1,177
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
Tıbbi atıkların bertarafında sterilizasyon işlemi ve performans değerlendirmesi Van ili örneği
Bu çalışmada, Van İli Tıbbi Atık Sterilizasyon Tesisinin (TAST) performansını değerlendirmek için karakterizasyon çalışması yapılmıştır. 2017 Kasım- 2018 Ekim tarihleri arasında bir yıl boyunca aylık periyotlarda tıbbi atık sterilizasyon tesisinin çıkış atıksularından alınan numuneler Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliğine (SKKY) göre değerlendirilmiştir. Çalışma kapsamında, Van ili tıbbi atık sterilizasyon tesisinden alınan atıksu numunelerinde pH, sıcaklık, iletkenlik, KOI, AKM, NO2-N, NO3-N, NH4-N, PO4-P ve ağır metal (Hg, Al, As, Cd, Co, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn) analizleri yapılmıştır. pH 7,26-8,07, sıcaklık 22-25oC, iletkenlik 109-182 µS/cm, KOI 200-900 mg/L, AKM 12-86 mg/L, NO2-N 0,4 -1,0 mg/L, NO3-N 1.5-8.3 mg/L, NH4-N 11-25 mg/L ve PO4-P 4,5-7,3 mg/L aralığında bulunmuştur. Ağır metal konsantrasyonlarının SKKY' de belirtilen sınır değerlerin altında olduğu belirlenmiştir. Mikrobiyolojik analizler membran filtrasyon yöntemine göre yapılmıştır. 24-48 saat süre ile bekletilen atıksu numunelerinde herhangi bir faaliyet gözlenmemiştir. Ayrıca TAST katı atıklarının ağır metal açısından liç karakteristikleri incelenmiştir. TAST atıksuları organik kirletici maddeler içermekte olup, KOI değeri bazı aylarda sınır değeri aşmıştır ve yerinde arıtma gerektirmektedir. Bu nedenle SKKY' de belirtilen deşarj standartlarını karşılamak için TAST atık sularına ön arıtma (koagülasyon, flokülasyon vb.) işlemi uygulanmalıdır.
Mikroalglerden biyokütle üretimi için 1'lik kabarcıklı kolon fotobiyoreaktörün tasarımı
Mikroalgleri kontrollü bir şekilde büyütmek için çeşitli yöntemlerden yararlanılabilinir. Bu çalışmada ilk olarak mikroalglerden biyokütle üretmek için 1L'lik kabarcıklı kolon fotobiyoreaktörün tasarımı yapıldı. Daha sonra, Borodinellopsis texensis Bold Basal Besiyeri (BBM) içerisinde farklı dalga boylarında (beyaz, mor, mavi, yeşil, sarı, turuncu ve kırmızı) 1L'lik kolon fotobiyoreaktör içerisinde büyütüldü ve biyokütle miktarı, spesifik büyüme hızı, pigment miktarları, kullanılan toplam azot ve toplam fosfor yüzdeleri hesaplandı. En yüksek biyokütle 283.88 mg•L-1 değeri ile mavi ışıkta bulundu. En yüksek spesifik büyüme hızı 0.20 gün-1 olarak bulundu. Farklı dalga boylarında büyütülen Borodinellopsis texensis'in klorofil-a miktarlarına baktığımızda en yüksek değer yine mavi ışık altında 4.87 μg•mL-1 idi. Ayrıca maksimum azot giderim verimi mavi ışık altında % 76.25, maksimum toplam fosfor miktarı ise yine mavi ışıkta % 61.50 olarak bulundu. Sonuç olarak Borodinellopsis texensis kabarcıklı kolon fotobiyoreaktörde mavi ışık (450-490 nm) dalga boyunda büyütülerek maksimum biyokütle, spesifik büyüme hızı, toplam azot ve fosfor kullanımı elde edilebilir. Daha sonraki çalışmalarda Borodinellopsis texensis'den yüksek miktarda biyokütle üretimi için daha büyük reaktörlerin tasarımı yapılabilir.
Düz-panel hava kaldırmalı fotobiyoreaktörün tasarımı ve çeşitli dalgaboylarında led ışık ile mikroalglerden yüksek biyodizel üretimi
Üçüncü nesil biyoyakıt kaynağı olan mikroalglerin reaktör sistemlerinde büyütülmesi son zamanlarda yaygın olarak çalışılmaktadır. Bu çalışmada ilk önce mikroalg büyümesini artırabilmek ve daha fazla biyokütle elde ederek sanayi için kontrollü ürün eldesi için 1L'lik düz panel hava kaldırmalı fotobiyoreaktörün tasarımı yapıldı. Gloeocystis vesiculosa 901 düz panel hava kaldırmalı fotobiyoreaktörde Bold Basal Besiyeri (BBM) içerisinde farklı dalga boyunda (beyaz, mor, mavi, yeşil, sarı, turuncu ve kırmızı) büyütüldü. En yüksek biyokütle 0.62 g/L değeri ile kırmızı ışıkta ve 0.59 g/L ile de beyaz ışıkta bulundu. Özütlenen örneklerin yağ miktarlarına baktığımızda kırmızı ışık 0.14 g/L ile en fazla yağ miktarına sahipti. Yağ yüzdesi en yüksek olan dalga boyu ise %23.13 ile mavi ışık oldu. En yüksek yağ verimine sahip olan kırmızı ışık alınarak 0.1 N KOH ile transesterleşti ve biyodizel verimi %87 olarak hesaplandı. Ayrıca mikroalg örneklerinin maksimum azot giderim verimi kırmızı ışık altında % 81.6 ve beyaz ışık altında da % 80.5 olarak bulundu. Sonuç olarak Gloeocystis vesiculosa 901 düz panel hava kaldırmalı fotobiyoreaktörde kırmızı ışık (630-750 nm) dalga boyunda büyütülerek maksimum biyokütle, yağ ve biyodizel verimi elde edilebilir. Lab ölçekli olan bu çalışma gelecek çalışmalarda üretim amacı için daha büyük fotobiyoreaktörlerin tasarımı ile devam edilebilir.
Yozgat ilinde bulunan kentsel-endüstriyel atıksu arıtma tesisleri ve yapay sulak alanların durumlarının incelenmesi, yaşanan problemlerin tespiti ve çözüm önerileri
Arıtma tesisleri, yaşam kaynağımız olan suyun evsel veya endüstriyel amaçla kullanıldıktan sonra, alıcı ortama verilebilmesi için karakteristik özelliklerini değiştirmeden, zarar veren etkilerini ortadan kaldırmak ya da en az düzeye indirmek için kurulmuş sistemlerdir. Arıtma tesisleri, evsel veya endüstriyel atıksuların özellikleri, jeolojik yapı, topoğrafik durum, gelişmişlik düzeyi vb. faktörler göz önüne alınarak projelendirilir. Bu faktörler tespit edilirken gerekli fizibilite çalışmalarının özenle yapılmaması, arıtma tesislerinde ilerleyen zamanlarda bir takım problemlerin ortaya çıkmasına ve arıtma tesisinin veriminin kötü olmasına sebep olabilir. Arıtma tesislerinde proje aşamasından sonra inşaat aşamasında yada işletilirken yapılan hatalardan dolayı birçok işletme sorunuyla karşılaşılabilmektedir. Yozgat İlinde bulunan atıksu arıtma tesislerinde yaşanan problemler tesislerin incelenmesi, numunelerin alınması ve değerlendirilmesi yapılarak çözüm önerileri irdelenmiştir. Çalışma kapsamında ilde bulunan 5 adet kentsel atıksu arıtma tesisinin, 5 adet endüstriyel atıksu arıtma tesisinin ve 30 adet yapay sulak alanların durumları incelenmiş, tesis çıkışlarından numuneler alınarak işletmede yaşanan problemler numune analiz sonuçları üzerinden değerlendirilmiştir. Yapılan incelemeler neticesinde; atıksu arıtma tesislerinde ve yapay sulak alanlarda, işletme aşamasında bazı zamanlarda problemlerle karşılaşılmasına rağmen, alınan numune analiz sonuçları değerlendirildiğinde sonuçların deşarj kriterlerini sağladığı görülmüştür.
Sodyum dodesil sülfat ile modifiye edilmiş montmorillonit kili kullanılarak sulu çözeltilerden br13 boyar maddesinin gideriminin incelenmesi
Son zamanlarda, yüksek giderim verimi, kullanım kolaylığı ve adsorbentin geri kazanımı gibi avantajlarından dolayı, sudaki kirleticilerin ortamdan uzaklaştırılması konusunda montmorillonit (MMT) kullanımı çok yaygınlaşmıştır. Bu tez çalışmasında, sodyum dodesil sülfat ile modifiye edilmiş montmorillonit kili (organokil) kullanılarak sulu çözeltilerden BR13 boyar maddesinin giderimi incelenmiştir. Modifikasyon işlemi, adsorbent yüzey yapısını değiştirdiğinden bu işlem ile kil yüzeyinin adsorplama özellikleri geliştirilmiştir. MMT, sudaki BR13 boyar maddesi gibi kirleticileri, yüzeyi asidik ortamda aktifleştirip, SDS ile modifiye edildikten sonra kolaylıkla adsorplamaktadır. Sodyum dodesil sülfat ile modifiye edilmiş montmorillonit kilinin XRD(X-Işını Difraktometresi) , BET(Brunauer Emmet and Teller) yüzey alanı ve SEM (Taramalı elektron mikroskopu) analizleri yapılmıştır. Çalışmada pH'nın, tuzluluğun, temas süresinin, sıcaklığın, karıştırma hızının, başlangıç boyar madde konsantrasyonunun ve adsorbent dozunun adsorpsiyon verimine etkisi incelenmiştir. En iyi giderim verimi, 20 mg/l boya konsantrasyonunda, 0.01 g MMT-SDS dozunda, pH 4.38 (doğal), 150 rpm karıştırma hızında, 20 0C reaksiyon sıcaklığında gözlenmiş olup verim %98.24 olarak hesaplanmıştır. Ayrıca adsorbentin yeniden kullanılabilirliğinin anlaşılması için; NaOH, NaCl, HCl ve Etanol gibi çözücülerin desorpsiyon verimine etkileri incelenmiştir. Desorpsiyon verimi; Etanol>NaOH>HCl>NaCl olarak belirtilmiştir. BR13'ün giderim mekanizmasını anlamak için Adsorpsiyon kinetiği ve İzoterm çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Adsorpsiyonun; Pseudo ikinci derece hız eşitliğine uyduğu, endotermik karakterli olduğu ve en iyi Langmuir izotermine uyduğu tespit edilmiştir.
Et işleme endüstrisi atıksularının heterojen elektro fenton prosesi ile arıtımında MWCNT-Mn3O4/Fe3O4/CeO2 katalizörünün etkinliğinin araştırılması
Bu tezde, et işleme endüstrilerinde ortaya çıkan atıksulardan Heterojen Elektro Fenton (HEF) prosesi ile KOİ giderimi amaçlanmıştır. MWCNT-Mn3O4/Fe3O4/CeO2 HEF katalizörü olarak kullanılmıştır. Katalizör XRD, FT-IR, XPS, Zeta potansiyeli ve DLS, BET, SEM/EDX ve TEM analizleri ile karakterize edilmiştir. Katalizörün ortalama partikül boyutu 4.5 nm, zeta potansiyeli ise -22.84 mV olarak belirlenmiştir. Nanopartiküllerin MWCNT yüzeyine homojen dekore edildiği ancak kısmi agglomerasyonların olduğu tespit edilmiştir. FTIR ve XPS analizleri ile katalizörün kimyasal bağ yapıları ve metal oksit nanopartiküllerin valans elektron durumları doğrulanmıştır. Katalizörün BET yüzey alanı 52.80 m²/g olarak, gözenek hacmi ise 0.103653 cm³/g olarak belirlenmiştir. Proses koşullarının numerik optimizasyonu Cevap Yüzey Yöntemi (CYY) yöntemi ile sağlanarak model uygunluğu araştırılmıştır. Kuadratik modelin regresyon katsayısı (R2) 0.9894 olarak bulunmuştur. Deneysel olarak elde edilen veriler ile tahmini değerler yakın bulunmuştur. Modelin güvenilir ve anlamlı olduğu sonucuna varılmıştır (p<0.0001). Numerik olarak optimize edilmiş şartlar; pH 4.3, akım şiddeti 7.6 A, reaksiyon süresi 83 dakika ve katalizör dozu 0.56 g/L olarak belirlenmiştir. Optimum şartlar altında KOİ giderim verimi %92 olarak tespit edilmiştir. 1 Kg KOİ'nin uzaklaştırılması için gereken enerji miktarı 54.96 kW-saat olup enerji maliyeti 8.68 $ olarak bulunmuştur. Katalizör etkinliğini araştıran çalışmalarda, Adsorpsiyon, Anodik Oksidasyon (AO) ve AO-H2O2 KOİ giderme performansını sırasıyla %25, %68 ve %78 olarak göstermiştir. Katalizörün tekrar kullanılabilirlik denemelerinde 6 döngü boyunca yüksek KOİ giderim performansı sergilediği ve metal salınımının düşük olduğu görülmüştür. Altı döngü boyunca sırasıyla KOİ giderimi (%) 92, 88, 85, 82, 77 ve %74 olarak hesaplanmış ve altıncı döngü sonunda çalışma sonlandırılmıştır. Süpürücü ajan deneyleri optimum şartlar altında gerçekleştirilmiş olup, oksidasyondan sorumlu en etkili radikalin ⦁OH olduğu belirlenmiştir. Dönüşümlü voltametri (CV) tekniği kullanılarak, katalizörün stabilitesinin iyi olduğu ortaya konulmuştur.
Özalp ilçesinde açılan 4 adet kuyu suyunun fiziksel ve kimyasal parametrelerinin analizi ve içme suyu olarak değerlendirilmesi
Günümüzde artan insan nüfusu ve küresel iklim değişikliği, içme suyu ihtiyacını karşılamak için özellikle yeraltı suyu kaynakları üzerinde ciddi baskı oluşturmaktadır. Çünkü su canlı yaşamının en temel gereksinimlerden biri olup ülkelerin ekonomik ve sosyal faaliyetlerinin gelişiminde önemli bir yer tutar. Su kaynakları, doğal süreçler ve insan faaliyetleri etkisiyle sürekli bir kirlenme tehdidi altındadır. Son yıllarda içme suyu kaynaklarımız ile ilgili karşılaştığımız bu problemlerin çözümü ve kirlilik kontrolü için araştırmalar başlatılmış ve giderek artmaktadır. Bu araştırmalardan biri olan ilgili çalışmada Van'ın Özalp ilçesinde koordinatları belli olan 4 adet içme suyu kuyusunun hem kimyasal hem de fiziksel bazı parametreleri analiz edilerek İnsani Tüketim Amaçlı Sular Hakkında Yönetmelik Mevzuatına (İTASHYM, TSE 266 T) göre değerlendirildi ve önceden analizleri Van Su ve Kanalizasyon İdaresi Genel Müdürlüğü (VASKİ) tarafından Van Halk Sağlığı Laboratuvarı' (VHSL) na yaptırılan sonuçlar ile karşılaştırıldı. Su kalitesi çalışması tamamlandıktan sonra, pH, koku, bulanıklık (NTU), iletkenlik (µg l-1), sülfat (mg l-1), amonyum (mg l-1), arsenik (µg l-1), klorür (mg l-1), bor (mg l-1), demir (µg l-1), renk (co-pt), nitrat (mg l-1), nitrit (mg l-1) gibi parametreler analiz edilerek ilgili kuyulardaki suların durumları tespit edildi ve literatüre kazandırıldı. Verilen birçok değerin çalışmamızda bulunan sonucu ile Van Halk Sağlığı Laboratuvarı' nın sonuçlarının birbirleri ile paralel olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca özellikle hem kış hem de yaz mevsiminde hemen hemen bütün kuyularda Bor ve Arsenik ile diğer bazı parametrelerin değerlerinin yüksek çıktığı ve bu kuyulardaki suların içme suyu olarak tüketilmemesi gerektiği kanaatine varılmıştır.
Hakkari Merkez ve Yüksekova katı atık vahşi depolama alanlarının rehabilitasyonu ve değerlendirilmesi
Katı atık vahşi depolama alanları, kontrolsüz bir şekilde atıkların biriktirildiği ve çevreye zarar verdiği yerlerdir. Bu durum, yeraltı sularının kirlenmesine, hava kalitesinin bozulmasına ve halk sağlığının tehdit edilmesine yol açmaktadır. Bu çalışmada Hakkari Merkez ve Yüksekova'daki katı atık vahşi depolama alanlarının rehabilitasyonu ve değerlendirilmesi incelenmiştir ve olumsuz etkilerin giderilmesi için rehabilitasyon çalışmalarının nasıl yapılacağı araştırılmıştır. Hakkari Merkez ve Yüksekova'daki katı atık vahşi depolama alanlarının rehabilitasyon sürecinde, atıkların üzerinin kapatılması, sızıntı sularının kontrol altına alınması ve zararlı gazların toplanması gibi yöntemler uygulanmıştır. Bu süreçte çevreye verilen zararların en aza indirilmesi hedeflenmiştir. Ayrıca, bu alanların nasıl değerlendirilebileceği üzerinde durulmuştur. Rehabilite edilmiş alanların yeşil alanlar, parklar veya yenilenebilir enerji projeleri için kullanılabileceği önerilmiştir. Sonuç olarak, Hakkari Merkez ve Yüksekova'daki katı atık vahşi depolama alanlarının rehabilite edilmesiyle çevresel ve toplumsal riskler azaltılmış ve bu alanlar sürdürülebilir projelere dönüştürülmek üzere yeniden değerlendirilmiştir.
Atıksuda Scenedesmus'dan biyobütanol üretimi
Bu tez çalışmasında TAP ve sentetik atıksu içerisinde büyütülen Scenedesmus sp.'nin biyobütanol üretim potansiyeli araştırıldı. Bunun için mikroalgler farklı konsantrasyonlarda üre ve ışık şiddeti altında incelendi. Scenedesmus sp.'nin optik yoğunlukları (OD), biyokütle konsantrasyonları, karbonhidrat miktarları, karbonhidrat yüzdeleri, karbonhidrat verimleri ve biyobütanol konsantrasyonu araştırıldı. Elde edilen sonuçlara göre en yüksek optik yoğunluk değeri 80 mg/L üre miktarında 0.83 iken en düşük değer ise 20 mg/L de 0.12 olarak ölçüldü. Optik yoğunluğun ışık şiddeti altındaki en yüksek değeri 80 μmol/m-2s-1 de 0.83 bulunurken en düşük değeri ise 20 μmol/m-2s-1 de 0.11 olarak ölçüldü. Mikroalglerin farklı üre ve ışık şiddeti altındaki biyokütle konsantrasyon miktarları incelendi. Üre miktarı için en yüksek biyokütle konsantrasyon değeri 80 mg/L de 0.85 g/L değeri bulunurken ışık şiddeti miktarı için en yüksek biyokütle konsantrasyon değeri 80 μmol/m-2s-1 de 0.85 g/L değeri bulundu. Bunun yanın sıra mikroalglerin farklı üre ve ışık şiddeti altındaki karbonhidrat miktarlarını inceledik. En yüksek karbonhidrat değeri üre miktarının 80 mg/L de 0.24 değeri ölçüldü. Aynı şekilde en yüksek karbonhidrat değeri 80 μmol/m-2s-1 ışık şiddetinde 0.24 g/L olarak ölçüldü. Buna ek olarak, mikroalglerin farklı üre miktarları ve farklı ışık şiddeti miktarlarındaki karbonhidrat yüzdeleri incelendi. En yüksek karbonhidrat yüzdesi 60 mg/L de %30 verim değeri elde edildi. Işık şiddetinde yapılan ölçümde ise en yüksek karbonhidrat değeri 80-100 μmol/m-2s-1 ışık şiddetlerinde %28 karbonhidrat verimi ölçüldü. 80 mg/L üre ve ışık şiddeti altında biyobütanol miktarı 0.04 olarak bulundu. Sonuç olarak Scenedesmus sp. laboratuvar ortamında sentetik atıksuda büyütülerek biyoyakıt üretimi için kullanılabilir fakat bu durum daha büyük ölçekli endüstriyellerde kullanılmasına ihtiyaç duyabilir.
Van Muradiye atıksu arıtma tesisinin yanıt yüzey yöntemi kullanılarak arıtma tesisinin değerlendirilmesi
Nüfusun artışı, teknolojik gelişmeler, hayat standartlarının yüksek olması, sanayinin gelişmesi gibi sebeplerle günümüzde su ihtiyacı sürekli artmakta ve temiz su kaynakları hızla tükenmektedir. Bununla birlikte ülkemizde ve dünyada atıksu üretimi sürekli arttığından meydana gelen atıksuların herhangi bir kontrol yapılmadan doğaya verilmesi çevre kirliliğine neden olmaktadır. Atıksuların arıtılması, su kaynaklarının korunması için önemli bir faktördür ve fiziksel, kimyasal ve biyolojik arıtma yöntemleri günümüzde yaygın olarak uygulanmaktadır. Bu çalışmada Van'ın Muradiye ilçesinde bulunan atıksu arıtma tesisinin farklı noktalarından atıksu numuneleri alınarak; pH, çözünmüş oksijen, iletkenlik, askıda katı madde (AKM), kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ), biyolojik oksijen ihtiyacı (BOİ), azot ve fosfor gibi parametreler ölçülerek bu veriler ışığında atıksu arıtma tesisinin performansı değerlendirilmiştir. Parametre değerlerine bakılarak Su Kirliliği Kontrol Yönetmeliği (SKKY) deşarj standartlarına uygun olup olmadığı belirlenmiştir. Ayrıca çalışmada atıksu arıtma tesisinin performansı CYY (Cevap Yüzey Yöntemi) kullanılarak değerlendirilmiş ve kirlilik parametrelerinin optimizasyonu yapılmıştır. Arıtma tesisinin performansının değerlendirilmesinde havalandırma havuzundan alınan numunelerde karışık sıvıdaki askıda katı madde (MLSS), karışık sıvıdaki uçucu askıda katı madde (MLVSS), çamur hacim indeksi (SVI), oksidasyon redüksiyon potansiyeli (ORP) gibi parametrelerin zamana bağlı grafikleri çizilerek değerlendirmeler yapılmıştır. Bu çalışmada yapılan proses optimizasyonu sayesinde VASKİ Genel Müdürlüğü tarafından işletilen Van Muradiye Evsel Atıksu Arıtma tesisinin işletme veriminin arttırılması mümkün olacaktır.
Investigation of nickel recovery by biogranules tailored for metal recovery through biomineralization
Electronic waste production in the world is increasing day by day. Nowadays, PCBs, which are one of the most important components of electronic waste, are considered as more valuable metal resources than ores due to their high value- and base-metal contents. Commercial metal recovery applications from WPCBs are mostly carried out using chemical techniques. However, due to the high chemical and energy consumption of these chemical techniques, development of alternative biological recovery techniques is essential to minimize the environmental impact of recovery processes. In this thesis study, it is aimed to use biogranules that are capable of denitrification and urea hydrolysis for selective metal recovery from bioleachate solutions obtained via bioleaching of WPCBs. Selective nickel recovery performance of mature biogranules which were produced from seed sludge and exposed to incrementing nickel concentrations was investigated. Upon reaching steady conditions very compact and small granules with 0.2-0.6 mm size were obtained and the SVI30 values were recorded in the range of 7-9 mL/g. Produced biogranules could consume 55% and 100% of the urea and nitrate fed under anoxic conditions, respectively. Although the microbial performance of the granules increased by 39.8% as a result of nickel acclimation, deterioration in the granule structure and increase in flocs were observed. Upon acclimation, metal recovery performance of biogranules were investigated in bioleachate solutions prepared with 1:20, 1:10, 1:5 and 1:2.5 dilution ratios. As a result of the process, the biomineralization process performed in 1:10 dilution ratio was determined as the most efficient concentration in terms of both microbial activity and recovered nickel purity (24.82%). In addition to nickel, zinc and copper could be effectively separated from the liquid and thus nickel purity decreased. Keywords: Bioleaching, Biomineralization, Metal Recovery, E-Waste, Waste Printed Circuit Board, Biogranule, Microbial Induced Calcite Precipitation
Investigation of indoor microbial pollutants in homes of asthmatic school-aged children
Some studies have reported various associations between indoor microbiological exposure and asthma in children. Although, little is known about the associations of potential determinants such as dwelling age, location of the house, smoke exposures, cleaning frequency, Etc., and aggravating asthma in children. This study examined indoor bacterial and fungal agents and potential determinants at home as a risk factor for asthma in children. Furthermore, the associations of biological agents with potential determinants were investigated. A case-control study was conducted among school children (aged 6–11 years) in the province of Ankara, Turkey. As case and control groups, 109 children with asthma and 130 age- and sex-matched healthy children were identified. The parents answered questions about the home characteristics and lifestyles of families. Dust samples were collected from children's living rooms and bedrooms, and endotoxin β-(1→3)-D-glucan, Aspergillus, and Penicillium spp. were measured in dust extracts. Associations between microbial markers, potential determinants, and risk factors for asthma were evaluated. Among the 109 children with asthma, the frequency of gender in the asthma group was approximately equal, and the asthma study children were, on average, eight years of age. The Childhood Asthma Control Test (ACT) score of 74.8% of the children in the asthma group was more than 19. There were no statistically significant differences in age and gender in asthma and control groups. The endotoxin level was an inverse risk factor for the presence of asthma (OR = 0.324, 95% CI: 0.155–0.677). According to multivariate logistic regression, a high β-(1→3)-D-glucan level was a risk factor for the presence of asthma (OR = 3.162, 95% CI: 1.101–9.028). Furthermore, high β -(1→3)-D-glucan level was a risk factor for asthma exacerbation (OR = 2.563, 95% CI: 1.076–6.106) (P value= 0.034). Among the potential determinants that fitted multivariate modeling, dwelling age (˃20), house floor (≤1), new furniture at home, smoke exposures at home, and houses without a separate kitchen are risk factors for the presence of asthma. All associations with Aspergillus and Penicillium were statistically nonsignificant in multivariate logistic modeling. According to multivariate logistic regression analyses dwelling age (˃20), house floor (≤1) were determined as risk factors for uncontrolled asthma. Multivariate logistic regression analyses to determine the association between potential determinants and biological markers showed that having houseplants at home and the frequency of changing coverlets and bedsheets were the factors that were significantly associated with most of the biological markers.
Kentsel dönüşüm çalışmalarında asbest riskinin değerlendirilmesi
Bu tez çalışmasında; ülkemizde son yıllarda yoğun olarak gerçekleştirilen kentsel dönüşüm çalışmalarındaki asbest maruziyet riskinin değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Bu doğrultuda; farklı illerde asbest saha araştırması, İstanbul'daki 20 ilçenin asbest envanter raporlarının değerlendirilmesi, tersanedeki iki asbest söküm çalışmasındaki ölçüm ve örneklemlerin irdelenmesi, asbestle ilgili taslak yönetmelik ve kontrol listeleri hazırlanması, yönetmeliğin mevcut mevzuatla karşılaştırılması ile Asbest Risk Değerlendirme Programı (ARP) hazırlanması şeklinde 5 farklı araştırma ve inceleme yapılmıştır. Öncelikle Ankara, Konya ve İstanbul'da ölçüm, örneklem ve sörvey çalışmaları ile gecekondu yıkım alanına saha ziyaretleri yapılmıştır. Ardından İstanbul'daki 20 ilçeyi kapsayan 1.069 asbest envanter raporlarındaki veriler 7 farklı kriter altında değerlendirilmiş ve envanter raporlarında (binalarda) asbest bulunma durumu ArcMap programı kullanılarak harita üzerinde gösterilmiştir. Envanter raporlarının 330'unda (% 30,87) ve katı numunelerin 418'inde (% 5,95) asbest tespit edilmiştir. İlçeler arasında, 127 (% 11,88) envanter raporu ve 174 (% 2,47) katı numune ile en fazla Kadıköy'de ve 1 (% 0,09) envanter raporu ve 1 (% 0,09) katı numune ile en az Zeytinburnu'nda asbest tespit edilmiştir. Asbestli numunelerde, 254 (% 60,77) ile en fazla krizotil türü ve en az ise 1 (% 0,24) ile antofilit ile 1 (% 0,24) Krizotil + Antofilit karışımı asbestle karşılaşılmıştır. 43 farklı malzeme türü arasında en fazla örneklem 1.254 (% 17,84) ile sıvadan ve en az örneklem ise 5 (% 0,07) ziftten alınmıştır. Ayrıca 16 malzeme türünde asbest bulunduğu ve en çok 187 (% 44,74) eternit malzemede ve eternitte de en fazla krizotil türü (145) asbest olduğu tespit edilmiştir. Eternitten sonra en fazla asbest bulunan malzeme 120 (% 28,71) numune ile marley'dir ve marleyde de en çok tremolit (88) türü asbest bulunmuştur. Analiz edilen 27 malzemede ise hiç asbeste rastlanmamıştır. Numunelerin binadan alındığı kat ya da yapısına göre 29 farklı sınıflandırma yapılmış olup 1.601 (% 22,77) adet ile en fazla numunenin giriş katlardan, en az numunenin ise 1'er adet (% 0,01) olmak üzere atölye ve 12., 14. ve 17. katlardan alındığı görülmüştür. Asbest tespit edilme oranları değerlendirildiğinde 69 (% 16,51) numune ile en fazla çatı katında ve krizotil türü asbest, ilçe olarak da en fazla Maltepe ilçesindeki çatı numunelerinde (16 adet) tespit edilmiştir. Atölye, müstakil bina, spor salonu, 10., 12., 14. ve 17. katlardan alınan numunelerde ise asbeste rastlanmamıştır. Binadan alındıkları yer ya da bölüme göre yapılan değerlendirmede; en fazla çatı numunelerinde (137) ve en çok krizotil türü asbest bulunmuş, en fazla Şişli'deki çatı numunelerinde (33) tespit edilmiştir. Numunelerin 6.911'i (% 98,29) Polarize Işık Mikroskobu'nda ve 120'si (% 1,70) Taramalı Elektron Mikroskobu'nda analiz edilmiştir. Tersanedeki gerçekleştirilen 2 aşamalı asbest söküm çalışmasının birinci aşamasında; 21 asbest envanter raporu hazırlanarak 191 katı numune ve 66 toprak numunesi alınmış, 47 kişisel maruziyet ve 121 ortam ölçümü olmak üzere toplam 426 ölçüm ve örneklem yapılmıştır. Envanter raporlarının 3'ünde, katı numunelerin ise 48'inde ve en fazla tremolit türünde (35) asbeste rastlanmıştır. Malzeme türleri arasında en fazla marleyde (29) ve en fazla (22) tremolit türünde asbest tespit edilmiştir. Bina katları veya yapısı arasında en çok giriş kat numunelerinde (19) ve en çok tremolit (16) asbest bulunmuş, numunenin binadan alındığı yer ya da bölüme bakıldığında en fazla zemin numunelerinde (28) ve bu numunelerde de yine en fazla tremolit (21) asbest olduğu görülmüştür. Kişisel maruziyet ölçümlerinden sadece asbest söküm işi sırasında ölçülen değerlerden 1'isi (0,325 lif/cm3) yasal sınırın (0.1 lif/cm3) üzerinde ve çatı sökümünde yapılan 1 örneklem 0,107 lif/cm3 ise sınır değerdedir. 1. Asbest söküm çalışmasındaki ortam ölçümlerinden 1 tanesi (0,524 lif/cm3) yasal sınırın üzerinde ölçülürken, 2. çalışmadaki ortam ölçümlerinin tamamı sınır değerin altında kalmıştır. 66 toprak numunesinde ise asbeste rastlanmamıştır. Tez de ayrıca asbestle ilgili çalışmaları düzenleyen taslak bir yönetmelik hazırlanarak, yürürlükteki yönetmelik ile karşılaştırması yapılmış ve ulusal düzeyde asbesti düzenleyen diğer yönetmeliklerin ilgili maddeleri için revizyon önerileri ve asbestle ilgili çalışmalarda kullanılabilecek kontrol listeleri sunulmuştur. Son olarak asbest risk değerlendirme çalışmalarında kullanılabilecek online "Asbest Risk Değerlendirme Programı (ARP)" geliştirilmiştir.
Carbon dioxide capture by the cultivation of microalgae species in different culture mediums under high CO2 and simulated flue gas aeration in the photobioreactor
Over the last century, human activities like burning fossil fuels for generating energy have changed the natural greenhouse gas balance in the atmosphere. Among greenhouse gases, the high level of carbon dioxide in the atmosphere has the most significant effect on climate change. In recent years, the biological mitigation of carbon dioxide has drawn the interest of many researchers, which would be cost-effective and environmentally friendly.The aim of this study is the assessment of carbon dioxide bioremediation rate, growth kinetics, and protein content of selected microalgae species such as Tetradesmus obliquus , Monoraphidium contortum , Psammothidium sp, and Chlorella vulgaris which are supplied with 0.04% and 10% carbon dioxide concentration in the different types of photobioreactors (PBR) (Glass bottle and tubular vertical column). This experiment showed the growth parameters for all the microalgae species significantly increased when fed 10% carbon dioxide compared to those fed 0.04% carbon dioxide in either type of PBR. Maximum growth kinetics were observed in Chlorella vulgaris when it was grown in 10% CO2 in the tubular vertical column PBR with 2.12 g L−1 (Maximum biomass dry weight, Xmax), 0.61 g L−1 d−1 (Maximum biomass productivity, Pmax), 11.07 g d−1 (Maximum CO2 fixation rate, RC), 51.59 % (Maximum carbon content in biomass, wt. %), and 42.75 % (Overall rate of CO2 recovery in biomass, CR%). In addition, we observed a maximum protein content at Chlorella vulgaris (72.12 %) by cultivation in glass bottle PBR with 10% CO2. Among microalgae species Chlorella vulgaris sp. has been selected for the second part of the study, which has shown significant efficiency in carbon dioxide remediation in the first part. The second part of the research has been carried out in four parts: First, the use of Nano-fertilizer in the different batch culture mediums (A (Bold basal medium, BBM), B (BBM+ Nano-fertilizer), C (Nano-fertilizer+ microelements) and D (Nano-fertilizer) without aeration. Each group was divided into 5 sub-groups with the different concentration of Nano-fertilizer (for example, B1 (BBM+ 0.05 g L−1 Nano-fertilizer), B2 (BBM+ 0.06 g L−1 Nano-fertilizer), B3 (BBM+ 0.076 g L−1 Nano-fertilizer), B4 (BBM+ 0.1 g L−1 Nano-fertilizer), B5 (BBM+ 0.2 g L−1 Nano-fertilizer) which as a result, the subgroup D5 (0.2 g L−1 Nano-fertilizer) culture medium was reached to the maximum growth parameters in a shorter time (2nd day). Second, the evaluation of Chlorella vulgaris CO2 removal efficiency in the culture medium contained Nano-fertilizer by feeding with 10% CO2 in vertical column PBRs. Third, cultivation of Chlorella vulgaris in BBM+Nano-fertilizer contained culture medium under 10% CO2 aeration in the photobioreactor with different connection types. Fourth, the assessment of Chlorella vulgaris CO2 bioremediation in BBM+Nano-fertilizer contained culture medium by feeding with simulated flue gas. According to the results, the combination use of 3 g L−1 Nano-fertilizer+BBM as a culture medium has caused to reach maximum growth parameters in a short time (4th day) in comparison to the BBM (11th day). Also, the serial-connected type photobioreactors have demonstrated high efficiency in CO2 fixation rate (0.4 g L−1 d−1). Finally, by supplying the Chlorella vulgaris with simulated flue gas in 3g/l Nano-fetilizer+BBM based culture medium, the maximum CO2 bio fixation rate and overall recovery percent have been found 0.173 g L−1 d−1 and 11.80%, respectively.
Yukarı akışlı anaerobik çamur yataklı mikrofiltrasyon osmotik membran biyoreaktör ile mezbaha atıksularının arıtımı
Bu doktora tez çalışmasında, mezbaha atıksularının arıtılmasında yukarı akışlı anaerobik çamur yataklı mikrofiltrasyon osmotik membran biyoreaktör (UASB MF-OMBR) sisteminin performansının araştırılarak; elde edilen arıtma performansı, akı değişimi, mikrobiyal topluluk değişimleri ve membran kirlenmesi sonuçlarının bir anaerobik mikrofiltrasyon osmotik membran biyoreaktörü (AnMF-OMBR) ile karşılaştırılması amaçlanmıştır. Çalışmanın ilk aşamasında sistemler farklı çekme çözeltisi (ÇÇ) konsantrasyonlarında (0,47 M, 1 M ve 1,5 M) işletilerek; artan ÇÇ konsantrasyonunun sistem performansı üzerindeki etkileri araştırılmış ve kritik ÇÇ konsantrasyonu belirlenmiştir. Farklı ÇÇ konsantrasyonlarında işletilen sistemlerde, artan ÇÇ konsantrasyonu ile arıtma performansının azalarak; kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ) giderim veriminin 0,47 M, 1 M ve 1,5 M ÇÇ konsantrasyonları için AnMF-OMBR'de %41–23; UASB MF-OMBR'de %43–26 aralığında olduğu belirlenmiştir. 0,47 M, 1 M ve 1,5 M ÇÇ konsantrasyonu ile işletilen sistemlerde metan üretiminin de AnMF-OMBR'de 0,19–0,14 L CH4/g KOİgiderilen aralığında; UASB MF-OMBR'de 0,24–0,19 L CH4/g KOİgiderilen aralığında olmak üzere artan ÇÇ konsantrasyonu ile azaldığı görülmüştür. KOİ rejeksiyonunun her iki biyoreaktörde de ÇÇ konsantrasyonu artışından etkilenmediği belirlenmiş ve tüm işletim süresi boyunca yüksek KOİ rejeksiyonları (>%93) elde edilmiştir. NH4+-N rejeksiyonları artan ÇÇ konsantrasyonu ile azalış gösterirken (AnMF-OMBR'de %87–79; UASB MF-OMBR'de %91–81); PO4-3-P rejeksiyonu önemli bir değişim sergilememiştir (her iki sistem için de >%91). Farklı ÇÇ konsantrasyonlarında işletilen sistemlerde işletim sonunda sistemlerden çıkarılan kirli ileri osmoz (İO) membranlarında gerçekleştirilen Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR), atomik kuvvet mikroskopisi (AFM), taramalı elektron mikroskobu-enerji yayılımlı X–Işını (SEM-EDX) ve konfokal lazer taramalı mikroskop (CLSM) analizleri sonucunda membran kirlenmesinin artan ÇÇ konsantrasyonu ile daha şiddetli hale geldiği belirlenmiştir. Farklı ÇÇ konsantrasyonlarında işletilen sistemlerde ÇÇ konsantrasyonunun akı değerlerine etkisi incelenmiştir. 0,47 M, 1 M ve 1,5 M ÇÇ ile işletilen sistemlerde başlangıç akı değerleri AnMF-OMBR'de sırasıyla 8,7 L/m².saat, 9,0 L/m².saat ve 10,6 L/m².saat; UASB MF-OMBR'de sırasıyla 10,63 L/m².saat, 11,20 L/m².saat ve 11,74 L/m².saat olarak belirlenmiştir. ÇÇ konsantrasyonu artışı ile sistemlerde başlangıç akı değerlerinin yükseldiği bununla birlikte işletim süresince akı düşüşünün daha fazla olduğu görülmüştür. İO performansı, anaerobik performans, su geri kazanımı, mikrobiyal inhibisyon ve işletim süresi parametreleri esas alınarak yapılan analitik hiyerarşi prosesi (AHP) analizi sonucuna göre, 0,47 M ÇÇ konsantrasyonu kritik ÇÇ konsantrasyonu olarak belirlenmiştir. Ayrıca, sistemlerdeki mikrobiyal topluluğun tuzluluk birikiminden, yüksek serbest amonyaktan ve düşük organik yükleme hızından (OYH) etkilendiği tespit edilmiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında, çalışmanın ilk aşamasında belirlenen 0,47 M ÇÇ konsantrasyonunda işletilen AnMF-OMBR ve UASB MF-OMBR sistemlerinde, KOİ konsantrasyonu artışının (5000 mg/L ve 7500 mg/L) sistemlerin performansları üzerindeki etkisi araştırılmıştır. KOİ konsantrasyonunun 5000 mg/L'den 7500 mg/L'ye çıkarılması ile atıksuda toplam Kjeldahl azotu (TKN) konsantrasyonunun 780 mg/L'den 1300 mg/L'ye yükseldiği tespit edilmiştir. Atıksuyun KOİ konsantrasyonunun artırılması ile artan NH4+-N ile özellikle AnMF-OMBR'de arıtma performansında azalma gözlenmiştir (%54–67). UASB MF-OMBR'de ise, proses performansının KOİ artışına bağlı NH4+-N artışından daha az etkilendiği tespit edilmiştir (%70). KOİ rejeksiyonu KOİ konsantrasyonu artışından etkilenmemiş ve her iki sistemde de >%92 olarak elde edilmiştir. Metan üretimi de artan NH4+-N konsantrasyonundan etkilenerek azalmış ve çalışma sonunda AnMF-OMBR'de 0,16 L CH4/g KOİgiderilen, UASB MF-OMBR'de 0,18 L CH4/g KOİgiderilen olarak belirlenmiştir. Artan KOİ konsantrasyonları ile süpernatant NH4+-N konsantrasyonları da artış göstermiş ve bu durum biyoreaktörlerde anaerobik aktivitede inhibisyona sebep olmuştur. NH4+-N rejeksiyonları 5000 mg/L ve 7500 mg/L KOİ konsantrasyonlarında AnMF-OMBR'de sırasıyla %66 ve %64; UASB MF-OMBR'de %69 ve %72 olarak elde edilmiştir. Her iki sistemde de benzer yüksek PO4-3-P rejeksiyonları (>%89) elde edilmiştir. Başlangıç akı değerleri, 5000 mg/L ve 7500 mg/L KOİ konsantrasyonları ile işletimde AnMF-OMBR'de 9,61–5,99 L/m2·saat; UASB MF-OMBR'de 9,96–6,79 L/m2·saat olarak tespit edilmiştir. Kirli İO membranlarında gerçekleştirilen otopsi analizleri (FTIR, AFM, SEM-EDX) sonucunda, daha iyi arıtım performansı ve akı eldesinin gerçekleştiği UASB MF-OMBR'de membran kirlenmesinin AnMF-OMBR'ye göre daha az olduğu belirlenmiştir. NGS analizi sonucunda, artan KOİ konsantrasyonları ile işletim koşullarından (düşük OYH ve yüksek NH4+-N konsantrasyonu) mikrobiyal topluluğun etkilenerek metan üretiminin hidrojen ve karbondioksitten çok asetat yoluyla üretildiği tespit edilmiştir. Ayrıca, hem farklı ÇÇ konsantrasyonlarında hem de farklı KOİ konsantrasyonlarında işletilen sistemlerde strüvit ve MgPO4- çökelmesi meydana gelmiştir. Sonuç olarak, bu doktora tezi çalışmasında, mezbaha endüstrisi atıksularının yenilikçi UASB MF-OMBR sistemi ile etkili bir şekilde arıtılabileceği belirlenmiştir. UASB MF-OMBR sistemi AnMF-OMBR ile karşılaştırıldığında, konfigürasyonu sebebiyle özellikle akı performansı ve membran kirlenmesi açısından daha iyi bir performans sergilediği, tuz ve amonyak inhibisyonlarına karşı daha az duyarlı olduğu belirlenmiştir.
Ege Bölgesinde bir zeytinyağı üretim tesisinin çevresel etkilerinin yaşam döngüsü analizi ile belirlenmesi
Bu çalışma kapsamında Muğla ilinde bir zeytinyağı üretim tesisinde üretilen 1 L zeytinyağının (fonksiyonel birim) çevresel etkileri Yaşam Döngüsü Analizi (YDA) ile ortaya konmuştur. Çalışma kapsamında tesisin akış diyagramı dikkate alınarak oluşturulan sistem sınırı içerisinde envanter oluşturulmuştur. Bu kapsamda hammadde, enerji girdileri belirlenerek, hammaddenin temininden (zeytinlerin tesise gelişi), üretim ve işleme (4 aşama: zeytinin temizlenmesi (yaprak ayırma, yıkama), zeytinin hamur hale getirilmesi (kırma, yoğurma), katı ve sıvı fazların ayrılması (dekantasyon) ve sıvı fazların ayrılması (seperasyon)), şişeleme tesisine transfer, şişeleme, paketleme, depolama, dağıtım ve geri dönüşüm/atık yönetimi sürecinden sonra oluşan ürünler, atmosferik salınımlar, su kaynaklı kirleticiler, katı atıklar ve varsa diğer oluşan ürünler ortaya konmuştur. Zeytin bahçesi yetiştiriciliği sistem sınırı dışında bırakılmıştır. Tesiste kaynak kullanımı, su tüketimi, ısıtma/soğutma, kullanılan makinalar, paketleme ve nakliye gibi her bir proses ve basamak için veri toplanmıştır. Envanter tamamlandıktan sonra yaşam döngüsü etki analizi kapsamında etki kategorileri (Küresel Isınma Potansiyeli, Asidifikasyon Potansiyeli, Ötrofikasyon Potansiyeli, Ozon Tabakasındaki İncelme Potansiyeli, Karasal Zehirlilik, Su Zehirliliği, İnsan Sağlığı, Kaynak Tüketimi, Arazi Kullanımı, Su Kullanımı) bazında çevresel etkiler CMLI-A etki analizi metodu ile ortaya konmuştur.
Kahramanmaraş depremleri sonucu açığa çıkan yıkıntı atıklarının miktarının belirlenmesi ve sınıflandırılması: Nurdağı örneği
Geçmişten günümüze kaçınılmaz bir gerçek olan, pek çok defa yıkım yaşatmış olan deprem, ülkemizi 6 Şubat 2023 tarihinde saat 04:17'de Mw: 7.7 büyüklüğünde sarsmıştır. Merkez üssü Pazarcık (Kahramanmaraş) olan bu depremin 9 saat sonrasında ise Elbistan (Kahramanmaraş) merkez üslü Mw: 7.6 büyüklüğünde bir deprem daha yaşanmıştır. Bu iki yıkıcı depremin etkileri sürmekte, yardım çalışmaları devam etmekte iken 20 Şubat 2023 saat 20:04'te Yayladağı (Hatay) merkezli büyüklüğü Mw: 6.4 olan bir deprem daha meydana gelmiştir. Depremler sonucunda 50.783 kişi hayatını kaybetmiş, 37.984 yapı yıkılmıştır. Yıkım sonucu kontrol edilmesi güç olan boyutlarda inşaat ve yıkıntı atığı oluşmuştur. Tezin amacı, bu depremler sonucu ortaya çıkan inşaat ve yıkıntı atık miktarının tahmin edilmesidir. Dünyada deprem kuşağında bulunan çeşitli ülkeler, deprem sonucu oluşabilecek hasarların tahmin edilmesi üzerine programlar oluşturmuşlardır. Tez kapsamında Amerika Birleşik Devletleri'nde, Federal Acil Durum Yönetim Ajansı tarafından oluşturulmuş, bünyesinde bina envanter bilgileri işlenmiş HAZARD U.S. yazılımının metodoloji basamakları uygulanmış, depremden en çok hasarı almış bölgelerden biri olan Nurdağı ilçesinde yerinde saha gözlemleri yapılmıştır. Binalar sınıflandırılarak metodolojide verilen hesaplamalar yapılmıştır. Hesaplamalar sonucunda Nurdağı'ndan toplamda 1.670.758 ton yıkıntı atığı çıktığı tahmini yapılmıştır. Bu miktarın 939.128 tonu betonarme ve çelik elemanlardan, 731.630 ton kadarı tuğla, ahşap ve diğer elemanlardan oluştuğu tahmini yapılmıştır. İnşaat ve yıkıntı atıklarının ülke ekonomisine geri kazanılabilirliği araştırılmış, oluşan bu atıkların geri dönüşümü ve geri kazanımı üzerine yorumlamalarda bulunulmuştur. Program ile tahmin edilen yıkıntı atığı miktarı, deprem bölgesinde tahminleri yapılan toplam yıkıntı atığı miktarı ile karşılaştırıldığında tutarlı sonuç elde edildiği belirlenmiştir. Farklı ülkelerde kullanılabilir olan en kapsamlı afet yönetim yazılımlarından kabul edilen HAZUS ile geleceğe dönük yapılabilecek tahmin hesaplamalarının, afet öncesi ve afet sonrasında alınabilecek önlemlerin tespit edilmesinde örnek teşkil edebileceği tespit edilmiştir.
Anaerobik mikrofiltrasyon osmotik membran biyoreaktörlerde kaynak gari kazanımı
Bu çalışmada, Anaerobik Mikrofiltrasyon Osmotik Membran Biyoreaktör (AnMF-OMBR) ve Yukarı Akışlı Anaerobik Çamur Yataklı Mikrofiltrasyon Osmotik Membran Biyoreaktör (UASB MF-OMBR) sistemlerinden alınan mikrofiltrasyon (MF) ve ileri osmoz (İO) süzüntülerinden kaynak geri kazanımı araştırılmıştır. Çalışmanın birinci kısmında mezbaha endüstrisi atıksuyunun AnMF-OMBR ve UASB MF-OMBR sistemleri ile sürekli olarak arıtılması sonucu elde edilen kompozit MF ve İO süzüntülerinin tarımsal sulama amaçlı sıvı gübre olarak geri kazanımı değerlendirilmiştir. Süzüntüler, Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği (SKKY) kapsamında olan Atıksu Arıtma Tesisleri Teknik Usuller Tebliği (AAT−TUT)'ne göre değerlendirilmiş ve musluk suyu ile belirlenen seyreltme oranlarında karıştırılarak A sınıfı II. kalite tarımsal sulama suyu elde edilmiştir. Çalışmanın ikinci kısmında da musluk suyu ile karıştırılmış MF ve İO süzüntüleri ile 22 günlük sıvı gübre uygulaması yapılmıştır. İO süzüntülerinin (seyreltik çekme çözeltisi (SÇÇ)) MF süzüntülerine göre çim üzerinde daha pozitif etki yaptığı gözlemlenmiştir. Çalışmanın üçüncü kısmında ise, sistemlerin MF süzüntülerinin nanofiltrasyon ve ters osmoz sistemi (NF/TO) ile ileri arıtımından elde edilen süzüntüden A sınıfı II. kalite tarımsal sulama suyu eldesi ve konsantreden ise katı gübre (strüvit) eldesi sağlanmıştır. TO membranı ile ileri arıtım sonucu elde edilen konsantreden kimyasal çöktürme ile magnezyum amonyum fosfat (strüvit) eldesi için optimum pH 9 olarak belirlenmiştir. Elde edilen strüvit kristallerinin X-ışını Kırınımı (XRD) analizi ile değerlendirilmesi sonucu numunelerde strüvit karakteristik pikleri gözlemlenmiştir. Bu tez çalışmasında, AnMF-OMBR ve UASB MF-OMBR sistemlerinin MF ve İO süzüntüleri kaynak olarak değerlendirilerek; nütrient ve su geri kazanımı ile sürdürülebilir atıksu yönetimi hedeflenmiştir. Böylece, söz konusu sistemlerin "atıksu arıtma sistemleri'' olarak değil, "kaynak geri kazanımı sistemleri'' olarak işletilmesi sağlanmıştır.
Bir lojistik firmasında sürdürülebilirlik raporu ve uygulamalarının incelenmesi
Sürdürülebilirlik, çevresel etkilerin azaltılması, yeşil üretim ve tedarik zinciri, ekolojik unsurların korunması gibi konular günden güne şirketlerin varlıklarını sürdürebilmesi için zorunlu hale gelmektedir. Bu bağlamda tedarik zincirinin en önemli ayaklarından biri olan lojistik faaliyetlerinin de bu yönde pozisyon alması beklenmektedir. Sürdürülebilirlik raporlamaları ise sürdürülebilirlik faaliyetlerinin bir deklarasyonu olarak, paydaşlarla bu faaliyetlerin paylaşılmasının ve paydaşlar tarafından anlaşılmasının en etkili yöntemlerinden biridir. Bu çalışmanın amacı; sürdürülebilirlik raporlamalarının tarihsel gelişiminin incelenmesi ve bu kapsamda örnek olarak lojistik sektörü özelindeki bir şirkette sürdürülebilirlik raporlaması ayrıntılarının ve sürdürülebilirlik uygulamalarının ele alınmasıdır. Bu nedenle, örnek olarak seçilen lojistik firmasının sürdürülebilirlik raporlaması verileri ve sürdürülebilirliğin çevresel boyutuna etki eden sürdürülebilirlik uygulamaları incelenmiştir. Lojistik faaliyetlerinden kaynaklı en büyük çevresel etki, taşımada kullanılan yakıt nedeniyle karbon emisyonlarının oluşumudur. Bu bağlamda karbon emisyonlarının değişimleri, araç başına, kilometre başına gibi çeşitli şekillerde, üç yıllık periyotta incelenmiştir ve emisyon azaltımına yönelik öneriler tartışılmıştır. Üç yıllık veriler üzerinden, araç başına ton CO2e değişimleri incelendiğinde, 2020 yılında 4,97 ton CO2e/araç, 2021 yılında 5,54 CO2e/araç, 2022 yılında ise 5,35 CO2e/araç değerleri ortaya çıkmaktadır. Kilometre başına ton CO2e değerleri ise 2020 yılında 0,00082 CO2e/km, 2021 yılında 0,00081 CO2e/km, 2022 yılında ise bu değer 0,00084 CO2e/km olmuştur. Araç başına ton CO2e artış değişimleri sırasıyla; %11,5 artış, %3,43 azalış şeklindedir. Kilometre başına ton CO2e artış değişimleri sırasıyla; %0,49 azalış, %3,51 artış olarak hesaplanmıştır. Taşıma haricinde; depolama, ofis faaliyetlerinden kaynaklı enerji tüketimleri, su ve doğalgaz gibi kaynak kullanımları ve atık oluşumları da incelenerek diğer çevresel etkiler değerlendirilmiştir. Sürdürülebilirlik raporlamasının incelenmesi kapsamında ise lojistik firmasının yayınladığı üç adet raporun içerikleri, raporlamada yer alan çevresel konuların değişimi, raporun Küresel Raporlama İnisiyatifi (Global Reporting Initiative) indeksiyle olan eşleşmeleri gibi konular irdelenmiştir. Sonuç olarak, bir lojistik firmasının çevresel etkilerine karşılık olarak uyguladığı ve uygulayabileceği sürdürülebilirlik faaliyetlerine ilişkin çıkarımlar elde edilmiştir.
İplik boyama atıksularının membran prosesler ile geri kazanımının incelenmesi
Doğal su kaynaklarının azalmasında çevresel faktörlerin ve kontrolsüz su kullanımının etkileri gün geçtikçe artmaktadır. Tekstil su kullanımın ve atıksu oluşumunun yüksek olduğu endüstrilerden biridir. Türkiye için stratejik bir öneme sahip olan tekstil endüstrisi, üretim süreçlerinde çeşitli kimyasal maddelerin yanı sıra büyük miktarda su kullanmaktadır. Üretime bağlı olarak değişen kimyasal ve hammadde kullanımlarıyla tekstil endüstrisi atıksuları genellikle yüksek konsantrasyonda KOİ (Kimyasal Oksijen İhtiyacı), BOİ5 (Biyokimyasal Oksijen İhtiyacı), renk ve diğer kirleticileri içermektedir. Özellikle boya atıksuları, toksik ve yüksek kirletici özellikleri sebebiyle doğal çevreyi olumsuz etkileyebilmektedir. Hem doğal kaynakların hem de çevrenin korunması amacıyla tekstil endüstrisi atıksularının arıtılması ve geri kazanılması büyük önem taşımaktadır. Tekstil atıksularının arıtılması amacıyla konvansiyonel ve ileri arıtma prosesleri kullanılmaktadır. Membran prosesler, tekstil atıksularının arıtılması amacıyla yaygın kullanılan ileri arıtma proseslerinden biridir. Bu tez çalışması kapsamında, iplik boyama işlemlerinden kaynaklanan açık kahve, lacivert ve siyah boya atıksuları ile bu boyaların yıkama sularına farklı konsantrasyonlarda alüminyum sülfat ilave edilmiştir. Alüminyum sülfat ilavesi sonrasında Jar Test cihazında koagülasyon, flokülasyon ve çöktürme işlemleri gerçekleştirilmiştir. Alüminyum sülfat konsantrasyonundaki artışla KOİ giderme verimi artarken suya verilen sülfat sebebiyle sülfat konsantrasyonunda ve iletkenlik değerlerinde de artış görülmüştür. Koagülant ilavesi ile genel olarak partiküler kirleticilerin giderildiği ve kirletici konsantrasyonlarında önemli bir azalma olmadığı görülmüştür. 150 kDA, 50 kDA, 1 kDA ve 0,2 kDA membranlar ile suların moleküler ağırlık dağılımı çalışması gerçekleştirilmiştir. Kirleticiler moleküler büyüklüklerine göre sudan ayrılmıştır. KOİ'yi oluşturan organik maddelerin kullanılan boya türüne göre farklı moleküler ağırlıklarda olduğu ve moleküler ağırlıkların da kirletici giderimi üzerinde etkili olduğu görülmektedir. Bu moleküler ağırlıklar dikkate alınarak membran öncesi ön arıtma üniteleri ile uygun membran seçiminin yapılması gerektiği ortaya konulmuştur.
Güney Marmara Havzası'nda yayılı kirletici kaynakların belirlenmesi ve yönetim önerileri
Güney Marmara Havzası, Türkiye'nin kuzeybatısında yer alan ve Marmara Bölgesi'nin önemli bir kısmını kapsayan stratejik bir bölgedir. Tarım, sanayi, turizm ve su kaynakları bakımından zengin olan bu bölge, Türkiye'nin sürdürülebilir kalkınma hedefleri doğrultusunda korunması ve yönetilmesi gereken kritik alanlardan biridir. Stratejik önemi nedeniyle, havza pek çok yayılı kirletici kaynağına maruz kalmaktadır. Bu sebeple, havzanın korunması ve sürdürülebilir yönetim stratejilerinin uygulanması büyük önem taşımaktadır. Bu tez çalışması, Güney Marmara Havzası'nda yayılı kirletici kaynaklarından alıcı ortamlara ulaşabilecek besin maddesi yüklerinin (Toplam Azot- TN ve Toplam Fosfor- TP) tahmin edilmesini ve böylelikle su kaynaklarına ulaşabilecek yayılı kirliliğin tespit edilerek önlenmesi için yönetim önerilerinin geliştirilmesini amaçlamaktadır. Bu bağlamda, Güney Marmara Havzası sınırları içerisindeki iller ve bu illerin havza sınırları içerisindeki alanları belirlenmiştir. Su ortamlarına ulaşabilecek TN ve TP yükleri belirlenirken; tarım alanları, hayvancılık faaliyetleri, orman alanları, çayır- mera alanları, kentsel yüzeysel akış, katı atık depolama alanlarından kaynaklanan sızıntı suyu ve atmosferik birikim verilerinden yararlanılmıştır. Çalışma sonucunda Güney Marmara Havzası'nın TN ve TP yayılım haritaları oluşturulmuştur. Ayrıca, havzadaki yüzey suyu kalite sınıfı, yayılı kirliliğin yoğun olarak görüldüğü seçilen akarsular vasıtasıyla Yerüstü Su Kalitesi Yönetmeliği'ne göre değerlendirilmiş ve su kalite parametrelerinin korelasyon matrisleri oluşturularak su kirliliği kaynakları tespit edilmeye çalışılmıştır.
"Atıktan enerji" kapsamında hidrojen ve metan üretimi: Tufalden metal geri dönüşümüne yenilikçi bir yaklaşım
Bu çalışmada, ömrünü tamamlamış lastik (ÖTL), plastik ve kağıt endüstrisi proses atıklarının pirolizi ile hidrojen ve metan açısından zengin gaz ürün elde edilerek atıktan enerji kavramına yeni bir yaklaşım sağlanması amaçlanmış ve bu gaz ürünün demir-çelik sektöründe üretim faaliyetleri sonucu yüksek miktarlarda oluşan tufal (demir oksit tabakası) atığından metalik demirin geri dönüşümünün sağlanması amacıyla alternatif olarak değerlendirilmesi araştırılmıştır. Çalışma kapsamında, yatay ve düşey akışlı olmak üzere iki adet reaktör tipi ile çalışılmış, oluşan gaz ürünlerin enerji içeriği hesaplanmış ve tufalin indirgenme çalışmaları yürütülmüştür. İndirgenme reaksiyonlarında H2 ve CH4 gazları yüksek etkinliğe sahip olup, yatay akışlı reaktörde yürütülen ve piroliz basamağında elde edilen gaz ürünlerin toplam H2 (%44) ve CH4 (%20) içerikleri maksimum %64 olarak tespit edilmiş ve gaz ürünlerin kalorifik değeri maksimum 4079 kcal/m3 olarak hesaplanmıştır. Yatay akışlı reaktörün düşey akışlı reaktöre kıyasla daha verimli sonuçlar sağladığı belirlenmiştir. Araştırmalar sonucunda, yatay akışlı reaktör ile tufalin tamamen metalik demire geri dönüşümü sağlanmıştır.
Bankacılık sektörü özelinde sürdürülebilirlik raporlarının ve uygulamalarının değerlendirilmesi
Son yıllarda sürdürülebilirlik kavramının önemi hem insanlar, hem canlılar hem de çevre için gün geçtikçe daha iyi anlaşılmaya başlanmıştır. Sürdürülebilirlik denilince ilk etapta akla her ne kadar bankalar gelmese de işletmelerin büyüme ve kalkınması noktasında bankalara ihtiyacı vardır. Bankalar temin ettikleri fonlar ile işletmelere doğrudan katkıda bulunmaktadır. Bankaların sürdürülebilirlik yönündeki tutumları, işletmelerin geleceğe dönük sürdürülebilir planlarını doğrudan etkileyecektir. Bankaların sürdürülebilir kalkınmaya destek olabilmesi için öncelikle güçlü bir finans sistemine sahip olması, ardından sürdürülebilir yatırımları desteklemesi gerekmektedir. Sürdürülebilir yatırımlar desteklenirken bankaların kendi içerisindeki çevresel ve sürdürülebilir politikalarının doğru bir şekilde hayata geçirilmesi gerekmektedir. Bu tez çalışmasında dördü özel banka, üçü kamu bankası olmak üzere toplamda yedi bankanın 2019-2023 yılları arasında resmi internet sitesinde yayımladıkları Entegre Faaliyet Raporlarında yer alan Çevresel Performans Tabloları/Çevresel Performans Göstergeleri/Ana Performans Göstergelerindeki sayısal veriler analiz edilerek bankaların sürdürülebilirlik noktasında hangi aşamada oldukları, son beş sene içerisinde nasıl bir gelişme gösterdikleri ve sürdürülebilirlik yolunda neler yapmaları gerektiği incelenmiştir. Enerji tüketimleri incelendiğinde genel olarak bütün bankalarda (KB3 hariç) kişi başı enerji tüketimi azalırken, enerji tüketiminin en fazla azaldığı bankalar yaklaşık %17, %15 ve %14 azalma ile sırasıyla ÖB1, KB1 ve ÖB3 bankaları olmuştur. Enerji tüketimine bağlı olarak karbon salınımında da azalmalar meydana gelmiştir. Özel bankalardaki ortalama karbon salınımı azalması %72 olarak belirlenirken, bu değer kamu bankalarında %36,5 olarak hesaplanmıştır. Sonuç olarak enerji tüketiminin ve karbon salınımının azaltılmasında özel bankaların daha bilinçli davrandığı sonucuna varılabilir.
Türkiye genelinde PM10 Konsantrasyonlarının EOF/REOF analizi ile mevsimsel değişiminin incelenmesi
Hava kirliliği en temel çevre sorunlarından biridir ve PM10 gibi hava kirleticileri, iklim sistemini etkilemenin yanı sıra insan sağlığına, çevreye ve ekosisteme ciddi bir tehdit oluşturan önemli bir atmosferik kirletici olarak tanımlanmaktadır. Bu çalışmada PM10'un kaynaklarını ve dolaşım davranışını ortaya koymak amacıyla Türkiye genelinde 80 hava kalitesi istasyonunda 2010-2020 döneminde günlük ortalama PM10 verilerine döndürülmüş ampirik ortogonal fonksiyon (REOF) analizi uygulanmış ve PM10 konsantrasyonlarının EOF/REOF analizi ile Türkiye'deki mevsimsel değişimi incelenmiştir. On yıllık dönemde günlük PM10 verilerinin uygulanan REOF analiz sonuçları ilk REOF modu (REOF1) toplam değişkenliğinin kış, ilkbahar, yaz ve sonbaharda sırasıyla %44,9, %43,2, %39,5 ve %31,6 olmak üzere dört mevsimde de yerel emisyon kaynaklarının PM10 değişimleri üzerinde etkili olduğunu ve kirlilik bakımından önemli istasyonların birbirine uzak farklı coğrafi bölgelerde bulunduğunu göstermiştir (kış mevsiminde REOF1 için önemli istasyonlar Adana Meteoroloji, Çanakkale , Erzincan, Giresun, Kastamonu ve Sinop). Benzer durum ilkbahar, yaz ve sonbahar mevsimlerinde de görülmüştür. İkinci REOF modunun (REOF2) sonuçları kış, ilkbahar, yaz ve sonbahar mevsimlerinde sırasıyla %17,9, %14,0, %14,0 ve %16,3 olarak bulunmuş ve PM10'da büyük ölçekli atmosferik sirkülasyonların etkisi olduğunu göstermiştir. REOF2 analizi ve sinoptik kompozit haritalardan elde edilen sonuçlara göre PM10'un kış aylarında Arap Yarımadası ve Kuzey Afrika'dan Türkiye'nin Doğu Anadolu (DAB) ve Güneydoğu Anadolu (GAB) bölgelerine taşınmasında sırasıyla güney rüzgarlarının kuvvetinin ve düşük seviyelerde güneybatı rüzgarlarının varlığının önemli olduğu görülmüştür. İlkbahar aylarında ülkenin iç karasal kısmındaki kum parçacıkları, büyük ölçekli güney rüzgarlarının etkisiyle kuzey bölgelere taşınmakta, bu da Türkiye'nin Karadeniz Bölgesi'nde sınır değerin üzerinde PM10 konsantrasyonlarına neden olmaktadır. Yaz aylarında, kuvvetli doğu rüzgarları ile Türkiye'nin doğu bölgesine giren sıcak kuru hava ile birlikte toz parçacıkları Hazar Denizi'nden gelmekte ve yüksek PM10 değerlerine neden olmaktadır. Bulgularımız, Türkiye'de hava kalitesindeki mevsimsel değişimlerin büyük ölçekli atmosferik sirkülasyonlardan ikincil olarak etkilendiğini ve birincil katkının ise yerel emisyon kaynaklarındaki değişimlerden kaynaklandığını göstermiştir. Anahtar kelimeler: EOF, NCEP/NCAR yeniden analizi, PM10, Sinoptik kompozitler, Türkiye
İklim değişikliğinde rol oynayan siyah karbon ve ultra ince partiküllerin İstanbul atmosferindeki değişiminin araştırılması
İklim değişikliği ve hava kirliliği konuları uzun yıllardır yoğun bir şekilde araştırılmaktadır ve etkileşimleri dolayısı ile son yıllarda bazı kirleticilerin araştırmalarda önemle üzerinde durulmaktadır. Siyah Karbon (BC) ve Ultra İnce Partiküller (UFP), insan sağlığı ve kısa süreli iklim etkileri açısından önemli kirleticiler olarak değerlendirilmektedir. Bu tezde Türkiye'de ve İstanbul'da ilk kez BC ve UFP farklı üç alanda (kentsel arka plan, kentsel ve trafik istasyonları) dört mevsimde ölçülmüş ve kaynakları belirlenmiştir. En yüksek ortalama BC (6,0 ± 0,5 µg/m³) ve UFP (17580 ± 3584 #/cm³) konsantrasyonları trafik istasyonunda gözlenmiştir. Kentsel arka plan ölçümlerine göre trafik ve kentsel istasyonlarda BC değerleri sırasıyla 2,5 ve 1,8 kat, UFP değerleri ise 3,9 ve 2,5 kat daha yüksek tespit edilmiştir. Trafik İstanbul atmosferindeki BC ve özellikle de nano boyutlu partikül madde kirliliği bakımından en etkin kaynaktır. UFP'ler toplam atmosferik partiküller içinde %80'den fazla bir orana sahiptir. İkincil partikül maddenin toplam partikül sayısındaki katkısı kentsel arka planda %64, kentsel alanda %66 ve trafik yakını alanda %58 olarak hesaplanmıştır. İstanbul atmosferinde çoğunlukla güneş ışınlarının varlığında atmosferik reaksiyonlarla oluşan ikincil partikül maddenin UFP'nin önemli bir kısmını oluşturduğu görülmüştür. İklim değişikliği etkisi bakımında kentsel alanlarda UFP ve BC izlenmesi önemlidir ve mekânsal ve zamansal dağılımının anlaşılması için uzun süreli ve çok alanda izleme yapılması ve ilgili azaltıcı önlem politikalarının geliştirilmesi gerekmektedir.
Polidopamin katkılı polimerik kompozit membranların mekanik ve termal davranışının incelenerek su arıtımına uygulanması
Son zamanlarda içme suyu, evsel atık sular ve endüsriyel atıksuların arıtılmasında polimerik membranların kullanımı hızla yaygınlaşmaktadır. Polimerik membranların üretim kolaylığı, maliyet verimliliği ve yüksek çıkış suyu kalitesi sebebiyle su arıtımında tercih edilmektedir. Membran üretiminde kullanılan polimerik malzemeler, yüksek performanslı membran üretimi için en önemli unsurdur. Ticari boyutta en yaygın olarak kullanılan organik polimerler: Polisülfon (PSf), Polietersülfon (PES), Poliakrilonitril (PAN) vb. gibi polimerlerdir. Bu çalışmada, dopamin katkısız PSf membranlar, dopamin katkılı PSf membranlar ve PDA çözeltisi ile kaplanmış PSf membranlar olarak üç farklı tip polimerik membran üretilmiş ve karakterize edilmiştir. Membran performansını ve mekanik dayanımı arttırmak amacıyla polimerlerin içerisine Polidopamin (PDA) ilave edilerek, kompozit membranların üretilmiştir. Membran üretiminde PSf, PVP ve dopamin oranları sırasıyla %15, %5 ve %0,2 olarak sabit tutulmuş ve faz inversiyon yöntemi kullanılmıştır. Üretilen membranların karakterizasyonunu analizleri, FTIR, SEM, su tutma kapasitesi, porozite, temas açısı, DMA ve DSC testlerini içermiştir. Membranlar üzerine Dead-end filtrasyon sistemi ile saf su ve göl suyu akı testleri yapılmış ve kirlenmiş membranların tekrar performansları değerlendirilmiştir. Sonuçlar, PDA ile katklı membranların mekanik, termal ve kimyasal özelliklerini iyileştirdiğini göstermiştir. Özellikle PSf/PVP/Tris/dopamin membranları saf su ve göl suyu akışında en yüksek performansı sergilemiş, ancak kirlenme sonrası performansta azalma gözlemlenmiştir. Bu çalışma, dopamin katkılı ve PDA kaplamalı membranların su arıtma uygulamalarında potansiyel kullanımını ortaya koyulmuştur.
Traverten madenciliğinde çevresel etkilerin yaşam döngü yaklaşımı ile değerlendirilmesi
Madencilik ve sürdürülebilirlik kavramlarına olan ilgi dünya genelinde ve ülkemizde giderek artmaktadır; bu da madencilik sektörünün daha sürdürülebilir bir hale getirilmesi gerekliliğini ortaya koymaktadır. Özellikle doğal taşlar inşaat, yapı ve kaplama gibi yaygın kullanım alanlarına sahip olup hem ekonomik büyümeye hem de çevresel sürdürülebilirliğe önemli katkılar sunmaktadır. Doğal taşlardan biri olan traverten, derin bir hidrotermal döngüden gelen aşırı doymuş kalsiyum karbonat suları ile beslenen kaynaklarla birlikte oluşan 'kıtasal karbonat kayaçları' olarak tanımlanır. Bu çalışmada Denizli ili Çal ilçesindeki Kaklık traverten ocağında, traverten blok üretiminin çevresel etkileri YDD yöntemi kullanılarak ortaya konmuştur. Bu kapsamda, traverten ocağındaki kesme ve ocak içi nakliye aşamaları dikkate alınmış, fonksiyonel birim 1 m3 traverten blok üretimi olarak seçilmiş ve YDD analizi GaBi Education (versiyon 8.0) yazılımı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Sistem sınırı ise beşikten kapıya olarak belirlenmiştir. Küresel ısınma potansiyeli, asidifikasyon ve ötrofikasyon potansiyeli dahil olmak üzere on bir farklı etki kategorisini değerlendirmek üzere CML-2001 etki değerlendirme yöntemi kullanılmıştır. Elde edilen bulgulara göre 1 m3 traverten blok üretimi için GWP değeri 32,6 kg CO₂ eşdeğeri olarak belirlenmiştir. Sonuçlar, tüm etki kategorilerine en büyük katkının kesme işlemi kullanılan elektrik ve nakliye sürecindeki dizel kullanımından kaynaklandığını göstermektedir. Bu çalışmada, traverten blok üretiminin çevresel etkilerine dair sonuçların yanı sıra, çevresel etkilerin azaltılması amacıyla kesme aşamasında yenilenebilir enerji kaynağı olarak güneş ve rüzgâr enerjisi kullanımını içeren iyileştirme senaryoları oluşturulmuştur. Güneş ve rüzgâr enerjisi kullanımı senaryoları sayesinde, 1 m3 traverten blok üretimi için GWP değeri sırasıyla 7,18 kg CO2 eşdeğeri ve 6,03 kg CO2 eşdeğeri düzeyinde iyileşme sağlamıştır.
Deniz suyu desalinasyon tesislerinde yaşam döngüsü analizi uygulaması
Bu tezde, Marmara Bölgesi'ndeki bir deniz suyu ters osmoz (TO) desalinasyon tesisinin ürettiği 1 m³ arıtılmış deniz suyunun çevresel etkileri kapıdan kapıya yaklaşımıyla Yaşam Döngüsü Analizi (YDA) metoduyla ortaya konmuş ve değerlendirilmiştir. Fonksiyonel birim olarak 1 m³ arıtılmış deniz suyu seçilmiştir ve sistem sınırı; ham deniz suyunun temini ile başlayıp ham deniz suyunun arıtım süreçleri ile ardından şebekeye dağıtımı ve son kullanıcıya ulaşması aşamalarını kapsamaktadır. Tesis verileri ile gerçekleştirilen YDA uygulaması dışında tesisinin su alma yapısına yakın noktadan alınan ham deniz suyu örneği laboratuvar ortamında analiz edilerek suyun karakteristiği belirlenmiştir. Suyun arıtılabilirliğini değerlendirmek amacıyla hem ters osmoz (TO) hem de nanofiltrasyon (NF) membranlarıyla arıtabilirlik çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmalar sonucunda elde edilen deneysel veriler, ticari bir proses tasarım yazılımı ile modellenmiştir ve deney sistemine ait yaşam döngüsü envanteri (YDE) oluşturulmuştur. Oluşturulan bu envanter, ReCiPe 2016 metodu ile YDA'ya tabi tutulmuş; elde edilen çevresel etki sonuçları, gerçek tesis verileri ile karşılaştırılarak analiz edilmiştir. Analizler SimaPro 9.1.1.7 Educational sürümünde ReCiPe 2016 hesaplama metodu ile gerçekleştirilmiş; orta nokta kategorileri olarak; Küresel Isınma Potansiyeli (KIP), Stratosferik Ozon Tüketimi Potansiyeli (SOTP), İyonlaşmış Radyasyon Potansiyeli (İRP), Ozon Oluşumu Potansiyeli, İnsan Sağlığı, (OOP, İS) Ozon Oluşumu Potansiyeli, Karasal Ekosistemler (OOP, KE), Karasal Asidifikasyon Potansiyeli (KAP), İnce Partikül Madde Oluşumu Potansiyeli (İPMOP), Tatlı Su Sucul Ötrofikasyon Potansiyeli (TSSÖP), Deniz Sucul Ötrofikasyon Potansiyeli (DSÖP), Kara Canlılarına Ekotoksisite Potansiyeli (KCEP), Tatlı Su Canlılarına Ekotoksisite Potansiyeli (TSCEP), Deniz Canlılarına Ekotoksisite Potansiyeli (DCEP), Toksisite–İnsan Sağlığı (T İS (Kanser) / T İS (Kanser Dışı)), Arazi Kullanımı (AK), Mineral Kaynak Kıtlığı (MKK), Fosil Kaynak Kıtlığı (FKK) ve Su Tüketimi (ST); son nokta kategorileri olarak da İnsan Sağlığı, Ekosistem ve Kaynaklar ele alınmıştır. Hassasiyet analizleri için IMPACT 2002+ ve CML IA Baseline metodları, belirsizlik değerlendirmesi için ise Monte Carlo simülasyonu uygulanmıştır. Sonuçlar, tüm etki kategorilerinde enerji tüketimi nedeniyle TO prosesinin baskın katkı kaynağı olduğunu göstermiştir. Bu nedenle tesisin çevresel etkilerininin iyileştirilmesinde yenilenebilir ve yenilenemeyen enerji karışımları içeren iki alternatif senaryo modellenmiş; yenilenebilir kaynak kullanımının etki düzeylerinde ciddi azalmalar sağladığı, bu nedenle yüksek enerji gereksinimi kaynaklı emisyonların önüne geçmek için tesiste yenilenebilir enerjiye geçişin kaçınılmaz olduğu matematiksel olarak kanıtlanmıştır. Sonuç olarak, desalinasyon ile içme suyu üretiminde çevresel etkilerin azaltılması için enerji yoğun proseslerin enerji verimliliğinin artırılması ve yenilenebilir enerji kaynaklarına geçişin hızlandırılması önerilmektedir.
İçme suyu arıtımı için nanokompozit membranların üretimi: Termal ve mekanik davranışlarının modellenmesi
Son dönemde membran filtrasyonunda öne çıkan inorganik-organik kompozit membranlar, inorganik maddelerin kararlılığı ile organik polimerlerin işlenebilirliğini bir araya getirerek yeni nesil membranlar için büyük potansiyel sunmaktadır. Gümüş ve titanyum dioksit gibi inorganik materyaller membranın hidrofilikliğini artırmanın yanında mekanik dayanımı iyileştirmek, antibakteriyel etki göstermek ve tıkanma engelleyici özellik sağlayarak membran ömrünün uzatılmasına önemli katkı sağlamaktadırlar. Bu çalışmada termoplastik polimerler sınıfından olan polisülfon (PSf) ile yapılmış membranlar ve PSf ile polivinilpirolidondan (PVP) oluşan membranlara gümüş nanopartikül (AgNP) ve titanyum (IV) dioksit (TiO2) hem ayrı ayrı hem de iki nanopartikül birlikte farklı varyasyonlarla ağırlıkça %0.25, %0.5 ve %1 oranlarında eklenerek toplamda 18 farklı membran elde edilip bu materyallerin membran yapısına, karakterizasyonuna ve performansına olan etkileri ölçülmüştür. Tüm membranlar faz inversiyon yöntemi kullanılarak üretilmiştir. Elde edilen membranların pürüzlülüğü, yüzey morfolojisi, porozitesi, su tutma kapasitesi, por boyutu ile mekanik ve termal özellikleri incelenerek karşılaştırılmıştır. Bunun yanında akı performansları hem temiz membranlardan saf su geçirilmesi, hem temiz membranlardan Terkos Gölü'nden alınan suyun geçirilmesi, hem de kirletilmiş membranlardan saf su geçirilmesi koşulları altında bir dead-end filtrasyon düzeneği kullanılarak incelenmiştir. Membranların akı geri kazanım oranı (FRR), toplam kirlenme oranı (RT), geri dönüştürülemez kirlenme oranı (Rir) ve geri dönüştürülebilir kirlenme oranı (Rr) belirlenerek membranların kirlenmeye karşı direnç performansları değerlendirilmiştir. Söz konusu işlemler sonucunda da Mori-Tanaka ve Karışımlar Teorisi yöntemleri kullanılarak membranların modellemesi yapılmıştır.
Türkiye'nin farklı iklim bölgelerinde kentsel yeşillendirme ile yağmur suyu hasadı yönetiminin performans değerlendirmesi
Dünyadaki su kaynaklarının sadece çok küçük bir kısmı tatlı içme suyu olarak kullanılabilir. Suyun doğal döngüsünde sürekli olarak yenilenmesi, insanları alternatif su kaynaklarına yönlendirmiştir. Dünya genelinde gri suyun kullanımı, yağmur suyun kullanımı gibi birçok alternatif su kaynakları bulunmaktadır. Bunlardan birisi, yağmur suyunun etkili stratejilerle yönetilmesidir. İklim değişikliğiyle birlikte suya erişimin daha da zorlaşacağı göz önünde bulundurulduğunda, yağmur suyunun alternatif bir kaynak olarak kullanılması, suyun sürdürülebilir yönetimi ve korunmasına önemli katkılar sağlar. Bu tez, sürdürülebilir su yönetimi kapsamında Türkiye'nin farklı şehirlerinde uygulanan yağmur suyu yönetim stratejilerini ve su tüketim verilerini analiz ederek, mevcut durumun iyileştirilmesi için öneriler geliştirmeyi amaçlamaktadır. Antalya, Diyarbakır, İstanbul, İzmir, Kocaeli, Malatya ve Tekirdağ şehirlerinde yapılan çalışmalarda, dış mekan su tüketimi, iç mekan su kullanımı ve 'En İyi Yağmur Suyu Yönetim xiii Stratejisi' alanları ele alınmıştır. Diyarbakır ve İzmir gibi yağış hacminin düşük olduğu şehirlerde verimliliğin artırılması gerektiğini ve yağmur suyundan maksimum fayda sağlanması gerektiği ortaya koyulmuştur. Antalya gibi yağış hacminin fazla olduğu şehirlerde ise, geleneksel yağmur suyu yönetim yöntemlerinin yetersiz olduğu ortaya konmuştur. Bu doğrultuda, düşük su tüketimli bitki türlerinin kullanımının artırılması, akıllı sulama sistemlerinin yaygınlaştırılması, düşük debili iç mekan armatürlerinin kullanımı ve yağmur suyu toplama sistemlerinin uygulanması gibi öneriler geliştirilmiştir. İklimsel farklılıkların su tüketimi üzerindeki etkisi, sıcak ve kurak bölgelerdeki yüksek tüketim değerleriyle kendini göstermektedir. Bu nedenle, bölgesel ihtiyaçlara göre özelleştirilmiş stratejilerin uygulanması gerekmektedir. Bu tez, sürdürülebilir su yönetimi ve yağmur suyu stratejilerinin etkinliğini artırmak için kapsamlı öneriler sunmaktadır. Hem ulusal hem de uluslararası iyi uygulamalardan alınan ilhamla, Türkiye'deki mevcut su yönetimi politikalarının geliştirilmesi ve kaynakların korunması gerektiğine vurgu yapmaktadır.
Sularda krom (VI) nın giderimi ve geri kazanımı için iyon değiştirici kullanımı
Endüstriyel atıksularda önemli bir ağır metal kirleticisi olan hekzavalent krom [Cr(VI)], toksik ve genetik yapıyı değiştirme potansiyeline sahip olması nedeniyle çevre ve insan sağlığı açısından ciddi bir risk oluşturmaktadır. Bu çalışmada, kuvvetli bazik anyon değiştirici reçine Amberlite IRA 402 kullanılarak Cr (VI) iyonlarının giderimi araştırılmıştır. Deneyler kesikli yöntemle gerçekleştirilmiş ve Cr (VI) gideriminin temas süresi, pH ve adsorbent konsantrasyonuna bağlı olduğu gözlemlenmiştir. Optimum koşullarda, 100 mg/L başlangıç konsantrasyonu ve 0.15 g/100 mL adsorbent için denge süresi 12 dakika olarak belirlenmiş, Lagergren hız sabitinin 0.250 dk⁻¹ olduğu saptanmıştır. pH değerinin giderim üzerinde büyük bir etkisi olduğu, pH 3.50'de maksimum adsorpsiyon kapasitesinin 132.63 mg/g olduğu, ancak pH değerinin 7.50'ye yükselmesiyle bu kapasitenin azaldığı bulunmuştur. Rejenerasyon deneylerinde NaCl çözeltisi kullanılmış, konsantrasyon ve hacim arttıkça giderim veriminin de yükseldiği tespit edilmiştir. Yapay yer altı suyu ile yapılan deneylerde, çözeltideki diğer iyonların rekabeti nedeniyle Cr (VI) giderim kapasitesi 33.22 mg/g'ye düşmüştür. Ayrıca, granüler aktif karbon ile yapılan karşılaştırmalarda, Amberlite IRA 402 iyon değiştirici reçinesinin Cr (VI) giderim kapasitesinin granüler aktif karbona kıyasla daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Anahtar kelimeler: Hekzavalent Krom, Adsorpsiyon, Amberlite IRA 402, Anyon Değiştirici Reçine, Endüstriyel Atıksu, Granüler Aktif Karbon
Çevresel gürültü yönetimi kapsamında işitsel peyzaj yaklaşımı kullanılarak geliştirilmiş modelin eğitime duyarlı alanlarda analizi
Büyük şehirlerde insanlar birçok problemle karşılaşır. Bu problemlerin başında çevresel faktörler gelmektedir. Çevresel faktörlerden biri olan gürültü genellikle dikkate alınmadığı gibi aynı zamanda önemsenmez. Gürültü aslında diğer çevresel kirleticiler gibi bir kirlilik türüdür. Gürültü insanlar için ancak karşılaşıldığında ya da maruz kalındığında önemli hale gelmektedir. Gürültünün önemine insan özelinde bakıldığında insanların gürültü konusundaki hassasiyetleri ve gürültü algıları gürültünün olduğu yerlerde ön plana çıkmaktadır. Okullarda çevresel gürültüye yönelik araştırmalar yapılmıştır. Ancak yapılan çalışmalarda öğrenci ve öğretmenlerin gürültü algıları sadece gürültü ölçümleriyle sınırlı kalmak üzere değerlendirilmiştir. Önerilen çalışma ile çevresel gürültü yönetimi kapsamında işitsel peyzaj yaklaşımı ile akustik konforun belirlenmesinde için bir model önerisinde bulunma ve eğitime duyarlı alanlar bağlamında okul çevrelerinde modelin geliştirilmesi amaçlanmaktadır. Tez çalışması kapsamındaki saha çalışmaları İstanbul'un merkezi sayılan, valilik, belediye sarayı gibi birçok kamu kurum kuruluşunun yer aldığı ve lise seviyesindeki öğrencilerin verilen nitelikli eğitim nedeniyle tercih ettiği Fatih ilçesinde gerçekleştirilmiştir. Çalışmada, pilot ölçekli 4 okul seçilmiştir. Özellikle taşıt ve insan yoğunluğunun olduğu 3 okulda ve taşıt trafiğinin nispeten daha az olduğu 1 okulda öğrencilerin ve öğretmenlerin gürültü konusunda algıları ve çevresel kalite memnuniyetleri anket yoluyla ölçülmüştür. Anket çalışması yanı sıra gürültü seviyesinin belirlenmesi için okullarda gürültü ölçümü de yapılmıştır. Ayrıca aynı ortamda haftalık 24 saat esaslı hava kalitesi ölçümleri, PM2,5, PM10, sıcaklık ve nem parametreleri için gerçekleştirilmiştir. Önerilen çalışma ile çevresel gürültü yönetimi kapsamında işitsel peyzaj yaklaşımı ile akustik konforun belirlenmesi için bir model önerisinde bulunma ve eğitime duyarlı alanlar bağlamında okul çevrelerinde modelin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Dört lisede gürültü ölçümleri, hava kalitesi ölçümleri yapılarak, anketler uygulanmıştır. Gürültü ölçümlerinde LAeq, LCeq, LA10, LA50, LA90, LCeq-LAeq, LA10-LA90 değerlerine, hava kalitesi ölçümlerinde PM2,5 PM10, sıcaklık ve nem değerlerine bakılmıştır. Liselerde 699 öğrenci ve 147 öğretmen olmak üzere toplam 846 kişiye anket uygulanmıştır. Anket, ölçüm sonuçları ve matematiksel hesaplamalar SPSS programında analiz edilmiştir. Ses kalitesi bağımlı değişken olarak belirlenirken, ses kalitesi ve ses uyumu arasında kuvvetli ilişki olduğu tespit edilmiştir. Model oluşturma konusunda SPSS programına ek olarak MATLAB programında yapay sinir ağı kullanılarak modelin korelasyonu ve modelin açıklama gücü ortaya konulmuştur. Sonuç olarak yapılan çalışmada, Eğitime Duyarlı Alanlar (EDA) modelinde ses kalitesi; ortamdaki seslerin uyumu, okuldaki genel ses memnuniyeti, çevre kalitesi, LA50, nem ve sıcaklık ile açıklanabilmektedir. Bu model bize gürültü ölçüm sonuçlarının sadece nesnel parametreler açısından irdelenmemesi gerektiğini, öznel parametrelerinde hesaba katılması gerektiğini göstermektedir. Yapılan literatür taraması neticesinde, önerilen tez çalışmasının işitsel peyzaj çalışması ile gürültü alanında okul çevrelerinde yapılan ülkemizdeki en kapsamlı ve öncü çalışma olduğu görülmektedir.
Deri endüstrisi arıtma çamurlarının gazlaştırılmasında deneysel parametrelerin ve katalizör etkisinin araştırılması ve modellenmesi
Enerji talebinin artması, fosil yakıtların çevresel etkileri ve iklim değişikliği nedeniyle sürdürülebilir enerji çözümlerine ihtiyaç artmıştır. Bu bağlamda, biyokütle gazlaştırma teknolojisi atık bertarafı, enerji geri kazanımı ve karbon emisyonunu azaltma açısından kritik öneme sahiptir. Bu doktora çalışmasında deri endüstrisinden çıkan iki atık türü (arıtma çamur keki ve deri kırpıntısı) yukarı akışlı sabit yataklı reaktörde gazlaştırılmış ve süreç çıktıları yapay zeka (AI) yöntemleriyle analiz edilmiştir. Atıkların fiziksel ve kimyasal analizlerinde; nem oranları, %10 çamur keki, %8 deri kırpıntısı olarak hesaplanmıştır. Deri kırpıntısının uçucu madde (%95), kalorifik değer (4960 kcal/kg), karbon (%48,8) ve hidrojen (%7,2) içerikleri çamur kekine göre daha yüksek bulunarak sentez gaz üretimine daha uygun olduğu belirlenmiştir. TGA sonuçları deri kırpıntısında %88 kütle kaybını desteklerken, SEM analizleri her iki atığın da mikroyapısının gazlaştırma verimini artırdığını göstermiştir. FTIR analizleri ise organik madde açısından zengin olduklarını doğrulamıştır. Çalışmanın ikinci bölümünde; Mermer tozu ve Al-Ni katalizörleri kullanılarak gaz verimleri incelenmiş; %5 mermer tozu ile 1000°C'de maksimum verim (%74) elde edilirken, yüksek oranlarda katalizör kullanımının ters etki yaptığı gözlenmiştir. Yüksek sıcaklıkta (1000°C) H₂ üretimi (%36), saf oksijen kullanımında ise CO (%28) ve H₂ (%37) oranları artmıştır. AI tabanlı modelleme (RF, SVR, KNN ve CNN-LSTM gibi yöntemlerle) gerçekleştirilen analizlerde KNN, H₂ tahmininde R²=0,987 başarısı göstermiştir. CNN-LSTM modeli ise CO tahmininde R²=0,986 elde ederek en başarılı model olarak öne çıkmıştır. Sonuç olarak bu tez çalışmasında, deri endüstrisi atıklarının gazlaştırma teknolojisiyle enerjiye dönüştürülmesinin teknik ve çevresel olarak uygulanabilir olduğunu, AI modellerinin süreç optimizasyonunda etkili olduğunu ortaya konulmuştur.
Türkiye'de elektrikli araç bataryalarının geri dönüşüm sürecinin çevresel, ekonomik ve mevzuat açısından değerlendirilmesi
Elektrikli araçlar (EV), karbon emisyonlarını azaltmak ve fosil yakıtlara bağımlılığı düşürmek açısından önemlidir. Ancak bataryaların kullanım ömrü sonunda geri dönüşüm süreçleri; çevresel kirlilik, ekonomik kayıplar ve mevzuat eksiklikleri gibi sorunlar doğurmaktadır. Bu çalışma, Türkiye'de elektrikli araç bataryalarının geri dönüşümünü çevresel etkiler, ekonomik fizibilite ve mevzuat uyumu açısından değerlendirmektedir. Literatür ve mevzuat analizi yapılmış; AB düzenlemeleri ile Türkiye uygulamaları karşılaştırılmış, senaryolarla süreçler analiz edilmiştir. Bulgular, altyapının gelişmekte olduğunu ve sektörde yüksek potansiyel bulunduğunu göstermektedir. Mevzuatın güçlendirilmesi, teşviklerin artırılması ve teknik kapasitenin geliştirilmesi sürdürülebilir geri dönüşüm için gereklidir
Sürdürülebilir havacılık sektörü ve karbon emisyon miktarının düşürülmesi
Bu tez çalışmasında, Türk Hava Yolları (THY) operasyonlarında uygulanan ağırlık azaltımı ve dijital menü geçişinin yakıt tüketimi, maliyetler ve karbon emisyonları üzerindeki etkileri incelenmiştir. Çalışmanın ilk bölümünde uçak ağırlığındaki azalmanın yakıt tüketimine olan etkisi ele alınmış, dijital menü uygulamasının operasyonel verimlilik açısından sağladığı katkılar değerlendirilmiştir. Bu kapsamda, dijital menüye geçişin yakıt tüketimi ve karbon emisyonları üzerindeki etkileri nicel olarak analiz edilmiştir. Çalışmada ayrıca Türk Hava Yolları filosunun yapısı ve tarihsel gelişimi incelenerek, filonun emisyon performansı üzerindeki rolü ortaya konmuştur. Birinci senaryoda, dijital menüye geçişin THY açısından sağladığı maliyet tasarrufu ele alınmış; yakıt tasarrufu ve buna bağlı karbon emisyonu azaltımı analiz edilmiştir. Bu senaryoda duyarlılık analizi yapılarak farklı operasyonel koşullar altında elde edilen sonuçların değişimi değerlendirilmiş ve uzun vadeli kümülatif etkiler hesaplanmıştır. İkinci senaryoda, uçak rotasyon planlamasının karbon emisyonları üzerindeki etkisi incelenmiş; üçüncü senaryoda ise operasyonel ve çevresel nedenlerle gerçekleşen başka havaalanına inişlerin (divert) karbon emisyonlarına etkisi analiz edilmiştir. Bu kapsamda divert operasyonlarının kümülatif emisyon etkisi ortaya konmuştur. Elde edilen sonuçlar, ağırlık azaltımı, dijitalleşme ve etkin operasyonel planlamanın havayolu işletmelerinde karbon emisyonlarının azaltılmasında önemli rol oynadığını göstermektedir
Sepiolite embedded nanocomposite cartridges for heavy metal removal from water
A natural clay mineral, sepiolite (Mg4Si6O15(OH)2·6H2O), with a unit cell formula has fibrous structure, which has inside channels and sepiolite's high surface area lets inorganic and organic ions penetration into the clay structure. These properties make to be candidate for removing cationic molecules, heavy metals, organic compounds and even pesticides in industrial field. Polymer-based cryogels are known to be frequently used in purification and removal processes. In recent years, the use of sepiolite group of cryogels with composite materials and cryogels in water treatment systems has attracted attention. In this thesis, heavy metal (As, Pb, Cr, Cd etc.) removals from water environment with sepiolite embedded cryogels was investigated. The surface morphology and porosity of sepiolite embedded nanocomposite was characterized by Fourier Transform Infrared (FTIR), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), computed microtomography (mCT), puffing studies, flow and surface area evaluations. Binding tests will be performed by investigation of impact of initial concentration of a certified material. The impact of nanocrystallized sepiolite mineral on the amount of adsorbed metal from certified heavy metal solutions was determined using ICP-MS. Cryogels without sepiolite added were prepared as controls. This study demonstrates that the presence of sepiolite increases the heavy metal adsorption. Finally, sepiolite embedded nanocomposites were applied to a continuous treatment system for heavy metal removal from water solutions.
Removal of formaldehyde and BTEX in indoor air using activated carbon produced from horse chestnut (Aesculus hippocastanum L.) shell
Activated carbon can be used in the adsorption of volatile organic compounds in abundant quantity in indoor air. This study aims to produce a material to be used for cleaning the indoor air.using activated carbon transformed from horse chestnut (Aesculus hippocastanum L.) shell, which is a kind of organic lignocellulosic waste and easily found in nature. The scope of the research consists of activated carbon production, characterization processes, hydrogen storage capacity measurements, formaldehyde and BTEX (benzene, toluene, ethylbenzene, m, p-xylene, o-xylene) adsorption experiments and cost-benefit analysis. Activated carbon was produced by chemical activation method using carbonization process at different temperatures (400, 500, 550, 600, 700, 800 and 900°C) and at different concentrations (1 M, 3 M and 5 M) of ZnCl2 in order to determine the most efficient production conditions of activated carbon. As a result of the characterization tests, optimum conditions were determined as the carbonization process at 600°C and the use of ZnCl2 at 3 M concentration. The characteristic properties of activated carbon were revealed by conducting BET, SEM/EDX, XRD, FTIR-ATR, DTA/TG analyzes of the activated carbon samples and measuring the hydrogen storage capacity. Hydrogen storage capacities were tested using ZnCl2 at 25°C and -196°C. The highest capacity was found in the use of 3 M ZnCl2 and at -196°C temperature. Accordingly, capacity was measured as 3.18 wt% under 43907.27 mbar pressure. A batch reactor with a volume of 0.002 m3 was produced by using glass material for adsorption experiments. In the experiments, commercial activated carbon removal efficiencies purchased from the market were compared with the efficiency of activated carbon produced within the scope of the thesis. Considering the limit values for formaldehyde and BTEX gases values with low concentrations for formaldehyde of 170±14.92, 260±23.76, 720±47, 1040±68.47, 1220±72.14, 1900±83.37, 3290±95.44 and 7650±111.18 μg/m3. Highly concentrated formaldehyde values were studied as 30,000±207,44, 50,000±338,61, 60,000±376,89 and 110,000±497,21 μg/m3. Initial concentrations were determined as 2.4±0.45, 5.5±1.09, 54±10.73 and 322±47.80 μg/m3 for benzene, 3.7±0.58, 9±2.62, 86±15.83 and 414±47.26 μg/m3 for toluene, 9±0.66, 9.2±1.59, 90±15.55 and 430±46.64 μg/m3 for ethylbenzene, 3.4±0.72, 8.5±1.32, 83±12.95 and 397±82.10 μg/m3 for m, p-xylene, 5.2±0.82, 10±2.49, 100±24.38 and 483±102.67 μg/m3 for o-xylene, 18.5±1.89, 42±4.97, 412±48.74 and 2045±203.37 μg/m3 for BTEX. Isotherm parameters for commercial activated carbon and activated carbon produced within the scope of the thesis are presented by comparing. The data were applied to Dubinin-Radushkevich, Langmuir and Freundlich isotherms, and it was observed that the isotherms favorable to the equilibrium data. It was determined that the findings are more suitable for the Freundlich isotherm among these isotherms. The best performing values in terms of efficiency were found at low concentrations. In the formaldehyde removal test conducted at a concentration of 170±14.92 μg/m3, the efficiency of commercial activated carbon was 47.83%, while the efficiency of the produced activated carbon reached 73.37%, and the highest concentration value was 110,000±497.21 µg/m3. While the values were 26.39% for commercial activated carbon, it was 32.89% for activated carbon produced within the scope of the thesis. Commercial activated carbon was 65.23%, while the activated carbon produced was 73.86% at benzene removal experiment. Commercial activated carbon was 43.44%, while the activated carbon produced was 63.31% at toluene removal experiment. Commercial activated carbon was 50.08%, while the activated carbon produced was 65.96% at ethylbenzene removal experiment. Commercial activated carbon was 42.04%, while the activated carbon produced was 60.28% at m, p-xylene removal experiment. Commercial activated carbon was 78.99%, while the activated carbon produced was 88.07% at o-xylene removal experiment. Commercial activated carbon was 52.43%, while the activated carbon produced was 71.7% at BTEX removal experiment. The efficiency values obtained with the activated carbon produced within the scope of the thesis were found to be higher than commercial activated carbon for formaldehyde and BTEX concentrations. It was determined that horse chestnut shell is a raw material with a high potential due to its pore structure, high surface area and adsorption capacity in activated carbon production. It was found efficient for the removal of formaldehyde and BTEX from indoor air using decorative products containing activated carbon.
Agent-based modeling of nanoparticles at gas-liquid interface with emphasis on environmental systems
The main objective of this thesis is to investigate the effects of nanoparticles on surface tension in the presence of SDS at gas-liquid interface. This thesis also aims to model the behavior of same-charged and uncharged nanoparticles as well as SDS molecules with agent-based modeling approaches to simulate their effects on surface tension. Experimental results and agent-based models showed that agent-based models are capable of predicting the steady state of the surface tension. The relation between as average # nanoparticles at the interface and measured surface tension values are non-linear and this condition cannot be defined by normal distribution. Spearman and Kendall correlation analysis applied and their coefficients for the mentioned variables have been calculated as -0.999 and -0.995, respectively. Time correlation analysis for surface tension experiments and agent-based models has been done for the selected models. The results showed that each tick corresponds to 2.49 ms.
Photooxidation of neonicotinoids (imidacloprid) in aqueous solution by vacuum UV induced advanced oxidation process
Anthropogenic activities have caused pollutions of water sources with organic micro pollutants most of which are recalcitrant and not easily degradable in nature. In recent years, such pollutants have been frequently detected in various water sources and are considered to be one of the major threats to water quality. Among organic micro pollutants, imidacloprid which is the first introduced neonicotinoid insecticide and the most commonly used one, receives a high attention since its widespread presence in water bodies and persistence to conventional biological and chemical water/wastewater treatment methods. Imidacloprid pollution of aquatic systems has been found in several countries. Advanced oxidation processes (AOPs) has been successfully applied to oxidize recalcitrant organic pollutants in water and wastewater treatments. Vacuum ultraviolet (VUV) based AOP has gained attention in recent years to treat organic contaminants in water. Unlike to other AOPs, VUV irradiation is capable of generating hydroxyl radicals in water without addition of oxidants and catalysts. Primary goal of this doctoral study was to investigate effectiveness of VUV process on the degradation of imidacloprid in water. Additionally, effects of various experimental parameters, flow rate, initial pH of solution, initial imidacloprid concentration, presence of inorganic ions (HCO3-, CO32-, NO3-), water matrix, presence and absence of dissolved oxygen on the VUV induced photooxidation of imidacloprid was investigated. Independent performance verification of the VUV process was executed by discoloration of commercially available reactive textile dyes (Synozol Red KH-L and Synozol Yellow KH-L) in water. Effects of sleeve materials (clear fused quartz and high purity synthetic quartz) were also investigated during the discoloration study. The results showed that imidacloprid and reactive textile dyes were rapidly degraded by the VUV process. pH of the experimental solution played an important role in the degradation of imidacloprid by the VUV process. Significant decrease (15.33%) in the rate of degradation of imidacloprid was observed at basic pH=11 condition. Presence of inorganic ions (HCO3-, CO32-, and NO3-) also noticeably impacted the decomposition of imidacloprid via VUV photons. Among the experimental parameters water matrix affected the VUV photooxidation of imidacloprid the most due to presence of natural organic matters (NOM). Nevertheless, complete imidacloprid reduction was attained in less than 5 minutes of reaction time even in the presence of inorganic ions and natural organic matters. It was found that presence of dissolved oxygen did not have a significant impact on the degradation and mineralization processes. Kinetic analyses showed that degradation of imidacloprid by the VUV process under the all tested experimental conditions followed a pseudo first order reaction kinetic. Observed reduction rate constants of imidacloprid (Co = 5 mg/L) depending on the experimental conditions varied between 1.3877 min-1 and 1.9213 min-1. Almost 80% of 10 mg/L imidacloprid was mineralized by the VUV process within 2 hours of irradiation. LC/MS Q-TOF analyses revealed the generation of several byproducts during the VUV induced photooxidation of imidacloprid. Separate hydrolysis experiments revealed that imidacloprid was very stable under acidic (pH=3) and natural (original, pH=6.469) conditions during 104 days of hydrolysis time. Hydrolytic degradation of imidacloprid significantly increased under tested basic (pH=11) condition. First order kinetic pattern with the hydrolytic rate constant of 0.0083 day-1 and half-life of 83.51 days was observed at the tested alkaline solution. Additionally, it was found that Synozol Red KH-L and Synozol Yellow KH-L were also effectively removed by the VUV process. Textile dye experimental results showed that purity of the quartz sleeve used in the VUV photooxidation system had significant impact on the discoloration efficiency. Keywrods: Organic micro pollutants, Imidacloprid, Neonicotinoids, VUV irradiation, Advanced Oxidation Process, Photooxidation, Hydroxyl radicals, Hydrolytic degradation, Synozol Red KH-L, and Synozol Yellow KH-L
Post-combustion carbon dioxide (CO2) capture with biomass derived activated carbon
The carbon dioxide (CO2) capture and storage are indispensable for reducing greenhouse gas emissions. Post-combustion capture is one of the most promising technologies to capture CO2 because it can be retrofitted to any facility with an acceptable footprint. Adsorption-based technologies are appealing for CO2 capture mainly due to the ease of the regeneration and the benign character of solid sorbents. To date, the greatest research efforts have aimed at improving efficient adsorbents with higher working capacity for CO2, higher selectivity, and better impurity tolerance. Among the alternative methodologies in adsorbent production, valorization of agricultural residues is an efficient way in terms of a sustainable circular economy. Besides, valorizing the agricultural residues in porous carbon materials contributes to the reduction of the overall cost of carbon capture since they are ubiquitous and inherently of low-cost. It may also provide a further benefit for more cost-effective waste management. In addition, in order to scale-up the adsorption based CO2 capture technology, cyclic adsorption processes are being designed and tried to be optimized. Especially, the temperature swing adsorption (TSA) processes are gaining more and more attention because they only require thermal energy, offering an additional advantage over pressure/vacuum swing adsorption (PSA/VSA) processes. In post-combustion CO2 capture literature, there are many studies that address the use of waste materials as precursors of adsorbents; the thesis study puts for the first time on evaluating the performance of hazelnut shells. The first aim of this dissertation is to develop activated carbon from hazelnut shells with suitable textural development in terms of microporosity and surface area to enhance the adsorption capacity, and to investigate its potential use for CO2 capture under post-combustion capture conditions with particular emphasis on the thermal energy requirements for regeneration. The second aim is to evaluate the performance of the hazelnut shell based activated carbon under dynamic conditions in a fixed-bed reactor over consecutive adsorption−desorption cycles. For that, the maximum CO2 capture capacities were determined from breakthrough curves in CO2/N2 binary mixture at different temperature and partial pressure conditions (14% and 30% CO2 at 30°C and 50°C) which close to the real ones encountered in an industrial process. The last aim is to design different TSA processes providing higher product (CO2) purity, recovery, productivity and lower specific energy consumption and to compare these processes performances with the ones obtained in VSA processes, which were also tested in the current study. The results obtained in this dissertation revealed that it is possible to develop highly microporous carbonaceous adsorbent using hazelnut-shells and the higher separation factor of CO2 over N2 observed at low CO2 partial pressure makes the adsorbent a good candidate for CO2 capture from post-combustion flue gases. According to evaluation of adsorption capacity under static conditions, the net theoretical CO2 uptake of the hazelnut-shells derived activated carbon (HS-AC) would be up to 0.064 kg CO2/kg adsorbent. Secondly, the dynamic evaluation of CO2 capture capacity of HS-AC with breakthrough experiments in a fixed-bed showed that HS-AC has a fast adsorption and desorption kinetics, which is very crucial in rapid swing adsorption processes. Lastly, novel TSA configurations, which were not experimented in literature before, were proposed and they resulted in CO2 purities of 93% and 89% with recoveries of 71% and 87%, respectively (with feed condition of 30% CO2 at 30°C, and regeneration at 120°C). The thermal energy requirements of TSA configurations were calculated between 1.06 – 2.35 MJ/kg- CO2 (46.6 – 103.4 kJ/mol-CO2) depending on the feed condition and cycle configuration, which are lower than the energy requirement of amine absorption, which is the mature technology of CO2 post-combustion capture. The CO2 recovery and purity of optimal VSA configuration were found 100% and 92%, respectively pressure at 0.05 kPa for 7 min evacuation and 10 mL/min N2 purging (with feed condition of 30% CO2 at 30°C). The comparison of the best results among the two methods, TSA and VSA, illustrated that the cyclic performance parameters are slightly lower when TSA is used; however, considering the possibility of using available waste heat sources in the real applications, the utilization of TSA process is a promising method for capturing CO2 from post-combustion flue gases.
Assessing the efficiency of photocatalytic degradation via TiO2 nanoparticles and nanotubes for complete mineralization of nanoplastics in drinking water
Natural and engineered nanoplastics are persistent organic pollutants that form a risk to human health and the ecosystem due to their bioaccumulation and recalcitrant nature. Although conventional water and wastewater treatment methods remove nanoplastics from water, these methods cause secondary pollution by transferring the pollutants in concentrated form to other environments. Advanced oxidation processes, on the other hand, are methods that result in high treatment efficiencies for the degradation and mineralization of organic pollutants in an aqueous medium by the formation of free radicals in the presence of a photocatalyst. However, in the literature, it has been observed that only up to 50% mineralization is achieved when this method is used to degrade microplastics in water. Therefore, in this thesis, instead of assessing the treatment efficiency of the better-known microplastics, it is aimed to investigate the treatment of not well-known nanoplastics in water using multiple characterization techniques, especially HRTEM, GC-MS, Zetasizer, and FTIR. In the study, the effects of operating parameters on the mineralization were examined. For the sustainability of the process, the reusability of the photocatalyst with and without recovery was investigated. In this context, a comparison was made between the nanoparticle (anatase and a mixture of anatase/rutile) that stands out as the best photocatalyst and nanotube form of TiO2. The anatase (10-20 nm, 80 m2/g) and the mixture of 80/20% anatase/rutile (18 nm, 60-90%) form of TiO2 nanoparticles, and TiO2 nanotubes (15-20 µm length, 50-100 nm diameter, and 15 nm wall thickness) were used for degradation of 22 nm engineered polystyrene nanoplastics as a model for treating nanoplastic pollution in the aqueous environment. Langmuir-Hinshelwood kinetic model was found suitable for photocatalytic degradation, and reaction rate constants were calculated. The results showed that the mixture of anatase/rutile form of TiO2 had a mineralization efficiency of 90% for polystyrene nanoplastics under optimum operating parameters (96 mg/L TiO2 dose, pH 6.35, 6 hours irradiation) under UV irradiation from 4.5 cm distance and 300 rpm magnetic stirring. Reusability tests showed the potential of TiO2 nanoparticles with high treatment efficiency after 5 reuse cycles. Under optimum operating parameters, it was determined that the method without recovery performed better than the method with recovery.
Türkiye'de ulusal emisyon tavanları direktifinin uyumlaştırma sürecinin değerlendirilmesi
Bu çalışmanın amacı Avrupa Birliği uyum süreci çerçevesinde AB Çevre Müktesebatının gerekliliklerinden biri olan Ulusal Emisyon Tavanları Direktifinin ülkemiz mevzuatına kazandırılmasına ilişkin değerlendirmenin yapılmasıdır. Emisyon yönetim stratejilerinin dayandığı ekonomik, teknik ve idari çerçevede ülkemizin koşulları dikkate alınmıştır. Ulusal hava kalitesi izleme ağı verisetleri istatistiksel araçlarla incelenmiştir. Ülkemiz için partikül madde ölçümü oranları ile birlikte ozonun kirliliğinin göstergesi olan hesaplamalar ihtiyaç analizine esas şekilde ilk kez yapılmıştır. PM2,5/PM10 oranı ülkemiz için 0,47-0,63 aralığında hesaplanmıştır. Bu hesaplamalar, partikül maddenin antropojenik kaynaklı özellik sergilediğini göstermektedir. Bununla birlikte ozon kirliliğine esas göstergelerden biri olan AOT40 değerlerinin yönetmelik limit değerlerinin çok üstünde olduğu tespit edilmiştir. Hava kalitesi izleme ağı ölçüm sonuçları, şehirlerde hava kalitesinin iyileşme gösterdiğine işaret etmekte olmasına rağmen, raporlanan ulusal emisyon envanterinde emisyon toplamlarındaki artış ülkemizde halen sektörlere özgü emisyon yönetim stratejileri uygulamalarının yetersiz olduğunu göstermektedir. Bu bağlamda ilave önlemlerle sektörel emisyonların azaltılması beklenmektedir. Bu azaltıma esas yol haritası; işbirliği, ulusal temsiliyet, veri kalitesi, modelleme kapasitesi, kamuoyu farkındalığı başlıklarında hazırlanmıştır. Emisyon envanteri kilit kategorilerindeki emisyonlar için öneriler oluşturulmuştur. Anahtar Kelimeler: Emisyon envanteri, kilit kategori, ulusal emisyon tavanları, emisyon yönetim stratejileri, yer seviyesi ozonu, modelleme, hava kalitesi.
Removal of reactive dyes by using microalgae; reactive red (120) and reactive blue (198)
Toxic dyes constitute the largest part of textile wastes. In addition, these substances are soluble substances and may be present in large amounts in wastewater. In this research, Chlorella vulgaris is used for the biosorption of two most used textile dyes Reactive Red 120 and Reactive Blue 198. Main goal is identifying optimum conditions for biosorption of these dyes on to dry microalgae with using spectrophotometer. For this purpose, adsorption studies were conducted under different temperatures, different pH, initial dye concentrations and contact time. Optimum pH for C. vulgaris is found 2. The optimum biosorbent amount is 0.05 g. Then, initial dye contentration, optimum contact duration and temperature is examined. These results are respectively, 100 mg/ L, 30 minutes and 25 °C. When the optimum factors maintained, overall removal percentage is near %95 for Reactive Red 120. For Reactive Blue 198, the studies show that the adsorption on the C. vulgaris is best under pH=2, 25 °C. The adsorption on to C. vulgaris was completed in 30 minute. The optimum biosorbent was found as 0.05 g. The studies show that the removal rate for Reactive Blue was about %94 under these conditions when the 100 mg/L initial dye concentration was used.
Modelling residential end-use electricity consumption using statistical and artificial intelligence approaches and determining the effective saving measures
Both appliance ownership and characteristics determine residential electricity consumption, the exact electricity consumption of each appliance depends on the usage patterns of the occupants. Various approaches have been used to determine the appliance specific electricity consumption at household level. One of the statistical approaches used since 1980s is the conditional demand analysis (CDA) which takes into account appliance ownership, appliance characteristics (such as volume, size, power, etc.), weather, and market data to disintegrate the billing data into appliance specific form. Since 1990s, neural network and fuzzy logic concepts which are artificial intelligence-based modelling approaches have been used to determine the appliance specific electricity consumption using various types of data available on appliance and occupant characteristics. An artificial intelligence-based approach which combines the prediction performance capabilities of neural networks and fuzzy logic is adaptive network based fuzzy inference system (ANFIS) models have been used in various subjects such as for the water quality, hourly electricity load demand, and air pollutant emission estimation. According to the investigations and researches, it has been observed that ANFIS approach have not been used to model end-use electricity consumption of the residential sector, yet. The aim of this study is to compare the prediction performances of CDA based and ANFIS based approaches to determine the electricity consumption based on the appliances at household level. An extended survey data which covers detailed information about 92 different types of appliances including all domestic and minor appliance properties, occupant characteristics, and billing information of 260 homes is used for developing the CDA and ANFIS models. Afterwards, prediction performances and capabilities of the CDA and ANFIS models to disintegrate the total electricity consumption into appliance specific forms are compared. According to this study, it has been found that after necessary multicollinearity check and regression analysis are performed, CDA model is developed with the MAPE of 12.1%. Variables which are received from the developed CDA model are used as inputs of ANFIS model as a first step of the model generation period. ANFIS model development period has been finalized with the seventh trial by calculating the MAPE of the testing data of ANFIS model as 17%. Besides the MAPE values, based on the error distribution of each approach, it has been observed that CDA model has significantly high prediction performance than ANFIS approach for the appliance-based electricity consumption estimation. As a last step of the study, different scenarios have been applied to estimate the appliance impacts on household electricity consumption. Scenarios are applied by considering the usage patterns of lighting, dishwasher and washing machine and percent decrease values in overall electricity consumption are observed as 0.7%, 4.3%,1.4% respectively.
Türkiye'deki ulusal atık verilerinin değerlendirilmesi
Türkiye'deki atık verilerinin yönetimi T.C. Çevre ve Şehircilik Bakanlığı'nın sorumluluğundadır. 1990 yılından başlayan atık verilerinin toplanması aşamalı olarak gelişmiş 2000 yılından itibaren on-line olarak takip edilmeye başlamıştır. Atık, gelişen sanayi ve ilerleyen teknolojinin sonucunda her yıl daha fazla üretilmektedir. Ayrıca veri tabanın kullanımı ile de artarak kayıt altına alınmaktadır. Bu doğrultuda elde edilen veriler işlenerek Türkiye'nin atık profili oluşturulmaktadır. Yapılan tez çalışmasında; Atık Yönetim Uygulaması (AYU) üstünden elde edilen 2009-2017 yıllarına ait veriler il bazında ve atık kodları bazında derlenmiş, daha sonra atık verileri ile ülkemizin İnsani Gelişim Endeksi (İGE) ve Sanayi Gelişim Endeksi (SGE) göstergeleri karşılaştırılmıştır. Yapılan karşılaştırma sonucunda gelişmişlik endeksleri ile atık oluşum miktarları arasında bir ilişki kurulabilmiştir. Tez çalışmasında atık verileri sistematik ve Türkiye genelinde derlenmesine 2009 yılından sonra başlandığı için 2009 ve sonrası seçilmiştir. Her il için en çok ve en az beyan edilen atık kod ve miktarları tespit edilmiştir. Beyan edilen atıkların yıllar içindeki değişimleri incelenerek sebepleri tespit edilemeye çalışılmıştır. Elde edilen bilgiler güncel atık mevzuatları çerçevesinde listelenerek değişimlerdeki idari katkı belirlenmiştir. Elde edilen atık verilerinde tespit edilen tutarsızlıklar ülkemizde atık yönetimi konusunda denetimlerin sıklaştırılmasına ve atık yönetimi konusunda bilinçlendirme çalışmalarının arttırılmasına ihtiyaç olduğunu işaret etmektedir. Atık verileri arasında en tutarlı kayıt ve zamana bağlı değişim hastanelerden kaynaklı tıbbi atıklarda görülmektedir. 2012 yılından sonra her yıl beyan edilen bu atıklar verilerin tutarlılığı sayesinde geçmişte yapılan çalışmalar ile karşılaştırma yapılmasına olanak sağlamaktadır. Ülkemizde tıbbi atıkların yönetimi konusunda önemli bir ilerleme olduğu görülmektedir. Yapılan bu değerlendirmelerden sonra atık oluşum sıklığının anlaşılabilmesi amacıyla elde edilen sonuçlar üzerinde frekans analizi yapılmıştır. Yapılan bu analizler sonucunda ülkemizde en çok atık kodu beyan eden il, en çok beyan edilen atık kodu, mevzuatta belirtilen atık kodlarından kaç tanesinin beyan işleminde kullanıldığı vb. bilgilere ulaşılmıştır. Elde edilen ve değerlendirilen tüm bu verilerin sonucunda ülkemizde gelişmekte olan bir atık yönetim sistemi olduğu görülmüştür. 2009-2017 yılları arasında ülkemizde toplam 74.783.178,79 ton (tehlikeli atık miktarı 19.015.716,65 ton, tehlikesiz atık miktarı 55.767.462,14 ton) atık oluştuğu beyan edilmiştir. En çok atık oluştuğu beyan edilen ilimiz 10.461.544,61 ton ile Sivas'tır. Sivas'ı sırası ile; Mersin (9.418.544,56 ton), Kocaeli (7.573.993,13 ton), İzmir (7.503.634,61 ton) ve Muğla (4.348.976,74 ton) takip etmektedir. En çok beyan edilen atık kodu 13.767.908,21 ton ile 120101 kodlu demir metal çapakları ve talaşları atığıdır. Ülkemizde 2017 yılı itibari ile 1.988.032 adet sanayi tesisi bulunmaktadır. 2017 yılında beyan edilen atık miktarları üzerinden yapılan hesaplamalar sonucunda ülke genelinde sanayi tesisi başına düşen tehlikeli atık miktarı; 1.468 ton/sanayi tesisi, tehlikesiz atık miktarı; 8.475 ton/sanayi tesisi'dir. Sanayi tesisi başına düşen toplam atık miktarı ise; 9.943 ton/sanayi tesisi'dir.
Post combustion carbon dioxide capture with membrane-solvent hybrid systems
The main objective of this research is to investigate carbon dioxide (CO2) absorption performance of aqueous methyldiethanolamine (MDEA) and activated methyldiethanolamine (aMDEA) solvents in a module containing microporous polypropylene cross-flow hollow fiber membrane coated with fluorosiloxane on the outer surface of fibers; such a module was used for both absorption and stripping. To investigate CO2 absorption rate, removal rate and recovery rate, a number of lab-scale CO2 absorption-stripping experiments were conducted using these absorbents for different operating conditions, such as gas flow rate, liquid flow rate, concentration of the absorbent, type of stripping mode. The experimental results reveal that overall mass transfer coefficient through the membrane increases as aMDEA concentration increases from 80 vol % to 100 %. Due to an increase in absorbent concentration, high amount of reactive amine molecules diffuses to the gas/liquid contacting interface resulting in an increase in the chemical activity between CO2 and amines. Moreover, overall mass transfer coefficient increases with increasing gas velocity and concentration of amine, but it shows a decreasing trend with increasing the liquid flow rate because of the residence time of absorption solution in membrane contactor. The maximum 98.4 % of absorbed CO2 was recovered in case of absorbent concentration of 90 % and in minimum gas, liquid and sweep gas flow rate conditions. To obtain better results, lower sweep gas flow rate and humidified feed gas flow rate should be suggested to provide better regeneration of the solvent and higher recovery of the absorbed CO2 for future works.
Spaceborne remote sensing based climatologies: SO2, NO2, aerosol & desert dust
Turkey is located amidst a highly complicated geographical zone since the country constitutes a bridge between European and Asian main land next to African continent. As a result of intercontinental transition, the biggest part of the country, Anatolian Peninsula spreads over Eastern Mediterranean Basin and Middle East, which are the most affected regions global climate change in mid-latitude zone. Moreover, surrounding countries and regions have their own distinctive terrain, flora and fauna besides societal, industrial and administrative characteristics. As well as local contributions of deforested/natural arid regions, mega/medium cities, fossil fueled power plants, and highly industrialized areas, this unique crossroad region is under the effect of medium and long-range transport of both biogenic and anthropogenic pollutants. In addition to all these factors Anatolian peninsula is nearly located admits of dusty belt and surrounded by two of the largest desert areas in the World (North Africa and Middle East). According to mid-latitude westerly and local wind patterns, Middle East and North African deserts originated mineral aerosol namely dust advections form up an extra load on air quality and relatedly on public health. Within the framework of international amendments and associated national legislation, Turkey has obligations to comply with in terms of environmental and air quality limitations. This situation forms up a need for climatology and emission inventory studies. Air quality and climatology studies have begun to gain momentum in a different direction in the last 50 years by considering the trace gas and aerosol observations from remote sensing platforms. Obtaining the required measurements at each single point is time consuming, costly and leads to uncertainties. For this reason, with using the power of spaceborne remote sensing, it is aimed to develop SO2, NO2 and desert dust climatology have for Turkey. 13-year trace gas climatology part has revealed that there are some certain hot spots and statistically significant trends detectable in Turkey wide, in regional and worldwide. Apart from the developing countries, Turkey has NO2 and 1 km SO2 emission values below the world averages (0.721 and 151.085 SO2 × 1015 mol/cm2). But statistically significant increasing trends show that, in the upcoming years Turkey will put its emission values above the world averages. Besides annual averages, in colder months emissions are increasing with the natural stagnant weather conditions. Also, elevated layers such as 2.5 km and 6 km are affecting from the abundancy change in NO2 and SO2 emissions significantly. 9-year desert dust climatology part has revealed that dust abundancy is increasing in direction of west to east in Eastern Mediterranean Basin. May, June and July months are the most active period as the whole sub-domains have the highest dust elevations, incidences and mass loads. Eastern part of Turkey is a natural barrier which disables dust particles to reach Caucasus region and also enables air quality degradation in south eastern part of the country with ridge downwelling katabatic effect. Besides Lodos is more effective in Aegean part, Mediterranean Sea is a good barrier which acts as a tampon between Anatolia and Sahara. Contrary to this, direct continental contact with Middle East part makes Eastern part of the country more exposed to particulate matter pollution.
Mersin sahilinde kumsal alanlarda mikroplastik kirliliğinin araştırılması
Bu çalışmada, Mersin ilinde dört mevsimi temsil edecek şekilde beş plajdan Kasım 2021, Şubat 2022, Nisan 2022 ve Ağustos 2022 tarihlerinde kum örnekleri toplanmıştır. Yapılan analizlerde en yüksek mikroplastik sayısına Viranşehir Taşkıran kumsalında rastlanmıştır (2071 MP/kg kuru kum.yıl). Adonis Sahili, Müftü Deresi, Marina Kumsalı ve Mezitli Çayı Kumsalında sırası ile 1686 adet, 1570 adet, 1504 adet ve 1510 adet MP/kg kuru kum.yıl mikroplastik saptanmıştır. Çalışmada yüzey, 0-20 cm ve 20-40 cm aralığında 3 farklı derinlik çalışılmıştır. Derinliğe bağlı yapılan analizlerde yıllık toplam mikroplastik sayısının yüzey derinliğinde 3830 adet, 0-20 cm derinlikte 2563 adet ve 20-40 cm derinlikte 1948 adet MP/kg kuru kum.yıl olduğu bulunmuştur. Sonuçlar mevsimsel olarak değerlendirildiğinde Marina ve Adonis kumsalında da derinliğe bağlı toplam mikroplastik sayısının azaldığı görülmüştür. Ancak diğer derinliklerde saptanan mikroplastik sayısında mevsimlere bağlı artış ve azalışlar bulunmuştur. Elek boyutuna bağlı yapılan analizlerde, her derinlikte çalışılan boyutlarda mikroplastik olduğu tespit edilmiştir. Çalışılan bütün alanlarda yapılan renk analizlerinde %72-100 oranında siyah renkli mikroplastikler gözlenmiştir. Boyut analizi çalışmalarında 20-500 μm arası %58, 500-1000 μm arası %23, 1000-1500 μm arası %10, 1500-2000 μm arası %4, 2000-2500 μm arası %2, 2500-4000 μm arası %2 ve 4000-9000 μm arası %1 oranlarında mikroplastik olduğu bulunmuştur. Sonuç olarak, yapılan çalışmada Mersin sahil bandında yer alan 5 kumsal alanda mikroplastiklerin 40 cm derinliğe kadar ulaşabildikleri, toplam mikroplastik sayısının derinliğe bağlı olarak azaldığı, 20-500 μm arası uzunluğa sahip mikroplastiklerin en yüksek oranda olduğu ve siyah renkli mikroplastiklerin %72-100 oranında olduğu bulunmuştur.
Bir küresel salgında Türkiye'nin 30 büyükşehri ve Zonguldak'ta hava kirliliği değerlendirmeleri: COVID-19 pandemisi kısıtlamaları öncesi ve süreci için örnek çalışma
Bu yüksek lisans tezinin amacı; (i) dünyanın küresel salgınlarından biri olan COVID-19 pandemisi öncesi ve sırasında 3 yıllık (Mart 2019-Mart 2022) zaman periyodunda Türkiye'nin 30 büyükşehri ve Zonguldak'ta temel hava kirletici parametrelerin (NOx, O3, PM10, SO2) yıllık değişimlerini incelemek, (ii) salgın nedeniyle gerçekleştirilen COVID-19 kısıtlamalarının hava kirliliğine etkilerini belirlemektir. Tezde istatistiksel değerlendirmeler (Wilcoxon İşaretli Sıralar Testi, Yüzdesel Değerlendirme) ve (CBS)/ArcGIS-Ters Mesafe Ağırlıklı Enterpolasyon Yöntemi kullanılmıştır. 120 hava kalitesi ölçüm istasyonu verileri ile gerçekleştirilen bu tezde, çalışılan temel hava kirletici parametrelerden PM10 ve SO2'de kısıtlamaya dayalı azalış trendi gözlemlenmiştir. Kıtalar arası konumdaki Türkiye'nin 31 şehrinin COVID-19 öncesi ve sırasında hava kirliliği değerlendirmesine dayalı bu çalışmada, kentsel kirletici unsurları da göz önüne alarak, hava kalitesinin iyileştirilmesi yönünde ek tedbirlerin alınması için önerilerde bulunulmuştur.
Yemekhane atıklarından biyohidrojen üretimine sıfır değerlikli demir nanopartikül ilavesinin etkisi
Bu tez çalışmasında, karanlık fermantasyon yöntemi ile yemekhane atıklarına sıfır değerlikli demir nanopartikülleri (Fe0NP) ilave edilerek biyogaz ve biyohidrojen üretimini artırmak amaçlanmıştır. En yüksek S/I oranını belirlemek için 0, 2, 4, 8 ve 10 gUK/gUK oranlarında yükleme yapılmıştır. Elde edilen en iyi verim S/I 4 gUK/gUK reaktörü olmuştur. En yüksek biyogaz ve biyohidrojen üretimi 100 mg/L Fe0NP konsantrasyonunda gerçekleşmiştir. TKM ve UKM giderim verimleri incelendiğinde en yüksek giderim verimleri S/I=4 grUK/gUK reaktöründe görülmüştür. Fe0NP konsantrasyonlarında en yüksek TKM ve UKM giderimi 100 mg/L eklenen reaktörde sırasıyla %50 ve %37 olarak belirlenmiştir. Toplam UYA konsantrasyonlarında en yüksek toplam UYA konsantrasyonu S/I=4gUK/gUK yükleme oranında gözlemlenirken iletken malzeme ilaveli reaktörlerde en yüksek UYA konsantrasyonu 100 mg/L Fe0NP konsantrasyonunda elde edilmiştir. Biyogaz ve biyohidrojen üretimi açısından en yüksek verimliliğe sahip S/I=4 gUK/gUK reaktöründe ve Fe0NP ilavesinde en iyi sonuç alınan reaktörlerden biyofilm örneği alınmış ve mikrobiyal dağılımları incelenmesi sonucunda Lactobacillus, Pseudomonas ve Clostridium en baskın türler olarak belirlenmiştir. Anahtar Sözcükler: Sıfır değerlikli demir nanopartikül, karanlık fermantasyon, iletken malzeme, biyohidrojen üretimi, biyogaz üretimi