688
Arşivlenen Tez
0
DOI Atanmış
0%
DOI Oranı
Anabilim Dalı
Evsel nitelikli gri suyun geri kazanımı
Su kaynaklarının mevcut durumu ve iklim değişikliği sorununa çözüm üretmek, iklim değişikliğinin su kaynakları üzerindeki potansiyel etkilerini azaltmak için arıtma sistemleri su geri kazanımında bir seçenektir. Evsel atık suyun ortalama %65'i, tuvaletler dışında evlerde üretilen atık suyu içeren gri sudan oluşmaktadır. Gri suyun yeniden kullanılmasının önündeki engel gri suda bulunan patojenler, besinler ve organik maddelerle ilgilidir. Gri su arıtımı için farklı biyolojik arıtma prosesleri bulunmaktadır. Bu sistemlerden biri, atık suyu arıtmanın etkili bir yolu olduğu kanıtlanmış olan ardışık kesikli reaktördür (AKR). Arıtımı gerçekleştirilecek gri su içilemez şekilde yeniden kullanım amaçlı kullanıldığında tatlı su tüketimini azaltabilmekte ve su güvenliğini sağlayabilmektedir. Bu çalışmada amaç, gerçek gri suyun AKR reaktöründe arıtımındaki performansını incelemek ve yeniden kullanım için ne kadar uygun olabilirliğini araştırmak olmuştur. AKR reaktörü olarak 25-30 L'lik bir akvaryum kullanılmıştır. Gri su Kocaeli İl'i İzmit İlçesi'nde 6 ailenin yaşadığı yaklaşık 20-24 kişilik konuttan temin edilmiştir. Reaktörün birincil mikroorganizması yerel bir belediyeden alınan aktif çamur olmuştur. Başlangıçta gri su, 1 günlük ve 2,5 günlük HRT'lerde çalıştırılmıştır. Burada ki amaç sistemin arıtım verimini incelemek ve sistemi öğrenmek olmuştur. Yapılan çalışmalar neticesinde 2,5 günlük HRT'nin daha verimli sonuçlar çıkardığı görülmüştür. AKR reaktörüne ek olarak arıtım verimini arttırmak için birincil bir arıtım olarak elekten geçirme işlemide uygulanmıştır. 2,5 günlük sabit HRT'de elde edilen sonuçlarda pH ort. 8.11, elektriksel iletkenlik ort. 860 µS/cm, çözünmüş oksijen ort. 7,43 mg/L civarında ölçülmüştür. Giderim verimleri ise; bulanıklık için %99, AKM için %98, fosfat için %88, toplam azot için %90, KOİ için %89 ve BOİ için %98 verim elde edilmiştir. Arıtılmış gri su WHO tarafından öngörülen yeniden kullanım standartlarını kısmen sağlayabilmiştir. SKKY'ne göre atıksuların, atıksu arıtma tesisleriyle (AAT) deşarjında öngörülen atıksu standartlarını sağladığı görülmektedir.
Elektrokoagülasyonlu biyodizel atık suyu ile biyofilm tabakasında Chlorella Vulgaris üretimi ve atık suyun arıtımı
Nüfus artışı ve sanayinin gelişimi ile birlikte artan yakıt tüketimi alternatif biyoyakıt kaynaklarına olan ilgiyi arttırmıştır. Biyodizel yenilenebilir alternatif bir enerji kaynağıdır. Bitkisel yağlardan veya hayvansal yağlardan biyodizel üretilebilir. Transesterifikasyon yöntemi biyodizel üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu tezde kullanılan biyodizel atık suları laboratuvar ölçeğinde transesterifikasyon yöntemi ile elde edilen atık sulardır. Biyodizel üretiminden çıkan atık sular yüksek oranda organik madde içerir. Ayrıca biyodizel atık suları yüksek KOİ konsantrasyonu içerir. Bu nedenle ilk olarak elektrokagülasyon ile ön arıtımı yapılmıştır. Son yıllarda atık suların arıtılmasında mikroalgler kullanılmaktadır. Chlorella Vulgaris atık su arıtımında en çok tercih edilen alg türüdür. Deneylerde kullanılan Chlorella Vulgaris Sakarya Üniversitesi Çevre Mühendisliği Laboratuvarı'nda üretilmiştir. Bu tez çalışmasında elektrokoagülasyon ile ön arıtımdan geçirilen biyodizel atık suyu Chlorella Vulgaris mikroalglerinin biyofilm tabakası oluşturması için kullanılmıştır. Chlorella Vulgaris biyofilm tabakasının oluşturulması sırasında sisteme besin maddeleri ilavesi gerekmektedir. Mikroalglerin gelişimi için ortamda karbon, azot ve fosfor bulunmalıdır. Mikroalglerin yapısına katılan azot ve fosfor eksikliğinde yeterli alg gelişimi görülemez. Biyodizel atık suyunda yeterli miktarda karbon vardır. Atık suya azot ve fosfor eklenmiştir. Azot kaynağı olarak NaNO3, fosfor kaynağı olarak K2HPO4 eklenmiştir. Farklı N/P oranlarının biyofilm oluşum miktarı, mikroalglerin azot ve fosfatı kullanım miktarı ve dolayısıyla atık sudan azot, fosfat giderimi ve KOİ giderimi üzerindeki etkileri değerlendirildi. Çalışma 16:1 ve 20:1 N/P oranlarında yürütülmüştür. Chlorella Vulgaris'in gelişim dönemleri esas alınarak 6 gün boyunca atık su arıtma ve alg büyüme parametreleri ölçülmüştür. 16:1 N/P oranında 2,579 gram biyofilm oluşurken, 20:1 N/P oranında 3,963 gram biyofilm oluşmuştur. 20:1 N/P oranında biyofilm oluşumu daha yüksektir. Sonuçlara göre 6 günlük biyofilmde 16:1 N/P oranında yapılan deneysel çalışmada KOİ %80,02, PO43- %66,66, NH4+ %100, NO3- %74,25 ve NO2- %21,98 giderim verimi tespit edilmiştir. 20:1 N/P oranında yapılan deneysel çalışmada KOİ %69,69, PO43- %81,33, NH4+ %100, NO3- %70,67 ve NO2- %38,23 giderim verimi tespit edilmiştir. Bulgularımıza göre Chlorella Vulgaris'in biyodizel atık suyunda biyofilm oluşturabildiği, atık sudan yüksek miktarda nütrient giderimi sağlayabildiği ve atık suyu arıtabildiği görülmüştür.
Bisfenol A'nın katalitik, fotokatalitik ve ozonlama yöntemleri ile arıtılabilirliğinin incelenmesi
Bisfenol A (BFA) kimyasal olarak bir köprü ile bağlı iki fenol halkasından ve köprüye bağlı iki metil fonksiyonel grubundan oluşan organik bir bileşiktir. En yaygın kullanılan endüstriyel kimyasal olan Bisfenol A'nın çevreye ve insan sağlığına olumsuz etkileri belirlenmiştir. Endokrin bozucu olarak bilinen Bisfenol A günlük yaşantımızda sıkça kullanılan malzemelerin ham maddesi olarak kullanılmaktadır. Plastik şişe ve kaplarda, metal konserve kutularının iç tabakalarında, elektronik eşyalarda, ev eşyalarında (halı, koltuk, perde, vb), oyuncaklar, kozmetik malzemeler, kişisel temizlik ürünleri, ev temizlik ürünleri, plastik borular ve pestisitler gibi ürünlerin bileşiminde bulunuyor. Ortamda çok az miktarda olsalar da etkilerinin fazla olduğu muhtemeldir. Günlük yaşantımızda sıkça kullandığımız bu ürünler yüzünden çevreye çok fazla endokrin bozucu Bisfenol A kimyasalı karışmış olmaktadır. Bu sebeple yüzey akış sularında, atıksu arıtma tesisleri çıkış sularında ve katı atık depolama alanlarından çıkan çöp sızıntı sularında görülmüştür. Bu çalışmada BFA'nın giderimi için yüksek verime sahip olan ileri arıtma proseslerinden ozonlama, katalitik ozonlama ve fotokatalitik ozonlama prosesleri kullanılmıştır. Laboratuvar ortamında sentetik olarak üretilen 50 mg/L BFA atıksuyu kullanılmıştır. Deneylerde proseslere etki eden pH, ozon dozu, ZnO dozu, ışık gücü ve reaksiyon süresi parametreleri incelenmiştir. İncelenen parametrelerde, parametre aralıkları geniş tutularak en iyi değeri aldığımız durumlar optimum koşulları sağlamıştır. Deneyler sonucunda ozonlama prosesinde optimum şartlar pH 6,32, ozon dozu 2400 mg/L ve 45 dk. reaksiyon süresi bulunmuş ve arıtım verimi %93,37 olarak belirlemiştir. Katalitik ozonlama prosesinde ise pH 6,32, 10 mg/L ZnO dozu, 1800 mg/L ozon dozu ve 45 dk. reaksiyon süresi bulunmuş ve arıtım verimi %95,55 olarak hesaplanmıştır. Üçüncü ve son prosesimiz olan fotokatalitik ozonlamada ise pH 6, 10mg/L ZnO dozu, 3000 mg/L ozon dozu, 18 Watt ışık gücü ve 45 dk. reaksiyon süresi belirlenmiş olup arıtım verimi %98,92 olarak bulunarak çıkan sonuçlar karşılaştırılmıştır. Her üç proses için kinetik modeller incelenmiş ve her üç proses için ikinci mertebe kinetik model en uygun model olarak bulunmuştur.
İstanbul ili Sultanbeyli ilçesi sıfır atık sisteminin kurulması
Artan nüfus ve kentleşmeyle değişen yaşam standartları ile birlikte toplumların refah seviyelerinin yükselmesi, tüketim alışkanlıklarının değişmesi ve taleplerin artmasına sebep olmaktadır. Bu bağlamda satın alma gücündeki artış ve gelişen teknoloji atık miktarlarını giderek arttırmaktadır. Atık kavramı herhangi bir üretim ve tüketim faaliyetleri sonucunda ortaya çıkan, istenmeyen faydasız maddeler olarak tanımlanır. Atıklar atık yönetimi hiyerarşisine göre yönetilmektedir. Atık yönetim hiyerarşisine göre önce atıkların oluşumunun önlenmesi, oluşumu engellenemeyen atıkların kaynağında azaltılması, kaynağında azaltılamayan atıkların yeniden kullanılması tercih edilmektedir. Sonraki basamaklarda ise geri dönüşüm ve enerji geri kazanım tercih edilmekte, en son olarak bertaraf yöntemi seçilmektedir. Küresel çapta atıklarla mücadele edilirken, dünyada toplumun artan çevre bilinci ile birlikte çevre koruma politikalarına yönelim artmaktadır. Sıfır atık kavramı bu faaliyetler sonucunda meydana gelen atık türlerinin oluşumunu engellemek, israfı önlemek, doğal kaynakların verimli kullanılmasını sağlamak, atıkları kaynağında ayrıştırmak, atıkların geri kazanımını sağlayarak ekonomiye döndürülmesi yaklaşımıdır. Son yıllarda tüm dünyada önemli bir atık yönetim modeli olan 'Sıfır Atık Yönetim' modeli araştırılarak sıfır atık ve sıfır atık yönetimi kavramları ele alınmıştır. Döngüsel ekonomi yaklaşımında ise atık olarak tanımlanan maddeler, ham madde kaynağı olarak üretim aşamalarında tekrar kullanılmak üzere ekonomiye yeniden kazandırılmaktadır. T.C. Çevre Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı tarafından atıkları kontrol altına alarak daha temiz bir dünya ve sürdürülebilir bir yaşam için 2017 yılında "Sıfır Atık" projesine adım atılmıştır. Bakanlık bünyesinde başlayan bu proje öncelikle resmi kurumlarda başlatılmıştır. Proje kapsamında bakanlığın en büyük paydaş kurumlarından biri olan belediyelerde atık oluşumu olabildiğince engellenmiş, atıkların türlerine göre toplanması ve atıkların geri dönüşümlerinin yapılması sağlanmıştır. Yapılan bu çalışmada pilot çalışma yeri olarak İstanbul ilinin Sultanbeyli ilçesi belirlenmiştir. Sultanbeyli ilçesine ait sıfır atık yönetim sisteminin kurulması ve yürütülmesi çalışmaları incelenmiştir. Nüfus yoğunluğu göz önünde tutularak atık miktarları ve türleri hakkında bilgiler edinilmiştir. Ayrıca sürdürülebilir bir çevre için atık yönetimi kapsamında yapılan çeşitli AB çalışmaları incelenmiştir. Atık sektörü özelinde Ülkemizde ve dünyada yaşanan gelişmelerin atık yönetim sistemine etkileri değerlendirilmiştir.
Derin öğrenme yöntemi ile hava kalitesi parametrelerinin tahmini: Sakarya örneği
Hava kirliliği, son yıllarda küresel bir kriz olarak değerlendirilmektedir. Araştırmacılar hava kirliliği konusu üzerinde yoğun bir şekilde durmaktadır. Bunun sebebi, hava kirliliğinin insan sağlığı, bitki örtüsü ve su kaynakları için olumsuz etkilere sebep olmasıdır. Canlı yaşamı için önemli bir tehlike unusuru olan bu problem ile baş edilmesi için önlemler alınması gerekmektedir. Bu çalışmada hava kiriliği sorunu için altarnatif bir öneri olarak, hava kalitesi modellemesi ile hava kalitesinin tahmini ve analizi üzerinde durulmuştur.Hava kirliliği, LSTM (Long Short-Term Memory) algortiması kullanılarak modellenmiştir. Bu model ile geçmiş veriler kullanılarak gelecekteki hava kirliliği seviyelerinin tahmin edilmesi amaçlanmıştır. Çalışmada, hava kalitesi ölçüm parametrelerinin saatlik ölçümüne dayalı veriler toplanmıştır ve kirletici parametre olarak; PM10, NO2, NOX, CO kullanılmıştır. Ölçüm değerleri UHKİA (Ulusal Hava Kalitesi İzleme Ağı) tarafından kurulan, Sakarya Endüstri Meslek Lisesinin bahçesinde konumlanan, hava kirliliği ölçüm istasyonundan kaydedilen verilerden oluşmaktadır. Modellemede 2020 Ocak ayından, 2022 Eylül ayına kadar kaydedilmiş veriler kullanılmıştır. Hava kirliliği verilerinin toplanmasından sonra, veri ön işleme yöntemleri ile temizleme çalışması yapılmıştır. 2020 Ocak ve 2022 Eylül ayları arasında her bir parametre için, 24.282 adet veri olmak üzere toplam 97.128 adet veri elde edilmişitir. Veri ön işleme için kullanılan farklı iki yöntem ile iki ayrı veri seti elde edilmiştir. Bu iki adet veri seti arasında mukayeseler yapılmıştır. Elde edilen 97.128 veri ile LSTM algortiması kullanılarak bir model oluşturulmuş, eğitim verileri kullanılarak model eğitilmiştir. Elde edilen doğrulama verileri kullanılarak modelin performansı, hiperparametre optimizasyonu ile değerlendirilmiştir. Kullanılan model, daha sonra gelecekteki hava kirliliği seviyelerini tahmin etmek için kullanılabileceği görülmüştür. Önerilen modelin hava kirliliği tahmini için yüksek performansa sahip olduğu görülmüştür.
Alıcı ortam sedimentinde oluşabilecek boyar madde kirliliğinin gideriminin araştırılması
Yüzeysel sular insan aktiviteleri ve çevre için büyük önem taşımaktadır. Temel olarak içme suyu olarak kullanılmasının yanında tarım, hayvancılık, sanayi sektörü ve atıksu arıtımında da yüzeysel sulara ihtiyaç duyulmaktadır. Yüzeysel sular çeşitli nedenlerle kirletilmektedir. Su kirliliği, içinde toksik maddeler bulunan atıksuların kontrolsüz bir şekilde yüzeysel sulara deşarj edilmesiyle meydana gelmektedir. Bu kirlilik suda ve su çevresinde yaşayan canlıları kötü yönde etkilediği gibi çeşitli türlerin de yok olmasına yol açmaktadır. Buna ek olarak su kirliliği birçok salgın hastalığın da temel nedeni olarak görülmektedir. Bu nedenle yüzeysel suların kirletilmemesi adına önlemler alınması büyük önem arz etttiği gibi yüzeysel sular kirletildiğinde sularda hangi tepkimelerin meydana geldiği, suların bu toksik maddelere karşı nasıl bir davranış sergilediği ve suların gelen kirlilik yükünü ne kadar taşıyabileceğini de tespit etmek önemlidir. Bilinçsiz ve kontrolsüz şekilde nüfus artışı sanayi ve endüstrilere ihtiyaç oranını arttırmaktadır. Sanayi sektörünün yaygınlaşması da aynı oranda yüzeysel suların kirlilik oranını arttırmaktadır. Günümüzde çeşitli endüstriler atıksularını yönetmeliklere uygun olmayan koşullarda kontrolsüz bir şekilde yüzeysel sulara deşarj etmektedir. Tekstil, deri, kağıt, matbaa ve plastik endüstrileri günümüzde sıkça kullanılan sanayi sektörleridir. Bu sektörlerde ürünlere renk vermek amaçlı boyar maddeler kullanılmaktadır. Boyar maddeler doğal boyar madde ve sentetik boyar madde olarak iki grupta gruplandırılmaktadır. Sentetik boyar maddeler bozulmaya karşı dirençli olduklarından dolayı sanayi sektöründe daha çok tercih edilmektedir. Boyar maddeler arasında metilen mavisi en çok tercih edilen katyonik bir boyar maddedir. Boyar madde içeren atıksular yüzeysel sulara karıştığında çevre ve insan sağlığı tehlike altına girmektedir. Boyar maddeler karaciğer fonksiyon bozukluğu, beyin ve sinir fonksiyon bozukluğu ve kansorejenik etkilere neden olmaktadır. Bu nedenle bu maddelerin yüzeysel sularda nasıl bir etki oluşturduğu, yüzeysel suların dip sedimentlerinde nasıl bir davranış sergilediği, dip sedimentlerin ne kadar boyar madde yükü taşıyabileceğini araştırmak önem arz etmektedir. Bu çalışmada sediment ve boyar madde kirliliği arasındaki ilişki adsorpsiyon prosesi benimsenerek araştırılmıştır. Yüzeysel sular sanayi, endüstri ve evsel atıklarla doğrudan ya da dolaylı olarak kirletilmektedir. Bu da suların çevre ve insan faatliyeleri için kullanımını sınırlamaktadır. Yüzeysel sulara gelen kirlilik yükü sularda zamanla alt katmanlara doğru inmektedir. Kirlilik yüzeysel suların üst, orta ve alt kısımlarında birikebilmektedir. Kirlilik suların çeşitli katlanmanlarında farklı tepkimeler gösterebilmektedir. İçme suyu olarak kullanılan atıksular çeşitli arıtım sistemlerinden geçirilerek insan faaliyeti kullanımına sunulmaktadır. Endüstriler ve sanayi kuruluşları çeşitli kimyasallar kullanmaktadır. Son yıllarda özellikle tekstil, matbaa ve plastik sektöründeki üretim artmıştır. Bu endüstrilerden çeşitli toksik maddeler ve kimyasal atık sular dolaylı ya da direkt olarak çevreye ve yüzeysel sulara deşarj edilmektedir. Bu da yüzeysel sularda büyük kirlilik yüküne neden olmaktadır. Bu kirlilik yükü zamanla yüzeysel suların en alt katmanına kadar inebilmektedir. Böylelikle yüzeysel suların en alt katmanında bulunan sedimentte çeşitli kirlilik yükleri meydana gelmektedir. Sedimentin bu kirliliği yükü ne kadar taşıyabileceği, ne kadarını bünyesinde biriktirdiği ne kadarını tekrardan yüzeysel sulara geri aktardığı, hangi kimyasal tepkimelerin meydana geldiği önemli bir konudur. Bu çalışma ile gelen bu kirlilik yüküne sedimentin uyguladığı davranış adsorpsiyon prosesi benimsenerek incelenmiştir. Sapanca Gölü, Marmara Bölgesinde içme suyu ve sulama gibi ihtiyaçlar için kullanılan en önemli tatlı su kaynaklarından biridir. Göl, çevresindeki yerleşim bölgeleri, sanayi kuruluşları ve karayolundan gelen kirleticiler tarafından kirliliğe maruz bırakılmaktadır. Bu çalışmada göl sedimenti ve gelen boyar madde kirliliğin arasındaki ilişki, sedimentin gelen boyar madde yükünü ne kadar taşıdığı, sedimentin bu kirliliğe karşı ne tür davranışlar geliştireceği adorpsiyon prosesi benimsenerek araştırılmış olup, çalışma göl parametrelerine uygun şartlar altında sürdürülmüştür. Bu çalışmanın konusu kontrolsüzce çevreye salınan boyar maddelerin alıcı ortamda nasıl bir etki oluşturduğunu gözlemlemektir. Ayrıca bu çalışma ile yüzeysel suların alt katmanında bulunan sedimentin ne kadar yük taşıyabileceği, bu gelen kirliliğe karşı nasıl bir tepki gösterdiği incelenecektir. Benimsenen adsorpsiyon prosesi yardımı ile farklı parametrelerin giderim verimini ne yönde değiştiği araştırılacaktır. Bu çalışmada pH, sıcaklık, adsorban miktarı, başlangıç boyar madde konsantrasyonları, temas süresi parametrelerinin adsorpsiyon sürecine etkisi araştırılmıştır. Bu çalışmada amaç sedimentin gelen kirlilik yükünün ne kadarını taşıyabileceğini hesaplamak, göl parametrelerine uygun şartlarda çalışarak suyun ve sedimentin gösterdiği tepkiyi gözlemlemek, sedimentin gelen kirliliğe karşı gösterdiği davranışı incelemektir. Yapılan adsorpsiyon deneyi çalışmaları sonucunda pH 7, 25 ˚C, 0,5 gram adsorban miktarı ve 100 mg/L boyar madde konsantrasyonu ile optimum adsorpsiyon verimi sağlanmıştır. Bu da sedimentin bu şartlarda boyar maddeyi tuttuğu ve yüzeysel sulardan boyar maddeyi indirgediği sonucunu göstermiştir. Deneysel çalışmalar sonucunda yapılan hesaplamalar ile adsorpsiyon denge verilerinin Langmuir modeline daha uygun olduğu belirlenmiştir Adsorpsiyon kinetik analizlerine göre yalancı birinci dereceye uygun olduğu görülmüştür. Negatif ∆G° değerleri adsorpsiyon işleminin kendiliğinden oluştuğunu ve hesaplanan ∆H° değerinin pozitif olması prosesin endotermik olduğunu göstermektedir. Tüm bu sonuçlar ışığında, gelen kirlilik yükünün optiumum şartlarda sediment tarafından tutulduğu sonucuna varılmıştır.
Fındık ve ceviz kabuğundan üretilen aktif karbon ile diklofenak sodyum, siprofloksasin ve sülfametoksazol adsorpsiyonunun incelenmesi
Ülkemiz fındık ve ceviz üretiminde önemli bir paya sahip olmakta ve buna bağlı olarak yüksek miktarda fındık ve ceviz kabuğu ortaya çıkmaktadır. Fındık ve ceviz kabukları düşük maliyete sahip olmaları, yerel olarak büyük miktarlarda mevcut olmaları ve her yıl yenilenebilir olmaları gibi avantajlara sahiptir. Dolayısıyla aktif karbon üretiminde hammadde olarak kullanılmaları ve bu şekilde ekonomiye kazandırılmaları önem arz etmektedir. Bu çalışmanın amacı, fosforik asitle aktive edilmiş fındık (HSAC) ve ceviz (WSAC) kabuğu karbonunun sulu çözeltilerden ve atık sulardan diklofenak (DC), siprofloksasin (CIP) ve sülfametoksazol (SMX) giderimindeki etkinliğini belirlemektir. HSAC ve WSAC'nin karakterizasyon çalışmaları yüzey alanı, gözenek boyutu dağılımı, elementel, FT-IR, SEM ve termogravimetrik analizler gibi çeşitli analitik işlemlerle yapılmıştır. HSAC ve WSAC'nin adsorpsiyon özelliklerinin belirlenmesi amacıyla, DC, CIP ve SMX'i sulu çözeltilerden ve atık sulardan uzaklaştırma yetenekleri başlangıç konsantrasyonu, temas süresi, pH, adsorban dozu ve sıcaklık gibi çeşitli parametrelerle test edilmiştir. SEM çalışmaları, HSAC ve WSAC yüzeyinin çeşitli boyut ve şekillerde çok sayıda düzensiz çukur içerdiğini göstermiştir. HSAC ve WSAC'nin BET yüzey alanları sırasıyla 1173 m 2 g -1 ve 1428 m 2 g -1 olarak bulunmuş, WSAC'nin daha büyük bir yüzey alana sahip olduğu belirlenmiştir. DC, CIP ve SMX'in adsorpsiyon dengesini modellemek için Langmuir, Freundlich, Temkin ve Dubinin-Radushkevich izotermleri kullanılmıştır. HSAC ile elde edilen maksimum adsorpsiyon kapasiteleri DC, CIP ve SMX için sırasıyla 125, 95.2 ve 285.7 mg g -1 ; WSAC ile elde edilen maksimum adsorpsiyon kapasiteleri DC, CIP ve SMX için sırasıyla 135.1, 185.2 ve 476.2 mg g -1 olarak hesaplanmıştır. Yapılan incelemeler ile DC, CIP ve SMX adsorpsiyonunun Langmuir izoterm modeli ile uyumlu olduğu sonucuna varılmıştır ve bu durum monomoleküler yani tek tabakalı adsorpsiyonun baskın olduğunu göstermiştir. Adsorpsiyon mekanizmasının kinetik davranışının değerlendirilmesi sonucunda, yalancı ikinci dereceden modelin DC, CIP ve SMX adsorpsiyonu için en uygun kinetik model olduğu belirlenmiştir. Termodinamik çalışmalar, DC, CIP ve SMX'in HSAC ve WSAC ile adsorpsiyonunun kendiliğinden ve endotermik olduğunu ortaya koymuştur. Kentsel atık su arıtma tesisi çıkış atık suyundan alınan numunelerde HSAC ile yapılan adsorpsiyon çalışmaları sonucunda elde edilen giderim verimleri DC, CIP ve SMX için sırasıyla %61.9, %54.2 ve %63.1; WSAC ile yapılan adsorpsiyon çalışmaları sonucunda elde edilen giderim verimleri DC, CIP ve SMX için sırasıyla %74.2, %77.4 ve %60.2 olarak olarak bulunmuştur. Sonuç olarak, HSAC ve WSAC'nin atık sulardan DC, CIP ve SMX giderimi için kolay bulunabilir, çevre dostu ve etkili birer adsorban olduğu ifade edilebilir.
Biyokütle santrali külü bitki besin elementlerinin geri kazanımı ve gübre kaynağı olarak kullanımı
Son yıllarda biyoatıkları yönetmek için yaygın olarak kullanılan biyokütle yakma tesisleri bitki besin elementi açısından zengin biyokütle külü (BK) üretmekte, ancak BK'nın tarımsal olarak faydalı kullanımı son derece sınırlıdır. Biyokütle külünün en belirgin parametresi pH (13.04) değerinin yüksek olmasıdır. Biyokütle külü için iletkenlik değerleri 27,43 mS cm-1 aralığında kaydedilmiştir. Uçucu külde yanmamış karbon miktarı düşük ve yaklaşık %1.98 değerinde tespit edilmiştir. Endüktif Eşleşmiş Plazma Optik Emisyon Spektrometresi (ICP-OES) sonuçları, BK'nın temel bileşiminin yüksek konsantrasyonlarda potasyum, fosfor ve kalsiyum içerdiğini, ancak silika, alüminyum ve demir oksitler gibi toprak elementlerinin içeriğinin nispeten düşük olduğunu göstermiştir. Bu çalışmada tespit edilen bitki besin elementlerinden özellikle P ve K yüksek bulunmuştur. Çalışmada kullanılan kül, biyokütle ham maddesi içinde % 80 tavuk altlığı kullanılan örneklerden alınmıştır. BK'daki kümes hayvanı altlığından kaynaklanan fosfor ve diğer makro/mikro besinler, bu atığı biyo-gübreler için değerli bir ham madde kaynağı haline getirmiştir. Bu açıdan, tarımsal-endüstriyel artıklar tarafından üretilen BK, yararlı bir bitki besin kaynağı olarak kabul edilebilir fosfor bileşiklerinin çözündürülmesi için, bir dizi kimyasal reaksiyon ve biyolojik etkileşim yoluyla fosforu biyolojik olarak kullanılabilir formlara dönüştüren süreçler olarak tanımlanabilecek çeşitli teknolojiler geliştirilmiştir. Sürdürülebilir atık yönetimi ve besin elementlerinin bitkisel üretim döngüsüne tekrar dahil edilebilmesi için çevre dostu atık yönetimi sağlayan vermikompostlama yöntemi ile BK elementlerinin bitki alımına uygun hale getirilmesi amaçlanmıştır. BK, tavuk altlığı, orman ve tarımsal hasat artıklarını yakan biyokütle enerji santralinden temin edilmiş ve nihai azot (N), fosfor (P) ve potasyum (K) içeriklerini elde etmek için, %0.0 (T0), %3.5 (T1), %7.0 (T2) ve %10 (T3) oranında sığır gübresine karıştırılmıştır. Başlangıçta, karışımlar kokulu gazları uzaklaştırmak için 3 hafta boyunca aerobik olarak kompostlanmıştır ve ardından 60 gün boyunca vermikompostlamaya tabi tutulmuştur. Ardışık fosfor ekstraksiyon sonuçları, vermikompostlamanın toplam fosfor (TP) ve Olsen-P çözünürlüğünü BK dozlarına bağlı olarak sırasıyla %69-%79 ve %5-%8 oranında önemli ölçüde iyileştirdiğini göstermiştir. Biyokülün yüksek pH seviyesi, test edilen tüm BK vermikompost numunelerinde, vermikompostlamadan sonra nötr aralık seviyesine gelmiştir. Vermikompost numunelerinin nihai besin bileşimi, T0 için "N 1.31, P 0.53, K %0.90" (toplam %2.74), T1 için "N 1.02, P 0.63, K %1.90" (toplam %3.55), T2 için "N 0.8, P 1.78, K %3.86" (toplam %7.16) ve T3 için "N 0.84, P 2.64, K %6.32" (toplam %9.94) olmuştur. İncelenen bütün BK vermikompost örneklerinde, tespit edilen maksimum P fraksiyonları, sırasıyla, zayıf asitte çözünür Fe- ve Al-bağlı P olmuş, ardından çözünmeyen artık fraksiyon, alkalide çözünür ve Olsen fosfor fraksiyonları gelmiştir. Diğer yandan, BK uygulamalarında toplam fosfor (TP) içeriği %1.41 ile %1.77 arasında değişirken kontrol (T0) için %0.63 olmuştur. Sonuçlar, BK karışımlarının kompost sıcaklıklarını artırdığını ve vermikompostlama aşamasında başarılı bir solucan aktivitesine izin verdiğini göstermiştir. Tüm solucan gübresi örneklerinde indikatör enzim aktiviteleri sırası ile; üreaz > β-glukosidaz > alkalin fosfataz > asit fosfataz > arilsülfataz şeklindedir. Fosfat çözücü mikroorganizmalar, fosfataz enzimlerini ve enzim aktivatörlerini, düşük moleküler ağırlıklı organik asitleri ve hümik asitleri bir arada kullanarak bitki nutrientlerini çözüp, biyoyararlı forma dönüştürmüştür. Biyokül oranının artması ile fosfataz aktivitesi azalma eğilimi göstermiştir. Bunun yanısıra tüm numunelerde üreaz enzim aktivitesinin diğer enzim aktivitelerine kıyasla yüksek olmasının sebebinin termofilik faz aşamasının mikrobiyal popülasyonda hızlı bir çoğalma göstermesine bağlanmıştır. Yüksek BK solucan gübresi işlemlerinde hem β-glukosidaz hem de üreazın spesifik aktivitelerindeki azalma, BK'nın büyük ölçüde organik karbon ve nitrojenden yoksun olduğundan bu işlemlerin düşük organik madde ve nitrojen katkısı ile açıklanmıştır. Tüm enzimatik aktivitelerin biyokül oranının artışına bağlı olarak azalması mevcut substrat oranının azalması ve biyokülün en önemli özelliği pH değerinin alkali etkisinin sebep olabileceği öne sürülmüştür. Sığır gübresi ve BK kullanılarak hazırlanan vermikompost örneklerinin metagenomik analiz sonuçlarına göre,Proteobakteriler (K-%23.77, T0-%18.44, T1-%24.34, T2-%23.5, T3-%27.4) Bakteriyoidler (K-%30.5, T0-%15.7, T1-%29, T2-%11.49, T3-%13.94) ve Planctomycetota (K-%9.44, T0-%15.32, T1-%12.5, T2-%20.3, T3-%19.85) tüm örneklerde baskın bakteri filumu olarak belirlenmiştir. Vermikompost numunelerinde enzim aktiviteleri ile mikrobiyal çeşitlilik arasında gerçekleştirilen Çoklu Lineer Regrasyon (ÇLR) hesaplamalırında yüksek korelasyonlar gözlenmiştir. T0, T1, T2 ve T3 için enzim aktiviteleri ile bakteri popülasyonu arasındaki çoklu lineer regresyon R2 değerleri, sırasıyla 0.90, 0.65, 0.73 ve 0.90 olarak hesaplanmıştır. Besin elementi çözünürlüğü için Flavobacteriales, Burkholderiales, Saccharimonadales ve Pseudomonadales'in enzim aktiviteleri üzerindeki uyarıcı etkisi önemli ve pozitif bulunmuştur. Solucan gübrelerindeki enzim aktivitesinin bakteri popülasyonu ile ilişkili olduğu bakteri filumunun asit fosfataz, alkalin fosfataz, arilsülfataz, β-glukosidaz ve üreaz aktivitelerini önemli ölçüde desteklediği görülmüştür. Tüm numunelerde üreaz enzim aktivitesi en yüksek aktivite değerlerini göstermiştir. Üreaz enzimi karmaşık organik azotlu maddenin daha basit formlara dönüştürülmesinde önemli bir rol oynamıştır. Bitki gelişiminde olmazsa olmaz organik içeriklerden biri olan organik azot formlarının üre formuna dönüşümünde etkili olan hidrolitik enzimler üreten Cytophagales popülasyonu T0, T1, T2 ve T3 oranları sırasıyla %8.44, %6.14, %5.97, %8.09' dur. Bitki besin elementince zengin solucan kompostlarının bitki büyüme ve gelişmesine etkisi fasulye (Phaseolus vulgaris L.) bitkisinde denenmiştir. BK ile nutrient içeriği zenginleştirilmiş vermikompost örneklerinin potansiyel gübreleme etkinliği, fasulye bitkisi üzerinde yapılan, bitki yetiştirmeye uygunluk parametreleri; klorofil içeriği, kök nodülasyonu ve leghemoglobin analizleri ile yaprak nutrient analizleri kullanılarak değerlendirilmiştir. Fasulye bitkisi, topraktan fosfor alımı ve özellikle fosfor gübresine karşı hassas olduğu ve bu bitkide fosfor en sınırlayıcı besin maddesi olarak rapor edildiğinden, model ürün olarak seçilmiştir. Sonuçlar, BK içeren vermikompostun bitkilerinin büyümesini destekleyebileceğini, yapraklardaki klorofil içeriğini artırabileceğini ve biyolojik nitrojen fiksasyonunun aktivasyonuna yardımcı olan leghemoglobin sentezini önemli ölçüde artırdığını (p < 0.05) göstermiştir. Sonuç olarak, BK'nın biyo-atıkla solucan gübresi haline getirilmesinin, besin elementi çözünürlüğünü iyileştirebileceğini ve zenginleştirilmiş solucan gübresinin yavaş salınımlı gübre üretimi için sürdürülebilir biyo-temelli bir teknoloji olabileceğini göstermiştir. Üretilen vermikompost bitki büyüme ve gelişiminin pozitif etkilemiş, böylece besin elementi döngüsünü kapatmak için geri dönüşüm kapasitesini artırabileceğini açıkça göstermiştir.
Biyokütle külü ile zenginleştirilmiş arıtma çamuru kompostunda mikro-makro element ve ağır metal spesifikasyonunun incelenmesi
Bu çalışmanın amacı, arıtma çamuru kompostunu, besin içeriğini bitki mikro besin elementleri (Fe, Al, Cu, Ni, Zn, Na, Mn), makro besin elementler (P, K, Mg, Ca) açısından zengin biyokütle kül katkı maddelesi ile iyileştirmek ve arıtma çamurunun kompostlanması sırasında ağır metalleri (Cr, Cd, Pb) pasifleştirmektir. Özellikle arıtma çamurunun yüksek konsantrasyonlarda içerdikleri mikro-makro besin elementlerinin spesifikasyonlarının ortaya konması, ağır metal spesifikasyonunun belirlenmesi, bu atıklardan oluşturulan kompost ürünlerinin de bitki verim kalitesi ve çevresel risk açısından risk teşkil edip etmediğinin ortaya konmasında önemli bir noktadır. Çalışmamızda element türlerini belirlemek için sıralı ekstraksiyon yöntemi kullanılmıştır. Ülkeminzde arıtma çamurları yüksek organik madde miktarlarına rağmen düzenli depolama sahalarına atık sınıfında gönderilir ya da arazi dolgusu olarak değerlendirilirler. Bu çalışmada kanatlı hayvan çiftliklerinde oluşan organik atıkların yakılmasıyla oluşturulan biyokütle külünün belli oranlarda arıtma çamuru ve yardımcı malzeme olan ağaç talaşı ile kompostlanması yapılmıştır. Sonuçta, bu çalışmadan elde edilecek veriler, bu organik atıkların faydalı bir kullanım alanını da ortaya koyacaktır. Özellikle biyokütle külünün faydalarını hesaba katan kompost ilave endekslerinin oluşturulması, bu faaliyetin ileride ticari kullanımını arttırmaya da yardımcı olacaktır. Bu sayede hem düşük maliyetli hem de bölgedeki birçok üreticiyi kapsayarak atıkların büyük oranda azaltılması da sağlanacaktır. Sürdürülebilir üretim ve çevre çerçevesinde, organik atıklar için bilinçsizce uygulanan bertaraflar ortadan kaldırılacak ve meydana gelebilecek çevresel riskler önlenebilecektir. Malzemelerin karışım oranları, 2018 yılı Gıda, Tarım ve Hayvancılık Bakanlığı tarafından hazırlanan Tarımda Kullanılan Organik, Mineral ve Mikrobiyal Kaynaklı Gübrelere Dair Yönetmelik'te yer alan %7 NPK sınır şartına göre kuru ağırlıkta oluşturulmuştur. Bu sınır değere göre hesaplanan biyokütle kül miktarı, arıtma çamuru + odun talaşı karışımına (hacimce, 1:1) homojen olarak ilave edilerek kompost numunelerindeki nihai NPK içeriği kuru maddede; T0: %0, T1: %3,5, T2: %7,0 ve T3: %14,0 olarak belirlenmiş, kompostlar 45 gün boyunca takip edilmiştir. Elde edilen sonuçlarda Cr, Cd ve Pb, biyokütle külünün eklendiği tüm uygulamalarda inoksitlerle bileşik yapmış (mineral kısma bağlanmış, çökelmiş) ve çözünemeyen (kalıntı) formlar birincil fraksiyonlar olmuş, biyoyararlanım faktörü (BF) kül ilaveli gruplarda (<1% BF–Cr, 21% BF–Cd and 9% BF–Pb), kontrol grubuna oranla (46% BF–Cr, 47% BF–Cd ve 80% BF–Pb) daha düşük oranlarda ölçülmüştür. Biyokütle külü miktarı arttıkça (T1-T3), kalıntı Cr (%10-65), değiştirilebilir Cd ve organik olarak bağlı Cd sırası ile (%14 ve %21) ve inoksitlerle birleşik yapmış-Pb (%20-61) oranları artmıştır. Tüm kompostlarda, Fe, Al ve Cu'ın, organik bağlı ve inoksitlerle birleşik yapmış fraksiyonları birincil fraksiyon olmuştur. Kül ilavesi Mn ve Mg dışındaki tüm elementlerin biyoyararlanımını kontrol grubuna oranla azaltmıştır. Toplam Mn ve Mg'un %50'den fazlası, esas olarak değişebilir fraksiyonlarda yoğunlaşmıştır, bu da yüksek hareketlilik ve buna bağlı biyoyararlanım olduğunu göstermektedir (%42 BF–Mn ve %98 BF–Mg). Ni, Zn ve Na, İnoksitlerle bileşik oluşturmuş, organik bağlı ve kalıntı fraksiyonlarda bulunma eğilimindeyken, K ve P, değiştirilebilir ve organik bağlı fraksiyonlarda yoğunlaşmıştır. Bu çalışma, biyokütle külü ile zenginleştirilmiş arıtma çamuru kompstunun, ağır metalleri pasifleştirdiği ve zengin besin element içeriği ile biyoyararlanımlığının yüksek olması sebebi ile toprak ıslahında tercih edilmesi gereken en iyi strateji ve tekni olduğunu göstermektedir.
Alglere ağır metal ve mikroplastik etkisinin araştırılması
Ağır metal ve mikroplastik kirliliğinin çevresel ekosistemlere verdiği zarar canlı yaşamını tehdit eder olup özellikle sucul ekosistemlerde varlığını sürdüren organizmalar, ağır metallerin suda çözünmesi sebebiyle daha fazla risk altına girmektedir. Sucul ekosistemleri tehdit etmesi ve fotosentez kapasitesini düşürmesi sebebiyle özellikle mikroalgler üzerinde stres koşulları oluşturması olası görülmektedir. Bu çalışmada Chlorella vulgaris yeşil alg'i ve Microcystis aeruginosa, Arthrospira platensis mavi-yeşil alglerinin üç farklı ağır metale ve bunların konsantrasyonlarına, farklı tür ve çaptaki mikroplastiklere maruziyeti sonucu oluşan etkiler incelenmiştir. Yapılan çalışmada mikroalgler'in metal ve mikroplastik maruziyetine verdiği tepkileri anlamak için OD560 değerleri, klorofil-a, askıda katı madde, hücre sayımı, Malondialdehit ve hidrojen peroksit miktarları incelenmiştir. Yürütülen çalışmada Chlorella vulgaris, Microcystis aeruginosa ve Arthrospira platensis ağır metallere maruz bırakılmış olup Chlorella vulgaris için kurşun, bakır ve kadmiyum; Microcystis aeruginosa ve Arthrospira platensis için kadmiyum ağır metallerinin farklı konsantrasyonları (0.5-1-2.5-5-10 mg/L) seçilmiştir. Deney süresi boyunca en yüksek konsantrasyonda (10 mg/L) metal maruziyeti etkisinde olan kültürde klorofil-a miktarı, OD 560 değerleri ciddi düşüşler göstermiş alg hücrelerinde büyüme ve gelişim yavaşlamış ölümler başlamıştır. Toksik etkinin fazla olması sebebiyle yapılan analizlerde en yüksek konsantrasyona maruz bırakılan kültürlerde malondialdehit ve hidrojen peroksit miktarları yüksek çıkmıştır. Malondialdehit ve hidrojen peroksit miktarlarının yüksek olması ağır metal konsantrasyonlarının artmasına bağlı olarak hücredeki toksik etkinin ve yıkımın fazla olduğunun bir göstergesi olarak kabul edilebilir. Başka bir deney setinde Chlorella vulgaris yeşil alg'i bakır ve kurşun ağır metallerinin farklı konsantrasyonları (0.5-1-2.5 mg/L) ile 100 μm den küçük çapa sahip polipropilen, polivinilklorür ve polistiren mikroplastikleri nin etkisi altına bırakılmış olup zamana bağlı olarak Chlorella vulgaris hücrelerindeki büyüme ve gelişim incelenmiştir. Ağır metal toksikliği ve mikroplastik etkisin mikroalg hücreleri üzerinde büyüme ve gelişmeyi yavaşlattığı, ölümlere sebebiyet verdiği tespit edilmiştir. 2.5 mg/L metal ve polivinilklorür mikroplastiği ilavesi yapılan kültürde klorofil-a ve OD 560 değerlerinde azalmalar tespit edilmiş olup aynı kültürün enzim aktivitesi sonucu oluşan malondialdehit ve hidrojen peroksit miktarında artışlar tespit edilmiştir. Yürütülen başka bir sette Chlorella vulgaris farklı tür ve çaptaki mikroplastiklere maruz bırakılmış olup mikroplastik türü ve çapı olarak Polipropilen, polivinilklorür mikroplastikleri için 100 μm nin altında ve üstünde, polistiren mikroplastiği için 1μm çap seçilmiştir. Zamana bağlı olarak yapılan bu incelemede bütün kültürler kendi arasında kıyaslandığında en iyi klorofil-a artışı 1μm boyutlu polistiren mikroplastiği 'nin eklendiği kültürde tespit edilmiştir. En az klorofil-a miktarı ise 100 μm nin üstünde çapa sahip polivinilklorür mikroplastiğinde tespit edilmiştir. Hidrojen peroksit ve malondialdehit miktarı analiz edilen klorofil-a değerleri ile uyumlu tespit edilmiştir. Yapılan bütün çalışmada yürütülen setlerin tamamında saf kültürden oluşan kontrol grubu oluşturulmuştur. Sonuç olarak Ağır metal ve mikroplastiklerin sucul ekosistemlere, bu ekosistemlerde yaşayan organizmalara ciddi zararlar vermekte olduğu anlaşılmaktadır. Ekosistemlerde yaşayan canlıların ağır metal veya mikroplastik kirliliğine maruz kalması, canlılıklarının son bulması maruz kalınan toksik etkinin besin zincirinin üst basamaklarına taşınmasına sebebiyet verecektir.
Partikül madde konsantrasyonu tahmininde derin öğrenme yaklaşımlarının karşılaştırmalı incelenmesi
Hava kirliliği, insan sağlığını etkileyen en önde gelen faktörlerden biridir. Özellikle Partiküler Madde (PM) hava kirliliğinin ciddi sağlık sorunlarına yol açtığı iyi bilinmektedir. Partiküler Madde (PM2.5 ve PM10) kirleticilerinin kirlilik seviyelerini tahmin etmek için güvenilir modeller geliştirmek, karar vericiler için hayati bir araç olacaktır. Bu çalışma, PM kirliliği tahmini için yüksek doğruluklu yapay zeka tabanlı tahmin modelleri geliştirmeyi amaçlamaktadır. Bu hedef doğrultusunda, hava kalitesi izleme istasyonlarından elde edilen geniş veri setleri üzerinde derin öğrenme algoritmalarıyla çalışılmıştır. Bu çalışma iki ayrı araştırma konusunu ele almaktadır. İlk araştırma konusu, PM10 kirlilik tahmini için farklı Uzun Kısa Süreli Bellek (LSTM) algoritmalarının uygunluğunun değerlendirilmesi ve buna ek olarak Veri Ön İşleme ve Özellik Seçimi (VÖİ-ÖS) sürecinin LSTM modellerinin tahmin doğruluğu üzerindeki etkisinin incelenmesidir. Bu amacı gerçekleştirmek için Yalın (Vanilla), Çift Yönlü (Bi-Directional) ve Yığın (Stacked) olmak üzere üç farklı LSTM modeli geliştirilmiştir. Deney sonuçları, önerilen LSTM modellerinin VÖİ-ÖS işlemi uygulandığında daha yüksek tahmin performansı sergilediğini göstermiştir ve bu modellerin saatlik PM10 konsantrasyonlarını tahmin etmek için kullanılabileceğini ortaya koymuştur. Çalışmanın ikinci araştırma konusu olarak PM2.5 tahmininde Uzun-Kısa Süreli Bellek (LSTM), Yinelemeli Sinir Ağı (RNN) ve Geçişli Tekrarlayan Birimler (GRU) olmak üzere üç tür derin öğrenme algoritmasının tahmin performanslarının karşılaştırılmıştır. Deney sonuçları, LSTM+LSTM modelinin, diğer derin öğrenme algoritmalarına kıyasla eğitim ve test veri setleri için 0,98 ve 0,97'lik bir R2 ile önemli ölçüde daha üstün bir performans gösterdiğini ortaya koymuştur. Ayrıca, önerilen modelin genelleme kabiliyetini değerlendirmek için İstanbul'un dokuz farklı semtindeki istasyonlardan alınan bir yıllık veriler ile model genelleme çalışmaları yapılmıştır.
Plastik ürünlerde mikroplastiksalım potansiyelinin incelenmesi
Günlük hayatta kullanılan her tür plastiğin kullanılmaya başladığı andan itibaren çevreye çok küçük boyutlardaki parçacıkları olan mikro plastik (1 µm
Siyanobakteri yoğunluğuna çevresel faktörlerin etkisinin araştırılması
Sucul ekosistemin ilk basamağı olan alglerin, ağır metal ve mikroplastik stresinden etkilenmesiyle ekosistemin tür kompozisyonu değişmektedir. Bu durum sonucunda besin zincirinin üst basamağındaki canlılar da etkilenmektedir. Bu çalışmada Polipropilen (PP) ve bakır metalinin farklı konsantrasyonlardaki (0.5, 1, 2.5, 5, 10 ppm) maruziyetin kültürlerin gelişimi üzerindeki etkilerini gözlemlemek amacıyla Microcystis aeruginosa, Synechocystis sp. ve Arthospira platensis kültürlerinden çalışma süresinde 15 gün boyunca 2 günde bir örnek alınarak hücre sayıları, hücre yoğunlukları, askıda katı madde miktarları, klorofil-a miktarları, malondialdehit ve hidrojen peroksit miktarları ölçülmüş; mikroskobik olarak hücre sayımları yapılmıştır. Çalışma sonucunda, ağır metallerin incelenen alglere toksik etki ettiği ve alglerin büyüme ve gelişimini yavaşlattığı, hücre ölümlerine sebebiyet verdiği; düşük konsantrasyondaki (0.5 ppm) bakırın sonuçlar üzerinde fazla düşüş göstermediği fakat metal konsantrasyonu artışı ile tüm alg hücre sayılarında kontrole göre düşüş gözlemlendiği, özellikle Synechocystis sp. hücreleri boyutlarını sınırlandırdığı, Microcystis aeruginosa ve Arthospira platensis'te artan konsantrasyonla birlikte hücre çapının önemli ölçüde küçüldüğü tespit edilmiştir. Sonuç olarak ağır metal ve mikroplastik maruziyetinde alglere uygulanan konsantrasyon miktarındaki artışa bağlı olarak klorofil-a, optik yoğunluk ve AKM miktarında kontrole göre azalmalar görülmüş; MDA ve H2O2 miktarında bakır ve polipropilen stresine bağlı artış gözlemlenmiştir.
İçme suyunun polimerik nanokompozit membranlar ile arıtımı
Son yıllarda ekonomik gelişmeler, sanayileşme, hızlı nüfus artışı, göçler ve iklim değişiklikleri gibi etkiler su kaynaklarının miktarını azaltmış ve su kalitesini olumsuz etkilemiştir. Dünyanın %70'inden fazlasının sularla kaplı olması birçok bölgede içme suyunun kıt olduğu gerçeğini değiştirmiyor. Membran filtrasyon sistemleri, yüksek giderme verimi, basit işletimi, düşük alan gereksinimi ve filtrasyon sırasında kimyasallara ihtiyaç duyulmaması nedeniyle içme sularının arıtımında kullanılan geleneksel sistemlere iyi bir alternatiftir. Su kaynaklarının kısıtlılığı ve kirletici parametrelerin artmasına karşın alternatif ileri teknolojilerin gelişmesi, içmesularından kirliliğin giderilmesinde nanokompozit membran uygulamalarını önemli kılmıştır. Suyun verimli bir şekilde kullanılması ve içme suyu kalitesi yüksek, güvenilir su ihtiyacının karşılanması için son zamanlarda nanokompozit katkılı polimerik membranlarla ilgili çalışmalar küresel ölçekte artmıştır. Polimerik membranlar kolay üretimleri ve düşük maliyetleri nedeniyle su arıtımında yaygın olarak kullanılırlar. Polimerik membran matrislerine nano malzemelerin uygun miktarda ilave edilmesiyle membranların akı ve arıtma performansı önemli ölçüde iyileştirilebilir. Nanokompozit membranlar, iyileştirilmiş geçirgenlik ve giderim, azaltılmış kirlenme özelliklerine sahip olup su arıtımında geleneksel polimerik membranların modifiye edilmiş şeklidir. Bakıroksit, çinko ve çinko oksit gibi nanokompozit malzemelerin membran matris yapısına ilavesi seçici geçirgenliği, termal-mekanik dayanımı, permeabiliteyi, kirlilik direncini ve arıtma performansını geliştirip iyileştirmektedir. Bu çalışmada ZnO ve CuO katkılı polimerik mikrofiltrasyon (MF) membranları sentezlenerek içme sularının arıtılmasındaki kullanım potansiyeli incelenmiştir. Polietersülfon (PES) polimerinin istenmeyen bir özellik olan hidrofobik yapısı nanomalzeme ilavesiyle iyileştirilmesini gerektirmektedir. PES polimeri, farklı membran deneylerine uygun olması, termal-kimyasal dayanımı, yüksek performans ve düşük maliyet gibi avantajlarından dolayı tercih edilmektedir. PES polimerinin hidrofobik yapısı sebebiyle büyük moleküllerin membran yüzeyinde birikerek kontamine olması ise dezavantajıdır. PES, gözenek boyutunun istenilen büyüklükte ayarlanabilmesi ve boru-levha şeklinde kullanılabilmesi nedeniyle RO, UF ve MF proseslerinde tercih edilmektedir. Bu çalışma kapsamında, çözücü olarak DMSO (Dimetil Sülfoksit) kullanılmış, saf polietersülfon (PES), PES/nano bakır oksit (CuO) ve PES/nano çinko oksit (ZnO) membranlar daldırmalı faz inversiyon yöntemiyle üretilmiştir. Çözücü olarak kullanılan malzemenin türü ayrıca membran gözenekliliğini, temas açısını, kirlenme direncini, geçirgenliği ve dolayısıyla arıtma performansını etkiler. Nanokompozit membranlar için, membran üretim yöntemi ile üretilen membranların gözeneklilik gibi özellikleri ve membran performansı arasında güçlü bir bağlantı vardır. Ağırlıkça %16 PES kullanılarak sentezlenen ağırlıkça % 0.5-% 1'lik ZnO ve % 0.5-% 1'lik CuO katkılı MF membranların gözenekliliği, yüzey kirlenmeleri ve pürüzlülükleri, Elektron Tarama Mikroskopu (SEM), Atomik Kuvvet Mikroskopu (AFM) görüntüleme cihazları kullanılarak incelenmiştir. Filtrasyon sonrası kirlenen membranların SEM yüzey görüntüleri karşılaştırılarak değerlendirilmiştir. Sentezlenen membranların filtrasyon ve permeabilite deneyleri dikey akışlı ve basınç sürücülü bir membran filtrasyon sistemi olan Dead-end cihazıyla 3 bar basınç altında gerçekleştirilmiştir. Saf PES membranın 355.14 L/m2.sa olan saf su akısı nano CuO ve nano ZnO katkısıyla önemli ölçüde artmıştır ve nanokompozit membranların saf su akıları 392.65-429.74 L/m2.sa aralığında değişmiştir. Permeabilitesi en yüksek olan %1 ZnO-PES membranı, en düşük olan saf PES membranıdır. Membranların filtrasyon performanslarının belirlenmesinde ağır metal analizi için Atomik Emisyon Spektrometresi (ICP), iyon analizinde İyon Kromotografisi (IC), toplam organik karbon analizinde TOC analyzer, pH-İletkenlik tayininde pH-İletkenlik analiz cihazları kullanılarak Demir, İletkenlik, pH, TOC, Baryum, Bor, Toplam Krom ve Selenyum giderme verimleri karşılaştırılmıştır. Nano CuO ve nano ZnO katkılı PES nanokompozit membranlar, saf PES membrana göre daha yüksek iletkenlik, renk, toplam organik karbon, bor, demir, selenyum, baryum ve toplam krom giderim verimleri sergilemiştir. Saf PES membrana ağırlıkça %0.5 ve %1 nano CuO ve nano ZnO ilavesiyle membranın iletkenlik, renk, toplam organik karbon, bor, demir, selenyum, baryum ve toplam krom giderim veriminin arttığı tespit edilmiştir. Su filtrasyonunundan sonra SEM görüntüleri incelenen membran yüzeyleri, ağırlıkça %0.5 nano CuO ve nano ZnO içeren membranların yüzeylerinin ağırlıkça %1 nano CuO ve nano ZnO içeren membran yüzeylerine göre kirlenmeye karşı daha dirençli olduğunu, saf membranın ise en kirli olduğunu ortaya koymuştur. Arıtma verimlerinin genel olarak birbirine yakın olduğu, gözeneklilik, permeabilite, hidrofiliklik, kirlenme direnci özellikleri bakımından en iyi performansın ZnO katkılı membranlara ait olduğu kanısına varılmıştır. ZnO, katalitik, antibakteriyel özellikleri nedeniyle dikkat çeken ve polimerin hidrofiliklik, mekanik, kimyasal özelliklerinin iyileşmesini sağlayan çok fonksiyonlu inorganik nanoparçacıktır. Nano ZnO, diğer inorganik malzemelere kıyasla daha fazla hidroksil grubu absorblayarak, polimerin hidrofilikliğini, mekanik-kimyasal özelliklerini geliştirir. Bakır iyonlarının NC membranlar üzerindeki etkisinin sınırlı olduğu ve antibakteriyel özellikleri geliştirerek biyokirlilik kontrolünde daha etkili olduğu düşünülmektedir. Polimerik membranlara ZnO ve CuO gibi nano partiküllerin eklenmesi kontaminasyona karşı direnci arttırır, membran ömrünü uzatır. Bu çalışmada Demir ağır metali, arıtma performansı açısından değerlendirilebilecek en uygun parametredir. Sentezlenen tüm membranlarda demir giderim verimi genel olarak yüksek ve birbirine çok yakındır. %0.5 ZnO-PES nanokompozit membran %84.1 ile en yüksek demir giderim verimine sahipken, en düşük %80.9 giderme verimi ile %1 ZnO-PES membrandır. Sentezlenen saf PES ve ZnO, CuO nanoparçacık katkılı NC polimerik membranların hepsi demir gidermede çok yakın performans göstermiş ve oldukça etkili olmuştur. Su arıtma performansı en başarılı olan ham sudaki Demir konsantrasyonunu 460 µg/L'den 73 µg/L'ye düşüren %0.5 ZnO-PES NC membrandır. ZnO katkı yüzdesi arttığında gözenek boyutu artmakta ve partiküller belirli yerlerde birikip agregasyonu arttırarak arıtma performansının düşmesine neden olmaktadır. Tüm membran karakterizasyonları dikkate alındığında ağırlıkça %0.5 nano ZnO katkılı PES membranın yüksek saf su akısı (427.14 L/m2.sa), yüksek kirletici parametre giderim verimi ve kirlenme direnci nedeniyle arıtılacak su kaynağı için en uygun membran olduğu tespit edilmiştir. Elde edilen bulgular, membran sentezinde kullanılacak polimer çözeltisinin homojenliği, pıhtılaşma banyosunun bileşimi ve sıcaklığı, ortam koşulları gibi birçok faktör nedeniyle literatürdeki diğer çalışmalardan farklılık gösterebilir.
Biyobozunur ve konvansiyonel plastiklerin çevresel bozunmasının mikroskobik ve enstrumantal teknikler ile incelenmesi
Plastikler, düşük maliyet, hafiflik, kolay işlenebilirlik; ısı ve elektriği çok az iletme ya da iletmeme gibi özellikleri sayesinde günlük hayatta yaygın olarak kullanılan polimerlerdir. Tüm bu özellikleri sebebiyle global ölçekte plastik kullanımı; artan nüfus ile endüstriyel ve teknolojik alanlardaki ilerlemelerle birlikte daha da artmaktadır. Oluşan atıklar ise doğada yüzyıllar boyunca bozunmadan kalarak ortamlarda birikebilmektedir. Konvansiyonel plastiklerin çevre ve biyotada tamiri imkansız problemlere yol açabildiğinin anlaşılmaya başlandığı günümüzde, konvansiyonel plastiklere alternatif olarak doğada ayrışabilen biyobozunur nitelikteki plastikler üretilmeye ve kullanılmaya başlanmıştır. Biyobozunur ya da konvansiyonel olması farketmeksizin ilave birçok katkı maddesi ihtiva edebilen plastik malzeme türlerinin doğada parçalanmaya başlama ve tamamen yok olma süreçleri halen belirsizliğini korumaktadır. Genel olarak, plastik malzemelerin parçalanması, eskimesi veya yapısal değişimleri; UV radyasyonu, nem, sıcaklık, tuzluluk, oksijen etkisi ve biyolojik süreçler gibi doğal çevresel faktörler ve/veya çeşitli antropojenik faktörler aracılığıyla gerçekleşmektedir. Çalışmanın amacı günümüzde aşırı kullanımına bağlı olarak çevrede de aşırı miktarlarda atıkları oluşan ve birikmeye başlayan biyobozunur ve konvansiyonel tipteki tek kullanımlık plastiklerin farklı doğal ortamlardaki değişimini takip edebilmektir. Bu amaçla, film formunda olan farklı tip plastik malzemelerin çevresel ortamlardaki bozunması hakkında değerlendirme yapabileceğimiz gerçek ölçekli araştırma bulguları değerlendirilmeye çalışılmıştır. Çalışmalarda konvansiyonel plastikler olarak; polietilen (PE), polipropilen (PP), polivinil klorür (PVC) ve polistiren (PS) vb. hammaddelerinden üretilen poşet, karton bardak, muayene eldiveni gibi tek kullanımlık ürünler, biyoplastik olarak da polilaktik asit (PLA) türü tek kullanımlık tabak ve poşet film kullanılmıştır. Kullanılan malzemeler, tatlı su, tuzlu su ve toprak ortamlarındaki plastik atıkların değişimini ve daha uzun vadede kaderini simüle etmek amacıyla, Sakarya ili çevresinde gerçek toprak, deniz ve göl ortamları seçilerek üç farklı ortamda belirlenen noktalara yerleştirilmiştir. Her ortam için ayrı şekilde filelere konulan numuneler toprak ortamına gömülmüştür. Deniz ve göl ortamları için numunelerin içine yerleştirildiği fileler kafese koyularak suya bırakılmıştır. Daha sonra belli aylık periyotlarda alınan örneklerin yüzeylerinde ve yapısında meydana gelen değişimler mikroskobik tekniklerle ve spektroskopik tekniklerle incelenmiştir. Çalışma kapsamında yapılan incelemelerde optik mikroskop, SEM (Taramalı Elektron Mikroskobu) ve ATR-FTIR (Attenuated Total Reflectance-Fourier Transform Infrared) cihazları kullanılarak elde edilen sonuçlar değerlendirilmiş ve daha ileri bilimsel araştırmalara altlık oluşturabilmek maksadıyla kaydedilmiştir. Çalışmada biyolojik olarak parçalanabilen, okso-biyo-bozunur ve geleneksel plastik formülasyonlarının tuzlu su (deniz ve göl) ortamında ne de karasal (toprak) ortamında bozunmadığı tespit edilmiş ve uzun yıllar boyu toprakta ve deniz ortamında işlevselliğini sürdürdüğü gösterilmiştir.
Magnetik nanokiller kullanılarak metilen mavisi boyar maddesinin sulu çözeltilerden giderimi: Kinetik, denge ve termodinamik çalışmaları
Su kirliliği, suyun herhangi bir kirletici ile temas etmesi sonucu canlılar üzerinde zararlı etkilere neden olması olarak tanımlanır. Organik ve kimyasal boyalar, önemli su kirleticilerinden biridir. Organik boyalar, deri, boya, kağıt, kozmetik ve tekstil üretimi yapan tesislerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak, boyalar, su içinde çok düşük konsantrasyonlarda bile varlıkları gözlemlenebilen önemli atıksu kirleticilerindendir. Boyama ve baskı için üretilen boyaların %5-10'u, atıksularla birlikte alıcı ortama boşaltılmaktadır. Sulu çözeltilerden boyaların giderilmesi için birçok yöntem bulunmaktadır. Kimyasal ve biyolojik arıtma yöntemleri, ilk akla gelen yöntemlerdendir. Bu yöntemler arasında kimyasal çöktürme, çözücü ekstraksiyon, membran filtrasyon, koagülasyon, ters ozmoz ve adsorpsiyon bulunmaktadır. Ancak, bu yöntemlerin yüksek maliyeti, ek kirletici üretimi ve düşük verim gibi dezavantajları vardır. Bununla birlikte, adsorpsiyon, atıksulardan boyaların uzaklaştırılması ve geri dönüştürülmesi için en etkili yöntemlerden biridir. Adsorpsiyon sürecinde, gözenek yapısı, boya-adsorban etkileşimi, adsorban yüzey alanı, pH, tanecik büyüklüğü, sıcaklık ve temas süresi gibi birçok fiziko-kimyasal faktör rol oynar. Adsorpsiyon, bir maddenin başka bir madde veya taneciğin yüzeyine bağlanma sürecidir. Bu süreç, kirlilik giderme, kimyasal ayırma, kataliz ve gaz arıtma gibi çeşitli uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Adsorpsiyon yöntemi, adsorbent adı verilen bir malzeme kullanılarak gerçekleştirilir. Adsorbentin, hedeflenen maddeyi çekmek veya bağlamak için belirli özelliklere sahip olmalıdır. Aktif karbon, zeolitler, silika jel ve polimerik reçineler gibi malzemeler yaygın olarak adsorbent olarak kullanılır. Adsorpsiyon sürecinde, hedeflenen maddeler adsorbentin yüzeyine çekilir ve fiziksel veya kimyasal bağlar aracılığıyla yapışır. Bu bağlanma süreci, çekici kuvvetler, elektrostatik etkileşimler veya kimyasal etkileşimler gibi çeşitli mekanizmalara dayanabilir. Adsorpsiyonun etkinliği, malzemenin yüzey alanı, sıcaklık, basınç ve çözelti bileşimi gibi faktörlere bağlı olabilir. Adsorpsiyon yöntemi birçok avantaj sunar. Bunlar arasında yüksek verimlilik, geniş uygulama yelpazesi, ölçeklenebilirlik ve düşük maliyet bulunur. Ayrıca, adsorpsiyon süreci geri kazanım veya geri dönüşüm amaçları için uygun olabilir. Ancak, adsorpsiyon yönteminin bazı sınırlamaları vardır. Bu sınırlamalar, adsorbent malzemenin doygunluğu, süreç süresi, rejenerasyon maliyetleri ve adsorbent malzemenin bertarafı gibi unsurları içerebilir. Sonuç olarak, adsorpsiyon yöntemi, çeşitli endüstriyel ve çevresel uygulamalarda kirlilik kontrolü ve ayrım için etkili bir tekniktir. Yüksek verimliliği, çok yönlülüğü ve maliyet etkinliği nedeniyle tercih edilir. Tekstil endüstrisi, kumaşlarda canlı ve çeşitli renkler elde etmek için boyaların kullanımına dayanır. Boyalar, malzemelerin istenen renklenmesine neden olan tekstil lifleri ile kimyasal bağ oluşturan maddelerdir. Bu boyalar, organik ve inorganik bileşikler olmak üzere iki ana kategoriye ayrılabilir. Organik boyalar, karbon bazlı bileşiklerden elde edilir ve doğal ve sentetik kaynaklardan elde edilebilir. Doğal organik boyalar genellikle bitkilerden, böceklerden veya diğer doğal kaynaklardan elde edilir. Örneğin, indigo bitkisinden elde edilen indigo ve cochinell böceğinden elde edilen cochinell, doğal organik boyaların örnekleridir. Öte yandan, sentetik organik boyalar laboratuvarlarda kimyasal süreçlerle üretilir. Sentetik boyalar, doğal boyalara kıyasla daha geniş bir renk yelpazesi, geliştirilmiş renk dayanıklılığı ve daha büyük bir stabilite sunar. İnorganik boyalar, isminde de belirtildiği gibi metal bazlı bileşiklerden oluşur. Bu boyalar, metal iyonları ile tekstil lifleri arasındaki çeşitli kimyasal reaksiyonlar yoluyla oluşturulur. İnorganik boyalar genellikle metal oksitleri veya tuzlardan oluşur. Krom esaslı boyalar, demir oksitleri ve titanyum dioksit gibi yaygın örnekler içerir. İnorganik boyalar, mükemmel ışık haslığı ve kimyasal stabiliteye sahip parlak ve yoğun renkler üretebilme yetenekleri nedeniyle değerlidir. Boyaların tekstil endüstrisinde kullanımı sadece estetik çekicilik elde etmeye yönelik değildir. Aynı zamanda, tüketicilerin giyim ve diğer tekstil ürünlerinde geniş bir renk ve tasarım yelpazesi arayışını karşılamak adına kritik bir rol oynar. Ancak, boyaların üretimi ve uygulanmasıyla ilişkilendirilen çevresel etkiyi düşünmek önemlidir. Tekstil endüstrisi, özellikle su kirliliği ve atık oluşumu açısından, boyaların çevresel ayak izi konusunda endişelerle karşılaşmıştır. Bazı boyalar, boyama süreci sırasında su kaynaklarına sızabilen zararlı kimyasalları içerebilir, bu da su ekosistemlerine ve insan sağlığına risk oluşturabilir. Bu endişelere yanıt olarak, çevre dostu veya sürdürülebilir boyama yöntemlerini geliştirmeye yönelik artan bir vurgu olmuştur. Bitkiler, meyveler ve sebzeler gibi yenilenebilir kaynaklardan elde edilen doğal boyaların kullanımını teşvik etmek için çeşitli çabalar sürdürülmektedir. Doğal boyalar, biyolojik olarak parçalanabilir ve toksik olmama avantajına sahiptir, bu da çevresel etkiyi en aza indirir. Ayrıca, boya teknolojilerinde ve süreçlerindeki ilerlemeler, su tüketimini, enerji gereksinimlerini ve tehlikeli yan ürünlerin oluşumunu azaltmayı hedeflemektedir. Dijital baskı gibi teknikler ve "süperkritik karbon dioksitte boyama" gibi yöntemler, su kullanımını ve kimyasal atığı azaltma potansiyelleri nedeniyle ilgi görmektedir. Ek olarak, tekstil endüstrisinde sorumlu boya kullanımını teşvik etmek için düzenlemeler ve sertifikasyonlar uygulanmıştır. Global Organik Tekstil Standardı (GOTS) ve Oeko-Tex Standardı gibi standartlar, tekstil ürünlerinin çevresel ve sosyal sürdürülebilirlikle ilgili belirli kriterleri karşıladığından emin olur. Sonuç olarak, boyalar, tekstil endüstrisinin vazgeçilmez bileşenleridir ve kumaşlara canlı renkler ve estetik çekicilik sağlar. Boyalar, tekstilin görsel ve yaratıcı yönlerini güçlendirirken, endüstri üretim ve uygulama ile ilişkilendirilen çevresel zorluklarla başa çıkmalıdır. Sürdürülebilir uygulamaları benimseyerek, çevre dostu alternatifleri keşfederek ve sıkı düzenlemeleri uygulayarak, tekstil endüstrisi ekolojik etkisini en aza indirebilir ve daha sürdürülebilir bir geleceğe doğru ilerleyebilir. Boya maddelerinin üretim, kullanım ve imha aşamaları çeşitli çevresel etkilere neden olabilir. Bu etkilerden birincil endişe, boyaların su kirliliğine yol açabilmesidir. Boyama sürecinde kullanılan kimyasallar, atık su aracılığıyla su kaynaklarına sızabilir, su ekosistemlerine zarar verebilir. Bazı boyalar toksik veya kanserojen olabilir, bu da sucul organizmaların ölümüne, su kirliliğine ve ekosistem dengesinin bozulmasına neden olabilir. Ayrıca, boyaların üretimi ve kullanımı su ve enerji tüketimini artırır. Büyük miktarda su kullanımı su kıtlığına ve su kaynaklarının azalmasına katkıda bulunabilirken, genellikle fosil yakıtlara dayanan enerji tüketimi sera gazı emisyonlarına ve iklim değişikliğine katkıda bulunabilir. Boya üretimi ve uygulaması sırasında zararlı kimyasal emisyonlar, hava kalitesini tehlikeye atabilir ve insan sağlığını olumsuz etkileyebilir. Ek olarak, bazı boyaların geri dönüştürülmesi zor veya imkansız olabilir, atığın çevresel etkisini artırabilir. Bu çalışmada, MM boyar maddesinin sulu çözeltilerden uzaklaştırılması için düşük maliyetli bir malzeme olarak Fe3O4 bazlı kilin etkinliğini değerlendirmeyi amaçlamaktadır. Yapılan calışmalarda pH (3-10), işlem süresi (5-120 dk), başlangıç boyar madde konsantrasyonu (50-100-200 mg/L), adsorbent miktarı (0,05-0,1-0,2-0,3-0,4-0,5-0,75-1 g) ve işlem sıcaklığı (303-313 K) parametrelerinin adsorpsiyon kapasitesi üzerine etkileri incelenmiştir. Yapılan çalışmalar sonucunda pH 7, 25 ˚C, 0,2 gram adsorban miktarı ve 100 mg/L boyar madde konsantrasyonu ile optimum adsorpsiyon verimi sağlanmıştır. Kil, adsorpsiyon öncesi ve sonrası Fe3O4 bazlı killerin yapısal özellikleri SEM, XRF, BET, XRD, FTIR ve TGA yöntemleri kullanılarak analiz edilmiştir. Deneysel çalışmalar sonucunda yapılan hesaplamalar ile adsorpsiyon sonuçlarının Langmuir modeline daha uygun olduğu belirlenmiştir. Maksimum adsorpsiyon kapasitesi (qm), 25°C'de 52,63 mg/g, 30°C'de 53,48 ve 35°C'de 54,64 mg/g olarak hesaplanmıştır. Adsorpsiyon kinetik analizlerine göre yalancı ikinci dereceye uygun olduğu görülmüştür. Negatif ΔG° değerleri adsorpsiyon işleminin kendiliğinden oluştuğunu ve hesaplanan ΔH° değerinin pozitif olması sürecin endotermik olduğunu göstermektedir. Elde edilen veriler ışığında, gelen kirlilik yükünün optimum şartlarda incelenen K- Fe3O4 bazlı killerin, MM boyasının farklı endüstriyel ortamlarda suyun arıtılması için etkili ve maliyet açısından uygun bir adsorban olarak potansiyeli sunduğu düşünülmektedir.
Mikroplastik konsantrasyonu siyonabakteri yoğunluğu üzerine etkisinin araştırılması
Son yıllarda plastik günlük hayatın ayrılmaz bir parçası haline gelmiştir. Her yıl dünya çapında milyonlarca ton plastik malzeme üretilmektedir. Plastiğin birçok farklı sektörde yaygın olarak uygulanması ve uzun ömürlü özellikleri nedeniyle, son zamanlarda plastik çöp miktarı önemli ölçüde artmış olup günümüzde plastik kirliliği, çevre ile ilgili en sorunlu konular arasında kabul edilmektedir. Plastikler, ucuz, ulaşılabilir, hafif, esnek yapıda oldukları ve insanlara sağladığı faydadan dolayı diğer ürünler yerine tercih edilmektedir. Birçok avantajına rağmen plastikler atık haline geldiğinde uzun yıllar doğada varlığını sürdürerek çevre için ciddi bir tehdit haline gelmektedir. Boyut olarak 1μm ila 5mm arasında değişen plastik parçacıklar mikroplastik olarak tanımlanmaktadır. Çok çeşitli ürünlerden kaynaklanan mikroplastikler küresel ölçekte yayılım göstermiş olup ekosistemleri ciddi boyutta etkilemektedir. Mikroplastikler, endüstriyel üretim ve insanın günlük yaşamı süreçlerinde kozmetiklerin veya küçük boyutlu liflerin doğrudan suya bırakılması gibi çeşitli şekillerde su ortamına deşarj edilmektedir. Mikroplastiklerin son derece küçük boyutları ve geniş dağılımları nedeniyle memeliler, balıklar, kabuklular ve zooplankton gibi çeşitli trofik seviyelerdeki organizmalar tarafından doğrudan veya dolaylı olarak alınabilmekte ve su ekosistemi için büyük bir tehdit oluşturmaktadır. Aynı zamanda, büyümenin azalmasına, doğurganlığın engellenmesine, oksijen tüketiminin değişmesine, yaşam süresinin azalmasına, sınırlı beslenme kapasitesine neden olur. Mavi-yeşil algler, prokaryotik hücre yapılarından kaynaklı olarak 'siyanobakteriler' olarak da isimlendirilirler. Fotosentez özelliğine sahip olup, bulunan ve hala varlığını sürdüren en eski fosildir. Mikroplastikler sucul ortamda canlılar için etkili bir kirletici olup siyonabakteriler içinde tehlike oluşturmaktadır. Mikroplastiklerin sucul ekosistemdeki varlığı siyonabakterilerde klorofil içeriğinin, fotosentez aktivitesinin giderek azalmasına sebep olmaktadır. Bu çalışmada farklı tür ve boyutlardaki PS, PP, PVC mikroplastiklerin siyanobakteri kültürlerinin gelişimi üzerindeki etkisininin gözlemlenmesi amacıyla; Microcystis aeruginosa, Synechocystis sp ve Arthrospira platensis kültürlerinden çalışma süresinde, 2 günde bir örnek alınarak 15 gün boyunca siyanobakterilerin spektrofotometrik hücre yoğunlukları, biyokütle miktarları, klorofil-a miktarları, ve mikroskobik olarak hücre sayımları yapılıp ve Malondealdehit (MDA) ve Hidrojen peroksit (H2O2) enzimleri analiz edilmiştir. Her mikroplastik için >100 µm ve <100 µm olmak üzere iki farklı boyutta uygulama yapılmıştır. Sonuç olarak hücrenin maruz kaldığı mikroplastik boyutunun siyonabakterilere doğrudan etkisinin olduğu belirlenmiştir.
Sakarya ili katı atık düzenli depolama sahasında depo gazının (LFG) izlenerek enerji elde etme potansiyelinin değerlendirmesi
Bu çalışma da; Sakarya ili katı atık düzenli depolama sahasında 2013 ile 2018 yılları arasında portatif gaz ölçüm cihazı ile gaz emisyon potansiyeli her ay peryodik olarak, toplamda 58 ay boyunca izlenmiş ve elde edilen verilerden enerji dönüşümü verimliliği değerlendirilmiştir. (2009-2068) yılları arası, 59 yıllık teorik metan potansiyeli hesaplamasın da "Afvalzorg-Weber-LMOP-Scholl Canyon-Tabasaran-TNO-LandGEM-IPCC" modelleri kullanılmıştır. Hesaplamalar da kullanalan (k) katsayı değerleri "0,05-0,06-0,09-0,185" IPCC 2006 yönergesinden elde edilmiştir. Sahadaki sızıntısuyu verileri "KOİ-BOİ-pH-Sıcaklık" sahanın yağış ve nem değerleri ayrıca sahada ölçülen metan değerleri kullanılarak excel regresyon hesaplamasında (k=0,45) katsayı değeri bulunmuştur. Sahadan toplanan katı atık numuneleri ile laboratuvarda iki adet reaktör kurulmuştur. Reaktörlerdeki sızıntısuyu verileri "Sıcaklık-pH-KOİ-İletkenlik" ve metan değerleri kullanılarak excel regresyon hesaplamasında (k=0,60) katsayı değeri bulunmuştur. EPA'nın (Lo) değerleri dikkate alınarak model hesaplamaların da (Lo=157) değeri kabul sayılmıştır. (2009-2068) yılları arası, 59 yıllık teorik metan hesaplamasın da, tüm (k) değerlerinin karşılaştırmasın da; "Weber (k=0,05) göre; 1.753.212.239 – Weber (k=0,06) göre ; 1.812.523.382 – Weber (k=0,09) göre; 1.870.650.180 – Afvalzorg (k=0,185) göre; 1.924.869.601 – Afvalzorg (k=0,45) göre ; 4.682.115.245 – Afvalzorg (k=0,60) göre ; 6.242.820.326" m3/yıl en yüksek metan potansiyelleridir. Sahada ölçülen metan miktarı ve teorik hesaplanan metan potansiyeli karşılıklı olarak değerlendirildi. Ayrıca 2019 yılında tesisde üretilen elektrik enerjisinin, modellerden hesaplanan elektrik enerji değerleri ile karşılık olarak değerlendirildi. Saha daki 19 adet gaz bacalarından 2013 ile 2018 yılları için en yüksek metan salınımı "GB17-GB23-GB25-GB22-GB18-GB19-GB20-GB24" numaralı gaz bacalarında belirlenmiştir. Özellikle GB24 numaralı gaz bacasının grafik değeri modellerin altı yıllık grafik değerleri ile benzerlik göstermektedir. Tesisde 2019 yılı için üretilmiş 42.000 kWh toplam elektrik enerjisi ile tüm (k) değerlerinin karşılaştırmasın da hesaplanan enerji dönüşümleri, özellikle ( Weber (0,185) göre; 42.847,26 - Weber(k=0,45) göre; 47.948,70 – Scholl Canyon(0,185) göre; 42.119,16 ) kWh enerji değerleri ile Tesisdeki üretime en yakın modellerin Weber ve Scholl Canyon olduğu görülmektedir. 59 yıllık elektrik enerjisi hesaplamalarında, tüm (k) değerlerinin karşılaştırmasında; "Weber(k=0,05) göre; 1.303.226,68 – Weber(k=0,06) göre; 1.347.314,82 – Weber (k=0,09) göre; 1.390.522,59 – Afvalzorg(k=0,185) göre; 1.430.825,86 – Weber(k=0,45) göre; 3.480.387,24 – Afvalzorg(k=0,60) göre; 4.640.516,33 " kWh değerleri ile en yüksek verimli modeller Weber ve Afvalzorg modelleridir. Katı atık düzenli depolama sahasında 19 adet gaz bacasından 2013 ile 2018 yılları arasında ölçülen metan gazında toplamda 44.726,33 m3/saat metan gazı salınımı olmuştur. Bu salınım tesisde şuan mevcut olan bir adet gaz motorunun 6 yılda üretebileceği 2.264.832.000 kWh'lik enerji potansiyelini karşılayabilir.
Büyük ölçekli tekstil sektörleri için yeşil üretim ve atık yönetimi
Bu çalışma, Sakarya ilinde bulunan tekstil sektörlerinden kaynaklı atıkların sınıflandırılması ve bunların yeşil üretim adı altında azaltılması için yapılabilecek çalışmaları ve bu çalışmalar sonucu enerji kullanımından kaynaklı oluşacak olan karbon salınımlarındaki azalmayı hesaplamayı amaçlamıştır. Çalışma alanı olarak seçilen Sakarya ili farklı ölçekte tekstil üretiminin olduğu, çalışmamız için gerekli sonuçları ideal olarak elde etmeye uygundur. Çalışma alanında büyük, orta ve küçük ölçekli olmak üzere birçok tekstil işletmesi mevcut olup bu işletmelerde tekstüre, bükümlü, karlı, fantezi ve gipe iplik üretimi, iplik boyama, döşemelik kumaş üretimi, polyester ve poliamid kumaş boyama, apre, dokuma, örme tül perde, nakış işleme, muhtelif konfeksiyon ürünleri üretimi ve çeşitli kumaş üretimi ve boyama işlemleri yapılmaktadır. Bu kapsamda işletmeye giren hammaddenin, ürün hazırlama üniteleri, boyahane üniteleri, pamuklu kumaş boya ünitesi, polyester kumaş boya ünitesi, kuru hazırlamam üniteleri, baskı üniteleri ve sevkiyat üniteleri incelenmiş ve bu ünitelerin genel yaşam döngüsü analizleri çıkartılmıştır. Bu analizlerde işlemlerin hangi aşamalarında hangi ürünlerin kullanıldığı ve sonucunda hangi atıkların ve ürünleri oluştuğu şekliler üzerinde gösterilmiş ve detaylı incelemeleri yapılmıştır. İşletmelerde faaliyetler sonucu oluşan atıklar her yıl düzenli olarak Entegre Çevre Bilgi Sistemi üzerinden 1 Ocak – 31 Mart tarihleri arasından Atık Yönetimi Yönetmeliği kapsamında belirtilen atık kodları baz alınarak beyan yapılarak kayıt altına alındığı ve 5 yıl süre ile saklanmaktadır. İşletmelerde çok farklı türde atıklar oluşmakta olup özellikle bazı atıkların diğerlerine oranla daha fazla oluştuğu tespit edilmiştir. Oluşan bu atıkların Atık Yönetimi Yönetmeliği kapsamında kısmen bertarafa, kısmen geri dönüşüme ve kısmen de geri kazanım tesislerine gönderilmektedir. Özellikle belirtmek gerekirse; işlenmiş elyaf atıkları (040202 – 040221 – 040222 ), atıksu arıtımından kaynaklanan çamurlar (040219 – 040220), dip külü, cürüf, kazan tozu (100101), ambalaj atıkları (150101 – 150102 – 150103 – 150104 – 150110), ve genel atık kodu ile kâğıt karton (200101), tekstil ürünleri (200111), plastikler (200139), metaller (200140) atık kodları ile bertarafa gönderilen atıkların öne çıktığı tespit edilmiştir. Yapılan bu çalışma sonucunda söz konusu atıklar dışında yine yönetmelikler kapsamında olup ta doğrudan alıcı ortama deşarj edilen atıksular ve doğrudan atmosfere verilen emisyon kaynakları bakımında da yoğun bir kirlilik kaynağı olduğu kesindir. Oluşan atıksuların azaltılması, geri kullanılması ve tam arıtma ile ilgili öneriler getirilmiştir. Ayrıca oluşan hava emisyonlarının en aza indirilmesi için yapılabilecek çalışmalardan bahsedilmiştir. Yapılan çalışmada tekstil sektöründe kullanılacak yeşil üretim yöntemleri sayesinde işletmelerin çevresel etkilerinin nasıl giderilebileceği konusunda genel hatlar belirlediği gibi ayrıca yakıt değişikliği yapılması durumunda doğaya salınacak olan karbon miktarının azaltılması örneği ve karbon ticaretinden yapılarak elde edilecek karın miktarsal olarak hesabı yapılmıştır. İşletmelerde proseslerin çalışması esnasında kullanılan enerjinin genel olarak kömür, mazot, doğalgaz ve elektrik enerjisi kullanarak elde ettiği tespit edilmiştir. Bu kapsamda işletmelerin enerji üretimi için kullandıkları kömür, mazot ve doğalgaz tüketim miktarları incelenmiştir. Yapılan bu çalışma sonucunda bu kaynaklardan, 1320 lt mazot tüketimi sonucu 4192 Ton CO2 /Yıl, 56480 ton kömür tüketimi sonucu 107202 Ton CO2 /Yıl, 1403400 m3 doğalgaz tüketimi sonucu 2721 Ton CO2 /Yıl, toplamda 114115 TON CO2 /YIL sera gazının doğa salındığı tespit edilmiştir. Yapılan hesaplamalarda en fazla sera gazı oluşumuna neden olan kömür kullanımından vazgeçilmesi ve kömürden elde edilen enerjinin doğalgazdan karşılanması durumunda % 71,75 lik bir iyileşme ile 32233 TON CO2 /YIL olacağı tespit edilmiştir. Elde edilen sera gazı azaltım miktarı Avrupa Emisyon Ticaret Sistemine sokulması ve sertifikasyonunun yapılması durumunda ton başına 11 € olarak ücretlendirebilecektir. Ancak bu miktar ülkeler arası anlaşmalara ve satışlara bağlı olarak farklı fiyatlandırmalarda da olabilir. Ortalama bir değer olarak 11 € kabul ettiğimizde sonucu 900 006,00 € lük bir gelirin elde edilebileceği sonucuna varılmıştır. İşletmeler tarafından kullanılan hammaddelere bağlı olarak üretilen ürünler için harcanan enerjinin oluşturduğu karbon miktarları incelendiğinde, Yeşil üretim sistemin kurulması, sürdürülebilirlik ilkesi kapsamında işletmelerin daha az karbon salınımı sağlamaları kesin olarak gerçekleşecek olup, bu kapsamda Uluslararası kriterlerin sağlanması işlevlik kazanacaktır. Üretim giderlerinin ve dolayısıyla karbon ayak izi miktarlarının azaltılması amacıyla ürünlerin yeniden kullanımı ve geri dönüşümü gibi alternatifler de bilim dünyasında son yıllarda çözüm yolları olarak görülmektedir. Kullanılmamış yünden üretilen bir dokuma ürününün, geri dönüştürülmüş yünden imal edilenlere oranla iki kat fazla karbon ayak izi yaratacağını ortaya koyan çalışmalar da mevcuttur. Tekstil Sektörü üretim ve işgücü açısından dünyadaki en büyük ve önemli endüstrilerden bir tanesini oluşturmaktadır. Bu sektör sadece 8 milyar insanın ikinci derisi olan giysileri değil aynı zamanda insanların üçüncü derisi olan evlerine de oldukça büyük katkıda bulunmaktadır. Bu sektör ülkemiz için de en önemli sektörlerdendir. Toplam olarak 60 milyar dolar cirosu, yaklaşık 29 milyar dolar ihracatı ve 1 milyon kişiye sağlamış olduğu (kayıtlı) istihdamla en önemli sektörlerden kabul edilir. Sektörde sürdürülebilir malzemelerin ve üretim yöntemlerinin kullanılması gerekmektedir. Hammaddenin çevre dostu koşullarda üretilmesi, kimyasalların çevreye zarar vermeyecek ürünlerden seçilmesi, insana zarar vermeyecek giysilerin üretilmesi, üretim atıklarının ve kulanım sonucu oluşan atık giysilerin geri dönüşüm süreçlerinin gerçekleştirilmesi gibi konular, tekstilde ekoloji, sürdürülebilirlik açısından önemlidir. Yapılacak çalışmalarda temiz üretimi destekleyecek adımların atılması gerekmektedir. Bu adımların atılması sürecinde işletmeler ile hareket edilmeli esastır. Atılacak her adımda hem ürün kalitesi hem içinde bulunduğumuz ekolojik çevre hem de sürdürülebilirlik için gerekli kolaylıkların sağlanması gerekmektedir. Ülkemiz ekonomisi için büyük katkı sağlayan bu sektörün yaşanılabilir bir dünya için sürdürülebilir bir üretim yapması esastır. Yapılan bu çalışma sonucunda yeşil üretim modeline geçişin sağlayacağı hava emisyonlarında, atık sularda ve atıklardaki azalmanın olacağı ve daha temiz bir üretim teknolojisinin gelişimi sağlanacaktır. Bu azaltım miktarlarının bazıları dünyanın korunmasını sağlayacak bazılarının da hem işletmeye hem de ülke ekonomisine katkı sağlayacağı tespit edilmiştir.
Arıtma çamurlarının enerji bitkilerinde biyodizel üretimine etkileri
Uzun zamandır kullanılan geleneksel fosil yakıtlara, hem doğal çevreye verdikleri zararların artık insan hayatını doğrudan etkilemeye başlaması, hem de miktarları azaldıkça maliyetlerindeki önemli artış gibi nedenlerle yeni alternatif arayışları sürmektedir. Ancak en önemli alternatifleri oluşturan güneş, rüzgar vb. yenilenebilir kaynaklarla yalnızca elektrik enerjisi üretilebildiğinden, bu kaynaklardan üretilen enerjilerin kullanılabilmesi için mevcut teknolojilerin ya bütünüyle yenilenmesi veya önemli ölçüde revizyona uğraması gerekmektedir. Oysaki biyodizel üretimi, konvansiyonel fosil yakıtlarla çalışan mevcut teknolojilere doğrudan uyumlu olmasından dolayı, yenilenebilir enerjilere tamamen geçiş sürecinde çok önemli bir yere sahiptir. Biyodizel üretiminde çeşitli bitkilerden üretilen yağlar kullanılmaktadır. Ancak bu bitkilerin yetiştirme koşulları ile biyodizel verimleri arasındaki ilişkileri açıklayan çalışmalar oldukça sınırlıdır. Bu çalışmanın temel amacı; biyodizel üretiminde kullanılma potansiyeli yüksek olan Ricinus communis L. (castor bean) bitkisinin, günümüzün en önemli organik kökenli katı atıklarından biri olan arıtma çamurlarında yetiştirilmesi ve bu uygulamanın biyodizel verimine olan etkilerinin incelenmesi ve son yıllarda büyük oluşum miktarları nedeniyle en önemli katı atıklardan birisi konumuna gelen arıtma çamurları için alternatif bir bertaraf yöntemi önerilmesidir. Çalışmada arıtma çamurlarının Euphorbiaceae ailesine ait yenmeyen yağlı tohumlu bir bitki olan Ricinus communis (castor been) bitkisinin büyüme, tohum ve yağ eldesi ve dolayısı ile biyodizel üretimine olan etkilerinin incelenmesi amacıyla evsel atık su arıtma çamurları değişik oranlarda saksılı ve toprakta yetiştiricilikte denenmiştir. Saksılı denemeler ile, arıtma çamuru ilavesinin Ricinus communis L. bitki büyümesine olan etkileri incelenirken, toprakta gerçekleştirilen denemelerde, arıtma çamurunun Ricinus communis L. bitkisinin tohum miktarı, yağ verimi ve biyodizel üretimine olan etkileri incelenmiştir. Arıtma çamuru ilavesinin Ricinus communis L. bitkisinin büyümesine olan etkilerinin incelenmesi için, toprak ve ticari torfa değişen (%12.5, %25 ve %50; %V/V) oranlarda arıtma çamuru ilave edilerek yetiştirme ortamı karışımları hazırlanmıştır. Arıtma çamurları, karışımlarda kullanılmadan önce solar kurutma ile kurutulmuştur. Saha çalışması için Ricinus communis L. bitkisinin tohumları viyollerde çimlendirilmiş, saksıda 15 cm boya ulaşana kadar büyütülen bitkiler, tesadüf parselleri deneme planına göre her uygulamada beş tekerrür olacak şekilde dikilmiş ve iki yıl büyütülmüştür. Diğer taraftan arıtma çamurunun bitki büyümesine olan etkilerinin incelendiği denemeler için, tohumlar yetiştirme ortamı karışımları ile doldurulmuş 5 litrelik saksılara dikilmiş ve orada çimlenmesi ve büyümesi sağlanmıştır. Toprak denemeleri ve saksılı uygulamalardaki bitkilerin, birinci ve ikinci yetiştirme yılları sonunda boyları ve gövde çapı ölçülmüştür. Toprak denemelerinde iki yıl büyütülen Ricinus communis L. bitkisinin tohumları her yıl hasat edilmiştir. Tohumlar hasattan sonra kurutulmuş ve her bir uygulamadan alınan tohum miktarını belirlemek amacıyla ayrı ayrı tartılmıştır. Tohumlardan yağ eldesi otomatik sıkma ile gerçekleştirilmiştir. Arıtma çamuru ilavesinin yetiştirme ortamlarının makro ve mikro besin elementi içeriğini yükselttiği görülmüştür. Toprak kullanılan yetiştirme ortamlarında en yüksek mikro besin elementi içeriğinin %50 arıtma çamuru kullanılan uygulamada (Zn:16.32 mg/kg, Cu: 7.32 mg/kg, Mn: 4.92 mg/kg) ölçülmüş, benzer şekilde torf kullanılan yetiştirme ortamları arasında en yüksek bitki besin elementi içeriği de yine %50 arıtma çamuru içeren uygulamada (Zn: 45.94 mg/kg, Cu: 9.12 mg/kg, Mn: 5.92 mg/kg) belirlenmiştir. Arıtma çamuru ilavesi yetiştirme ortamlarının makro bitki besin elementi içeriğini de artırmıştır. Toprak ve arıtma çamuru karışımı ile hazırlanan yetiştirme ortamlarında en yüksek azot oranı %0.64, torf içeren yetiştirme ortamlarında ise %2.08 olarak %50 arıtma çamuru içeren uygulamalarda ölçülmüştür. Toprak kullanılarak hazırlanan yetiştirme ortamlarında en yüksek fosfor içeriği 122 mg/kg olarak belirlenmiştir. Torf kullanılan yetiştirme ortamlarında ise, en yüksek fosfor değeri en fazla arıtma çamuru kullanılan uygulamadan elde edilmiştir. En yüksek potasyum değeri %50 torf ve %50 arıtma çamuru kullanılarak hazırlanan yetiştirme ortamında ölçülmüştür. Saksılarda iki yıl büyütülen bitkilerin, birinci ve ikinci yıl sonundaki boyları ölçülmüştür. Birinci yıl ölçülen en yüksek bitki boyu 0.96 m bulunurken ikinci yıl ölçülen en yüksek bitki boyu 1.4 m olmuştur. Her iki büyüme yılı sonunda, en yüksek bitki boylarının ölçüldüğü uygulama %50 torf ve %50 arıtma çamuru karışımından oluşan uygulamadır. En düşük bitki boyları ise birinci ve ikinci yılda sırasıyla 0.62 m ve 1.05 m olarak %87,5 toprak ve %12,5 arıtma çamuru içeren uygulamada ölçülmüştür. Arıtma çamuru kullanılan tüm yetiştirme ortamlarında elde edilen bitki boyu değerleri, kontrol amacıyla kullanılan %100 toprak (1.yıl: 0.49 m, 2.yıl: 0.62 m) ve torf (1.yıl: 0.56 m, 2.yıl: 0.79 m) doldurulmuş saksılarda yetiştirilen bitkilerin birinci ve ikinci yıl sonundaki bitki boyu değerlerinin üzerinde olmuştur. Arıtma çamurlarının, Ricinus communis L. bitkisinin büyümesine olan olumlu etkileri bitki gövde çapı sonuçlarında da açıkça görülmüştür. Saksı denemelerinde, birinci yıl sonunda ölçülen en yüksek gövde çapı değeri 1.7 cm ile en yüksek oranda arıtma çamuru içeren %50 torf ve %50 arıtma çamuru içeren uygulamada ölçülürken, ikinci yıl sonundaki en yüksek gövde çapı 2.3 cm ile yine bu uygulamada belirlenmiştir. Saksı denemelerinde ölçülen en düşük gövde çapı değeri %100 toprak kullanılan kontrol uygulamasında (0.4 cm) birinci yetiştirme yılı sonunda bulunmuştur. Çalışma kapsamında Sakarya İli Karasu İlçesinde (Türkiye) bulunan bir bahçede, toprağa iki farklı oranda (SSW1:25 ton/ha, 50 SSW1 ton/ha) arıtma çamuru uygulanmış ve bu uygulamanın Ricinus communis L. bitkisinin büyüme ve tohum verimine etkileri incelenmiştir. Uygulama bahçesi silty-sandy toprak texture sahiptir (44.7% silt, 38.9% sand, 16.4% clay). Elde edilen sonuçlar, arıtma çamuru ilavesinin, içeriğindeki yüksek orandaki makro ve mikro besin elementleri ile toprağın bitki büyütme potansiyeline etki eden kimyasal özelliklerini iyileştirdiğini göstermiştir. Arıtma çamuru kullanılan her iki uygulamada da elde edilen toplam azot, potasyum ve fosfor değerleri, kontrol uygulaması olan arıtma çamuru uygulanmamış topraktaki değerlerden yüksek bulunmuştur. Elde edilen sonuçlara göre en yüksek bitki boyu 3.29 m ile en yüksek miktarda arıtma çamuru kullanılan uygulama olan SSW2 uygulamasında görülmüştür. Kontrol uygulaması olarak kullanılan çamur uygulanmamış toprakta yetiştirilen bitkilerin ortama boyları 2.32 m olarak bulunmuştur. En yüksek gövde çapı 4,1 cm olarak en fazla SS kullanılan uygulamada gözlenmiştir. İlk yıl bitkiden elde edilen tohum miktarı düşük gerçekleşmiştir. Çalışma kapsamında, SSW2, SSW1 ve kontrol uygulamasından bitki başına elde edilen tohum miktarları sırasıyla 0.58 kg, 0.23 kg ve 0.15 kg olarak gerçekleşmiştir. Tohumların yağ içerikleri incelenmiş ve en yüksek yağ içeriğinin 45.82% ile en çok arıtma çamuru kullanılan SSW2 uygulamasında elde edildiği görülmüştür. Diğer çamur kullanılan uygulama olan SSW1 uygulamasında bulunan tohum yağ içeriği 44.98% ve kontrol uygulamasından elde edilen yağ içeriği 44.12% olmuştur. Çalışmada elde edilen tüm sonuçlar bir bütün olarak değerlendirildiğinde arıtma çamuru uygulamasının toprağın kimyasal özelliklerini ve bitki büyütme potansiyelini önemli ölçüde iyileştirdiği söylenebilir.
Noktasal kaynaklardan kirlenmiş topraklarda saha durum ve risk analizi
Toprak kirliliği, ekolojik dengeyi, çevre ve insan sağlığını tehdit eden en önemli faktörlerden biridir. Toprak kalitesinin değerlendirilmesi, kirlilik şüphesi bulunan ya da kirlendiği bilinen sahaların yönetimi, kirliliğin boyutunun belirlenmesi, sahanın temizleme işlemlerine ihtiyaç olup olmadığının belirlenmesi gibi süreçlerde insan sağlığı risk analizi değerlendirmelerinden faydalanılmaktadır. Bu değerlendirmede kirleticilerin maruz kalan alıcılarda yol açabileceği kanser dışı sağlık sağlık etkileri Tehlike İndeksi (HI) hesaplanarak değerlendirilir. Bu çalışmanın amacı; noktasal kaynaklı kirlilik şüphesi olan endüstriyel bir sahada arsenik (As), nikel (Ni) ve toplam krom (T.Cr) konsantrasyonlarının belirlenmesi, kirleticilerin alıcılara ulaşmasında etkili taşınım yollarının tespit edilmesi ve bu kirleticilere maruz kalacak potansiyel yetişkin popülasyonunda kanser dışı sağlık riskinin değerlendirilmesidir. Bu amaçla sahada 4 kontrol noktası ile 2 referans noktasında 2 m ve 4 m olmak üzere iki ayrı derinlikten toprak numuneleri, 3 adet gözlem kuyusu ve 1 adet referans kuyusundan 10 m derinlikten su örnekleri alınarak As, Ni, Toplam Cr konsantrasyonları belirlenmiştir. Kontrol noktalarında 2 m derinlikten alınan toprak örneklerinde en yüksek As, Ni, T.Cr konsantrasyonları sırası ile 19,8 mg/kg, 72,5 mg/kg, 69.2 mg/kg, 4 m derinlikten alınan toprak örneklerinde ise 18,7 mg/kg, 54,4 mg/kg, 57.2 mg/kg olarak belirlenmiştir. Kontrol noktalarında elde edilen ölçüm sonuçları (ÖD) kirlilikten etkilenmediği varsayılan referans noktalarından alınan örneklerden elde edilen sonuçlar (RD) ile oranlanmıştır. Tüm noktalar için ÖD/RD<25 olduğu, ancak 1-25 arasında olan değerler bulunduğu tespit edilmiştir. Tespit edilen kirletici konsantrasyonları ilgili kirleticiler için belirlenmiş olan sınır değerler ile karşılaştırılmıştır. Kirleticilerin sahadaki potansiyel alıcılara taşınmasında etkili olabilecek taşınım yolları belirlenmiş ve her bir taşınım yolu ile maruz kalınan kirletici miktarları hesaplanmıştır. Her üç kirletici için de kirleticilerin suyun içilmesi yoluyla alınmasının en fazla maruziyete neden olduğu görülmüştür. Maruz kalınan kirleticilerin alıcılarda yol açabileceği kanser dışı sağlık riski değerlendirmesi için HI değerleri hesaplanmıştır. Hesaplanan toplam HI değerlerinin 1,23E-02-1,57E-02 arasında ve toplam HI<1 olduğu belirlenmiştir. Toplam HI< 1 olması sahadaki kirleticilere maruz kalınmasından dolayı kanser dışı olumsuz sağlık etkilerinin beklenmediğini işaret etmektedir.
Pirinç kabuğunun hidrotermal karbonizasyonu ve adsorpsiyonu
Bu çalışmada, Pirinç kabuğunun hidrotermal karbonizasyonla temiz katı yakıta dönüştürülmesi ve adsorbent olarak kullanılarak adsorpsiyon verimi araştırılmıştır. Hidrotermal karbonizasyona parametre etkileri reaksiyon sıcaklığı (200, 220, 240 ve 260 °C) bekletme süresi (0.5, 1, 2, 4 saat), katı/sıvı oranı (7%), pH etkisi incelenmiştir. Bu çalışma, reaksiyon parametrelerini optimize etmek ve elde edilen hidrokömür enerji değerlerini değerlendirmek, oluşan hidrokömürlerin adsorpsiyon verimlerinin hesaplanmasına odaklanmaktadır. Daha yüksek sıcaklık ve bekletme sürelerinde hidrotermal karbonizasyondan sonra karbon içeriği artmış ve kimyasal dönüşüm nedeniyle H/C ve O/C oranları düşmüştür. Hidrokömürlerin hem sıcaklık hem bekletme süresi ile artan karbon içeriği, enerji değerinde artışa neden olmuştur. En yüksek enerji değeri 260 °C sıcaklıkta 4 saatlik deneyde 19,755 MJ/kg olarak bulunmuştur. Hidrokömürün özellikleri elementel analiz ve proximate analizler ile belirlenmiştir. Adsorpsiyon yöntemi kullanılarak atık sudan metilen mavisi giderimi çalışılmış ve absorban olarak ham pirinç kabuğu, 200oC ve 260oC sıcaklıkta hidrotermal karbonizasyon işlemiyle elde edilen hidrokömürler kullanılmıştır. Adsorpsiyon deneylerinde sıcaklığı ayarlanabilir çalkalayıcı kullanılmıştır. Çalışmayı etkileyen faktörlerde başlangıç dozu, temas süresi, çalkalayıcı karıştırma hızı ve ortamın sıcaklığına bağlı çalışma yapılarak optimum verim elde edilmeye çalışılmıştır. Yapılan deneylerde metilen mavisi ile HTK sonucu oluşan suyun arıtılması için doz, sıcaklık, karıştırma hızı ve temas süresi parametrelerinin etkisi incelenmiştir. Çalışma sonucunda optimum temas süre 45 dakika, optimum doz PKham ve PK200 için 0.075 g/200 ml, PK260 için ise 0,1 g/200 ml optimum karıştırma hızı 200 rpm, en iyi verimin elde edildiği sıcaklık 25 0C olarak bulunmuştur. Sonrasında adsorpsiyon işlemine uygun olan izoterm belirlenmiştir.
Li-O2 pil laboratuvar AR-GE çalışmalarının çevresel etkisi ve optimizasyonu
21. yüzyılda enerji depolama teknolojileri, artan enerji talebi ve yenilenebilir enerji kaynaklarının entegrasyonu için büyük önem kazanmıştır. Etkili enerji depolama sistemleri, güç üretim maliyetlerini düşürürken verimliliği artırır ve yenilenebilir enerji kaynaklarının daha sürdürülebilir bir şekilde kullanılmasını sağlar. Özellikle enerji arz ve talep dengesizliklerini gidermek ve elektrik şebekelerinin esnekliğini artırmak için enerji depolama kritik bir çözüm sunmaktadır. Bununla birlikte, bu teknolojilerin çevresel etkilerinin anlaşılması, malzeme geliştirme çalışmaları ve mevcut teknolojilerle ilişkilerinin değerlendirilmesiyle mümkündür. Yaşam döngüsü analizi (LCA), ürünlerin veya süreçlerin çevresel etkilerini sistematik bir şekilde değerlendirmek için kullanılan kapsamlı bir yöntemdir. Bu analiz, enerji depolama teknolojilerinde çevresel iyileştirmeler yapılmasını sağlamak için kritik bir araçtır. Ayrıca, Ar-Ge çalışmaları, malzeme seçiminden üretim süreçlerine kadar sürdürülebilir çözümler geliştirilmesine olanak tanıyarak, enerji depolama sistemlerinin çevresel etkilerinin azaltılmasında önemli bir rol oynar. Bu çalışmada, Li-O2 pil hücresinin geliştirilmesine yönelik laboratuvar çalışmalarının çevresel etkileri yaşam döngüsü analizi (LCA) yöntemiyle incelenmiştir. Ar-Ge çalışmaları ise bu teknolojilerin performansını artırmak ve çevresel etkilerini azaltmak için yenilikçi çözümler üretmede kritik bir rol oynamaktadır. Çalışma, fonkisyonel birim olarak "5 katot geliştirme" laboratuvar çalışması belirtilmiştir. Katot üretiminde kullanılan Ag0.4Mn8O16 ve NiO malzemelerinin otoklav süreçlerinden dolayı yüksek çevresel etkilere yol açtığını göstermiştir. En yüksek çevresel etkilerin kullanım aşamasında olduğu ve bu etkilerin %89'unun Küresel Isınma Potansiyeli (GWP) ile Kanserojen Toksisite Potansiyeli (HTPcancer) kategorilerinde yoğunlaştığı belirlenmiştir. Optimizasyon çalışmaları, çevresel etkileri %16 oranında azaltmayı mümkün kılmıştır. Enerji üretim yöntemlerinin çevresel etkiler üzerindeki belirgin rolü de ortaya konmuştur. Türkiye'de fosil yakıtlara dayalı enerji üretiminin GWP'yi artırdığı, Fransa'da ise nükleer enerji kullanımıyla daha düşük çevresel etkiler gözlemlendiği tespit edilmiştir. Toplam GWP, 2010.90 kg CO2-eş olarak hesaplanmıştır. Bu bulgular, enerji depolama teknolojilerinin sürdürülebilirlik ve çevresel etkilerini anlamak için önemli bilgiler sunmaktadır. LCA analizlerinde SimaPro 9.5.0.0 yazılımı ve ReCiPe 2016 Midpoint (H) V1.08 / World (2010) etki değerlendirme yöntemi kullanılmıştır. Bu yöntem, çevresel etkilerin detaylı bir şekilde analiz edilmesine olanak tanımış ve enerji depolama teknolojilerinin çevresel etkilerinin azaltılmasında değerli bir referans sağlamıştır. Çalışma, Ar-Ge ve sürdürülebilirlik çalışmaları için rehber niteliğindedir.
Dolgu malzemelerinin bitkilendirilmiş sistemlerde farklı çevresel parametrelere etkilerinin incelenmesi
Yeşil duvar uygulamalarında kullanılacak yetiştirme ortamı karışımlarında organik malzeme ihtiyacı tarımsal kökenli organik atıklardan karşılanabilir. Bu yöntem hem yetiştirme ortamının maliyetini azaltır hem de tarım kaynaklı organik atıklar için ekolojik bir bertaraf alternatifi sağlar. Bu düşünceden yola çıkılarak gerçekleştirilen bu çalışmada, ülkemizde oldukça bol olarak bulunan tarımsal kökenli atıklar ve bazı inorganik materyaller kullanılarak yeşil duvar sistemleri için yetiştirme ortamı karışımları oluşturulmuş ve bu yetiştirme ortamlarının, yeşil duvarlardaki bitki büyümesi, ısı ve ses izolasyonuna olan etkileri incelenmiştir. Bu amaçla yeşil duvar uygulamalarında sıklıkla kullanılan torf ve tarımsal kökenli organik atıklardan fındık zurufu ana karışım materyalleri olarak seçilmiş ve bu ana materyallere hacimsel olarak %12.5, %25 ve %50 oranında pirinç kabuğu ve perlit karıştırılarak yetiştirme ortamları hazırlanmıştır (T: % 100 torf, F: % 100 fındık zurufu, TF1: %87.5 torf+%12.5 fındık zurufu, TF2: %75 torf+%25 fındık zurufu, TF3: %50 torf+%50 fındık zurufu, TP1: %87.5 torf+%12.5 pirinç kabuğu, TP2: %75 torf+%25 pirinç kabuğu, TP3: %50 torf+%50 pirinç kabuğu, TPE1: %87.5 torf+%12.5 perlit, TPE2: %75 torf+%25 perlit, TPE3: %50 torf+%50 perlit, FP1: %87.5 fındık zurufu+%12.5 pirinç kabuğu, FP2: %75 fındık zurufu+%25 pirinç kabuğu, FP3: %50 fındık zurufu +%50 pirinç kabuğu, FPE1: %87.5 fındık zurufu+%12.5 perlit, FPE2: %75 fındık zurufu +%25 perlit, FPE3: %50 fındık zurufu+%50 perlit,)Torf ve tarımsal kullanıma uygun perlit ticari ürünlerdir ve satın alınmıştır. Fındık zürufu ve pirinç kabuğu ise hasat işleminden sonra temin edilmiş, fındık zürufu parçalayıcı makineden geçirilmiştir. Pirinç kabuğuna ise herhangi bir ön işlem uygulanmamıştır. Tüm yetiştirme ortamı karışımları 50 litre olacak şekilde hazırlanmıştır. Hazırlanan tüm yetiştirme ortamlarının fiziksel ve kimyasal özellikleri standart yöntemler ve bilimsel çalışmalarda uygulanmış analiz metotları kullanılarak belirlenmiş ve elde edilen sonuçlar ideal bitki yetiştirme ortamlarında istenen değerlerle karşılaştırılmıştır. Yeşil duvar sisteminin kurulabilmesi ve ısı ve ses yalıtımındaki etkilerinin özdeş ortamlarda test edilebilmesi için model binalar inşa edilmiştir. Model binaların inşasında 125 cm x 125 cm x 125 cm ölçülerinde ve 2 cm kalınlığında betopan levhalar kullanılmıştır. Model binaların yeşil duvar sistemlerinin dışında kalan alanları olan zemin ve çatılarına 5 cm kalınlığında karbon takviyeli strafor ile yalıtım uygulanmıştır. Yeşil duvar sistemleri model binanın dört cephesinede, duvar yüzeyinden 3 cm boşluk kalacak şekilde monte edilmiştir. Yeşil duvar sistemi 5 mm kalınlığında tellerden örülmüş çelik kafes üzerine belirli bir açı ile tutturulmuş plastik saksılar ve damla sulama sistemlerinden oluşmaktadır. Yeşil duvar sistemindeki saksılar bitki dikimi öncesi hazırlanan yetiştirme ortamları ile doldurulmuş ve iğne ve düz yapraklı bitkileri temsil edecek şekilde seçilen mazı (Thuja plicata) ve şimşir (Buxus sempervirens L.) bitkileri dikilmiştir. Bitkiler düzenli olarak çeşme suyu ile sulanmıştır. Hazırlanan yetiştirme ortamlarının bitki büyütmedeki başarıları, bu çalışmaya özgün bir yöntem olarak, görüntü işleme yöntemiyle belirlenmiştir. Bu amaçla bitki büyütme dönemini oluşturan, nisan, mayıs, haziran, temmuz, ağustos ve eylül aylarında yeşil duvardan dijital görüntüler alınmış, bu görüntülerden imageJ programı kullanılarak, mazı (Thuja plicata) ve şimşir (Buxus sempervirens L.) bitkilerinin yeşil duvarda oluşturduğu bitki alanı hesaplanmıştır. Yeşil duvar uygulamalarının ısı izolasyonuna olan etkilerinin belirlenmesi için, yeşil duvar sistemi kurulmuş ve yeşil duvar sistemi bulunmayan boş model binalara sıcaklık ölçüm sensörleri yerleştirilmiş ve sıcaklık ölçümleri alınmıştır. Sıcaklık ölçümleri 06:00, 09:00, 12:00, 15:00, 18:00 ve 21:00 saatlerinde gerçekleştirilmiştir. Ayrıca yetiştirme dönemi olan nisan-eylül arasındaki tüm aylarda ölçüm alınarak, bitki alanındaki değişimin ısı izolasyonu arasındaki etkileri gözlemlenmiştir. Yeşil duvar sistemlerinin ısı izolasyonuna etkilerinin daha iyi anlaşılabilmesi için, sıcaklık ölçümlerine ilave olarak termal görüntüleme de gerçekleştirilmiştir. Çalışma kapsamında yeşil duvar uygulamalarının ses izolasyonuna etkileri, UNE-EN ISO 10140-2 standartlarına göre üretilen sesin (üçüncü oktav bantlarındaki) yeşil duvar sistemi kurulan ve kurulmayan model binalarda ölçülmesi ve oluşan farktan frekansa bağlı ses azaltma indeksinin hesaplanması ile belirlenmiştir. Çalışmada farklı frekansların etkilerinin belirlenmesi amacıyla 0.125 kHz, 0.250 kHz, 0.500 kHz, 1.000 kHz ve 2.000 kHz frekansları kullanılmıştır. Çalışma kapsamında gerçekleştirilen tüm analiz ve ölçümler üç tekerrürlü olarak yapılmış ve sonuçlar ortamalar olarak sunulmuştur. Tüm sonuçlar bilgisayar yazılımı kullanılarak yapılan Anova ve LSD testleri ile istatistiksel incelemesi de yapılmıştır. Yetiştirme ortamlarının fiziksel özelliklerinin incelenmesinde, fındık zürufu (F) (0.28 g/cm3) en yüksek, pirinç kabuğu (P) (0.11 g/cm3) ise en düşük hacim ağırlığına sahip bulunmuştur. Torf (T) ve perlitin (PE) hacim ağırlıkları sırasıyla 0.21 g/cm3 ve 0.15 g/cm3'tür. Karışımlarda pirinç kabuğu oranının yükselmesi, yetiştirme ortamının hacim ağırlığını önemli ölçüde azaltmaktadır. Pirinç kabuğu oranının en yüksek olduğu (%50) TP3 ve FP3 uygulamalarının hacim ağırlıkları sırasıyla 0.15 g/cm3 ve 0.18 g/cm3'tür. İncelenen tüm yetiştirme ortamlarının yığın yoğunluğu, ideal yetiştirme ortamı için istenen sınır dahilindedir. Genel olarak, yetiştirme ortamının porozitesi, hacim ağırlığının azalmasıyla birlikte artar. Perlitin hacim ağırlığı pirinç kabuğuna göre daha düşük olmasına rağmen porozitesi (%94.39 V/V) yüksek bulunmuştur. Bu durum perlitin mikro gözenekli yapısından kaynaklanmaktadır Fındık zürufu (%81.43 V/V) en düşük porozite değerine sahiptir. Bu nedenle %87.5 fındık zurufu içeren FH1 (%82.41 V/V) ve FPE1 (%82.4 V/V) uygulamalarının porozite değerleri diğer uygulamalara göre daha düşüktür. Yetiştirme ortamında perlit ve pirinç kabuğu oranının arttırılması ise porozite değerlerini arttırmıştır. Yetiştirme ortamı bileşenleri olan torf (770.38 mg/l) ve fındık zurufunun (619.29 mg/l) su tutma kapasiteleri, pirinç kabuğu (114.88 mg/l) ve perlitten (229.26 mg/l) önemli ölçüde yüksek bulunmuştur. %50 fındık zurufu ve %50 pirinç kabuğu içeren FP3'ün (566.95 mg/l) ve %50 fındık züruf ve %50 perlit içeren FPE3'ün (580.51 mg/l) su tutma kapasitesi ideal değer aralığının oldukça altındadır. Yetiştirme ortamlarının kimyasal özelliklerinin incelenmesinde, yetiştirme ortamlarında ölçülen tüm pH değerleri süs bitkileri için istenilen aralıkta bulunurken, elektriksel iletkenlik değerlerinin tamamı ideal yetiştirme ortamı için istenilen değerlerden düşük bulunmuştur. Ölçülen en yüksek elektriksel iletkenlik değeri 482.78 µS/cm (FPE3)'dir. Elektriksel iletkenlik değerlerinin düşük olması, yeşil duvarların uzun süreli sulanması, saksıda kurumuş yaprak ve dalların ayrışması gibi EC'yi arttıran durumlar nedeniyle avantaj olarak değerlendirilmiştir. İnorganik yetiştirme ortamı bileşeni olan perlitin kullanıldığı tüm yetiştirme ortamı uygulamalarında, karışımdaki perlit miktarı arttıkça organik madde miktarı azalmıştır. Yetiştirme ortamları arasında en düşük organik madde içeriği FPE3 uygulamasında (%50.74) bulunmuştur. Bitki gelişimi için en önemli besin elementlerinden olan azot ve potasyumun en yüksek değerleri fındık zürufunda (N: %1.48; K: 2442.67 mg/kg), fosfor en yüksek değeri ise pirinç kabuğunda (P: 3231.26 mg/kg) bulunmuştur. Ayrıca torf en yüksek Ca (2587.28 mg/kg) ve Fe (192.39 mg/kg) içeriğine, pirinç kabuğu en yüksek Mg (1183.74 mg/kg) içeriğine ve fındık zürufu en yüksek Cu (5.87) ve Zn (36.35 mg/kg) içeriğine sahiptir. İnorganik yetiştirme ortamı bileşeni olan perlitin makro ve mikro besin içeriği oldukça düşük bulunmuştur. Bitki alanının görüntü analizi ile incelenmesi çalışmalarında ise, mazı bitkisinde en yüksek bitki alanına TF1 yetiştirme ortamında ulaşılmıştır. Bu yetiştirme ortamı kullanılan yeşil duvar sisteminde başlangıç (nisan) bitki alanı 0.327 m2 ve yetiştirme dönemi sonu (eylül) bitki alanı 0.962 m2 olarak hesaplanmıştır. Yeşil duvardaki en küçük bitki alanı artışı, 0.343 m2 başlangıç bitki alanı ve 0.612 m2 son bitki alanı ile FP3 uygulamasında belirlenmiştir. Mazı bitkisinde elde edilen sonuçlara benzer şekilde şimşir bitkisi kullanılan yeşil duvar sistemlerinde de TF1 yetiştirme ortamında en yüksek bitki alanına ulaşılmıştır. En yüksek değerlerin elde edildiği TF1 uygulamasında başlangıç bitki alanı 0.412 m2, son bitki alanı ise 0.594 m2 olarak gerçekleşmiştir. En düşük değer ise (0.521 m2) FP3 uygulamasında elde edilmiştir. Yetiştirme ortamlarının fiziksel ve kimyasal özellikleri ile bitki alanı arasındaki en yüksek pozitif korelasyonlar, su tutma kapasitesi (R2:0.86; p <0.001), organik madde (R2:0.76; p <0.001), Ca (R2:0.52; p <0.001), Fe (R2:0.63; p <0.001) ve Mg (R2:0.57; p <0.05) de bulunmuştur. Genel bir sonuç olarak yetiştirme ortamlarının su tutma kapasitesi ve organik madde içeriği azaldıkça, bitki büyümesi olumsuz etkilenmekte ve yeşil duvar bitki alanı da azalmaktadır. Çalışmada yeşil duvar uygulamasının ısı izolasyonuna olan etkilerini belirlenmek için yapılan sıcaklık ölçümlerinde, bitki alanı değerleri arttıkça yeşil duvar uygulamalarının ısı izolasyonu değerlerinin de arttığı gözlemlenmiştir. Yeşil duvar uygulanan model bina ve kontrol uygulaması arasında oluşan sıcaklık farkları incelendiğinde oluşan en yüksek sıcaklık farkı mazı bitkisi yetiştirme ortamı olarak %100 torf kullanılan yeşil duvar uygulamasında, ağustos ayı ölçümlerinde saat 15:00'te kaydedilmiştir (6.2 °C). Ağustos ayı TF1 uygulamasında en yüksek değer 6.0 °C olarak ölçülmüştür. TP1 uygulamasında 4.8 °C ve TPE1 uygulamasında 5.1 °C ölçülen diğer yüksek sıcaklık farkı değerleridir. Şimşir bitkisi ile oluşturulan yeşil duvar sistemlerinde ölçülen en yüksek sıcaklık farkları yine ağustos ayında ölçülmüştür. T uygulamasında 4.4 °C, TF1 uygulamasında 4.1 °C TPE1 uygulamasında 4.2 °C bu uygulamada ölçülen en yüksek sıcaklık farkı değerleridir. Yeşil duvarların ses izolasyonu etkilerini inceleme amacıyla yapılan ölçümler sonucunda ses azaltım indeksleri hesaplanmıştır ve sonuçlar incelendiğinde kullanılan her iki bitki türünde de eylül ayı ölçümlerinde en yüksek ses azaltım indeksi değerlerinin hesaplandığı görülmüştür. Mazı bitkisi için bu değer 16 dB ile TPE1 uygulamasında ve şimşir bitkisi için 14.9 dB ile T uygulamasında hesaplanmıştır. Hesaplanan bu iki değer kaynak ses 0.500 kHz frekans olarak ayarlandığında ölçülmüştür. Çalışmada elde edilen sonuçların tamamı göz önüne alındığında, torf-fındık zürufu ve torf+perlit karışımlarından oluşan yetiştirme ortamlarında elde edilen tüm sonuçlar, karışımlardaki fındık zürufu ve perlit oranının artmasıyla bir miktar azalmış olsa da, yeşil duvar sistemleri için alternatif bir yetiştirme ortamı olabileceklerini göstermiştir. Ayrıca bu çalışmada bitki alanının belirlenmesinde kullanılan dolaylı izleme tekniği, yeşil duvar bitkilerine ve sistemlerine zarar vermeden bu çalışmanın güvenli ve uygun maliyetli bir şekilde yapılmasına olanak sağlayacaktır. Bu yöntemle elde edilen basit ve hızlı bilgiler, farklı yetiştirme ortamlarının yeşil duvar bitkisi alanının genişlemesi üzerindeki etkilerini daha iyi anlamamıza yardımcı olacaktır. Bu çalışma kapsamında elde edilen sonuçlar, kentsel alanlarda bitki büyümesini ve genel sistem performansını iyileştirmek amacıyla yeşil duvar tasarımını optimize etmek için kullanılabilir.
Sürdürülebilirlik için eğitim alanındaki sıfır atık yönetimi örneği: Sakarya üniversitesi
Artan nüfus ve değişen dünya standartlarının bir sonucu olarak, yaşamsal alanlarda bir daralma ve kullanım sıklığından dolayı kaynaklarımızın tükenmesi söz konusudur. Kaynaklarımızı yönetmekte hala zorluk çekerken, gelecek nesillere sürdürülebilir bir yaşam bırakmak mümkün görünmüyor. Daha yaşanabilir bir dünya ile neslimizin devamında kaynaklarla sorun yaşamamak için "Sıfır Atık" konusuna daha fazla önem vermeliyiz. Bu amaçla yapılan çalışmada, çeşitli faktörler göz önüne alınarak Sıfır Atık yönetiminin kurulması ve Yaşam Döngüsü Analizinin yapılması incelenmiştir. Bunun için üniversitedeki oluşan atıklar ve miktarları incelenip, karakterizasyon çalışması yapılmıştır. Ek olarak, sıfır atık alanında bilinci, bilgiyi ve davranışı ölçmek adına anket çalışması yapılmıştır. Üniversitemizdeki merkez kantinde çıkan atıkların miktarlarının büyükten küçüğe doğru sıralanışı cam, plastik, kağıt şeklinde olmuştur. Atığın %26 sının cam, %19 u plastik, %16 sının kağıt olduğunu incelenmiştir. Yemekhane atıklarının %89 unun yemek artıklarından ve %8 inin plastik su şişelerinden, ayran kaplarından ve ekmek poşetinden kaynaklandığı görülmüştür. Ayrıca çıkan anket sonuçları üzerine; üniversitemizde var olan geri dönüşüm kutularının yaklaşık %62 oranında öğrenciler tarafından farkındalık sağlandığı görülmektedir. Fakat öğrencilerin yaklaşık %14 kadarı, bu kutuların bilincinde değildir. Bu bilgilere dayanarak üniversitemizdeki öğrencilerin, akademisyenlerin ve çalışanların sıfır atık konusunda daha fazla eğitim ve bilgilendirme çalışmaları yapılmalıdır. Üniversitemizde öğrencilere farkındalık sağlamak adına eğitim alınan dersliklerin her katına ergonomik ve dikkat çeken geri dönüşüm kutuları tedarik edilmelidir. Tez çalışmasında yaşam döngüsüne de yer verilmiş olup, kullanılan program Simapro 9.5.0.2 versiyonudur. Analiz hesaplama ve etki değerlendirilmesi parametreleri değerlendirmek için, CML-IA yöntemi kullanılmıştır. Ayrıca çalışmada; Abiyotik tükenme, Abiyotik tükenmesi (fosil yakıtlar), Küresel ısınma (GWP100a), Ozon tabakasının incelmesi (ODP), İnsan toksisitesi, Tatlı su su ekotoksu, Deniz sularında ekotoksisite, Karasal ekotoksisite, Fotokimyasal oksidasyon, Asitleşme, Ötrofikasyon etki kategorilerine göre inceleme yapılmıştır. Çalışmada üniversite atıklarını, tehlikeli-ambalaj-diğer olarak 3 gruba ayırdık. Ambalaj atıkları Simapro tabanından aldığımız geri dönüşüm tesisine, tehlikeli atıkları yakma tesisine, diğer atıkları da düzenli depolamaya gönderildi. Bu atıklar aynı zamanda taşıma işlemine de tabii oldu. Taşırken yakma tesisi için gidiş dönüş 70 km, Ambalaj atıkları için gidiş dönüş 20 km, diğer atıklar için gidiş dönüş 30 km mesafe kat edildi. Dolayısıyla analiz çalışmasında hem taşıma hem atık türlerine göre 3 ayrı tesis kriter alındı. CLM-IA metodu ile yapılan bu analizde, ilk olarak tesisin etkisi ikinci olarak taşımanın etkisi görülmüştür
Kocaeli ili hayvansal atıklarının sürdürülebilir yönetimi
Fosil yakıtların tükenme sürecine girdiği günümüzde hayvan atıklarının enerji potansiyelinden yararlanılabilmektedir. Uygulanan teknolojiler ile hayvan atıklarının çevreye olan zararları minimum düzeye indirilirken enerji elde etmek ve hayvan atıklarının gübre özelliklerinden yararlanmak mümkündür. Kocaeli ilindeki hayvancılık sonucu zaman içinde artmaya devam eden hayvan atıklarından kaynaklanan çevre sorunlarına çözüm üretmek amacıyla sürdürülebilir kalkınmaya ulaşma, tarımsal faaliyetlerin sürekliliği, kırsal hayat kalitesinin yükseltilmesi, geleneksel enerji kaynaklarının sebep olduğu emisyonların azaltılması hayvansal gübrelerin değerlendirilmesi gerekmektedir. Bu nedenle biyogaz ve kompost teknolojileri ile sürdürülebilir hayvansal atık yönetimi sağlanması için, Kocaeli ili sınırları içerisinde bulunan ve hayvancılık faaliyeti yapılan mahalle ve köylerdeki ahırlarda tespitlerde bulunulmuş bölgedeki 12 büyükbaş işletmesi, 10 küçükbaş işletmesi ve 2 adet kanatlı işletmesi ziyaret edilmiştir. Bu işletmeler kapasite, konum, gübrenin depolandığı yer, beton havuzu olup olmadığı gibi hususlar açısından incelenmiş ayrıca bu işletmelerde örneklem numuneler alınarak teorik ve kullanılabilir atık miktarlarının belirlenmesi için gerekli analizler yapılmıştır. Bu faaliyetler sonucu ortaya çıkan büyükbaş, küçükbaş ve kanatlı hayvancılıktan çıkan gübre miktarları belirlenmiştir. 2024 yılına ait Kocaeli il geneli için büyükbaş, küçükbaş ve kanatlı (tavuk) hayvan sayısı sırasıyla 131.348, 124.670 ve 10.473.924 adettir. İlçelerdeki hayvan sayıları üzerinden kullanılabilir atık miktarları, büyükbaş için 87.051,17 (ton/yıl), küçükbaş için 3.186,52 (ton/yıl) ve kanatlı (tavuk) için 159.253,52 (ton/yıl) olarak elde edilmiştir. Kocaeli ilinde yıllık olarak oluşması beklenen kullanılabilir 249.491,21 ton/yıl hayvansal atığın, 506,79 ton/gün 'lük kısmı kuzey ilçelerdeki (İzmit-Kandıra-Derince-Körfez) oluşacağı tespit edilmiştir. bu atığın 36.995.420 m³ biyogaz ve 839.796.074 MJ'luk enerji potansiyelli olduğu bu sayede ilk yatırım maliyeti 9.850.463,16 Euro olan ve kendini 3,5 yılda amorti eden 104,9 MW kurulu güç kapasiteli bir biyogaz tesisi veya 25,2 ton/gün kompost üretim kapasiteli ilk yatırım maliyeti 4.047.298,66 Euro olan kompost tesisi kurulabileceği belirlenmiştir. Kompost tesisin, 365 gün çalışması planlanırsa ve gübrenin her yıl fiyatında %25 artış meydana geldiği varsayılarak, 2. yılın sonunda kendini amorti edeceği belirlenmiştir. Meydana gelen ürün, ilgili kurumların her yıl yaklaşık ildeki 14.000 çiftçiye hibe olarak dağıttığı kompoze gübrelerin yerine kullanılabilecektir. Bu bilgiler doğrultusunda geniş tesis alanı ihtiyacına rağmen; işletme maliyeti, işletme sırasında ve sonrasında teknik bilgi konusunda avantajlı oluşu vb. durumlarına istinaden Kompost tesisi kurulması uygun bulunmuştur. Yine tesisin, atık kaynaklarına yakınlık ve ulaşım kolaylığı sebebiyle Kocaeli ili kuzey ilçeleri için Derince ilçesi Kaşıkçı mahallesi mevkii 'ne kurulması uygun bulunmuştur. Anahtar Kelimeler: Kocaeli, Hayvansal atık, Sürdürülebilirlik, Biyogaz üretimi, Kompost üretimi
Tuvalet kağıtlarının fiziksel özellikleri ile atıksu sistemlerinde parçalanma davranışları arasındaki ilişkilerin araştırılması
Tuvalet kağıtları gibi bireysel hijyen ürünleri kullanıldıktan sonra çöp kutularına veya tuvaletlerden kanalizasyon sistemlerine bırakılarak bertaraf edilmektedir. Bu atıklar kanalizasyon sisteminde bulunan atık-yağlar gibi hidrofobik maddelerle veya kum gibi inroganik atıklarla birleşerek bir atık yığını oluşturmaktadır. Bu yığınlar zamanla kütle ve hacim açısından büyüyerek kanalizasyon sistemlerinde problemlere nede olmaktadır. Kısaca, bu yığınlar su akış hızının ve debisinin düşük olduğu yer ve zamanlarda birikimler yaparak tıkanmalara neden olmaktadır. Tıkanmaların sonucu olarak, atıksu idareleri ve halkımız finansal maliyetler, mal ve işgücü kayıpları, ve sağlık tehditleri ile karşı karşıya kalmaktadır. Bu çerçevede, bu çalışmada, tuvalet kağıtlarının fiziksel özellikleri ile kanalizasyon sistemlerindeki parçalanma davranışları arasındaki bağlantılar araştırılmıştır. Bu doğrultuda, farklı özelliklere sahip tuvalet kağıtları farklı ülkelerden ve yerel marketlerden temin edilmiştir. Bu ürünlerin yaprak ağırlığı, kalınlığı, hacmi, gramajı, özgül hacmi ve gofraj özellikleri belirlenmiştir. Daha sonra, temsil edici nitelikteki numuneler ile sularda fiziksel parçalanma deneyleri International Water Services Flushablity Group tarafından geliştirilen test metodlarına göre gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmalar ilgili numunelerin atıksu sistemlerindeki parçalanma davarnışları hakkında bilgi vermiştir. Elde edilen sonuçlara göre, tuvalet kağıtlarının yaprak kütleleri ile sularda parçalanma hızları arasında belirgin bir ilişki olmadığı anlaşılmıştır. Kağıtların kalınlığı ve özgül hacimleri ile parçalanma oranları arasında doğrusal bir ilişki olduğu belirlenmiştir. Kalınlık değerleri <165 μm ve özgül hacimleri <3.5 (dm3/kg) olan ürünlerin deneylerde hızlı şekilde parçalandığı tespit edilmiştir. Buna karşılık, yaprak kalınlığı artarken parçlanma hızının düştüğü gözlemlenmiştir. Kağıtların yaprak hacimleri ile parçalanma hızları arasında belirgin bir ilişki olduğu anlaşılmıştır. Buna göre, yaprak hacimleri arttıkça parçalanma hızlarının yavaşladığı gözlemlenmiştir. Kağıtların gramaj değerleri ile parçalanma hızları arasında anlamlı bir ilişki tespit edilememiştir. Kağıtların gofraj derecesi ile parçalanma hızları arasında doğrusal bir ilişki olduğu belirlenmiştir. Bunların yanısıra, kağıt hamurunda kullanılan fiber türleri, boyutları ve kimyasal katkıların da parçalanma hızını etkilediği gözlemlenmiştir. Bu nedenle, kağıtların parçalanma davranışlarının değerlendirilmesinde sadece fiziksel özellikler değil, aynı zamanda kağıt hamurunun bileşenlerinin de dikkate alınması gerekmektedir. Anahtar kelimeler: Tuvalet kağıtları, fiziksel özellikler, parçalanma, kanalizasyon
Dökümhanelerde oluşan atık döküm kumunun geri kullanım yöntemlerinin incelenmesi
Döküm kumu başta otomotiv sektörü, demir-çelik sanayisi, alaşım üretimi ve metalürji endüstrisi olmak üzere diğer birçok endüstri alanında büyük miktarlarda kullanılmakta olup döküm işleminden sonra oluşan kum, atık malzeme olarak kabul edilmektedir. Gün geçtikçe artan oranlarda oluşan döküm kumları atık yığınlarını oluşturmakta ya da depo alanlarının büyük kısmını işgal etmekte aynı zamanda döküm endüstrisine de ek bir maliyet oluşturmaktadır. Günümüzde endüstrinin büyümesi ve gelişmesiyle ortaya çıkan atık kumunun, doğada yaratmış olduğu tehdit de her geçen gün artmakta ve bundan dolayı da atık döküm kumlarının kullanımı için uygun bir alan ve yöntem aranmaktadır. Bu çalışmada, iki farklı dökümhaneden temin edilen atık döküm kumlarına belirli oranlarda Karaman Evsel Nitelikli Atıksu Arıtma Tesisi'nden temin edilen arıtma çamuru katılarak, katı atık depolama sahası örtü tabakası olarak kullanılabilirlikleri incelenmiş ve zemin mekaniği testleri ile desteklenmiştir. Elde edilen sonuçlar doğrultusunda günümüzün büyük sorunu haline gelmiş olan döküm kumları ve arıtma çamurları için bir geri kullanım metodu risk potansiyelleri ile birlikte, herhangi bir çevresel risk oluşturup oluşturmadığı değerlendirilmiştir. Anahtar kelimeler: Atık döküm kumu, geri kullanım, arıtma çamuru.
Mikroplastikler üzerine ağır metal adsorpsiyonu araştırılması
Anahtar Kelimeler: Mikroplastik, Ağır metal, Adsorpsiyon, Adsorpsiyon Kinetiği, Adsorpsiyon İzotermi Mikroplastikler ve ağır metaller sucul ekosistemlere olumsuz etkileri olan iki kirletici madde sınıfını temsil etmektedir. Su ekosistemindeki canlılar, sulara taşınan mikroplastikleri kolaylıkla yutabilmektedir. Böylece mikroplastikler, kirleticilerin besin zinciri boyunca taşınmasına neden olurlar. Dolaylı olarak ise çevredeki canlıların sağlığı için bir tehdit oluştururlar. Bu çalışmanın amacı, mikroplastiklerin ağır metaller için vektör olarak rolünü incelemekti. Bunun için; laboratuvar koşulları altında 3 farklı tipte mikroplastik [polietilen tereftalat (PET), poliamid (PA), etilen vinil asetat (EVA)] üzerine 2 ağır metalin [Kurşun (Pb)II ve Alüminyum (Al)III adsorpsiyonu araştırıldı. Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) analizi mikroplastiklerin farklı yüzey karakteristiklerine sahip olduğunu gösterdi. Adsorbat çözeltisinin pH'ı, temas süresi, başlangıç konsantrasyonu ve sıcaklık gibi parametrelerin adsorpsiyon kapasitesine olan etkiler, deneyler yapılarak incelendi. Prosesin açıklanması Freundlich ve Langmiur adsorpsiyon modelleri ile yapıldı ve Freundlich modelinin Langmiur modellinden daha uygun olduğu belirlendi. Ayrıyeten, adsorpsiyon kinetikleri hesaplandı ve hayali ikinci kinetik modelin uygun olduğu görüldü. Adsorpsiyon yüzdeleri mikroplastik türü ve çalışma şartlarına göre değişti. Sonuç olarak, mikroplastiklerin ağır metalleri besin zincirine aktardığı ve biyobirikimi için bir araç olarak hareket etme potansiyeli olduğu görüldü.
Tekstil atıksularının Ti/Ru-Ir elektrot kullanılarak elektrooksidasyon ile arıtımı
Boyar maddelerin ve çoğu yardımcı kimyasal olan ve yüzey aktif madde özelliği taşıyan sürfaktanların kullanıldığı tekstil endüstrisinden kaynaklanan atıksularda, kompleks yapıya sahip birçok bileşik mevcuttur. Meydana gelen atıksuyun içeriği üretim prosesine bağlı olarak değişmekte olup genellikle çözünmüş katı, yüksek KOİ, güçlü renk ve tuz gibi karakteristik özelliklerinden dolayı yüksek miktarda kirlilik yükü içermektedir. Yüksek KOİ ve güçlü renk özelliklerinden dolayı tehlikeli, toksik ve kanserojenik olduğu bilinen bu tip atıksular uygun yöntemlerle arıtıldıktan sonra alıcı ortama deşarj edilmelidir. Geleneksel arıtım yöntemleri yetersiz kalmaktadır. Bu sebeple son yıllarda önem kazanan İleri Oksidasyon Prosesleri (İOP) bu tip atıksuların arıtımında oldukça etkilidir. Bu çalışmada, tekstil endüstrisi boyama tankından alınan atıksuyun; EO, EC ve EC ardından EO (EC+EO) olmak üzere 3 farklı yöntem ile arıtılması incelenmiştir. EO prosesinde anot olarak Ti/Ru-Ir ve katot olarak paslanmaz çelik elektrot, EC'de ise anot ve katot olarak demir elektrot kullanılmıştır. NaCl tuzu ile mevcut atıksuyun iletkenliği sağlanmıştır. EO prosesi için optimum şartlar NaCl dozu: 0,75 g/L, pH: 2, akım yoğunluğu: 4,77 mA/cm2, süre: 240 dk olarak belirlenmiş olup optimum şartlarda elde edilen KOİ giderim verimi % 56,87; renk giderim verim değerleri λ: 436, 525, 620 nm'de verilen sıra ile % 56,12; 71,59; 49,26; kinetik açıdan değerlendirildiğinde birinci mertebe denklemi ile hesaplanarak korelasyon katsayısı (R2) 0,9541 ve k: 0,0026 1/dk; enerji tüketim değeri ise 269,67 kWh/kg KOİ; EC prosesi için, optimum şartlar NaCl dozu: 1 g/L, pH: 8, akım yoğunluğu: 1,65 mA/cm2, süre: 20 dk olarak belirlenmiş olup optimum şartlarda elde edilen KOİ giderim verimi % 69,81; renk giderim verim değerleri λ: 436, 525, 620 nm'de verilen sıra ile % 96,37; 98,38; 98,47; kinetik açıdan değerlendirildiğinde pseudo ikinci mertebe denklemi ile hesaplanarak korelasyon katsayısı (R2) 0,9564 ve k: 2,22E-04 1/dk; enerji tüketim değeri ise 5,80 kWh/kg KOİ, EC+EO prosesinde, EC için EC prosesinden elde edilen optimum sonuçlar kullanılmıştır ve EO için optimum şartlar pH: 6, akım yoğunluğu: 8,97 mA/cm2, süre: 240 dk olarak belirlenmiş olup optimum şartlarda elde edilen KOİ giderim verimi % 86,91; kinetik açıdan değerlendirildiğinde pseudo ikinci mertebe denklemi ile hesaplanarak korelasyon katsayısı (R2) 0,9963 ve k: 9,42E-05 1/dk; enerji tüketim değeri ise 1500,08 kWh/kg KOİ olarak bulunmuştur. Anahtar kelimeler: Tekstil endüstrisi boyama atıksuyu, elektrooksidasyon, elektrokoagülasyon, elektrokoagülasyon ardından elektrooksidasyon, Ti/Ru-Ir elektrot
Kümes hayvanları kesimhane atıklarının yönetim planının oluşturulması
Kanatlı hayvan endüstrisinde, piliç yetiştiriciliği belirgin bir konuma sahiptir. Bunun nedeni bölgesel genişleme, tahıl üretim kapasitesi, kanatlı hayvan yetiştiriciliğinde ve kesimde kullanılan gelişmiş teknolojinin yanı sıra genetik iyileşme gibi bazı faktörlerdir. Kümes kesimhane sürecinde oluşan insan tüketimine uygun olmayan atıklar bertaraf ve kirlilik problemi oluşturmaktadır. Bu atıkların çevre için kirletici özelliklerinin bilinmesi ve nüfus sağlığını güvence altına almak için kümes hayvanlarının kesim ve işlemlerinin ana aşamalarını bilmek gerekmekte ve bu verilerle birlikte atık yönetim planın oluşturulması gerekmektedir. Kümes kesimhanelerinden sonra oluşan atık türleri incelenip atık karakterizasyonları değerlendirilmiş olup uygun atık yönetim planı, iyileştirme süreçleri ile birlikte değerlendirilmiştir.
Bisfenol A'nın elektrokimyasal yöntemler ile arıtılabilirliğinin incelenmesi
Bisfenol A (BFA) farklı kimyasal maddeler ile birleştirilerek daha çok endüstriyel sektörde plastik malzeme ve metal kaplamalarında kullanılan kimyasaldır. Östrojenik hormon aktivitesini bozmakla beraber literatürde endokrin sistemi bozucu kimyasallar arasında gösterilmektedir. Günlük hayatımızda sık kullandığımız eşyalardan ve gıda maddelerinin kaplamalarından insana geçebildiği bildirilmiş ve özellikle doğum öncesi dönemlerde maruz kalınabilen BFA'nın kanıtlanmış birçok zararları bulunmaktadır. Endüstriyel faaliyetler için üretilen ve çevreye salınan BFA atıksu arıtma tesisleri çıkış sularında, çöp sızıntı suyunda ve her türlü yüzey akış sularında görülmüştür. Bu tez çalışmasının asıl amacı laboratuvar şartlarında hazırlanan sentetik BFA çözeltisinin elektrooksidasyon-ozon ve ozon prosesleri ile beraber arıtılabilirliğinin araştırılmasıdır. İki prosesin beraber kullanıldığı (EO+O3) sisteminde BFA giderme verimine etkisi araştırılmıştır. BFA konsantrasyonundaki azalmalar gözle görülür bir şekilde oluşmuş, sadece ozon (O3) ile arıtımda ise giderim sağlanmış fakat ikili prosese göre daha az verim elde edilmiştir. Çalışmada pH, akım yoğunluğu, ozon dozu ve süre parametrelerinin BFA giderme verimine etkisi analiz edilmiştir. Aktif anodik oksidasyon ile gerçekleştirilen elektroooksidasyonda anot olarak Ti/RuO2(0,70)-IrO2(0,30) materyali kullanılmıştır. EO+O3 prosesinde optimum şartlar pH 7, 1,5 g/L.H ozon dozu, 4,57 mA/cm2 akım yoğunluğu ve 25 dak. olarak bulunmuştur. O3 prosesinde ise pH 7, 1,5g/L.h ozon dozu ve 25 dak. olarak bulunmuştur. Bu şartlarda BFA giderme verimleri EO+O3 için %90,68 iken O3 için %83,92 olarak bulunmuştur. Her iki proses için farklı kinetik modelleri ile hesaplar yapılmış olup her iki proses için en uygun kinetik model 2. Mertebe bulunmuştur. 2. Mertebe kinetik modele göre regresyon katsayıları (R2) EO+O3 için 0,94 ve O3 için 0,92 olarak, reaksiyon hızları (k) sırası ile 1,8x10-2 ve 9x10-3 olarak bulunmuştur. Farklı parametrelerde yapılan çalışmalarda görüldüğü üzere BFA numunesinin gideriminde EO+O3 prosesi kullanılabildiği ve sadece O3 prosesine göre daha verimli bir arıtım gerçekleştirdiği belirlenmiştir. İki proseste de BFA parçalanması sonucu yan ürün oluşmadığı gözlemlenmiştir.
Sakarya ili şebeke suyunda THM miktarının belirlenmesi ve risk analizi
Bu çalışma kapsamında Sakarya'da 12 farklı bölgeden şebeke suyu numuneleri alınmıştır ve bir sene boyunca aylık trihalometan (THM) ve trihalometan miktarlarının yorumlanması amacıyla serbest klor ve toplam organik karbon (TOK) analizleri yapılmıştır. Sakarya şebeke suyunda kloroform ve dibromoklorometan miktarları diğer trihalometanlara göre fazla çıkmıştır. Ölçülen trihalometan miktarlarına göre oral, dermal ve inhalasyon yoluyla kanser risk değerlendirmesi yapılmıştır. Yapılan kanser risk değerlendirmesi sonuçlarına göre oral yolla alınan THM'lerin diğer yollarla alınan THM'lere göre kanser riskinin daha fazla olduğu görülmüştür. Sakarya şebeke suyunda fazla miktarda bulunan dibromoklorometanın diğer THM'lere göre daha fazla kanser riski oluşturduğu risk analizi hesaplamaları sonucunda belirlenmiştir. Kanser risk değerleri USEPA'nın kabul edilebilir olarak belirlediği 10-6 değerinden oldukça fazladır. En yüksek THM ve buna bağlı olarak kanser riski Serdivan Esentepe Mahallesinden geldiği gözlenmiştir.
Evsel atıksu arıtma tesislerinde koku probleminin giderilmesi
Evsel atıksu arıtma tesislerinde genellikle koku problemi yaşanmaktadır. Atıksu arıtma tesisleri seçiminde genellikle kentsel yaşamın olmadığı uzak bölgeler seçilmektedir. Ancak, zamanla nüfusun artması ve yerleşim yerlerinin genişlemesi ile atıksu arıtma tesisleri yerleşim yerlerinin içerisinde kalmıştır. Yerleşim yerlerinin atıksu arıtma tesislerinin yakınında olmasından dolayı da atıksu arıtma tesisinden çıkan kokular etrafta yaşayan halkı rahatsız etmeye başlamıştır. Bu sebeple kokuya sebebiyet veren bu tür ünitelerin kapalı olarak inşaa edilmesi veya daha sonrasında havuzların üzerlerinin kapatılması sağlanarak çoğul koku kaynaklarının tekil kaynağa indirgenerek, kokuya müdahale aşamasında büyük önem teşkil etmektedir.
Yerel yönetimlerde katı atık analizi ve iyileştirme çalışmaları: Çayırova belediyesi örneği
Anahtar kelimeler: Karakterizasyon, kentsel katı atıklar, entegre atık yönetimi. Katı atık miktarlarının her geçen gün artan nüfusla doğru orantılı olarak artması, atıkların meydana getirdiği çevre kirliliğinin yanı sıra atıkları şehirlerin temel sorunu haline getirmiştir. Atık yönetiminin hatalı yapıldığı bazı yerel yönetimlerde nüfusa bağlı olarak her yıl binlerce hatta milyonlarca lira kaybedilerek düzenli depolama sahaları gereksiz yere işgal edilmektedir. Dünyamıza ve ülkemize mali yük olarak görünen katı atıklardan büyük kazanç sağlamaktaki ilk hedef atıkların karakterize edilerek kaynağında ayrı toplanmasıdır. Bu çalışmada kaynağında ayrı toplama faaliyetlerinin gerçekleştirildiği Çayırova bölgesinde madde grup analizi yöntemiyle gerçekleştirilen karakterizasyon çalışması uygulanmaktadır. Çalışma bölgesi gelir seviyelerine göre dört gruba ayrılmış ve atık karakterizasyon sonuçları incelendiğinde ilk sırada %46,58 ile mutfak atıklarının olduğu görülmüştür. Mutfak atıklarını sırasıyla %27,07'lık oranla ambalaj atıkları, 22,99'luk oranla yanabilir atıklar (tekstil vb.), %1,49'luk oranla park bahçe atıkları, % 1,44'le kül atıkları, %0,37 ile tehlikeli atıklar ve son olarak %0,07'yle elektronik atıklar takip etmektedir. Sonuçlar değerlendirildiğinde çalışma bölgesinde atık yönetim faaliyetlerinin yetersiz olduğu görülmüş olup kaynağında ayrı toplama verimliliğini artırmak ve nihai bertarafa yönlendirilecek atık miktarını azaltmak üzere verilen eğitim sayılarını artırmak, toplama ekipmanlarında çeşitliliği artırmak gibi iyileştirme çalışmalarına yer verilmesi gerektiği tespit edilmiştir.
Pirinanın hidrotermal karbonizasyon yöntemi ile kömürleştirilmesi
Türkiye'nin içinde bulunduğu Akdeniz ülkelerinin ekonomisinde önemli bir yer tutan zeytinyağı üretimi esnasında yan ürün olarak pirina oluşmaktadır. Sabun sanayi, yem sanayi gibi birçok alanda kullanılan pirina, enerji değerinin yüksek olması sebebi ile biyokütleden elde edilen yakıt kaynağı olarakta kullanılmaktadır. Atıkların enerjiye dönüştürülmesinde kullanılan teknolojinin basit ve çabuk uygulanabilir olması önemli bir faktördür çünkü bugüne kadar atık yönetiminde yaşanan en büyük sıkıntı kompleks teknolojilerin kurulmadan rafa kaldırılması olmuştur. Son yıllarda milyonlarca yılda oluşan fosil yakıtların yerine geçecek yakıtın kömür kalitesinde laboratuvar şartlarında yüksek nem içerikli atıklardan birkaç saat içerisinde elde edilmesini sağlayan hidrotermal karbonizasyon (HTK) yöntemi araştırma konusu olmuştur. Bu çalışma da pirinanın hidrotermal karbonizasyon yöntemi kullanılarak yenilenebilir yakıt kaynağına dönüştürme potansiyeli üzerinde çalışmalar yapılmıştır. Hidrotermal karbonizasyon işlemi sırasında değişen sıcaklık (220°C, 240°C, 260°C, 280°C, 300°C), bekletme süresi (1, 2, 4, 8, 12, 16, 24 sa) ve atık/su (%25-50) oranı gibi proses parametrelerinin hidrokömür kalitesi üzerindeki etkileri incelenmiştir. Karbonizasyon işlemi sonrasında oluşan hidrokömürün enerji değerleri bomba kalorimetrede ölçülmüş ve pirinanın üst ısıl değerine kıyasla yaklaşık %57 civarında artış olmuştur. Enerji değerlerindeki artışlar elementel analiz sonuçları ile desteklenmekte olup linyit kömüre oranla daha yüksek karbon içeriğine sahip hidrokömür elde edilmiştir.
Solarizasyon uygulamasının arıtma çamuru kompostlarında indikatör mikroorganizma giderimine etkisi
Kanalizasyon çamuru kompostunda belirlenen stabilizasyon standartlarını sağlamak için kullanılan solarizasyon işleminin patojen mikroorganizmaların giderimi üzerindeki performansı araştırıldı. Çamur kompostunda solarizasyon uygulaması ile patojen mikroorganizma giderimi verimliliğinin değerlendirilmesinde gösterge mikroorganizmalar olarak, Escherichia coli, thermotolerant koliformlar, Clostridium ve Enterococci seçilmiştir. Kontrol işlemi oda sıcaklığında (25 ± 2 ° C) laboratuvar koşullarında gerçekleştirildi. Solarizasyon işlemi için gerekli olan ultraviyole radyasyonu doğrudan güneş tarafından sağlandı. Sonuçlar, solarizasyonun 5cm kompost derinliğinde, çamur kompost sıcaklığının maksimum 65 ° C'ye artırdığını göstermiştir. Solarizasyon işlemine maruz kalan indikatör mikroorganizmaların inaktivasyon oranları, tedavi olmayan indikatör mikroorganizmalara göre önemli ölçüde daha yüksek kaydedildi. İndikatör mikrobiyal ajanlar arasında E. coli en duyarlı mikroorganizma olarak bulundu. 6 günlük solarizasyon işleminden sonra 4 log CFU g-1'den saptanamayan seviyelere düşürüldü. Bununla birlikte, bu bakteri içindeki solarize edilmemiş grubun indirgeme oranının, tüm deney periyodunun 15 günü içinde 1 log'dan daha düşük olduğu tespit edildi. Solarize edilmiş kompost için, Enterococci'nin canlılığı 6 gün içinde 2.31 log CFUg-1 ile 1.80 log CFU g-1 arasında değişmiştir ve 12 gün güneş uygulamasından sonra tespit sınırının (2 × 101 CFU) altına düşürülmüştür. Termotolerant koliformların ve Enterokokların azalma oranları yavaştı (sırasıyla kmax = 3.22 ve 3.27 gün-1), ancak 12-15 gün içinde tespit sınırının altına düşürüldü. İnaktivasyon eğrileri, Clostridium'un diğer indikatör mikroorganizma türleriyle karşılaştırıldığında solarizasyon tarafından sağlanan ısıya daha fazla direnç gösterdiğini gösterdi. Solarize edilmiş Clostridium indirgemesi 3-log olarak belirlenirken, unsolarization işlemi 0.7-log indirgemesi sağlamıştır. Bu çalışmanın bulguları, solarizasyon işlemi tarafından oluşturulan sıcaklık profilinin, iki hafta içinde istenen standartları elde etmek için çeşitli mikrobiyal patojenlerin ortadan kaldırılması veya etkisiz hale getirilmesi için yeterli olduğunu açıkça desteklemiştir.
Yemekhane atıklarının mevcut durumunun belirlenmesi ve faydalı kullanımı için model geliştirilmesi
Gıda atıklarının önlenebilir olmasına rağmen uygun şekilde yönetilememesi hem çevresel hem de ekonomiye büyük zararlar vermektedir. Yemek atıkları, üretiminden bertarafına kadar olan her aşamada oluşmaktadır. Bu çalışmanın amacı saha çalışmalarıyla yemekhane atıklarının mevcut durumunun ve miktarının tespiti ve alternatif ürün olarak kullanılmasının değerlendirilmesidir. Buna göre yemekhane atıklarının mevcut durumunun tespiti için anket çalışmaları yapılmıştır. Yemekhane atıklarının homojen olmaması ve zamana, oluştuğu yere, kişi sayısına göre değişkenlik göstermesi nedeniyle çeşitli yerlerden yemekhane atığı toplanarak atığın karakterizasyonu belirlenmiştir. Yemekhane atıklarının daha homojen bir yapıya sahip olabilmesi için bu atıkları organik, değerlendirilebilir atık (cam, metal, kağıt, karton vb.) gibi türlerine göre sınıflandırılmalıdır. Ortaya çıkan sonuçlar neticesinde yemekhane atıklarının toplanması için bilişim teknolojilerinden faydalanılmıştır. Sistemde farklı görev ve kullanıcılara ait paneller oluşturularak bir model geliştirilmiştir.
Kentsel atıksu arıtma tesisi biyolojik oksijen ihtiyacının (BOİ5) makina öğrenmesi yöntemleri ile tahmin edilmesi
Temiz su kaynaklarının azalmasının bir sonucu olarak atıksuların arıtılması önem arz etmektedir. Atıksu arıtma tesislerinin verimli bir şekilde işletilmesi için laboratuvardan ve sahadan alınan verilere göre arıtma proseslerine müdahele edilmesi gerekmektedir. Müdahelenin geç veya eksik olması durumu söz konusu olduğunda hem işletme verimi azalmakta hem de maliyet açısından maddi kayıplar ortaya çıkabilmektedir. Atıksu arıtma tesislerinin işletilmesinde laboratuvar analizleri arasında bulunan Biyolojik Oksijen İhtiyacı (BOİ5) parametresinin analiz sonucu en erken 5 gün içerisinde sonuçlanmaktadır. Arıtma tesislerinin işletilmesi sırasında sürekli olarak analiz edilmesi gereken parametlerin Dolayısı ile atıksu arıtma tesisinin daha güvenli, hızlı, verimli ve düşük maliyetle işletilmesi ve kontrol altına alınabilmesi için tesise ait geçmiş verileriden faydalanılarak bazı parametrelerin tahmin edilmesi önem arz etmektedir. Bu amaçla çeşitli istatistiksel yöntemler ve modelleme teknikleri kullanılmaktadır. Bu çalışmada makine öğrenmesi algoritmalarından 3 farklı denetimli öğrenme algoritması kullanılarak BOİ5 parametresi tahmin edilmiştir. Oluşturulan modellerde girdi parametreleri olarak Debi(Q), Sıcaklık(T), pH, iletkenlik, Kimyasal Oksijen İhtiyacı (KOİ), Askıda Katı Madde (AKM) ve çıktı parametresi olarakta Biyolojik Oksijen İhtiyacı (BOİ5) kullanılmıştır. Modellemede kullanılan ham verilerin büyüklükleri birbirinden farklı olduğundan dolayı verileri aynı ölçeğe getirmek için normalizasyon işlemi yapılmıştır. Veriler normalize edildikten sonra veri setinin %90'ı eğitimde %10'u ise test setinde kullanılacak şekilde ikiye ayrılmıştır. Geliştirlen her bir model için iterasyon sayısı 100000 iterasyon olacak şekilde ayarlanmıştır. BOİ5 tahmininde eğitim ve test verileri için elde edilen regresyon katsayıları (R2) sırasıyla SVM öğrenme algoritması için, 0,9681; 0,9666, SGD Regresor öğrenme algoritması için, 0,5598;0,7061 ve Pasif Agresif Regresör öğrenme algoritması için ise 0,9840;0,9808 olarak belirlenmiştir. Buradan anlaşılacağı üzere geliştirelen modellerden hem SVM öğrenme algoritması hemde Pasif Agresif Regresör öğrenme algoritması BOİ5 tahmini için çok iyi sonuçlar vermiştir ve tahmin amaçlı olarak arıtma tesislerinde kullanılabileceği anlaşılmıştır.
Sakarya ili çok hassas bölgelerinin karayolundan kaynaklı gürültü kirliliğinin incelenmesi
Gürültü, en az diğer çevresel kirlilikler kadar önemsenmesi gereken, hayatımızda önemli bir çevre sorunudur. Gerek iç gerekse dış mekanlarda gürültü oluşturan birçok kaynak mevcuttur. Gürültü kirliliğinin kontrol altına alınmaması ya da göz ardı edilmesi, günlük hayatımızın her aşamasında maruz kalacağımız ve sürekli rahatsızlık verecek bir etken haline gelmesine neden olacaktır. Bu da kısa ya da uzun vade de sürekli veya anlık birçok sağlık sorununun oluşmasına, yaşam kalitesinin azalmasına neden olacaktır. Gürültünün kontrol edilmesinde birinci adım sorunun tespit edilmesi yani gürültü haritalarının oluşturulmasıdır. Gürültü haritalarının oluşturulması, seçilen bölgede gürültü düzeylerinin belirlenmesini, yasal sınırların ihlal edilip edilmediğinin gözlemlenmesini, sınır değerlerin aşıldığı durumda bu gürültüye ne kadar maruz kalındığını, önlem alınabilme durumunun değerlendirilmesini ve ne gibi önlemler alınabileceğini değerlendirme imkanı sağlar. Hastanenin bulunduğu alanın gürültü haritalarının hazırlanması amacıyla yapılan bu çalışmanın amacı, çevresel kirlilik türlerinden olan ancak bir hava, su, toprak kirliliği kadar önemsenmeyen bu kirlilik türünün ne gibi sorunlara neden olduğunu tespit etmek, çok hassas alanlar da gürültü kirliliğinin etkilerini değerlendirmektir. Tez çalışma alanı olarak Sakarya Eğitim Araştırma Hastanesi/Sakarya Kadın Doğum ve Çocuk Hastanesinin seçilmesinin amacı, bölgede hasta bakım, idari, sosyal ve konut amaçlı kullanılan binaların birlikte bulunmasıdır. Bu yapılar ilgili yönetmelikte gürültüye çok hassas alanlar olarak nitelendirilmiştir. Çalışma alanı etrafında bulunan kara yolları hastane binalarına olumsuz etkide bulunup bulunmadığının belirlenmesi ve gerekiyorsa önlem alınması adına gürültü haritalarının oluşturulması gerekmektedir. Bu amaçla bölgenin SoundPLAN programı yardımıyla ızgaralı gürültü haritaları oluşturulmuştur. Gürültü haritalarının oluşturulduğu bölgede yapılan eylem planları çalışmasında Sakarya Kadın Doğum ve Çocuk Hastanesinin ön ve yan cephesine ulaşan gürültü tespit edilmiş, bu cephelerde tasarlanan gürültü perdeleriyle gürültünün 3-5 dB düşürüldüğü görülmüştür. Gürültü haritalarına bakıldığında, güncel yönetmelik sınırlarının az da olsa üzerinde gürültü seviyelerine maruz kalındığı görülmektedir. Gelişen teknoloji ve konfor talebinin doğrudan etkilediği gürültü kirliliği, artan trafik, nüfus yoğunluğu ve şu an faaliyete geçmeyen hastanenin faaliyete geçmesiyle artacağı öngörülerek çalışma kapsamında bölgede eylem planları önerileri verilmiştir.
Sakarya ili katı atık düzenli depolama sahası sızıntı sularının gen ifadeli programlama ile modellenmesi
Yıllar içerisinde nüfusun artmasına paralel olarak insanların tüketim miktarlarıda artmıştır. Bununla birlikte ortaya çıkan atık miktarının artmasıda önemli bir problem olmaya başlamıştır. Oluşan bu atıkların depolanarak berteraf edilmesiyle birçok çevre problemi ortaya çıkmaktadır. Toprağa, insana, hayvanlara ve bitkilere verilen zararlar dışında oluşan problemlerden biri de sızıntı suları ve berterafıdır. Sızıntı suları, katı atık sahasında kar, yağmur ve atıktan kaynaklanan sıvıların katı atık depolama sahasının tabanında birikmesiyle oluşan bir atıksu türüdür. Sızıntı sularının yüksek oranda organik ve inorganik kirletici yük ihtiva etmesi, berterafında dikkatli ve özenli bir çalışma gerektirmektedir. Sızıntı sularının berterafında kullanılan en yaygın yöntemlerden biri kanalizasyona deşarj edilmesidir. Bu berteraf yöntemi için katı atık depolama sahasında oluşan sızıntı suyunun karakteristik değerlerinin bilinmesi ve belirli peryotlarda takibinin yapılması son derece önem arz etmektedir. İlgili mevzuat gereği yapılması gereken analizler ve bu analizlerin sürekliliği önemli derece de maliyet ve zaman gerektirmektedir. Yapılması gereken bu analizlerin hem maliyetlerinin azaltılması hemde zamandan tasarruf edilmesi için daha önceden elde edilen analiz verileri kullanılarak ilgili parametreleri tahmin edebilen modeller geliştirilebilir. Geliştirilen modeller kullanılarak yapılacak tahminlerle yapılacak analizlerin sıklığı azaltılacak ve hem analiz maliyetinden hemde zamandan tasarruf edilecektir. Bu çalışmada Sakarya Büyükşehir Belediyesi Katı Atık Düzenli Depolama Sahasından kaynaklı sızıntı sularında analizi yapılan, Kimyasal Oksijen İhtiyacı (KOİ), Toplam Kjendal Azotu (TKN), Toplam Krom (TK), Kurşun (Pb), Demir (Fe+2), Florür (F-), Bakır (Cu), Çinko (Zn) ve pH parametleri (girdi parametreleri) kullanılarak Biyokimyasal Oksijen İhtiyacı (BOİ5) parametresinin (çıktı parametresi) gen ifadeli programlama (GEP) tekniği ile tahmin edilmesini sağlayacak bir model geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla BOİ5 tahmininde girdi parametrelerinin farklı kombinasyonları için senaryolar geliştirilmiş ve GEP ile model denklemleri oluşrutulmuştur. Senaryolar doğrultusunda elde edilen denklemler içerisinden en doğru BOİ5 tahminine eğitim veri seti için (R2=0,860) ve test veri seti için (R2=0,929) değerleri ile KOİ, F-, Cu, Zn ve pH parametreleri kullanılarak ulaşılmıştır. Sonuç olarak geliştirilen denklemin iyi bir tahmin yaptığı görülmüştür.
Sakarya ilinde kanalizasyon sularında ilaç bileşiklerinin araştırılması
İlaçlar, kolay içilebilmeleri ve uzun süre depolanabilmeleri amacı ile dayanıklı ve sıvı fazda hareketlilikleri yüksek olacak şekilde üretilirler. Bu özelliklerinden dolayı, ilaç içindeki aktif maddeler, ekosistemde birikerek çeşitli olumsuz etkilere sebep olabilirler. Tıbbi ilaçların birçoğu biyolojik ayrışmaya karşı dirençli olup, bu bileşikler geleneksel atıksu arıtma tesislerinde ancak kısmen ya da hiç arıtılamadan alıcı ortamlara verilmektedir. Bu çalışmada, literatürde evsel atıksu, yüzeysel ve yer altı sularında en çok karşılaşılan ve hemen hemen her ülkede en fazla tüketilen anti-inflamatuarlar, beta blockers, antiepileptikler, stimulant ve lidacoine ilaç sınıflarına ait 13 farklı farmasötik bileşiklerin, Sakarya İli Kanalizasyon suları ve Atıksu Arıtma Tesisi giriş ve çıkış atıksularında varlığının belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaç için, numune alma noktalarından kompozit numune alınmış ve analizler yapılmıştır. Analiz sonuçlarına göre Sakarya Belediyesi kanalizasyon sularına bu ilaç kalıntılarının karıştığı ve bazılarının arıtma tesisi çıkışında da hala mevcut olduğu saptanmıştır. Bu nedenle arıtma tesisine ilaç bileşiklerinin giderimi için ilave olarak ozonlama, ultrafiltrasyon, ters osmoz gibi yüksek basınçlı membran sistemleri, fiziksel kimyasal prosesler ve adsorpsiyon gibi ileri arıtma ünitelerinin eklenmesi öngörülmüştür.
Yeşilırmak havzası kıyı şeridi nehir ve deniz sedimanlarında öncelikli kalıcı organik kirleticilerin değerlendirilmesi
Günümüzde, özellikle modern tarım ve endüstriyel üretim sonucu oluşan kalıcı organik kirletici yükleri çevre ve insan sağlığı açısından oldukça tehlikeli bir hal almaktadır. Canlıların bu kirleticilere maruziyeti doğrudan emisyonlarına maruz kalarak veya kirleticilerin besin zinciri ve/veya meteorolojik olaylar sonucu taşınımı ile gerçekleşebilir. Bu nedenle, çevresel numunelerin tamamı bu kapsamda analiz edilmeli ve özellikle kirletici emisyonlarının olabileceği bölgeler için risk değerlendirmeleri yapılmalıdır. Bu çalışmada, Yeşilırmak Havzası kıyı şeridinde yer alan bölgeden 8 tatlı su ve 8 deniz suyu olmak üzere toplam 16 istasyondan sediman örneklemesi yapılmıştır. Alınan sediman örneklerinde, standart metotlar kullanılarak kalıcı organik kirletici (KOK) grupları için (PCDD/F, PAH, PCB, OCP) analizler yapılmıştır. Analizler sonucunda tespit edilen konsantrasyonlar ile ulusal – uluslararası mevzuatlarda öncelikli olarak belirlenen kirleticilerin sucul ortam açısından toksik etkileri değerlendirilmiştir. PCDD/F analizleri için gaz kromatografisi–yüksek çözünürlüklü kütle spektrometresi (GC–HRMS) ve PAH, PCB, OCP analizleri için gaz kromatografisi–kütle kütle spektrometresi (GC–MSMS) sistemleri kullanılmıştır. Yapılan analizler sonucunda en yüksek konsantrasyonlar; 17 adet toplam PCDD/F için 174,74 pg g-1, 16 adet toplam PAH için 1280,51 µg kg-1 ile organize sanayi bölgesi ve liman faaliyetlerinin yürütüldüğü bölgede bulunan BD–2 kodlu deniz istasyonunda, 7 adet toplam PCB için 23,73 µg kg-1 ile izabe ve elektroliz tesisinin yakınında bulunan BD–5 kodlu deniz istasyonunda, OCP bileşikleri için ise genel olarak çevresinde tarım faaliyetlerinin yürütüldüğü 8 adet tatlı su örnekleme istasyonunda tespit edilmiştir. KOK grupları için, en yüksek konsantrasyonların tespit edildiği istasyonlar bireysel kirletici açısından değerlendirildiğinde; BD–2 kodlu istasyonda, PCDD/F için 61,80 pg g-1 ile OCDD bileşiği, PAH için 161,80 µg kg-1 ile Pyrene bileşiği, BD–5 kodlu istasyonda, PCB için 4,99 µg kg-1 ile PCB 138 bileşiği ve tatlı su örnekleme istasyonlarında OCP için 10,03 µg kg-1 ile 4,4'-DDT bileşiği olduğu görülmektedir. Sediman örnekleri üzerinde yapılan KOK analiz sonuçları bir bütün olarak değerlendirildiğinde, istenmeyen yan ürün olarak oluşan bileşiklerin var olduğu, fakat sucul hayat açısından etki seviyelerinin düşük olduğu görülmektedir. Ayrıca, tarım ve endüstriyel üretimler sonucu oluşan bileşiklerin varlığı, özellikle bazı bölgelerde sucul hayat açısından yüksek toksik etkiye sahip seviyelerde olduğu için, önlem alınması gerekmektedir.
Dispers boyar madde içeren tekstil atıksularının ileri oksidasyon yöntemi ile arıtılabilirliğinin incelenmesi
Anahtar kelimeler: Tekstil endüstrisi boyama atıksuyu, fenton, peroksielektrokoagülasyon, renk. Araştırmada kullanılan PHPERS BLACK CT içeriğinde (Buffer The Asidi, Degapers Mikro, Polyclear Sr, Sudkostik) gibi dispers boya karışımı koyu siyah renge sahip numune, Akyazı'da yer alan tekstil endüstrisi boyama prosesi ardından yıkama yapılmadan boya tankından direkt olarak alınarak fenton ve peroksielektrokoagülasyon metoduyla arıtımı araştırılmıştır. Deneysel çalışmalar sonucunda elde edilen verilere göre fenton oksidasyon metodu için Fenton oksidasyonu prosesi optimum pH=3'te %86,28 KOİ ve renk RES436=% 98,96,RES525=%99,36, RES620=%99,76;H2O2 dozu 5g/L belirlenerek renk RES 436=% 98,15, RES525=%98,8,RES620=%99,25 ve %86,28 KOİ giderimi yapılmıştır. 3 g/L Fe2+ iyon konsantrasyonu tercih edilerek renk RES436=% 99,34, RES525=% 99,60, RES 620=% 99,83 ve %87,65 KOİ giderimi, süre RES 436=% 99,40, RES 525=% 99.63, RES 620=% 99,84;120 dk'ta RES 436=% 99,51 ve % 87,79 KOİ bulunarak rapor edilmiştir. Peroksielektrokoagülasyon metodunda optimum pH=3'te%82,16 KOİ ve renk RES436=% 98,96, RES525=% 99,36, RES620=% 99,75 giderimi, Hidrojen peroksit dozu ise 5 g/L belirlenmiştir.5g/L H2O2'te renk RES436=% 98,96, RES525=% 99,36,RES620=% 99,75 ve % 82,16 KOİ giderim verimi elde edilmiştir. Akım yoğunluğu ise 0,08 mA/cm2 tercih edilmesini daha yüksek amperlerde verim değeri çok az artmaktadır. Akım yoğunluğu 0,08 mA/cm2 'te renk RES436=% 99,51, RES525=% 99,6, RES620=% 99,78 ve % 86,55 KOİ değeri, süre 30 dk'ta renk RES436=% 99,28, RES525=% 99,34, RES620=% 99,58 ve % 84,9 KOİ giderim verimi değerleri bulunmuştur.
Modifiye edilmiş montmorillonit kullanılarak boyar maddenin adsorpsiyonla giderimi
Anahtar Kelimeler: Boyar madde, adsorpsiyon, adsorban, montmorillonit minerali, modifiye, adsorpsiyon izotermi, adsorpsiyon kinetiği. Bu çalışmada, teknolojinin artmasıyla endüstriyel ve diğer sanayi atıksularında oluşabilecek ve doğaya ciddi anlamda tehdit unsuru haline gelen boyaların giderimi montmorillonit mineraline manyetik özellik kazanmasıyla olmuştur. Malahit yeşili boyar maddesinin gideriminin adsorpsiyon izotermi ve kinetik incelemelerle yapılmıştır. Montmorillonit mineralinin demir bağlama işlemiyle karakteristik özellikleri değiştirilerek daha etkin bir adsorban haline getirilmiştir. Çalışmalarda, adsorpsiyona pH, adsorban dozu, sıcaklık, temas süresi ve boyar madde başlangıç konsantrasyonu etkisi incelenmiş, adsorpsiyon sonuçları Langmuir ve Freundlich izoterm kinetik eşitliklerine uygulanmıştır. Yapılan çalışmalar sonucunda sıcaklığın herhangi bir etkisinin olmadığı gözlemlenmiştir. Elde edilen maksimum adsorpsiyon kapasitenin Langmuir adsorpsiyon izotermine uygunluğu tespit edilmiştir. İzoterm ve kinetik incelemeler sonucunda modifiye montmorillonit minerali ile adsorpsiyonun kemisorpsiyonu açıklayan tek tabakalı adsorpsiyon modeli olan Langmuir eşitliğine uygulanmıştır. Çalışmada kullanılan montmorillonit mineralinin hem temininin düşük maliyetli oluşu hem de adsorpsiyon işleminde yüksek verim eldesi büyük önem teşkil etmektedir.
Tetraetilen penta amin(tepa) poliüre-poliamin polimeri ile Pd(II) iyonlarının sulu çözeltilerden adsorpsiyonla gideriminin incelenmesi
Anahtar kelimeler: Pd(II), adsorpsiyon, uzaklaştırma, tetraetilen pentaamin polimeri. Bu çalışmada sulu çözeltilerden Pd (II) iyonlarının tetraetilen pentaamin polimeri ile sulu çözeltilerden adsorpsiyonu incelenmiştir. Adsorpsiyon çalışmalarında pH, karıştırma süresi, adsorban miktarı, Pd(II) başlangıç konsantrasyonu ve sıcaklık gibi parametrelerin etkisi incelenerek optimize değerleri belirlendi. Langmuir ve Freundlich izoterm modelleri kullanılarak analiz edilen Pd(II) adsorpsiyonunun deneysel sonuçları, tek tabakalı adsorpsiyonu ifade eden Langmuir izotermi ile yüksek uyum göstermiştir. Langmuir izotermine göre Pd(II) iyonları için TEPA 'nın maksimum adsorpsiyon kapasitesi 169,48 mg.g-1 olarak hesaplanmıştır. TEPA ile Pd(II) iyonlarının adsorpsiyon kinetiği pseudo ikinci derece modeli ile uyumlu bulunmuştur.Sıcaklık artışı ile TEPA üzerine adsorplanan metal iyonları miktarında azalma görüldü. Sıcaklıkla ters orantılı olarak adsorplanan metal iyonları miktarındaki azalma prosesin ekzotermik olduğunu gösterdi.
Zeolit kayaç yapılarına Fe+3 yüklenerek heterojen katalizör oluşturulması ve foto-fenton yönteminde kullanılması
Bu çalışmada, ileri oksidasyon proseslerinden olan heterojen foto-Fenton prosesinin organik boyar madde çözeltileri arıtımı üzerindeki etkileri incelenmiştir. Tez kapsamında yapılan deneysel çalışmada, Manisa/Gördes yöresine ait zeolit kayaç mineralleri, yaklaşık 17mm×17mm×5mm ebatlarında kesilerek plaka haline getirilmiştir. Plakalar, FeCl3/zeolite=10/1 oranına göre asetonda çözülerek hazırlanmış FeCl3 çözeltilerde Fe+3 yüklenerek modifiye edilmiş ve heterojen katalizör haline getirilmişlerdir. Sonrasında bu plakalar, UVA ışınları veren 6 lambanın bulunduğu Pyrex kolon fotoreaktör sisteminde, Reaktif Red 180 (RR-180) boyar maddesi içeren çözeltilerde renk gideriminde foto katalizör olarak test edilmiştir. RR-180 boyar madde çözelti konsantrasyonları fotometrik absorbans verileri ölçülerek incelenmiş ve renk giderim verimleri belirlenmiştir. Ayrıca tekstil boyama sektöründe sık kullanılan Basic Yellow, Acid Red 88 boyalarında da birer renk giderim çalışması yapılarak boyalar arasında renk giderim verimleri karşılaştırılmıştır. Daha önce yapılan renk giderim çalışmalarında belirlenen optimum sıcaklık aralığı olan 35-40 oC aralığında çalışılmıştır. Boya çözeltisi ortamda, pH düştükçe verimin arttığı gözlemlenmiştir ancak reaksiyon süresinin artmasına bağlı olarak pH'ın giderim verimindeki rolü azaldığından çalışmanın, çözeltinin kendi doğal pH değerinde ilerlemesine karar verilmiştir. H2O2 miktarındaki artış kısa sürede yüksek verim eldesi sağlasada giderim işlemi süresi uzun olması nedeni ve maliyet açısından değerlendirildiğinde her çalışmada 15mmol H2O2 kullanılmasının uygun olacağına karar verilmiştir. Fe+3 yüklenerek modifiye edilmiş zeolit kayaç plakaların renk giderim prosesinde tekrar kullanım verimi incelenmiştir. Zeolit plakaların Fe+3 yükleme yapılmadan tekrar kullanımında renk giderim verimi düşmektedir. Fakat yeniden Fe+3 yüklendiğinde renk giderim verimin arttığı görülmüştür.
Islak mendillerin fiziksel karakterizasyonu ve kanalizasyon sistemlerindeki davranışlarının incelenmesi
Islak mendiller günümüzde bebeklerin, çocukların, yetişkinlerin ve hastaların hijyenik ihtiyaçlarını karşılamak amacıyla farklı çeşitlerde tüketicilerin kullanıma sunulmaktadır. Bu ıslak mendillerin bir kısmı 'klozete atılabilir' (flushable) ibaresiyle dünyanın birçok ülkesindeki tüketicilerin kullanımına sunulmaktadır. Hijyenik temizlenme ürünleri olarak kullanılan ıslak mendiller, kullanıldıktan sonra genellikle kanalizasyon sistemlerine bırakılarak bertaraf edilmektedir. Kanalizasyon sistemlerine bırakılan ıslak mendiller, bu ortamdaki organik atıkları, şampuan, deterjan ve atık yağları absorbe ederek parçalanması zor olan maddeler haline dönüşmektedir. Bu karışımlar kanalizasyon sistemlerinde, su debisinin düşük olduğu veya su hızının aniden düştüğü kısımlarda birikerek, atıksuların taşmasına ve boruların tıkanmasına sebep olmaktadırlar. Tıkanma olayları, finansal maliyetleri, maddi zararları ve halk sağlığı için tehditleri beraberinde getirmektedir. Hem halkımız ve hem de belediyelerimiz tıkanmaları giderebilmek için önemli miktarda zaman, işgücü ve finansal harcamalar yapmaktadırlar. Tıkanmalar sonucunda, atıksular ev ve işyerlerine girerek maddi zararlara neden olmaktadır. Atıksuyun içerdiği patojen mikroorganizmalar halk sağlığını tehdit etmektedir. Bu olumsuzlukları minimize etmek ve tıkanma problemlerinin önüne geçebilmek için, tıkanmaların sebeplerinin araştırılması gerekmektedir. Bu çerçevede, bu tez kapsamında, "klozete atılabilir" şeklinde pazarlanan ıslak mendillerin fiziksel özellikleri bilimsel ve sistematik şekilde araştırılmıştır. Bu hedef doğrultusunda, dünyanın farklı ülkelerinden her tür (klozete atılabilir veya klozete atılamaz) ıslak mendil numuneleri temin edilmiştir. Bu numunelerin, fiziksel özellikleri (kalınlık, spesifik hacim, yüzeysel yoğunluk), kopma gerilmeleri ve yapısal kompozisyonları (içerdikleri fiber türleri gibi) belirlenmiştir. Bu çalışmaların sonucunda, ürünlerin fiziksel özellikleri, yapısal kompozisyonları ve kopma gerilmeleri arasında mantıksal ilişkiler tespit edilmiştir. Bu bulgular, ıslak mendillerin atıksu sistemlerindeki parçalanma davranışları hakkında bir öngörü elde edilmesini sağlamıştır. Anahtar kelimeler: Islak mendil, klozete atılabilir, fiziksel karakterizasyon, atıksu sistemleri, kanalizasyon
Kentlerin sürdürülebilirliğinde ekolojik kent dönüşümleri
Şehirlerin, ekolojik şehir yaklaşımıyla planlanması ve sürdürülebilirliğinin sağlanması için şehirlerin Ekolojik Ayak İzlerinin hesaplanması ve değerlendirilmesi önemli bir kaynaktır. Ancak Ekolojik Ayak İzi değerlendirmeleri genellikle ülkeler özelinde yapılmaktadır. Mevcut duruma göre, şehirlerde gerçekleştirilen faaliyetlerin Ekolojik Ayak İzine katkıları bilinmemekte ve gitgide Ekolojik Ayak İzi değerini arttırarak şehirleri sürdürülebilir ve ekolojik şehir şeklinden uzaklaştırmaktadır. Oysa ülkelerin olduğu gibi şehirlerin de kendilerine ait Ekolojik Ayak izi değeri mevcuttur. Şehirlere ait Ekolojik Ayak İzini tespit edilmesi için Sakarya İli örneğinde 2010 ve 2018 yıllarını kapsayacak şekilde yapılan bu çalışmada, Sakarya iline ait Ekolojik Ayak İzini oluşturan bileşenler belirlenerek her bir bileşenin ayak izi hesaplanmıştır. Buna göre Sakarya ilinin hem toplam Ekolojik Ayak İzi hem de Sakarya ilinde yaşayan nüfusa göre kişi başı Ekolojik Ayak İzi değeri her iki yıl için de tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, 2010 yılı için Sakarya İline ait toplam Ekolojik ayak izi değeri 1.125.856,026 gha ve kişi başı Ekolojik Ayak İzi 1,29 gha değerindedir. Ayrıca, 2018 yılına ait Ekolojik Ayak İzi 1.226.490,173 gha ve kişi başı Ekolojik Ayak İzi 1,21 gha değerindedir. Ayrıca bu süre içinde Ekolojik Ayak İzini oluşturan bileşenler değerlendirilip bileşenlerin ayak izi değerlerinin Ekolojik Ayak İzine katkıları tespit edilmiştir. Çalışma kapsamında elde edilen sonuçlara göre Sakarya ilinde her iki yıl için Ekolojik Ayak İzini arttıran bileşenin fosil yakıt tüketimi ile enerji kullanımı olduğu belirlenmiş ve buna göre alternatif yenilenebilir enerji kullanımının bu değeri azaltabileceği ve böylece sürdürülebilirliğe katkı sağlanabileceği belirtilerek daha ekolojik bir şehir dönüşümünün gerçekleştirilebileceği sonucuna varılmıştır.
Endüstri kaynaklı karbon ayak izi azaltımı ve enerji verimliliği
İnsan nüfusunun artışı sebebi ile kaynak tüketimi, enerji ihtiyacı ve fosil kaynaklara bağımlılık artmış, bunun neticesinde ekolojik dengenin bozulması ve sera gazları artışı ile küresel ısınma ortaya çıkmıştır. Bu ısınmanın etkilerini analiz edebilmek, değerlendirebilmek ve durdurabilmek için dünya ülkeleri birleşerek yöntemler oluşturma çabasındadır. Bu çaba doğrultusunda, enerji tüketen ve karbon salınımı gerçekleştiren faaliyetler ve ürünler için mevcut faaliyet kaynaklı karbon miktarının belirlenmesi ve enerji verimliliği sağlanarak salınan karbon miktarının azaltılması için sürekli iyileştirme çalışmaları yapılmaktadır. Bu iyileştirme çalışmalarınının bir ayağı olan ve yapılan araştırmalar sonucu Dünya'daki elektrik enerjisininin % 10' unu tükettiği tespit edilen pompalar içinde bu çalışmalar yapılmakta olup enerji verimliliğinin arttırılması amaçlanmıştır. Bu tez çalışmasında, pompa üretiminden kaynaklanan karbon emisyonlarının özellikle kullanılan enerji kaynağı bağlantılı olduğu, yeniden tasarlanan pompaların enerji verimlilikleri ve bu pompaların üretimini gerçekleştiren tesis faaliyetinin toplam karbon salınımı değerlendirilmiş ve gerçekleşen verimlilik çalışmalarının sonuçları yanında enerjiyi verimli kullanarak oluşturulan yeni azaltım yöntemleri sunulmuştur.