Transcript aksaray üniversitesi mühendislik fakültesi çevre

AKSARAY ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
ÇEVRE MÜHENDİSLİĞİ
TOPRAK YIKAMA YÖNTEMİNDE EDTA VE FeCl3’ÜN
KARŞILAŞTIRILMASI
Hazırlayan: 080202204 UMUT YÜCEL
Danışman: Yrd. Doç. Dr. MELAYİB BİLGİN
Toprak; Atmosfer, hidrosfer ve biyosfer ile temas halinde bulunan yeryüzüne çıkmış, kayalar, mineraller ve organik maddelerden ibaret toprak ana materyalinin fiziksel
parçalanma ve kimyasal ayrışması sonucunda oluşmaktadır. Bu oluşumda az çok birbirini izleyen fiziksel, kimyasal ve biyolojik olaylar büyük rol oynamaktadır.
Toprak kirliliği; Organik veya inorganik maddelerin toprağın yapısını ve ayrışmasını engelleyecek şekilde toprak içerisinde bulunmasıdır. İnorganik kirleticiler içinde öneme
sahip olan ağır metallerin toprakta birikmesinin sadece toprak verimliliği ve ekosistem fonksiyonları üzerinde değil aynı zamanda besin zinciri yoluyla hayvan ve insan sağlığı
üzerinde de önemli etkileri vardır. Topraklardaki ağır metal kirliliği, endüstrinin ve madencilik aktivitelerinin gelişmesiyle ve atık suyla yapılan sulamaların ve arıtma çamuru
uygulamalarının yaygınlaşmasıyla global bir problem halini almaktadır. Ağır metallerle kirlenmiş toprakları temizleme çalışmaları çevre mühendisliği alanındaki en zor
konulardan biridir.
Kirlenmiş topraklar için dört olası yönetim seçeneği söz konusudur.
1- Kirleticiyi olduğu şekliyle bırakmak, o bölgenin kullanımını yasaklamak.
2- Kirleticiyi bölge içinde immobilize etmek ve bölgeyi sürekli izleyerek diğer
bölgelere geçişi kontrol altında tutmak.
3- Kirlenmiş toprağı uzaklaştırarak özel bir bertaraf sahasında depolamak.
Analizlerde kullanılan beş farklı toprak örneği;
Numune1: Çanakkale İli, Kepez Belediyesi Plaj
Numune2: Çanakkale İli, Kepez Belediyesi Tepe
Numune3: Çanakkale İli, Bozcaada İlçesi Plaj
Numune4: Çanakkale İli, Bozcaada İlçesi Tepe
Numune5: Aksaray İli, Aksaray Üniversitesi Kampüs
4- Toprağı bölge içinde veya bölge dışında temizlemek.
Kirlenmiş topraklardan ağır metal giderimi geliştirilmekte olan bazı teknolojiler ile
yapılmaktadır.
Alınan numuneler ile farklı konsantrasyonlarda ve farlı zaman dilimlerinde hem
ETDA hem de FeCl3 ile yapılan analizlerin sonuçları grafik halinde belirtilmiştir.
Topraktaki kirleticilerin hareketlerinin minimize edilmesi için uygulanmaktadırlar.
Çelik, çimento, bentonit ve harç duvarlardan yapılan fiziksel bariyerler kirlenmiş
bölgenin üzerini kaplamak ve kirleticinin toprak profilinde yatay ve düşey yöndeki
hareketini sınırlamak için yaygın şekilde kullanılırlar.
1.numune
İzolasyon teknolojileri
Mekanik Ayırma Teknolojileri
100.00
100.00
90.00
90.00
80.00
80.00
70.00
70.00
60.00
60.00
50.00
50.00
40.00
40.00
30.00
30.00
20.00
20.00
10.00
10.00
0.00
0.00
Cd
Bu teknolojide, daha büyük ve temiz partiküllerin daha küçük ve kirli olanlarından
ayrıldığı büyüklük seçici proseslerin kullanımıdır.
Pirometalurjik Teknolojiler
4.numune
Elektrokinetik Teknolojiler
Ağır metallerin mikrobiyolojik anlamda ekstraksiyonu için kullanılan teknikler
oldukça sınırlıdır. Bu teknikler biyolojik sızmayı ve yükseltgenme/indirgenme
reaksiyonlarını kapsamaktadır. Bu teknolojiler toprağın yerinde arıtılması şeklinde
kullanılabildiği gibi reaktörlerde veya yığınlar haline getirilen toprakta da
uygulanabilmektedir.
Ni
Pb
Cd
Zn
Cr
Cu
Ni
Pb
EDTA 5 ml 30 dak % giderim
FeCl3*6H2O 5 ml 30 dak % giderim
EDTA 10 ml 30 dak % giderim
FeCl3*6H2O 10 ml 30 dak % giderim
EDTA 5 ml 60 dak % giderim
FeCl3*6H2O 5 ml 60 dak % giderim
EDTA 10 ml 60 dak % giderim
FeCl3*6H2O 10 ml 60 dak % giderim
EDTA 5 ml 120 dak % giderim
FeCl3*6H2O 5 ml 120 dak % giderim
EDTA 10 ml 120 dak % giderim
FeCl3*6H2O 10 ml 120 dak % giderim
100.00
100.00
90.00
90.00
80.00
80.00
70.00
70.00
60.00
60.00
50.00
50.00
40.00
40.00
30.00
30.00
20.00
20.00
10.00
10.00
0.00
Zn
0.00
Cd
Biyokimyasal Teknolojiler
Cu
1.Numune için 5’er ml EDTA ve FeCl3 uygulandığında giderim verimleri gözle
görülür şekilde ayırt edilirken ,10’ar ml uygulandığında verim yüzdeleri her zaman
aralığı için farklılık göstermektedir.
Pirometalurjik proseslerde kirlenmiş topraktaki metalleri buharlaştırmak için
yüksek sıcaklık fırınları kullanılmaktadır. Kirleticilerin buharlaşması için 200-700°C
sıcaklık uygulanır ve buharlaşmanın ardından metaller geri kazanılır veya
immobilize edilir.
Metallerle kirlenmiş toprakların elektro kinetik ıslahı, kirleticileri yüklü türler olarak
mobilize etmek için toprağa yerleştirilen elektrotlar arasına düşük yoğunluklu
doğru akım uygulanmasıyla gerçekleştirilir. İyonlar ve küçük yüklü partiküller
elektrotlar arasında suyla birlikte taşınırlar.
Cr
Cr
Cu
Ni
Pb
Zn
Cd
Cr
Cu
Ni
Pb
EDTA 5 ml 30 dak % giderim
FeCl3*6H2O 5 ml 30 dak % giderim
EDTA 10 ml 30 dak % giderim
FeCl3*6H2O 10 ml 30 dak % giderim
EDTA 5 ml 60 dak % giderim
FeCl3*6H2O 5 ml 60 dak % giderim
EDTA 10 ml 60 dak % giderim
FeCl3*6H2O 10 ml 60 dak % giderim
EDTA 5 ml 120 dak % giderim
FeCl3*6H2O 5 ml 120 dak % giderim
EDTA 10 ml 120 dak % giderim
FeCl3*6H2O 10 ml 120 dak % giderim
Zn
4.Numune için kullanılan yıkama çözeltilerinin miktarı değişken olduğu halde aynı
temas sürelerinde birbirine yakın giderim verimleri elde edilmiştir. EDTA ile
giderim her numunede olduğu gibi 4.numune içinde daha iyi verileri vermiştir.
Fitoremediasyon Teknolojileri
Bazı bitkilerin kadmiyum, bakır, kurşun, nikel ve çinkoyu bünyelerinde biriktirme
yetenekleri vardır ve bu nedenle, söz konusu bitkilerin yetiştirilmesi kirlenmiş
toprakların arıtılmasında indirekt bir yöntem olarak kabul edilmektedir.
Toprağı su/sıvı ile yerinde temizleme teknolojileri
Kirlenmiş arazinin arıtımı için diğer bir yaklaşım da kirleticinin topraktan fiziksel
olarak ayrılması ve uzaklaştırılmasıdır. Fiziksel ayırma, kirleticileri topraktan
ayıracak bir sıvı uygulanmasıyla gerçekleştirilebilir. Bu yöntemde topraktaki
kirleticiler su ile veya uygun sulu çözeltilerle ekstrakte edilirler.
Toprak Yıkama (Kimyasal Sızma) Teknolojileri
Toprak yıkama teknolojisi, kazılmış toprağa uygulanan ve topraktaki çok sayıda
organik, inorganik ve radyoaktif kirleticilerin uzaklaştırılmasında etkili, klasik
kimyasal-fiziksel ekstraksiyon ve ayırma proseslerini içeren su bazlı bir arıtım
teknolojisidir.
Bu çalışmada, ağır metaller ile kirlenmiş beş farklı bölge toprağının toprak yıkama
yöntemi ile metallerden arındırılırken, aynı zamanda EDTA (etilen diamin tetraasetik
asit) ve FeCl3 ile yıkama yapılarak giderim verimleri karşılaştırılmıştır.
Sonuç
Beş numunede de gözlenen giderim verimleri, yıkama çözeltisi olarak kullanılan
EDTA ve FeCl3’ün ağır metal tutma ve uzaklaştırma kapasitelerinin farklı
olduğunu göstermektedir. Toprak yıkama işleminde EDTA etkin bir rol oynayarak
daha iyi bir giderim yapmıştır. Dolayısı ile toprak yıkama işleminde, yıkama
çözeltisi olarak EDTA seçilmesi doğru bir yaklaşımdır.
Kaynaklar
Uludağ Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt 8, Sayı 1, 2003
Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi Bilinç Türkoğlu, 2006
Yardımlarından dolayı Arş. Gör. Şevket TULUN ’a teşekkürlerimi sunarım.