasyonda iletkenliğe sınırlı katkı yapabilir; borun doğrudan ölçüsü değildir. |
| Sodyum | Na⁺ iyonu konsantrasyonudur. | Bordan farklı bir elementtir; sulama ve içme suyu değerlendirmesinde ayrı parametredir. |
Bir kuyu suyunda iletkenliğin yüksek olması bor şüphesini artırabilir; fakat borun varlığı ancak laboratuvar analiziyle doğrulanır. Düşük iletkenlikli sularda da yerel jeolojik veya endüstriyel nedenlerle bor bulunabilir.
Bor ve Jeotermal Sular
Jeotermal sular bor açısından özel dikkat gerektirir. Yüksek sıcaklık, su-kayaç etkileşimi ve derin dolaşım koşulları borun çözünmesini artırabilir. Jeotermal akışkanların yüzey sularına, tarımsal kanallara veya yer altı suyuna kontrolsüz karışması bor yükünü artırabilir.
ATSDR toksikolojik profilinde, Türkiye’de Büyük Menderes Havzası gibi borat mineralleri ve jeotermal etkilerin bulunduğu alanlarda borun jeotermal atık sular ve sulama kanalları üzerinden yerel su ortamlarına taşınabildiği belirtilmektedir.[15]
Jeotermal suyun içme suyu amacıyla doğrudan veya karışım içinde kullanılması planlanıyorsa borun yanında arsenik, florür, lityum, sodyum, klorür, sülfat, silika, sıcaklık, radyoaktivite ve diğer jeojenik parametreler birlikte analiz edilmelidir.
Deniz Suyu Arıtımı ve Bor
Deniz suyu doğal olarak bor içerir. Bu nedenle deniz suyu ters ozmoz tesislerinde bor, klasik TDS ve klorür gideriminden farklı bir mühendislik zorluğu oluşturur. Standart membranlar toplam tuzları yüksek oranda reddetse bile borik asit türünün nötr olması nedeniyle ürün suyunda bor kalabilir.
WHO belgesinde deniz suyu ters ozmozunda bor gideriminin özel zorluk olduğu, genellikle ikinci geçiş ve pH yükseltme gibi stratejiler kullanıldığı açıklanır. Ticari membran çalışmalarında pH’ın yükseltilmesiyle bor gideriminin önemli ölçüde arttığı bildirilmiştir.[1]
Desalinasyon ürün suyu içme suyu şebekesine verilecekse bor yalnızca proses çıkışında değil, son şartlandırma ve harmanlama sonrasında da izlenmelidir. pH yükseltme işlemi bor giderimini artırabilir; fakat son ürün suyu pH, alkalinite, kalsiyum, magnezyum ve korozyon kararlılığı bakımından yeniden ayarlanmalıdır.
Bor Yüksekliği Araştırmasında İzlenecek Yol
Bir içme suyu kaynağında bor yüksek bulunduğunda ilk adım, sonucun numune alma veya laboratuvar hatası olmadığını doğrulamaktır. Daha sonra kaynak, hidrojeoloji, kullanım amacı ve arıtma seçenekleri birlikte değerlendirilmelidir.
- Numune akredite laboratuvarda toplam bor için tekrar analiz edilir.
- Kaynak suyu, arıtılmış su ve varsa musluk suyu ayrı değerlendirilir.
- pH, iletkenlik, TDS, sodyum, klorür, sülfat, arsenik, florür ve alkalinite birlikte analiz edilir.
- Kuyu ise jeolojik formasyon, derinlik, pompaj debisi ve komşu kuyular incelenir.
- Jeotermal, deniz suyu, atık su veya endüstriyel kaynak ihtimali araştırılır.
- İçme suyu mevzuat değeriyle karşılaştırma yapılır.
- Sulama amacı varsa bitki toleransı ve toprak boru ayrıca değerlendirilir.
- Giderim gerekiyorsa ters ozmoz, bor seçici reçine veya harmanlama seçenekleri pilot testle doğrulanır.
- Arıtma sonrası konsantre veya rejenerasyon atığının bor yükü için bertaraf planı hazırlanır.
Bor yüksekliği çoğu zaman tek başına arıtma cihazı seçimiyle çözülecek basit bir sorun değildir. Kaynak hidrojeokimyası, mevzuat hedefi, ürün suyu kullanımı, atık akım yönetimi ve işletme maliyeti birlikte ele alınmalıdır.
Konsantre ve Rejenerasyon Atığı Yönetimi
Bor gideren arıtma prosesleri boru yok etmez; boru başka bir akımda yoğunlaştırır. Ters ozmozda borun bir bölümü konsantre akımda, iyon değişiminde ise rejenerasyon atığında toplanır. Bu akımların doğrudan toprağa, yüzey suyuna veya kanalizasyona verilmesi yeni çevresel riskler oluşturabilir.
Bor içeren atık akımlar değerlendirilirken şu başlıklar incelenmelidir:
- Bor konsantrasyonu ve günlük bor yükü
- Tuzluluk ve elektriksel iletkenlik
- Sodyum, klorür ve sülfat yükü
- pH ve nötralizasyon ihtiyacı
- Arsenik, florür veya diğer jeojenik elementlerin varlığı
- Alıcı ortamın sulama, içme suyu veya ekosistem kullanımı
- Yerel mevzuat ve deşarj izinleri
- Buharlaştırma, geri kazanım veya kontrollü bertaraf seçenekleri
Özellikle iç bölgelerde kurulan bor giderim sistemlerinde konsantre bertarafı, arıtma teknolojisinin kendisi kadar sınırlayıcı olabilir.
Borun Diğer İnorganik Kirleticilerle Birlikte Görülmesi
Bor yüksekliği jeolojik kökenli olduğunda arsenik, florür, lityum, sodyum, klorür, sülfat ve silika gibi parametrelerle birlikte görülebilir. Jeotermal ve derin akifer sularında bu birliktelik daha belirgin olabilir.
| Birlikte izlenebilecek parametre | Neden önemlidir? |
|---|---|
| Arsenik | Jeotermal ve bazı jeolojik sistemlerde borla birlikte yükselebilir. |
| Florür | Derin veya jeotermal sularda sağlık açısından kritik olabilir. |
| Sodyum | Tuzluluk, içme suyu tadı ve sulama suyu sodikliği açısından önemlidir. |
| Klorür | Deniz suyu girişimi veya tuzlu su karışımını gösterebilir. |
| Sülfat | Jeolojik çözünme, tat ve korozyon açısından değerlendirilir. |
| Lityum | Jeotermal ve derin akifer etkisini destekleyebilir. |
| Silika | Jeotermal su ve membran taşlaşması açısından önemlidir. |
| İletkenlik | Genel mineralizasyon ve tuzluluk göstergesidir. |
Bor için uygun arıtma seçilirken bu eşlik eden parametreler kritik olabilir. Örneğin ters ozmoz boru azaltırken arsenik, florür ve tuzluluğu da düşürebilir; ancak konsantre yönetimi ve ürün suyu remineralizasyonu gerekir.
Yanlış Bilinenler
| Yanlış yorum | Doğru değerlendirme |
|---|---|
| Bor sadece sanayi kaynaklı kirleticidir. | Bor doğal jeolojik ve jeotermal kaynaklardan da yüksek düzeyde gelebilir. |
| Su berraksa bor yoktur. | Bor genellikle çözünmüş formdadır ve gözle fark edilmez. |
| Aktif karbon boru giderir. | Klasik aktif karbon bor için güvenilir giderim yöntemi değildir. |
| Her ters ozmoz cihazı boru aynı oranda düşürür. | Bor giderimi pH, membran ve proses tasarımına çok bağlıdır. |
| TDS düşükse bor mutlaka düşüktür. | TDS ile bor arasında zorunlu bire bir ilişki yoktur. |
| Bor bitkiler için gerekli olduğu için zararsızdır. | Bor bitkiler için gerekli olsa da fazlası hassas bitkilerde toksik olabilir. |
| Kaynatma boru giderir. | Kaynatma suyu buharlaştırır; bor genellikle kalan suda yoğunlaşabilir. |
| Klorlama boru yok eder. | Klorlama bor konsantrasyonunu anlamlı biçimde düşürmez. |
Benzer Terimlerden Farkları
| Terim | Tanım | Bordan farkı |
|---|---|---|
| Bor | B sembollü inorganik elementtir. | İçme suyunda toplam bor veya çözünmüş bor olarak analiz edilir. |
| Borat | Borun oksijenli anyonik türleri veya tuzları için kullanılan genel addır. | Bor elementinin belirli kimyasal formlarını ifade eder. |
| Borik asit | B(OH)₃ formundaki zayıf asidik bor türüdür. | Nötr pH çevresinde borun baskın sulu türlerinden biridir. |
| Boraks | Sodyum borat minerali veya bileşiği için yaygın addır. | Bor içeren belirli bir bileşiktir; toplam borla eş anlamlı değildir. |
| TDS | Toplam çözünmüş maddeyi ifade eder. | Bor yalnızca TDS içindeki küçük veya büyük bir bileşen olabilir. |
| Tuzluluk | Çözünmüş tuzların toplam düzeyidir. | Bor tuzluluğa katkıda bulunabilir ama tuzluluk borun doğrudan ölçüsü değildir. |
| Arsenik | As sembollü toksik inorganik elementtir. | Jeotermal veya jeojenik sularda borla birlikte izlenebilir, ancak farklı toksikolojiye sahiptir. |
| Florür | F⁻ iyonu olarak bulunan inorganik parametredir. | Jeolojik sularda borla birlikte yükselebilir; sağlık etkileri ve mevzuat değeri farklıdır. |
İşletme ve İzleme Açısından Önemi
Bor izleme programı, kaynağın türüne ve kullanım amacına göre tasarlanmalıdır. Yüzey suyu kaynaklarında bor genellikle düşük olabilir; ancak atık su, jeotermal deşarj veya endüstriyel etkiler varsa artabilir. Yer altı sularında jeolojik formasyon ve akifer derinliği önemlidir. Deniz suyu veya acı su arıtımında ise bor, ürün suyu kalitesini sınırlayan temel parametrelerden biri olabilir.
Borla birlikte izlenmesi önerilen parametreler şunlardır:
- pH
- Elektriksel iletkenlik
- TDS
- Sodyum
- Klorür
- Sülfat
- Alkalinite
- Sertlik
- Arsenik
- Florür
- Silika
- Lityum
- İz elementler
- Ters ozmoz sistemlerinde besleme, ürün ve konsantre boru
- Sulama sularında toprak ve yaprak boru
Bor yüksekliği saptanan bir sistemde tek seferlik analiz yeterli olmayabilir. Mevsim, pompaj debisi, kuyu karışımı, yağış, kuraklık, jeotermal katkı, arıtma verimi ve kaynak harmanlama oranı zamanla değişebileceğinden izleme periyodik yapılmalıdır.
Kaynaklar
- World Health Organization. Boron in Drinking-water: Background Document for Development of WHO Guidelines for Drinking-water Quality. World Health Organization, 2009.
- Health Canada. Guidelines for Canadian Drinking Water Quality: Boron. Government of Canada, 2023.
- Agency for Toxic Substances and Disease Registry. Boron: ToxFAQs. ATSDR, Centers for Disease Control and Prevention.
- U.S. Geological Survey. Geology and Climate Have Determined Natural Water Quality. USGS Circular 1170.
- Buszka, P. M., Fitzpatrick, J. A., Watson, L. R. ve Kay, R. T. Evaluation of Ground-Water and Boron Sources by Use of Boron Stable-Isotope Ratios, Tritium, and Selected Water-Chemistry Constituents near Beverly Shores, Indiana. U.S. Geological Survey Scientific Investigations Report 2007–5166, 2007.
- European Parliament and Council of the European Union. Directive (EU) 2020/2184 on the Quality of Water Intended for Human Consumption. Official Journal of the European Union, 2020.
- U.S. Environmental Protection Agency. Drinking Water Health Advisory for Boron. U.S. EPA, 2008.
- U.S. Environmental Protection Agency. Regulatory Determination 2 Support Documents for Boron. U.S. EPA, 2025.
- T.C. Sağlık Bakanlığı. İnsani Tüketim Amaçlı Sular Hakkında Yönetmelik. T.C. Sağlık Bakanlığı.
- Food and Agriculture Organization of the United Nations. İnsani Tüketim Amaçlı Sular Hakkında Yönetmelik. FAOLEX kayıt kopyası.
- U.S. Environmental Protection Agency. Method 200.7: Determination of Metals and Trace Elements in Water and Wastes by ICP-AES. U.S. EPA, 1994.
- U.S. Environmental Protection Agency. Method 200.8: Determination of Trace Elements in Waters and Wastes by ICP-MS. U.S. EPA, 1994.
- Health Canada. Guidelines for Canadian Drinking Water Quality: Boron, Analytical and Treatment Considerations. Government of Canada, 2023.
- Ayers, R. S. ve Westcot, D. W. Water Quality for Agriculture. FAO Irrigation and Drainage Paper 29 Rev. 1, Food and Agriculture Organization.
- Agency for Toxic Substances and Disease Registry. Toxicological Profile for Boron, Chapter 6: Potential for Human Exposure. ATSDR, 2010.