Biyokimyasal Oksijen İhtiyacı (BOİ), su kütlelerindeki organik kirliliğin ölçülmesinde kullanılan temel bir çevresel göstergedir. Aerobik koşullarda mikroorganizmaların sudaki organik maddeleri (karbon, hidrojen, oksijen, azot, fosfor ve kükürt içeren bileşikler) parçalamak için ihtiyaç duyduğu çözünmüş oksijen miktarını ifade eder. BOİ, atık su arıtma tesislerinden nehir ve göllere kadar su kalitesini değerlendirmek için kritik bir parametredir. Bu yazımızda, BOİ’nin tanımını, önemini, etkileyen faktörleri, kaynaklarını, sonuçlarını ve yönetim yöntemlerini detaylı bir şekilde ele alıyor olacağız.

BOİ Nedir?

Biyokimyasal Oksijen İhtiyacı (BOİ), sudaki organik maddelerin aerobik mikroorganizmalar tarafından biyolojik olarak parçalanması için gereken oksijen miktarını ölçer. Genellikle 5 günlük bir test süresiyle (BOİ5) ölçülür ve miligram oksijen/litre su (mg/L) cinsinden ifade edilir. BOİ5, organik maddelerin karbon bazlı (karbonlu) kısmının parçalanması için gereken oksijeni temsil eder ve çevresel düzenlemelerde standart bir ölçüm olarak kabul edilir (EPA). Daha uzun süreli testler (örneğin, 28-30 gün) ise nihai BOİ’yi (BOİu) ölçer ve biyolojik olarak parçalanamayan maddeleri de dikkate alır (ScienceDirect).

BOİ, suyun organik kirlilik seviyesini belirlemek için kullanılır. Örneğin, içme suyunda BOİ değeri genellikle 1 mg/L’den düşük olmalıdır, ancak kanalizasyon sularında bu değer birkaç yüz mg/L’ye, süt endüstrisi atık sularında ise yüz binlerce mg/L’ye ulaşabilir (ScienceDirect).

BOİ’nin Önemi

BOİ, su kütlelerindeki organik kirliliğin seviyesini ve bunun ekosistem üzerindeki etkisini anlamak için kritik bir göstergedir. Yüksek BOİ değerleri, suda fazla miktarda organik madde olduğunu ve bu maddelerin parçalanması için yüksek miktarda oksijene ihtiyaç duyulduğunu gösterir. Bu durum, sudaki çözünmüş oksijen (DO) seviyesinin azalmasına neden olabilir, bu da balıklar, kabuklular ve diğer su canlılarının hayatta kalmasını zorlaştırır (USGS). Düşük oksijen seviyeleri, hipoksik koşullar yaratabilir ve toplu balık ölümlerine yol açabilir (Water Education).

BOİ, aşağıdaki alanlarda önemli bir rol oynar:

• Atık Su Arıtımı: Atık su arıtma tesislerinde, arıtma süreçlerinin etkinliğini değerlendirmek için kullanılır.
• Çevresel İzleme: Nehir, göl ve deniz gibi su kütlelerinin sağlık durumunu izlemek için kritik bir parametredir.
• Endüstriyel Uygulamalar: Gıda, kağıt ve süt endüstrileri gibi organik atık üreten sektörlerde atık suyun çevreye etkisini değerlendirmek için kullanılır.
• Tıbbi ve Farmasötik Araştırmalar: Hücre kültürlerinin oksijen tüketimini ölçmek için kullanılır (Vedantu).

BOİ’yi Etkileyen Faktörler

BOİ değerleri, çeşitli faktörlerden etkilenir:

• Organik Madde Miktarı ve Türü: Suda bulunan organik maddelerin (örneğin, şekerler, proteinler, yağlar) miktarı ve kimyasal yapısı, BOİ’yi doğrudan etkiler. Daha fazla organik madde, daha yüksek BOİ anlamına gelir.
• Mikrobiyal Popülasyon: Suda bulunan mikroorganizmaların türü ve sayısı, organik maddelerin parçalanma hızını belirler. Örneğin, nitrifikasyon yapan bakteriler, BOİ testinin sonuçlarını etkileyebilir (Wikipedia).
• Sıcaklık: Daha yüksek sıcaklıklar, mikrobiyal aktiviteyi artırarak BOİ’yi yükseltebilir. BOİ testleri genellikle 20°C’de yapılır (EPA).
• İnorganik Maddeler: Suyun kimyasal bileşimi, örneğin fosfat veya nitrat varlığı, mikrobiyal aktiviteyi etkileyebilir (Vedantu).

BOİ’nin Kaynakları

Yüksek BOİ seviyelerine neden olan başlıca kaynaklar şunlardır:

• Evsel ve Endüstriyel Atık Su: Kanalizasyon, gıda işleme tesisleri, kağıt fabrikaları ve süt endüstrisi gibi kaynaklar yüksek organik içerikli atık su üretir.
• Tarımsal Akış: Gübreler ve hayvan atıkları, su kütlelerine organik madde taşır.
• Kentsel Yağmur Suyu Akışı: Şehirlerdeki yağmur suları, organik atıkları (örneğin, yapraklar, hayvan dışkıları) su kütlelerine taşıyabilir (Wastewater Digest).
• Arızalı Septik Sistemler: Sızdıran septik tanklar, organik kirliliği artırır.

Yüksek BOİ’nin Sonuçları

Yüksek BOİ seviyeleri, çevresel ve operasyonel sorunlara yol açabilir:

• Çözünmüş Oksijen Tükenmesi: Organik maddelerin parçalanması için fazla oksijen tüketilmesi, su kütlelerinde hipoksik koşullara neden olur. Bu, balıklar ve diğer su canlılarının ölümüne yol açabilir (Britannica).
• Ötrofikasyon: Organik maddelerden kaynaklanan besin maddeleri (örneğin, azot ve fosfor), alg patlamalarına neden olabilir. Alglerin ölümü ve parçalanması, daha fazla oksijen tüketerek su kalitesini kötüleştirir (USGS).
• Yasal Sorunlar: Türkiye’de Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı’nın atık su deşarj standartlarına uymayan tesisler, para cezaları ve faaliyet kısıtlamalarıyla karşı karşıya kalabilir.
• Ekonomik Etkiler: Yüksek BOİ, atık su arıtma maliyetlerini artırabilir ve çevresel zararlar nedeniyle ek maliyetlere yol açabilir.

BOİ Yönetimi ve Arıtma Yöntemleri

BOİ seviyelerini azaltmak için atık su arıtma tesislerinde çeşitli yöntemler kullanılır:

• Aerobik Arıtma: Aktif çamur sistemleri, organik maddeleri oksijen varlığında parçalar. Bu yöntem, BOİ’yi %95’e kadar azaltabilir (ScienceDirect).
• Anaerobik Arıtma: Yüksek organik yük içeren atık sular için oksijensiz ortamda parçalama yapılır. Bu, enerji verimliliği sağlar.
• Kimyasal Arıtma: Koagülasyon ve flokülasyon, askıda katı maddeleri uzaklaştırarak BOİ’yi dolaylı olarak azaltır.
• Gelişmiş Oksidasyon Süreçleri: Ozonlama veya UV ışınları, biyolojik olarak parçalanamayan organik maddeleri hedefler (ScienceDirect).

Düzenli izleme, BOİ seviyelerinin kontrol altında tutulması için kritik öneme sahiptir. BOİ testleri, suyun kirlilik seviyesini belirlemek ve arıtma süreçlerinin etkinliğini değerlendirmek için yapılır. Örneğin, BOİ5 testi, 5 gün boyunca 20°C’de inkübe edilen su örneklerinde oksijen tüketimini ölçer (Water Education).

BOİ ve Çevresel Düzenlemeler

Türkiye’de atık su deşarj standartları, Çevre Kanunu ve ilgili yönetmeliklerle düzenlenir. BOİ, atık suyun çevreye salınmadan önce arıtılması gerektiğini belirleyen temel parametrelerden biridir. Örneğin, belediye atık sularında BOİ5 limiti genellikle 25-50 mg/L arasında olmalıdır. Endüstriyel tesisler, sektöre özgü daha sıkı standartlara tabidir. Yüksek BOİ seviyeleri, çevresel cezalar ve operasyonel kısıtlamalar gibi sonuçlara yol açabilir.

BOİ ile İlgili Örnekler

• İçme Suyu: İçme suyunda BOİ değeri genellikle 1 mg/L’den düşük olmalıdır, bu da suyun temiz olduğunu gösterir.
• Kanalizasyon Suyu: Ham kanalizasyon suyunda BOİ, 200-400 mg/L arasında olabilir.
• Süt Endüstrisi Atık Suyu: Süt işleme tesislerinde BOİ, yüz binlerce mg/L’ye ulaşabilir, bu da yoğun arıtma gerektirir (ScienceDirect).

Saka Arıtım ile BOİ Yönetimi

Saka Arıtım, atık su arıtma sistemleriyle BOİ seviyelerini etkili bir şekilde yönetir. SAROT+filtration teknolojimiz, aerobik ve anaerobik arıtma sistemleriyle organik yükleri azaltır ve çevresel uyumu sağlar. Ters ozmoz ve membran teknolojileri, yüksek BOİ içeren atık suları arıtarak yeniden kullanım veya güvenli deşarj için uygun hale getirir. Daha fazla bilgi için Saka Arıtım adresini ziyaret edebilir veya bizimle iletişime geçebilirsiniz.

Sonuç

Biyokimyasal Oksijen İhtiyacı (BOİ), su kütlelerindeki organik kirliliğin ölçülmesinde temel bir göstergedir. Yüksek BOİ, çevresel kirlilik, çözünmüş oksijen tükenmesi ve ekosistem bozulması gibi ciddi sorunlara yol açabilir. Atık su arıtma tesislerinde kullanılan aerobik, anaerobik ve kimyasal arıtma yöntemleri, BOİ’yi azaltarak su kaynaklarını korur. Düzenli izleme ve uygun arıtma teknolojileri, çevresel sürdürülebilirlik ve yasal uyum için vazgeçilmezdir. Saka Arıtım, BOİ yönetiminde yenilikçi çözümler sunarak endüstrilerin ve belediyelerin su kalitesini iyileştirmesine yardımcı olur.

Su Türü	BOİ5 Değeri (mg/L)	Yorum
İçme Suyu	<1	Çok temiz, düşük organik kirlilik
Kanalizasyon Suyu	200-400	Yüksek organik kirlilik
Süt Endüstrisi Atık Suyu	1000-100,000	Çok yüksek organik yük, yoğun arıtma gerekir
Nehir Suyu	2-20	Orta düzey kirlilik, izleme gerekir

Kaynakçalar

• Biochemical oxygen demand – Wikipedia
• Biochemical Oxygen Demand – an overview | ScienceDirect Topics
• What is Biological Oxygen Demand (BOD)? | Wastewater Digest
• Biochemical Oxygen Demand – an overview | ScienceDirect Topics
• Biochemical Oxygen Demand – Water Education Foundation
• Biochemical Oxygen Demand – Affecting Factors, Significance and Uses
• 5.2 Dissolved Oxygen and Biochemical Oxygen Demand | Monitoring & Assessment | US EPA
• Biochemical oxygen demand (BOD) | Britannica
• Biochemical Oxygen Demand (BOD) and Water | U.S. Geological Surve