Geçtiğimiz günlerde bir yılı daha geride bıraktık, ancak modern dünyamızın sorunları yıl değiştirsek de maalesef peşimizi bırakmıyor. Ülkemizde, özellikle son aylarda medyada sıkça vurgusu yapılan, dünyayı ilgilendirdiği kadar ülkemizi de ilgilendiren bir sorunla karşı karşıyayız: su kıtlığı. Gelin önce genel anlamda bu kavramı inceleyip daha sonra ülkemizdeki durumunu inceledikten sonra gelecekte neler bizi bekliyor ona bakalım.

Yaşadığımız bu soluk mavi noktanın uzaydan çekilmiş fotoğraflarını incelediğimizde, okyanuslara ve muazzam büyüklükteki bulut kütlelerine bakarak çoğunluğunun sudan oluştuğunu söyleyebiliriz. Yerkabuğuna baktığımızda, gezegenimizin %71-75’inin sudan oluştuğunu bilmekteyiz. Ancak bu suyun çoğu tuzludur, sadece %2,5 kadarı tatlı sudur.  Bu tatlı suyun da %70’i buzullarda veya kar kütlelerinde saklanmaktadır. Bu oranlar göz önünde bulundurulduğunda, dünyadaki su miktarı olan 1,4 milyar km3’ün sadece 10,5 milyon km3 kadarı kullanılabilir[1][2].  Yani dünyada kabuğundaki bildiğimiz bütün sular, sipariş ettiğimiz 19L’lik bir bidonun içerisinde olsaydı, bu suyun sadece 142,5mL’sini (neredeyse bir su bardağı kadar bile değil) kullanacaktık.

Fotoğraf-1: Toplam ve kullanılabilir suyun ne kadar olabileceğine dair farklı bir infografik.

Bununla birlikte gezegenimizdeki su olduğu yerde durmaz, sürekli olarak yer değiştirir. Bu olaya su döngüsü ya da hidrolik döngü denir. Bu döngü kabaca herhangi bir akarsu kaynağından, bitkilerden ya da canlılardan terleme yoluyla buharlaşan suyun, atmosferdeki olayların etkisiyle su ya da buz formda yere dönmesi olarak açıklanmaktadır. Bu döngü ekosistemin yapısının oluşmasını sağlar, yani bir başka deyişle ekosistemin gücünü oluşturur[2]. Biz insanlar da ihtiyacımız olan suyu içerisinde göl, bataklık, sazlık gibi alanların yanı sıra yer altı suları ve akarsular olmak üzere birçok su kütlesini içinde barındıran tatlı su ekosistemlerinden karşılarız. Bu ekosistem, içerisinde dünyadaki canlı türlerinin %10’unu barındırır ancak dünyadaki tatlı su kaynaklarının sadece %1’ini oluşturur.

Birleşmiş Milletler Ekonomik ve Sosyal İşler Dairesi’nin tanımına göre; var olan kurumsal düzenlemeler dahilinde, çevredeki ekosistemi de katarak bütün sektörlerin talebinin karşılanamayacağı ölçüde bir arz durumunda karşılaşılması su kıtlığı olarak nitelendirilir. Bir başka deyişle, tatlı su kaynaklarından insanlığın kullanımı amacıyla arz edilen suyun talebi ve ekosistemin ihtiyacını karşılayamadığı durumlarda su kıtlığı ortaya çıkar. Su kıtlığı görecelidir; sosyal yapıların, iklim değişikliğinin etkileri arz/talep dengesini kıtlık olarak nitelendirilebilir[3]. Su kıtlığı ayrıca fiziksel ve ekonomik su kıtlığı olarak iki başlıkta incelenir. Fiziksel su kıtlığında doğal su kaynakları talebi karşılamakta yetersizken ekonomik su kıtlığında ise su kaynaklarının kötü yönetilmesinden kaynaklanır[2].

Fotoğraf-2: 2012’de hangi ülkelerin ne tür su kıtlığı yaşadığına dair bir görsel. Yeşil renk hiç ya da su kıtlığını, koyu mavi ekonomik su sıkıntısını, mavi fiziksel su sıkıntısını ve açık mavi ise fiziksel su kıtlığına yaklaşmakta olan bölgeleri gösterir. Açık yeşil ise verilerin olmadığı yerlerdir.

21. yüzyıl itibariyle 43 ülkede yaşayan 700 milyon civarında insanın su kıtlığı ile baş etmek olduğu bilinmektedir. 2025 itibariyle bu sayının 1,8 milyara çıkacağı öngörülmektedir ki bu sayı nüfusun %4.44’üne tekabül ettiğinden, korkutucudur. İklim değişiminin bu şekilde ilerlediği senaryoda ise 2030 civarında dünyanın yarısının su kıtlığı yaşayacağı düşünülmektedir ve bu insanların 75-250 milyonu sadece Afrika kıtasındadır[3].

Peki, su seviyelerinin alarm çanlarını çaldığını neye göre ve nasıl hesaplıyoruz? Bununla ilgili iki farklı popüler metot bulunmakta. Bunlardan ilki Falkenmark göstergesidir. 1989 yılında İsveçli bilim insanı Malin Falkenmark tarafından geliştirilen bu formüle göre yıllık su akışının insan kullanımına oranıdır. Bu oranın 1,000m3’ten az çıkması ise kuraklığa işaret eder[4].

Fotoğraf-3: Falkenmark indeksinde çıkan sayıların değerlendirilmesi. 1,700m3’ten büyük stresin olmadığı, 1,000-1,700m3 arasının stresin olduğu, 500-1,000m3 arasının kıtlık olduğu ve 500m3 ’ün altındaki değerlerin ise kesin bir kuraklık olduğunun göstergesidir.

Bir diğer gösterge ise 2017 yılında Simon Damkjaer tarafından ortaya atılmıştır. Simon’a göre[4] su kıtlığı kavramı depolanan su kütlesine göre yeniden düzenlenmelidir. Buna göre, mevcut toplam kullanımın yıllık toplam tedarike oranlanması sonucunda çıkan sayı bize riskin ne kadar büyük olduğunu gösterir. Buna göre sonuç %40 ’dan fazla çıkarsa su kıtlığı açısından yüksek risk taşır.

Fotoğraf-4: Simon’un kullanım/mevcudiyet oranı formülünde çıkan sonucun göstergeleri.

Fotoğraf-5: Türkiye’nin su kaynakları potansiyeli.

Bu noktadan sonra gelin ülkemize bakalım. Peki biz su kıtlığında neredeyiz? Genelde ülkemizin su zengini bir ülke olduğu söylense de veriler tam olarak öyle göstermiyor. Öncelikle, Fotoğraf-2’de de görüldüğü ülkemiz fiziksel su kıtlığı çeken bir ülke konumunda.  Bunun yanı sıra Falkenmark indeksine göre 1,422m3 oranı[2] çıkmakta. Bu hali ile Fotoğraf-3’teki tablodan ülkemizde su stresinin olduğunu söyleyebiliriz. Euronews’in 7 Kasım 2020’de yaptığı habere göre, dünya sıralamasında Türkiye en çok su sıkıntısı çeken 32. ülke. Bunun yarı sıra en çok su sıkıntısı çekilen ülkelerin 11’i Ortadoğu’da; yani bize çok uzak ülkeler değiller[5].

Ülkemizin su kaynaklarına gelirsek, 25 akarsu havzası bulunmaktadır, bunların çoğu sınırlarımız içerisinde bulunup buradan denize dökülmektedir. Bunun yanı sıra bir kısmı mevsimsel olmak (kış yağışlarıyla dolup yaz sıcaklığı ile kuruyan) üzere 320 adet doğal göl bulunmaktadır[6]. Bu kaynaklardan elde ettiğimiz suyu ise genellikle %18,4’ünü sanayi, %10,3’ünü evlerde kullanmak üzere tüketilir. Bunun dışında, toplam su kullanımının %71,3’ünü ise tarımsal sulama amaçlı kullanılmaktadır. BM’nin Dünya Su Gelişim Raporu haberine[7] göre artan su sıkıntısı nedeniyle, 2050 yılına kadar tahıl üretiminin %40 düşeceği öngörüldüğünde, su kıtlığının en büyük etkilerinden birisi de bir tarım ülkesi olan ülkemizin üretimine zarar verecek olmasıdır.

Fotoğraf-6: Türkiye’nin su havzaları.
Fotoğraf-7: Ozmoz kavramının şematik açıklaması. Aradaki kalın kırmızı kesikli çizgi, yarı geçirgen zarı, mor renkli küreler de çözünmüş katı maddeyi (Örn: Şeker) temsil eder.

Eğer ki şu anda dünya üzerinde yaşayan bir canlıysanız ve niyetiniz de bir süre daha burada kalmak ise, gelecek yıllarda küresel ısınmanın sonuçlarından biri olan su kıtlığının etkilerini maalesef hep beraber görmeye başlayacağız. Ancak yazının bu noktasına kadar genel olarak olası kıtlığın kötü sonuçlarından bahsedilse de kıtlık tamamen engellenemez değil. Su kıtlığına engellemek ya da en azından azaltabilmek için bazı önlemler ve yöntemler bulunmaktadır. Bunlardan en belirgin olanlarından birisi ise atık ya da deniz suyunun ters ozmoz ile tekrar kullanılabilir hale getirilmesidir. Ters ozmoz, membran temelli bir ayırma yöntemi olup suyun içerisindeki mikroorganizmaları ve çözünmüş katıları sudan ayırma yöntemidir. Ozmoz, arasında seçici geçirgen bir zar bulunan iki farklı sıvıdaki suyun az yoğun olan ortamdan daha yoğu ortama geçmesi sonucu ortam yoğunluklarının eşitlenmesi durumudur. Aradaki seçici geçirgen zar, suyun akışına izin verirken sudan daha büyük olan minerallerin ve mikroorganizmaların geçişine izin vermez. Bu sayede iki sistem arasında denge kurulmuş olur.

Fotoğraf-8: Ters ozmoz. Burada ek olarak sağ üste basıncın verilmesi, çözünmüş maddeler membrana çarparken suyun karşıya geçmesini sağlar.

Ters ozmoz, adından da anlaşıldığı gibi aynı sistemi kullanıp, üzerine basıncı da ekleyerek suyu akışını tersine çevirmeyi ve bu işlemin tekrarlanarak kullanılabilir su elde etmeyi hedeflemektedir.

   Burada anahtar kavram seçici geçirgen zar, daha spesifik olmak gerekirse ters ozmoz seçici geçirgen zardır. Fransız fizikçi Jean-Antoine Nollet tarafından 1748 yılında bir domuzun mesanesi kullanılarak seçici geçirgen zar ortaya çıkmıştır. Daha sonrasında, II Dünya Savaşı ardından ABD’de su kaynaklarının hızla tükenmesi, dönemin başkanı John F. Kennedy’in de cesaretlendirmesiyle büyük kütlelerde kullanılabilir suyun tuzsuzlaştırılması (desalinasyonu) üzerine cevaplar arandı. 1959 civarında da Sidney Loeb ve Srinivasa Sourirajan tarafından asimetrik ters ozmoz seçici geçirgen zarı icat edilmiştir. Bu zar basınç yardımıyla suyun geçmesine izin verirken NaCl ve diğer çözünmüş bileşikleri geri çeviriyordu. Bu zar geliştirilerek, 1967 yılı civarında büyük kütlelerin suların tuzsuzlaştırılması problemine çözüm bulundu[8].

   Ters ozmoz sistemlerinde kullanılan yapıların basıncı tolere etmesi verimi gibi kavramlar bu teknolojisi sınırlamaktadır, ancak bilimin ilerlemesiyle de bu sorunların üstesinden gelebileceğiz. Bunun yanı sıra kullandığınız suyun ne kadar fazlasını israf ediyorsunuz onu da öğrenmek isterseniz https://www.yarininsuyu.com/ adresinden su ayak izinizi hesaplayabilir, su israfını önlemek için tüyoları okuyabilirsiniz.


Kaynakça:


[1] Uyduranoğlu Öktem, A. Ş. & Aksoy, A. (2014). Türkiye’nin Su Riskleri Raporu. WWF-Türkiye. (Erişim tarihi: 01.01.2021)
[2] Hakyemez, C. (2019). SU: Yeni Elmas. Türkiye Sanayi Kalkınma Bankası A.Ş. (Erişim tarihi: 01.01.2021)
[3] United Nations Department of Economic and Social Affairs. (2014). Water scarcity. (Erişim tarihi: 03.01.2021)
[4] Brown, A., & Marty D. Matlock, M. D. (2011). A Review of Water Scarcity Indices and Methodologies. University of Arkansas The Sustainability Consortium. (Erişim tarihi: 03.01.2021)
[5] “Dünya nüfusunun dörtte birinin su sorunu var, Türkiye listede 32. Sırada” adlı 07.08.2020 tarihli Euronews haberi. (Erişim tarihi: 01.01.2021)
[6] Toprak Su Kaynakları. Türkiye Cumhuriyeti Devlet Su İşleri. (Erişim tarihi: 03.01.2021)
[7] “BM’den korkutan su raporu: Tahıl üretimi yüzde 40 düşebilir” adlı 20.03.2019 tarihli Euronews haberi. (Erişim tarihi: 03.01.2021)
[8] Wiles, L. & Peirtsegaele, E. (2018). Reverse Osmosis: A History and Explanation of the Technology and How It Became So Important for Desalination. Microdyn-Nadir GmbH. (Erişim tarihi: 04.01.2021)

Yazı Sahibi

Merhaba, ben Emir. Hacettepe Üniversitesi'nde ikinci sınıf öğrencisi biyolog adayıyım. Özellikle bitki biyoteknolojisi, ekoloji ve çevre sorunları konularına ve amatör fotoğrafçılığa meraklıyım. Temel bilimleri seven ve her bilimsel olguda "nasıl" sorusunu soran, Edward Robert Harrison'un dediği gibi "Yeterli zaman verildiğinde, hidrojen nereden geldiğini ve nereye gittiğini sorgular" cümlesindeki gibi sorgulayan bir yıldız tozuyum.