Bulanıklık

Bulanıklık, kil, silt, organik madde, algler ve mikroskobik organizmalar gibi askıda kalan parçacıkların ışığı saçması ve şeffaflığı azaltması nedeniyle suda oluşan bulutluluğun veya pusluluğun bir ölçüsüdür.^[1]^[2] Bir nefelometre kullanılarak gelen ışından 90 derecelik bir açıda saçılan ışığın yoğunluğunu değerlendiren nefelometrik bulanıklık birimleri (NTU) ile nicelendirilir.^[1]^[3] Yaygın nedenler arasında toprak erozyonu, yağmur suyu akışı, alg patlamaları ve atık su deşarjı yer alır; bunlar su sistemlerine partikül madde sokar.^[1]^[2] Çevresel izleme ve su arıtımında, etkili dezenfeksiyonu sağlamak, su ekosistemlerini tortu aşırı yüklemesinden korumak ve patojenler veya kirleticilerle minimal kontaminasyonu göstermek için düşük bulanıklık seviyeleri (içme suyu için tipik olarak 1 NTU’nun altında) esastır.^[2]^[4] Yüksek bulanıklık, su bitkilerinde fotosentezi bozabilir, balık solungaçlarına zarar verebilir ve zararlı mikroorganizmaları arıtma süreçlerinden koruyabilir; bu da onun kilit bir su kalitesi parametresi olarak rolünü vurgular.^[1]^[5]

Tanım ve Fiziksel İlkeler

Temel Kavramlar

Bulanıklık, askıda kalan partikül maddenin ışığı saçması ve soğurması (absorpsiyonu) sonucu netliğin azalmasıyla karakterize edilen, sudaki optik bir fenomendir. Yerçekimi kuvvetleri altında hızla çökmeyen bu parçacıklar, öncelikle ışık dalga boyuna göre boyutları, çevreleyen ortamla olan kırılma indisi farkları ve konsantrasyonları tarafından yönetilen süreçler yoluyla gelen ışıkla etkileşime girer. Kısa süreler içinde çöken (genellikle 0,1 mm’den büyük ve 0,1 m/s’yi aşan hızlarda çöken parçacıklar olarak tanımlanır) çökebilir katıların aksine, bulanıklık; Brown hareketi, türbülans veya düşük çökme hızları nedeniyle dağılmış halde kalan daha ince askıda maddelerden kaynaklanır.^[1]^[6]^[7]

Bulanıklığa katkıda bulunan askıda parçacıklar, kil mineralleri ve silt gibi inorganik bileşenlerin yanı sıra fitoplankton, bakteriler ve detritus (organik döküntü) gibi organik maddeleri de içeren, genellikle yaklaşık 0,004 mm (4 μm) ila 1 mm çap aralığını kapsar. İnorganik parçacıklar genellikle yaklaşık 2,65 g/cm³ yoğunluğa sahip erozyona uğramış tortulardan kaynaklanırken, organik olanlar daha düşük yoğunluklar (tipik olarak 1,0–1,2 g/cm³) ve daha yüksek su içeriği sergiler; bu da onların yüzdürme kuvvetini ve süspansiyonda kalıcılığını etkiler. Çökebilir katılardan bu ayrım, bulanıklığın toplam tortu yükünden ziyade çökemeyen dinamikler için bir vekil (proxy) olduğunu vurgular; çünkü daha büyük parçacıklar (>1 mm) bir kez çöktükten sonra optik etkilere minimal düzeyde katkıda bulunur.^[8]^[9]^[10]

Fiziksel ilkeler açısından bulanıklık, parçacık-ışık etkileşimlerinin bir sonucu olarak ortaya çıkar; burada saçılma, ışık dalga boyuna (görünür ışık için yaklaşık 0,4–0,7 μm) kıyasla benzer veya daha küçük boyutlu parçacıklar için baskındır. Daha büyük boyutlar için Mie teorisi ve dalga boyu altı parçacıklar için Rayleigh yaklaşımları izlenir. Ampirik gözlemler, bulanıklık ile toplam askıda katı madde (TSS) arasında kusursuz olmayan bir korelasyon doğrulamaktadır; regresyon katsayıları (R²) çalışmalar arasında 0,7 ile 0,95 arasında değişir ve bu durum parçacık boyutu dağılımı, şekli ve kırılma indisindeki varyasyonlara atfedilebilir; örneğin, topaklanmış organikler kompakt siltlerden farklı şekilde saçılma yapar. Daha küçük parçacıklar, daha büyük olanlara göre birim kütle başına orantısız derecede daha büyük saçılma gösterir, çünkü yüzey alanı-hacim oranlarının yüksek olması çoklu saçılma olaylarını ve Mie rejimindeki ileri saçılma verimliliğini artırır. Bu durum, eşdeğer TSS konsantrasyonları için artırılmış opaklığa yol açar; örneğin, 1 mg/L ince kil, aynı kütledeki kaba kumdan 10-100 kat daha yüksek bulanıklık seviyeleri üretebilir. Bu nedenle bulanıklık, kirliliğin doğrudan bir nedeni olmaktan ziyade, altta yatan parçacık dinamiklerinin ve koloidal kararlılığın bir göstergesi olarak hizmet eder.^[11]^[12]^[7]

Optik Özellikler ve Birimler

Bulanıklık, sıvı bir ortamdaki asılı parçacıkların gelen ışığı saçtığı ve soğurduğu, böylece ışık ışınlarının doğrusal iletimini azalttığı ve numune berraklığını düşürdüğü optik bir fenomen olarak kendini gösterir. Bu etkileşim, ışık dalga boyuyla karşılaştırılabilir boyuttaki parçacıklar için Mie saçılması ve daha küçük parçacıklar için Rayleigh saçılması ilkelerini izler; soğurma (absorpsiyon) ise parçacık bileşimine bağlı olarak değişkenlik gösterir. Nefelometrik teknikler, bulanıklığı öncelikle aydınlatma kaynağına 90 derecelik bir açıda saçılan ışığın tespiti yoluyla nicelendirir, böylece doğrudan iletim ve geri saçılma etkilerini en aza indirirken saçılma etkilerini izole eder.^[13]^[10]^[14]

Nefelometrik Bulanıklık Birimi (NTU), ISO 7027-1:2016 standardında resmileştirilen çağdaş standart olarak hizmet eder. Bu standart, kalibrasyon için formazin polimer süspansiyonlarını, kromatik girişimleri azaltmak için 860 nm’de yakın kızılötesi aydınlatmayı ve dedektör için hassas açısal kısıtlamaları zorunlu kılar. Bu, 1900 civarında George E. Waring tarafından Jackson Mum Metodu ile tanıtılan tarihsel Jackson Bulanıklık Birimi (JTU) ile tezat oluşturur. JTU, görsel bir zayıflama tekniğiydi; standart bir mum alevi üzerine monte edilmiş dereceli bir cam tüp kullanılarak, numune alevi belirsizleştirene kadar tüp doldurulur ve silika süspansiyonlarına (milyonda bir kısım cinsinden) karşı ölçeklendirilmiş birimler elde edilirdi. Formazin Bulanıklık Birimleri (FTU), formazin standartları kullanıldığında NTU ve FNU (Formazin Nefelometrik Birimleri) ile sayısal olarak hizalanır ve ışık kaynağı veya açısındaki metodolojik varyasyonlara rağmen izlenebilirlik sağlar.^[15]^[16]^[17]

Optik tepki parçacık morfolojisine, boyut dağılımına ve kırılma indisine bağlı olduğundan, NTU ile mg/L gibi kütle bazlı metrikler arasında doğrudan bir eşdeğerlik savunulamaz. Eski JTU, kontrollü koşullar altında 1 JTU ≈ 1 mg/L silika yaklaşımını sunsa da, modern nefelometrik okumalar evrensel bir dönüşüm sergilemez ve oranlar parçacık türüne göre dalgalanır; örneğin kil mineralleri organik döküntülerden farklı şekilde saçılma yapar. Tortu yüklü nehirlerde yaygın olan yüksek bulanıklık rejimlerinde (>1000 NTU), çoklu saçılma olaylarının 90 derecelik sinyali bastırması nedeniyle nefelometri yetersiz kalır. Bu durum, ileri saçılma geometrilerine (örneğin 11-30 derece) veya daha geniş dinamik aralık için hem soğurmayı hem de ileri saçılmayı içeren zayıflatılmış iletilen ışığı değerlendiren türbidimetreye geçişi teşvik eder.^[18]^[19]^[10]^[20]

Bulanıklık Kaynakları

Doğal Kökenler

Doğal su kütlelerindeki bulanıklık, öncelikle fırtınalar ve seller sırasındaki toprak erozyonu gibi jeofiziksel süreçlerden kaynaklanır; bu süreçler kil, silt ve organik parçacıkları akarsulara ve nehirlere taşır. Bozulmamış havzalarda, taban akışı bulanıklığı tipik olarak 10 NTU’nun altında kalır, ancak yağmur fırtınaları dere kıyılarını aşındırarak ve dip tortularını karıştırarak seviyeleri yükseltebilir ve genellikle geçici olarak 50 NTU’yu aşabilir. Buzul erimesi, kutup ve dağlık bölgelerde önemli ölçüde katkıda bulunur; örneğin, Arktik nehirlerindeki buzulların çekilmesi, 2010’ların başından bu yana aşırı bulanıklık olaylarında keskin bir artışa yol açmıştır ve zirveler, kar erimesinden ziyade buz erime hacimleriyle pozitif korelasyon göstermektedir.^[1]^[21]

Biyolojik kaynaklar arasında, besin açısından zengin göllerde ve kıyı sularında alg patlamaları ve plankton çoğalması yer alır; burada yoğun fitoplankton süspansiyonları, oligotrofik sistemlerde bile en yoğun büyüme sırasında bulanıklığı 10 NTU’nun üzerine çıkarabilir. Volkanik patlamalar gibi epizodik olaylar, kül yağışından etkilenen akarsularda ince inorganik madde nedeniyle seviyelerin yükseldiği gözlemlendiği gibi, nehir bulanıklığını artıran kül biriktirir. Orman yangınları benzer şekilde tortu mobilizasyonunu artırır ve erozyona uğramış hidrofobik topraklardan kaynaklanan akarsularda yangın sonrası bulanıklık dalgalanmalarına yol açar.^[8]^[22]^[23]

Mevsimsel değişkenlik, özellikle Ganj Nehri gibi musson güdümlü sistemlerde doğal bulanıklığı artırır. Himalaya erozyonundan kaynaklanan tortu yükleri şiddetli yağışlar sırasında zirve yapar, ortalamalar 100 NTU civarında seyreder ve sadece silt resüspansiyonundan kaynaklanan maksimumlar 300 NTU’yu aşar. Ormanlık veya buzul havzaları gibi bozulmamış birçok sistemde, yağışlı mevsimlerde medyan değeri 5 NTU’nun altında olan ancak olaya dayalı yüksek değerlere ulaşan doğal bulanıklık temel hatları, genellikle kronik antropojenik (insan kaynaklı) girdileri aşar; bu da dış müdahale olmaksızın su besin ağlarını sürdüren besin taşınmasını ve döngüsünü kolaylaştırır.^[24]^[25]^[26]

Antropojenik (İnsan Kaynaklı) Katkılar

Tarımsal uygulamalar, özellikle ekili arazilerden yapılan toprak işleme ve erozyon, tortu yüklü yüzey akışı yoluyla birincil bir antropojenik bulanıklık kaynağını temsil eder. Chesapeake Körfezi havzasında tarım, ince parçacıkları akarsulara taşıyan toprak bozulması ve yağış olayları nedeniyle körfeze giren tortu yüklerinin yaklaşık %60’ına katkıda bulunur.^[27] ABD Tarım Bakanlığı verileri, ekili arazi erozyonunun ülke çapında noktasal olmayan kaynaklı tortuların önemli bir kısmını oluşturduğunu ve çiftliklerden kaynaklanan yıllık toprak kayıplarının hassas bölgelerde doğal arka plan oranlarını 10 ila 100 kat aştığını göstermektedir.^[28]

Kentsel gelişim ve inşaat faaliyetleri, bozulmuş toprakları taşıyan yağmur suyu akışı yoluyla bulanıklığı şiddetlendirir. İnşaat sahası deşarjları sıklıkla düzenleyici kriterleri aşar; arıtılmamış yağmur suyu bulanıklık seviyeleri yağmur olayları sırasında yüzlerce NTU’ya ulaşır. Örneğin, ABD Çevre Koruma Ajansı (EPA), İnşaat Genel İzni kapsamında susuzlaştırma operasyonları için 50 NTU’luk bir izleme eşiği belirlemiştir ki bu, ortam koşullarının çok üzerindeki yaygın ani artışları yansıtır.^[29] Gelişmekte olan bölgelerde, yetersiz tortu kontrolleri nedeniyle yağmur sonrası ani artışlar genellikle 200 NTU’yu aşar ve alıcı sulara lokalize askıda katı madde darbeleri ekler.^[30]

Madencilik atıkları deşarjı veya tarama (dredging) gibi endüstriyel atık sular ve faaliyetler hedeflenen bulanıklığı ortaya çıkarır, ancak bunların genel katkısı yaygın kaynaklara kıyasla küçüktür. EPA tarafından yapılan ampirik değerlendirmeler, karma kullanımlı havzalarda noktasal kaynaklı endüstriyel atık suyun toplam tortu yüklerinin %10’undan daha azını oluşturduğunu ve noktasal olmayan akışın gölgesinde kaldığını ortaya koymaktadır; örneğin, besin ve tortu modellemesinde, endüstriyel girdiler bazı sistemlerde yıllık körfez genelindeki toplamların %2’sinin altında kalmaktadır.^[31] Tarama operasyonları, günlerce süren yüksek bulanıklığa sahip akut tüyler (plumes) oluşturabilir, ancak kronik yükleme izinler ve yerel etkilerle sınırlıdır.^[32]

Bazı çevresel anlatılarda antropojenik baskınlığa yapılan vurgulara rağmen, uydu gözlemlerine ve saha verilerine dayanan karşılaştırmalı çalışmalar, doğal epizodik olayların genellikle insan kaynaklı girdileri gölgede bıraktığını göstermektedir. Landsat kaynaklı analizler ve hidrodinamik modeller, kasırgaların kıyı tortularını yıllık kronik antropojenik deşarjlardan çok daha büyük hacimlerde yeniden askıya aldığını (resuspension), tek bir fırtınanın etkilenen bölgelerde on milyonlarca tonu mobilize ettiğini göstermektedir.^[33] Karma havzalarda, antropojenik kaynaklar sabit koşullar altında temel bulanıklığı %20-50 oranında artırabilir, ancak erozyon mekaniği ve olay ölçeğindeki hidrolojinin temel ilkelerine dayalı muhasebe, siklonlar gibi doğal zorlamaların tepe yüklerin başlıca itici güçleri olduğunu ortaya koymakta ve sistemik bozulmanın yalnızca insan faaliyetine atfedilmesini yumuşatmaktadır.^[34]^[35]

Bulanıklığın Etkileri

Ekolojik Sonuçlar

Yüksek bulanıklık, su sütunlarındaki ışık geçirgenliğini azaltarak, su besin ağlarının temelini oluşturan fitoplankton ve perifitondaki fotosentezi sınırlar. Ampirik çalışmalar, ışık mevcudiyeti için bir vekil olan Secchi diski derinliklerinin 20 NTU’nun üzerinde güvenilmez hale geldiğini ve askıda parçacıkların fotosentetik olarak aktif radyasyonu saçması ve soğurması nedeniyle azalan birincil üretimle ilişkili olduğunu göstermektedir.^[36]^[37] Bu azalma, azalan oksijenli fotosentez yoluyla daha düşük çözünmüş oksijen seviyelerine yol açabilir ve özellikle yüksek organik yükleme dönemlerinde tabakalı sularda hipoksiyi (oksijen azlığı) şiddetlendirebilir.^[38]

Genellikle 50 mg/L’yi aşan ve 25 NTU’nun üzerindeki bulanıklık seviyelerine karşılık gelen yüksek toplam askıda katı maddelere (TSS) kronik maruziyet, balık solungaçlarında aşındırıcı hasara neden olur, epitel dokuları kalınlaştırır ve iyon düzenlemesini ve gaz değişimini bozar.^[39]^[40] Bu etkiler, salmonidler ve diğer akıntı seven balıklar üzerinde yapılan laboratuvar maruziyetlerinde belgelendiği gibi, tortu yüklü ortamlara adapte olmamış türlerde büyüme oranlarının azalması ve patojenlere karşı duyarlılığın artması olarak kendini gösterir.^[41]

Bununla birlikte, bazı türler yüksek bulanıklığa adaptasyon gösterir ve berrak su yerlilerinde gözlenen zararlar olmadan doğal olarak tortu açısından zengin sistemlerde gelişir. Örneğin adi sazan (Cyprinus carpio), görme yerine kimyasal duyusal yiyecek aramayı kullanarak 120 NTU’ya kadar bulanıklığa sahip göletlerde filtreyle beslenme verimliliğini ve popülasyon canlılığını korur.^[42] Balık topluluğu yapısına ilişkin meta-analizler, sazangiller (cyprinids) ve emiciler (catostomids) dahil olmak üzere toleranslı taksonların, değiştirilmemiş bulanık nehirlerde baskın olduğunu ve antropojenik ötrofikasyonun yokluğunda bulanıklığın habitatları aşırı alg patlamalarına karşı stabilize ettiği çeşitli toplulukları desteklediğini ortaya koymaktadır.^[43]

Yüksek doğal bulanıklık, biyoçeşitlilik dinamiklerinde ödünleşmelere (trade-offs) neden olur ve genellikle görsel avlanmaya dayanan istilacı türlere karşı tampon görevi görür. 10 NTU üzerindeki bulanıklık seviyeleri, görerek beslenenlerin tespit aralıklarını bozarak, görsel odaklı avcılar için karşılaşma oranlarını ve yakalama başarısını azaltır, avlara sığınak sağlar ve kimyasal duyusal veya dokunsal uzmanları destekler.^[44]^[45] Bu dinamik, tüm bulanıklık artışlarını bozulma ile eşitleyen anlatılara karşı çıkar; çünkü haliç ve nehir sistemlerinden elde edilen ampirik veriler, tortu kaynaklarının kirlilik kaynaklı değil de jeojenik (yer kökenli) olması koşuluyla, bulanık rejimlerde sürdürülebilir makro omurgalı ve bentik çeşitliliği göstermektedir.^[46] Oligotrofik göl modellerinden türetilen düşük bulanıklık ölçütlerine aşırı vurgu yapılması, tarihsel bulanıklığın mevsimsel olarak 100 NTU’yu aştığı lotik (akarsu) ve taşkın yatağı ekosistemlerindeki bu adaptif dengeleri gözden kaçırmaktadır.^[47]

Sağlık ve İnsan Kullanımı Üzerindeki Etkiler

Sudaki bulanıklık, kil veya mineraller gibi askıda parçacıkların genellikle inert ve patojenik olmaması nedeniyle insan sağlığı için doğrudan toksikolojik risk oluşturmaz.^[48]^[2] Bunun yerine, birincil sağlık endişesi dolaylı olarak, tespitten ve tedaviden kaçabilen bakteriler, virüsler ve Cryptosporidium gibi parazitler dahil olmak üzere mikroorganizmaları barındırmasından kaynaklanır.^[1] Yüksek bulanıklık seviyeleri, radyasyonu saçarak ve fiziksel tutunma alanları sağlayarak patojenleri klor veya ultraviyole ışık gibi dezenfektanlardan korur, böylece dezenfeksiyon etkinliğini azaltır; örneğin, partikül girişimi nedeniyle artan bulanıklıkla klorlama verimliliği azalır.^[49]^[50] Epidemiyolojik çalışmalar, yüksek içme suyu bulanıklığı (örneğin 1 NTU üzeri) ile artan gastrointestinal hastalık insidansı arasında ilişkiler gözlemlemiştir; bu durum bulanıklığın kendisinden ziyade ilişkili patojen yüklerine atfedilir.^[51] Ancak titiz incelemeler, kirleticilerin yokluğunda bulanıklık ile hastalık arasında doğrudan nedensel bir bağlantı olmadığını, bulanıklığın bir patojen olmaktan ziyade bir kalite göstergesi olarak rolünü vurgulamaktadır.^[52]

İçme suyu sistemlerinde, 5 NTU’yu aşan bulanıklık genellikle filtrasyon veya arıtma yetersizliklerine işaret eder ve mikrobiyal sızıntılar için bir önlem vekili olarak düzenleyici uyarıları tetikler; ancak ampirik veriler, siltler veya tortular gibi doğal olarak oluşan mineral bulanıklığının, biyolojik ajanlardan arındırılmış olduğunda doğrulanmış bir sağlık tehlikesi taşımadığını doğrulamaktadır.^[53] Dünya Sağlık Örgütü değerlendirmeleri, bulanıklığın tek başına sağlık tehlikesi anlamına gelmediğini, tek başına bulanıklık metrikleri yerine patojen spesifik testlerin gerekliliğini vurgulayarak kanıtlanmamış alarmizmi çürütmektedir.^[48]

İnsanların eğlence ve kullanım amaçlı faaliyetleri için, yüksek bulanıklık su altı görüşünü bozar, balık tutma ve yüzme gibi aktiviteleri zorlaştırır; balıkçılar, askıda parçacıkların hem insanlar hem de balıklar için yemleri ve av tespitini engellemesi ve opak koşullarda kaza risklerini potansiyel olarak artırması nedeniyle 10-20 NTU üzerindeki sularda başarının azaldığını bildirmektedir.^[54]^[55] Bu estetik ve işlevsel zarar, kullanıcılar üzerindeki ihmal edilebilir doğrudan fizyolojik etkilerle tezat oluşturarak, bulanıklığın bedensel bir tehditten ziyade çevresel bir engel olarak rolünü vurgular.^[1]

Ekonomik Yansımalar

Amerika Birleşik Devletleri’nde kamu su hizmetleri, Yüzey Suyu Arıtma Kuralı gibi düzenlemelerin zorunlu kıldığı düşük bulanıklık seviyelerine ulaşmak için filtrasyon altyapısına önemli kaynaklar ayırmaktadır; bu kural, yüzey suyu kaynaklarına hizmet eden bireysel filtreler için aylık numunelerin %95’inin 0,3 NTU’nun altında olmasını gerektirir.^[56] Hızlı kum filtreleri ve membran teknolojilerini içeren bu sistemler, bulanıklığı doğrudan bir sağlık tehlikesinden ziyade öncelikle estetik ve dolaylı bir patojen göstergesi olarak ele alır; uyum maliyetleri, 2035 yılına kadar su ve atık su arıtımı için 515 milyar doları aşması öngörülen daha geniş sermaye harcamalarına dahildir.^[57] Kurak Güneybatı nehir havzaları gibi jeolojik erozyon nedeniyle doğal olarak yüksek bulanıklığa sahip bölgelerde, bu tek tip standartlar, insan faaliyetiyle ilgisi olmayan temel tortu yüklerinin arıtılmasını gerektirerek operasyonel yükleri artırabilir ve potansiyel olarak fonları diğer altyapı önceliklerinden saptırabilir.^[58]

Tarım sektörleri, sulama sistemlerini tıkayan ve toprak verimliliğini azaltan bulanıklık kaynaklı tortu birikiminden doğrudan ekonomik kayıplarla karşı karşıyadır; tahminler, ülke çapında bu tür erozyon ve birikimden kaynaklanan yıllık çiftlik içi maliyetleri 500 milyon ila 1,2 milyar dolar arasında göstermektedir.^[59] Bu etkiler, özellikle tortuya yatkın havzalarda, azalan su akış verimliliği ve damla ve yağmurlama sistemleri için artan bakım maliyetleri olarak kendini gösterir; ancak doğal tortu girdileri üst toprağı yenileyerek bazı uzun vadeli verimlilik düşüşlerini dengeleyebilir. Balıkçılığa dayalı ekonomilerde, benzer tortu yükleri, operasyonel maliyetleri dolaylı olarak artıran ekipman hasarına ve habitat değişikliklerine katkıda bulunur, ancak nicelendirme daha geniş erozyon ekonomisine bağlı kalmaktadır.

Şarap yapımı da dahil olmak üzere yiyecek ve içecek endüstrileri, kalite eşiklerini aşan bulanık partilerden kaynaklanan reddetme ve yeniden işleme masraflarına maruz kalır; bu durum genellikle steril şişeleme ve pazar kabulü için 1 NTU’nun altında berraklık elde etmek amacıyla ek filtrasyonu zorunlu kılar.^[60] Hat içi bulanıklık izleme, hassas proses kontrolü sağlayarak, ürün kaybını önleyerek ve ekipman ömrünü uzatarak bunları hafifletir; zayıf yönetim ise yedekli filtreleme için daha yüksek sermaye harcamalarıyla bağlantılıdır.^[61] Genel olarak, bulanıklık yönetimi ürün tutarlılığı ve yasal uyumlulukta faydalar sağlarken, doğal olarak değişken sistemlerde sıkı giderme vurgusu, özellikle ampirik sağlık bağlantılarının estetik veya algısal itici güçlere kıyasla zayıf olduğu durumlarda, marjinal kazançları aşan net maliyetler getirebilir.

Ölçüm Teknikleri

Tarihsel Yaklaşımlar

1900 civarında George E. Waring tarafından geliştirilen ve Whipple ve Jackson tarafından rafine edilen Jackson mum türbidimetresi, su bulanıklığının görsel değerlendirme yoluyla nicelendirilmesi için ilk standartlaştırılmış yöntemi temsil ediyordu.^[62] Bu cihaz, standart bir mum alevinin üzerine monte edilmiş dikey bir cam tüpten oluşuyordu; içine su numunesi, alevin silueti askıda parçacıklar tarafından ışığın sönümlenmesi nedeniyle belirsiz hale gelene kadar dökülürdü. Bu sönümleme noktasındaki numunenin derinliği, silika eşdeğerinin milyonda bir parçası olarak kalibre edilmiş dereceli bir ölçekte okunarak Jackson Bulanıklık Birimleri (JTU) elde edilirdi.^[63]^[64] Yöntem, ışık iletiminin ampirik gözlemine dayanarak, doğal sulardaki berraklığın değerlendirilmesi için nitelikselden niceliksele bir köprü sağladı.^[65]

Jackson mumu aracılığıyla JTU ölçümleri, 20. yüzyılın ortalarına kadar nehir ve göllerin çevresel izlenmesinde yaygın olarak uygulandı; genellikle silika bazlı süspansiyonlarla kabaca korelasyon gösterdi ancak ışık saçılmasındaki farklılıklar nedeniyle parçacık türü ve boyutuna göre değişiyordu.^[66] ABD Jeoloji Araştırmaları protokollerinde görüldüğü gibi, rutin saha değerlendirmeleri için kullanımı 1960’lara ve 1970’lerin başlarına kadar devam etti, ardından gelişen su kalitesi standartları ortasında yerini daha hassas optik tekniklere bıraktı.^[67]^[62]

Paralel erken çabalar, bulanıklığı askıda maddenin gravimetrik analiziyle ilişkilendirerek optik pusu kütle bazlı çökebilen maddelerden ayırdı. 20. yüzyılın başlarında atık su değerlendirmesi için tanıtılan Imhoff konisi, bir numunenin konik bir kapta 1-2 saat beklemesine izin vererek ve litre başına mililitre cinsinden çöken malzemenin hacmini kaydederek çökebilir katıları ölçtü.^[68] Ancak uygulayıcılar, bulanıklığın tüm partiküllerin (koloidalden kabaya) dinamik ışık zayıflatmasını yansıttığını, çökebilenlerin ve toplam askıda katı maddelerin (TSS) ise kütleyi filtrasyon ve kurutma yoluyla nicelendirdiğini ve sabit bir eşdeğerlik sağlamadığını (örneğin, değişken olarak 1 JTU ≈ 1-3 mg/L TSS) kabul ederek doğal nedensel eşitsizlikleri fark ettiler.^[16]^[69]

Bunlar gibi dijital öncesi yöntemler, emek yoğun saha çalışması, görsel bitiş noktalarında operatör öznelliği ve çeşitli parçacık bileşimleri için standardizasyon eksikliği ve otomatik algılamanın yokluğuyla sınırlanan, numuneler veya gözlemciler arasında genellikle %10-20’nin altında kalan sınırlı tekrarlanabilirlik (reproducibility) sorunlarından muzdaripti.^[70] Bu eksiklikler, araçsal olarak tutarlı optik ilkelere geçiş ihtiyacını vurguladı, ancak erken yaklaşımlar su kalitesi bozulması için bir vekil olarak bulanıklık için temel ampirik taban çizgilerini oluşturdu.^[63]

Mevcut Metodolojiler

Bulanıklık ölçümü için mevcut metodolojiler, öncelikle nefelometrik ilkelere dayanır; burada aletler, bulanıklığı nefelometrik bulanıklık birimleri (NTU) cinsinden nicelendirmek için askıda parçacıklar tarafından belirli açılarda saçılan ışığı tespit eder. ABD Çevre Koruma Ajansı (EPA), 0 ila 40 NTU aralığındaki numuneler için tungsten filament lamba ve 90 derecelik saçılan ışık tespiti kullanan Yöntem 180.1 ile uyumlu nefelometreleri onaylar; daha yüksek değerler için seyreltme gerekir.^[71] Hach’ın 2100 serisi gibi tasarımlar, numune renk girişimini, lamba dalgalanmalarını ve kaçak ışığı telafi eden oran (ratio) ölçümleri gerçekleştirmek için çift dedektörlü sistemler içerir ve böylece renkli sularda doğruluğu artırır.^[72] Doğrulama protokolleri, izlenebilirliği sağlayan ve sistematik hataları en aza indiren formazin veya stabilize formazin standartlarını kullanarak kalibrasyonu içerir; ancak saçılma verimliliğini etkileyen parçacık boyutu dağılımı ve kırılma indisi varyasyonlarından kaynaklanan doğal belirsizlikler ortaya çıkar.^[73]

Saha uygulamalarında, ABD Jeoloji Araştırmaları (USGS) tarafından konuşlandırılanlar gibi çok parametreli sondalara entegre edilmiş dalgıç bulanıklık sensörleri, su ortamlarında gerçek zamanlı NTU kaydını sağlar. Bu problar genellikle EPA veya ISO standartlarına uyar ve uzun süreli konuşlandırmalarda ölçüm kaymasına neden olabilecek biyolojik kirlenmeyi ve optik üzerindeki tortu birikimini azaltmak için mekanik silecekler veya kirlenme önleyici mekanizmalar içerir.^[74] USGS yönergeleri, rutin sensör incelemesini, laboratuvar standartlarına karşı saha kalibrasyonunu ve hava kabarcıkları veya sıcaklık etkileri gibi çevresel girişimleri hesaba katmak için vekil kontrolleri yoluyla veri doğrulamasını vurgular; sürekli izlemedeki tipik belirsizlikler saha koşullarına bağlı olarak %5-15 arasında değişir.^[75]

Bulanıklık ölçümleri, nehirler ve göllerden elde edilen ampirik veri setlerinde tipik olarak 0,7 ile 0,9 arasında korelasyon katsayıları (r²) veren, sahaya özgü doğrusal regresyon modelleri aracılığıyla toplam askıda katı madde (TSS) konsantrasyonları için sıklıkla vekil (proxy) olarak hizmet eder. Ancak bu regresyonlar parçacığa özgü uyarılar sergiler; korelasyonlar değişen tortu bileşimi, organik içerik veya ışık saçılmasını kütle konsantrasyonundan bağımsız olarak değiştiren topaklanmış agregalarla zayıflar ve bu da her dağıtım bağlamı için doğrudan gravimetrik TSS analizine karşı doğrulama gerektirir.^[14]^[76]

Gelişmekte Olan İnovasyonlar

IoT entegre bulanıklık sensörleri, bulut analitiği platformları aracılığıyla nehirlerden ve su kütlelerinden kablosuz, gerçek zamanlı veri toplamayı mümkün kılarak 2020 sonrası izlemeyi geliştirmiştir. 2025 tarihli sistematik bir inceleme, bu sistemlerin bulanıklık dalgalanmalarını anlık olarak tespit ettiğini, otomatik uyarılar ve tahmine dayalı modellemeyi mümkün kılarak periyodik manuel örneklemeyi sürekli veri akışlarıyla değiştirdiğini ve saha çalışması taleplerini azalttığını vurgulamaktadır.^[77] Örneğin, su ürünleri yetiştiriciliği ve atık su bağlamlarındaki dağıtımlar, ölçeklenebilir dağıtım için daha geniş su kalitesi parametreleriyle entegre olarak %96’yı aşan bulanıklık ölçüm doğruluklarına ulaşmıştır.^[78]

Görüntü tabanlı analiz, uzaktan bulanıklık değerlendirmesi için 2025 yılına ait bir inovasyonu temsil eder; nehir görsellerinden vekilleri çıkarmak için sabit kamera tuzakları ve işleme algoritmaları kullanır, doğrudan daldırma sensörlerine gerek duymaz. Hidroloji ve Dünya Sistemi Bilimleri’nde (Hydrology and Earth System Sciences) belgelenen tam ölçekli testler, bu yaklaşımı çeşitli kamera sistemlerinde doğrulamış ve biyolojik kirlenme veya dağıtım maliyetleri nedeniyle geleneksel probların yetersiz kaldığı erişilemeyen alanlarda güvenilir bulanıklık tahminleri sağlamıştır.^[79] Bunu tamamlayan ve Landsat-8 algoritmalarıyla geliştirilen kıyı bulanıklığı için uydu kaynaklı yöntemler, klorofil-a soğurma girişimi için bölgesel düzeltmeler uygulayarak, askıda parçacık sinyallerini biyolojik karıştırıcılardan izole ederek optik olarak karmaşık sularda doğruluğu artırır.^[80]

Lazer kırınımı ve çok açılı saçılma gibi optik inovasyonlar, küçük açılarda belirgin saçılma modelleri aracılığıyla erozyon ile organik madde gibi kaynaklara nedensel atfı kolaylaştıran parçacık boyutu dağılımlarını nicelendirerek bulanıklık sensörlerini geliştirir.^[20] Son fotometri çalışmalarında geliştirilen bu teknikler, hassas kaynak çıkarımı için çoklu saçılma etkilerini çözmede tek açılı nefelometriden daha iyi performans göstererek ince killeri (akış göstergesi) daha kaba tortulardan ayıran sahada taşınabilir üniteleri destekler.^[81]

Düzenleyici Çerçeveler

İçme Suyu Standartları

Amerika Birleşik Devletleri Çevre Koruma Ajansı (EPA), 1989’da kurulan Yüzey Suyu Arıtma Kuralı (SWTR) ve daha büyük sistemler için 2002’den, daha küçük sistemler için 2005’ten itibaren geçerli olan Uzun Vadeli 1 Geliştirilmiş Yüzey Suyu Arıtma Kuralı (LT1ESWTR) aracılığıyla, filtrelenmiş yüzey suyu kaynaklarındaki bulanıklığın aylık ölçümlerin %95’inde 0,3 nefelometrik bulanıklık birimini (NTU) aşmamasını ve hiçbir zaman 1 NTU’yu geçmemesini şart koşar.^[82]^[83] Bu eşikler, filtrasyon sistemleri için performans göstergeleri olarak işlev görür ve pıhtılaştırma, sedimantasyon ve filtrasyon gibi geleneksel arıtma süreçleri sırasında 0,3 NTU’nun altındaki bulanıklık seviyelerinin protozoan boyutundaki parçacıkların etkili bir şekilde yakalanmasıyla ilişkili olduğunu gösteren laboratuvar ve tam ölçekli çalışmalara dayanarak, Giardia lamblia kistlerinin en az 3-log (%99,9) giderimini sağlamakla ampirik olarak bağlantılıdır.^[84]^[85]

Dünya Sağlık Örgütü (WHO), optimal dezenfeksiyon ve filtrasyon sonuçlarını kolaylaştırmak için içme suyu bulanıklığının 1 NTU’nun altında tutulmasını tavsiye eder; çünkü daha yüksek seviyeler ultraviyole ve kimyasal dezenfektan penetrasyonunu engelleyerek, arıtmaya rağmen kalıntı patojenlerin hayatta kalmasına izin verebilir.^[86] Sağlık temelli kesin bir maksimum değer olmamasına rağmen WHO, filtrasyon sonrası 5 NTU’ya kadar bulanıklığın inert mineral parçacıklardan kaynaklanan minimal doğrudan risk oluşturduğunu, ancak eksik parçacık giderimini gösterebileceğini ve estetik itirazları tetikleyebileceğini belirtir; bu öneri, 1 NTU altı seviyelerin, mikrobiyal bariyer etkinliği yerine kozmetik berraklığı aşırı vurgulamadan mikrobiyal kirleticilerde logaritmik azalmalar sağladığını gösteren saha verilerinden kaynaklanmaktadır.^[48]

Avrupa Birliği’nin 2021’den itibaren geçerli olan ve 2023’e kadar üye devletler tarafından iç hukuka aktarılması gereken 2020/2184 sayılı İçme Suyu Direktifi uyarınca, arıtılmış su herhangi bir numunede 1 NTU’yu aşmayan bulanıklık sergilemelidir; yüzey kaynaklı tedarikler için en az %95 oranında 0,3 NTU’nun altında olması gerekir. Bu, parçacık agregasyonu ve derinlik filtrasyonu yoluyla 3-log Giardia giderimi yapabilen arıtma dizilerini doğrulamak için EPA kriterlerini yansıtır.^[88]^[89] Bu parametrik değerler, filtrasyon sonrası tutarlı düşük bulanıklığın güçlü protozoan kist yakalamasını öngördüğü pilot çalışmalar ve operasyonel verilerden doğrulanan korelasyonlara dayanır; ancak standartlar, kaynağa özgü ayarlamalar yerine sürekli izlemeye öncelik vererek süreç değişkenliğini hesaba katar.^[90]

Ortam ve Yüzey Suyu Kriterleri

ABD Temiz Su Yasası kapsamında eyaletler, sucul yaşamın çoğalması ve rekreasyon gibi belirlenmiş kullanımları korumak için yüzey sularında bulanıklık için ortam suyu kalite kriterleri oluşturur; bunlar genellikle sayısal sınırlar veya doğal arka plan seviyelerinin üzerindeki sapmalar olarak ifade edilir. Örneğin kriterler genellikle akarsular için 10 ila 50 nefelometrik bulanıklık birimi (NTU) arasında değişir; örnekler arasında bazı eyaletlerde soğuk su balıkçılığı için doğal koşulların 10 NTU üzerini aşmaması veya istisnai olmayan sularda 50 NTU’luk mutlak üst sınırlar yer alır.^[30] Bu eşikler, fotosentez için yeterli ışık penetrasyonunu sürdürmeyi ve askıda parçacıklardan kaynaklanan habitat bozulmasını en aza indirmeyi amaçlar; ancak erozyon veya alg dinamikleri nedeniyle temel bulanıklığın doğal olarak belirlenen sınırları aştığı jeolojik olarak yatkın alanlarda bu hedefe ulaşmak zordur.^[91]

Uluslararası alanda kriterler bölgesel temel hatlara uyum sağlar; Avustralya’nın ANZECC kılavuzları, kıyı veya tortu yüklü iç sular gibi doğal olarak opak sistemlerde daha yüksek bulanıklığa izin veren anlatısal standartlar kullanır; doğal ekosistem özelliklerini cezalandırmaktan kaçınmak için tek tip sayısal sınırlar yerine yerel referans koşullarına atıfta bulunur.^[92] Buna karşılık, Çin’in Loess Platosu’nu geçen nehirler, rüzgarla taşınan siltler ve mevsimsel akışla yönlendirilen, genellikle tepe erozyon bölgelerinde 183 ila 199 NTU olmak üzere rutin olarak 100 NTU’yu aşan bulanıklık kaydeder; bu da kuraklık ve toprak kırılganlığının, keyfi düşük eşikler yerine baskın erozyon süreçlerine uygun kriterleri gerektirdiğini vurgular.^[93]

Yüzey suyu izleme, bulanıklığı sıklıkla toplam askıda katı madde (TSS) konsantrasyonları ile ilişkilendirir; burada bulanıklık, gömülme yoluyla bentik habitatları bozan ve görsel avcılar için görüşü azaltan parçacık yükleri için optik bir vekil görevi görür.^[8] Ampirik ilişkiler, bulanıklığın kalibre edilmiş veri setlerinde TSS varyansının %98’e kadarını açıkladığını ve hızlı saha değerlendirmelerini kolaylaştırdığını göstermektedir; ancak ekolojik stres faktörlerine nedensel atıf, parçacık kompozisyon analizi olmadan eksik kalır, çünkü bulanıklık tek başına sorbe edilmiş toksik maddeleri nicelendirmez veya biyojenik katkıları inorganik olanlardan ayırt etmez.^[94]^[95]

Düzenlemedeki Tartışmalar ve Sınırlamalar

Bulanıklık ölçümleri, su kalitesi değerlendirmelerinde toplam askıda katı maddeler (TSS) için sıklıkla bir vekil olarak kullanılır, ancak bu vekil, patojen yüklerini veya toksik kirleticileri güvenilir bir şekilde göstermede sınırlamalar sergiler. Yüksek bulanıklık, bakteriler için bağlanma alanları sağlayarak ve onları dezenfeksiyondan koruyarak genellikle artan mikrobiyal risklerle ilişkili olsa da, ötrofik sistemlerdeki berrak sular besin kaynaklı alg toksinleri yoluyla hala tehlike oluşturabilir; oysa ince buzul unu bakımından zengin doğal olarak bulanık buzul erime suları, yüksek okumalara rağmen tipik olarak yüksek patojen seviyelerinden yoksundur.^[96]

Düzenleyici çerçeveler genellikle doğal temel hatları antropojenik etkilerden yeterince ayırt etmeden tek tip düşük bulanıklık eşikleri uygular; bu da buzul veya kurak nehirler gibi doğal yüksek değişkenliğe sahip sistemleri potansiyel olarak cezalandırır. Örneğin, Poplar Nehri gibi nehirlerin değerlendirmeleri, bulanıklık aşımlarına katkıda bulunan baskın doğal tortu kaynaklarını belirlemiş ve tüm yüksek seviyelerin insan faaliyetinden kaynaklandığı varsayımlarına meydan okumuştur. White River’ın Batı Kolu’ndaki akış segmentlerinin 2021 analizi, akış aşağısındaki bulanıklık su kalitesi standartları ihlallerinin hem doğal jeomorfik süreçlerden hem de insan faktörlerinden etkilendiğini ortaya koymuş ve başarısızlıkları yalnızca kirliliğe atfetmeden önce göreceli katkıların nicelendirilmesi gerektiğini vurgulamıştır.^[97]^[98]^[99]

Bulanıklık temelli politikalara yönelik eleştiriler, standartların sahaya özgü değişkenlik modellerini gözden kaçırabileceği ve periyodik yüksek bulanıklık olaylarına uyum sağlamış ekosistemleri bozan kapsamlı indirimleri zorunlu kılabileceği için aşırı erişim risklerini vurgulamaktadır. Sedimantolojide, 2002 tarihli bir inceleme, uzun süredir tek tip bulanıklık akıntılarının ürünleri olarak yanlış yorumlanan deniz altı tortuları olan türbiditler hakkındaki yaygın yanlış anlamaları çürütmüş ve aşırı basitleştirilmiş nedensel modellerin, biriktirme süreçlerinin hatalı yorumlanmasına nasıl yol açabileceğini ortaya koymuştur; bu durum, antropojenik nedenselliğin ampirik doğrulaması olmaksızın tüm bulanıklığı doğal olarak bozucu olarak ele alma yönündeki düzenleyici eğilimlerle paralellik göstermektedir.^[100]^[101] Bu tür yaklaşımlar, doğal olarak değişken veya bozulmamış sistemleri dezavantajlı duruma düşüren statik hedefler yerine, dinamik temel hatları ve nedensel atfı içeren düzenlemeleri savunmaktadır.^[102]

Azaltma Stratejileri

Geleneksel Arıtma Yöntemleri

Pıhtılaştırma (koagülasyon) ve yumaklaştırma (flokülasyon), su arıtımında geleneksel bulanıklık gideriminin ilk aşamalarını oluşturur; burada alüminyum sülfat (şap), koloidal parçacıkları yük nötralizasyonu ve süpürme flokülasyonu mekanizmaları yoluyla istikrarsızlaştırmak için yaygın olarak 10-50 mg/L dozunda verilir.^[103] Bu süreç, değişen partikül yüklerine sahip ham sular için sahaya özgü etkinliği sağlamak amacıyla, pıhtılaştırıcı dozlarını, dağılım için hızlı karıştırmayı, yumak oluşumu için yavaş karıştırmayı ve bulanıklık azalmasını değerlendirmek için çökelmeyi değiştirerek tam ölçekli koşulları simüle eden ampirik kavanoz (jar) testi ile optimize edilir.^[104] 50 NTU’yu aşan sular için, havuzlarda takip eden sedimantasyon, daha büyük yumakların yerçekimi ile çökmesine izin verir ve tipik olarak filtrasyondan önce kısmi berraklaştırma sağlar.^[105]

Hızlı kum filtrasyonu, pıhtılaştırma-sedimantasyon aşamasını takip eder; kalan yumakları mekanik süzme, adsorpsiyon ve biyolojik aktivite yoluyla yakalamak için derecelendirilmiş kum ortamı kullanır ve geleneksel işletimde çıkış suyu bulanıklığını rutin olarak 2-10 NTU’dan 0,1-1,0 NTU’nun altına düşürür.^[106] Filtre çalışmaları, yük kaybı artana kadar 24-72 saat sürer; bu da birikmiş katıları yerinden çıkarmak için klorlu su ile geri yıkamayı tetikler ve arıtılan hacmin %0,5-2’sini oluşturan bir çamur üretir.^[106]

Sedimantasyon ve geri yıkamadan kaynaklanan çamur, yoğunlaştırma, susuzlaştırma ve bertaraf etme veya kirleticileri yeniden sokmaktan kaçınmak için tesis girişine sınırlı geri dönüşüm yoluyla yönetilir; çalışmalar optimize edildiğinde belediye ortamlarında %90-99 bulanıklık giderme verimliliği göstermektedir.^[107] Geri yıkama suyunun geri dönüştürülmesi, düşük bulanıklıklı kaynaklar için pıhtılaşmayı artırır ancak organiklerin veya patojenlerin sızmasını önlemek ve yasal bulanıklık sınırlarına göre süzüntü kalitesini korumak için kontroller gerektirir.^[108]

İleri İyileştirme Teknikleri

Ultrafiltrasyon (UF) ve mikrofiltrasyon (MF) membranları, bulanıklık giderimi için fiziksel ayırmada 2010 sonrası gelişmeleri temsil eder; kimyasal pıhtılaştırıcılar olmadan %99’u aşan partikül madde reddetme oranlarına ve 0,1 NTU’nun altında çıkış suyu bulanıklıklarına ulaşır. Bu basınç güdümlü süreçler, UF için 0,001–0,1 μm ve MF için 0,1–10 μm gözenek boyutlarına sahip gözenekli bariyerler kullanır; yüzey veya atık su kaynaklarından askıda katıları, kolloidleri ve mikroorganizmaları etkili bir şekilde yakalar. Ölçeklenebilirlik, düşük basınçlı varyantlar için 0,2–0,5 kWh/m³ arasında değişen enerji maliyetleriyle pilot ölçekli uygulamalarda gösterilmiştir; bu, daha yüksek ön sermayeye rağmen kimyasal yoğun yöntemlere göre uzun vadeli tasarruf sağlar. Ancak, 50 NTU’nun üzerindeki başlangıç bulanıklıklarına sahip beslemelerde membran kirlenmesi hızlanır ve periyodik geri yıkama veya ön arıtma gerektirir; bu da musson etkisindeki nehirler gibi yüksek tortulu ortamlarda operasyonel karmaşıklığı artırabilir.

Elektrokoagülasyon (EC), bulanık parçacıkları istikrarsızlaştıran ve yumaklaştıran yerinde metal hidroksitler üretmek için tipik olarak alüminyum veya demir olmak üzere kurban elektrotlar kullanır; kesikli ve sürekli akışlı sistemlerde %90–99 bulanıklık azalması sağlar.^[111] ABD Çevre Koruma Ajansı değerlendirmeleriyle doğrulanan EC, kompakt yumak oluşumu ve elektrokimyasal çözünme kontrolü sayesinde geleneksel kimyasal pıhtılaştırmaya göre çamur hacmini %50–70 oranında en aza indirir; arıtılan m³ başına elektrot tüketim oranları 0,1–0,3 kg’dır. Alternatif akım konfigürasyonları dahil olmak üzere 2015 sonrası inovasyonlar, elektrot ömrünü uzatır ve pasivasyonu azaltır; bu da m³ başına 0,5–1,5 $ maliyetle endüstriyel atık sular veya uzak su kaynakları için merkezi olmayan ünitelerde dağıtımı mümkün kılar. Saha denemelerinden elde edilen ampirik veriler, pH 6–8 ve 10–50 mA/cm² akım yoğunluklarında optimum performansı göstermektedir, ancak ölçeklendirme şebeke dışı ortamlarda güç taleplerinin ele alınmasını gerektirir.^[112]

Yapay sulak alanlar ve alıkoyma havuzları, yağmur suyu akışı bulanıklık kontrolü için doğal filtrasyonu entegre eder; yüzey altı veya yüzey akış tasarımlarında sedimantasyon, bitki alımı ve mikrobiyal süreçler yoluyla %40-70 oranında ampirik azalmalar sağlar.^[113] Kentsel uygulamalar için 2010’dan beri geliştirilen bu sistemler, 1–7 günlük hidrolik bekletme sürelerine ve geçirgen kaldırımlar gibi kaynak kontrolü entegrasyonu yoluyla antropojenik girdileri en aza indirirken parçacık çökmesini artıran bitkili bölgelere sahiptir. Maliyet-faydalar arasında düşük işletme giderleri (0,1–0,3 $/m³) ve çoklu kirletici giderimi yer alır; ölçeklenebilirlik, hektarları kapsayan otoyol ve tarımsal akış pilotlarında kanıtlanmıştır. Sınırlamalar, ek saptırıcıların veya hibrit ortamların biyolojik çeşitliliğin artırılması gibi ekolojik ortak faydalardan ödün vermeden verimliliği artırdığı soğuk iklimlerde veya yüksek hızlı akışlarda ortaya çıkar.^[114]