1,225
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
Türkiye'de enerji yatırımlarının finansmanında uluslararası çevresel ve sosyal standartların incelenmesi ve ulusal çevresel etki değerlendirme standartlarına göre değerlendirilmesi
Günümüzde hızla artan nüfusa ve ekonomik gelişmelere bağlı olarak enerji tüketimi artmakta ve enerji üretimini karşılamak üzere geliştirilen enerji projelerine olan ihtiyaç da artmaktadır. Enerji projelerinin gerçekleştirilmesinde en temel başlangıç adımlarından biri izin sürecinin tamamlanması ve Türkiye'de "Çevresel Etki Değerlendirme (ÇED) Olumlu Karar"ı alınmasıdır. Projelerin gerçekleştirilebilmesi için, izin sürecinin yanısıra gerekli finansal kaynakların temini de önem arz etmektedir. Gerçekleştirilmesi planlanan enerji projeleri için finansal kaynakların temini sürecinde, bu enerji projelerinin yüksek maliyetli projeler olmasından dolayı çoğunlukla öz sermaye kullanımı tercih edilmemektedir. Bunun yerine proje için finansman temin edilmektedir. Bu finansmanın uluslararası finans kuruluşları tarafından sağlanması durumunda, projenin bu kuruluşların belirlediği uluslararası çevresel ve sosyal standartlara göre değerlendirilmesi söz konusudur. Bu kapsamda, bu çalışmada, Türkiye'de enerji yatırımlarının finansmanında uluslararası çevresel ve sosyal etki değerlendirmesi standartları ve ulusal çevresel etki değerlendirme standardının incelenmesi ve süreçlerdeki farklılıkların ve benzerliklerin değerlendirilmesi hedeflenmiştir. Bu amaçla çalışmanın ikinci bölümünde, Türkiye Çevre Mevzuatı Çevresel Etki Değerlendirme Yönetmeliği ve Çevresel Etki Değerlendirme (ÇED) süreci incelenmiştir. Enerji yatırımlarının gerçekleştirilebilmesi için önemli olan ÇED süreci projenin çevresel etkilerinin ve proje bölgesine bağlı olarak projenin teknik, sosyo ekonomik vd şartlarının ve projenin uygulanabilirliğinin incelendiği en önemli süreçtir. ÇED sürecindeki değerlendirme sonucunda, değerlendirmenin olumlu olması halinde "ÇED Olumlu Karar"ı verilmektedir ve yatırım hayata geçirilebilmektedir. Çalışmanın üçüncü bölümünde, uluslararası finans kuruluşları tarafından ilgili finansmanın sağlanabilmesi için, yatırımcı tarafından uyulması ve uygulanması beklenen çevresel ve sosyal standartlar incelenmiştir. Bu incelemede Dünya Bankası (World Bank (WB)) bünyesinde yer alan ve WB'nin özel sektör kolu olarak görev yapan Uluslararası Finans Kurumu (International Finance Corperation (IFC))'nın uyguladığı Ekvator Prensipleri (EP) ve Performans Standartları (PS) temel kabul edilmiştir. Bu standartlar ışığında Çevresel ve Sosyal Etki Değerlendirme (ÇSED) süreci özetlenmiştir. Çalışmanın dördüncü bölümünde, önceki bölümlerde anlatılan, Türkiye'deki Çevre Mevzuatı, Çevresel Etki Değerlendirmesi (ÇED) Yönetmeliği kapsamında uygulanan ÇED süreci ile uluslararası finans kuruluşlarının projelere finansman sağlanabilmesi için yatırımcının uymasını beklediği çevresel ve sosyal standartları kapsamında uygulanan ÇSED süreci karşılaştırılmaktadır. Bu karşılaştırmada genel olarak süreçlerdeki farklılıklar ve benzerlikler ortaya konulmuştur. Beraberinde, Türkiye'deki bir termik santral projesi için hazırlanmış olan örnek bir ÇED Özel Formatı ve IFC'nın PS'leri temel kabul edilerek hazırlanmış olan ÇSED Raporu formatı formatsal benzerlikleri ve farklılıkları açısından incelenmiştir. Ayrıca bu bölümde Türkiye'deki bir doğalgaz kombine çevrim santral projesi ÇED ve ÇSED süreçleri üzerinden hangi uygulama ve faaliyetlerin gerçekleştiği irdelenerek, süreç akışı örneklendirilmiştir. Son olarak bu çalışma ile ÇED ve ÇSED süreçlerindeki bu farklılık ve benzerliklerin genel bir değerlendirilmesi yapılarak, süreçlerdeki mevcut işleyiş ve uygulamalarda potansiyel iyileştirme alanlarının tespit edilmesine ön bir araştırma kaynağı oluşturmaya çalışılmıştır. Bu sayede, gerek yatırımcılar ve bu konu üzerinde çalışan profesyoneller için ve gerekse resmi kurum ve otoritelerdeki uzmanlar için literatürde bu kapsamda bir ön çalışma ve kaynak oluşturulması amaçlanmıştır.
Bir rüzgar enerji santralinin çevresel etkileri
Türkiye'nin elektrik ihtiyacı endüstriyel gelişim ve nüfus artışı ile beraber artmaktadır. Ekonomi ve enerji hedeflerine göre, yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımında önemli bir artış beklenmektedir. Yenilenebilir enerji kaynaklarından biri olan rüzgâr enerjisi, Türkiye'de oldukça yüksek bir potansiyele sahiptir. Bu çalışma, Türkiye'de bulunan bir rüzgâr enerji santralinin çevresel etkilerinin yaşam döngüsü yaklaşımı ile değerlendirmesini amaçlar. Bu rüzgâr enerji santrali İstanbul-Türkiye'de bulunmaktadır ve 47,5 MW kurulu güce sahiptir. Sistem sınırları, ana parçaların üretiminde kullanılan malzemelerin üretimi, ana parçaların üretimi, montaj, nakliye, işletme ve bakım ve yaşam sonu aşamalarını kapsar. Ana parçaların üretimi iki bölümden oluşur. Bunlardan biri, kule, elektronik donanım ve kablodan oluşan sabit parçaların üretimidir. Diğer bölüm ise, pervane, sapma sistemi ve naselden oluşan hareketli parçaların üretimidir. Fonksiyonel birim, üretilen 1 kWh elektriktir. Modelleme için GaBi yazılımı ve çevresel etkilerin sayısallaştırılması için CML 2001 yöntemi kullanılmıştır. Etki kategorileri, Abiyotik Tüketim Potansiyeli (ATP element), Abiyotik Tüketim Potansiyeli (ATP fosil), Asidifikasyon Potansiyeli (AP), Ötrofikasyon Potansiyeli (ÖP), Tatlı Su Canlılarına Ekotoksisite Potansiyeli (TCETP), Küresel Isınma Potansiyeli (KIP), İnsana Toksisite Potansiyeli (İTP), Deniz Canlılarına Ekotoksisite Potansiyeli (DCETP), Ozon Tabakası İncelmesi Potansiyeli (OTİP), Fotokimyasal Ozon Oluşumu Potansiyeli (FOOP), Karasal Ekotoksisite Potansiyeli (KETP) olarak seçilmiştir. İncelenen rüzgâr enerji santraline ait çevresel etkiler literatürdeki değerler ile uyumludur. ATP (element), ATP (fosil), AP, ÖP, KIP, DCETP, FOOP ve KETP'ne en fazla katkıda bulunan kule üretiminde kullanılan çeliktir. Kabloların üretiminde kullanılan PVC ve bakır tel TCETP'nin ana sebebidir. İTP'ne en yüksek katkıda bulunan malzemeler, yapı temelinde kullanılan beton ve kule üretiminde kullanılan çeliktir. Ana parçaların nakliyesi ve sapma sistemi üretimindeki organik kaplanmış çelik OTİP'nin ana kaynaklarıdır. Servis süresi 25 yıl olarak planlanmıştır. Servis süresi sonunda, rüzgâr enerji santralinin demonte edileceği kabul edilmiştir. Elektronik donanım metal ve plastik parçalarına ayrılacaktır, her biri toplam ağırlığın yarısı kabul edilmiştir. Metal parçaları geri dönüştürülecek, plastik parçaları düzenli depoya gönderilecektir. Rüzgâr türbininde bulunan diğer metallerin (çelik, alüminyum, bakır) bir kısmı geri dönüştürülecek, diğer kısmı düzenli depoya gönderilecektir. Baz senaryodaki metal geri dönüşüm oranı %90'dır. Beton, plastik, ahşap gibi diğer materyallerin %100'ü, yaşam sonunda düzenli depoya gönderilecektir. İşletme ve bakım sırasında oluşan yağ atığı servis süresi boyunca düzenli depoya gönderilecektir. Yaşam sonu aşamasında çelik, alüminyum ve bakırın farklı geri dönüşüm oranları ile çevresel etkilerinin değişimi değerlendirilmiştir. Bu geri dönüşüm oranları %80, %70, %60, %50, %20 ve %0'dır. Bu senaryolar için metallerin geri dönüşüm oranı azaldıkça, her erki kategorisindeki çevresel etki değerlerinin arttığı belirlenmiştir. Ayrıca çevresel etkilerin değişimi, farklı servis süreleri (±5 yıl) kullanılarak da değerlendirilmiştir. Bu değerlendirme sonucu, servis süresinin çevresel etki ile doğru orantılı olduğu, yani servis süresi azaldıkça çevresel etkilerinde azaldığı, servis süresi arttıkça çevresel etkilerin de arttığı görülmüştür. Son olarak, Almanya'da üretilen pervane, nasel, sapma sistemi, ankraj kafesi ve elektronik donanım gibi ana parçaların Almanya'dan santral sahasına denizyolu ile nakliye edildiği baz senaryodaki koşul yerine, bu parçaların Türkiye'de üretildiği ve üretilen yerden santral sahasına karayolu ile nakliye edildiği alternatif bir senaryo oluşturulmuştur. Bu değişiklik sonucu ATP (element) değeri değişmezken, OTİP değeri artmıştır. Diğer etki kategorilerinde farklı ve küçük oranlarda düşüş meydana gelmiştir.
Hava boşluklu / vakum membran distilasyonu prosesleri kullanılarak jeotermal sulardan bor giderimi
Enerji dünyada en önemli ihtiyaçlardan biri olma özelliğini hala taşımaktadır. Günümüzde aktif enerji kaynaklarının azalması alternatif kaynakların bulunması /araştırılması ihtiyaçları arttırmaktadır. Yenilenebilir, sürdürülebilir ve çevre dostu bir enerji çeşidi olan jeotermal enerji, fosil yakıtlara göre alternatifler içinde önemli bir yer tutmaktadır. Jeotermal enerjide karşılaşılan çevresel sorunlar genellikle yüzeysel ve yeraltı sularının toksik ağır metaller ile kirlenmesidir. Jeotermal suların içeriğinde bulunan bor gibi çevresel etkileri ciddi olan kirleticilerin zararlarını ortadan kaldırmak ve kabul edilebilir düzeylere indirmek için yeni arıtma yöntemlerine ihtiyaç duyulmaktadır. Bu tez kapsamında jeotermal enerji santrallerinden açığa çıkan atık ısıdan ve deşarj edilen sıcak jeotermal suların ısısından faydalanarak iki farkli işletim modunda membran distilasyon prosesleri işletilmiş ve özellikle yüksek konsantrasyonda bulunan borun konsantrasyonunun minimum seviyelere indirilmesi amaçlanmıştır. Bu tez kapsamında hava boşluklu membran distilasyon prosesi (HBMD) ve vakum membran distilasyon prosesinin (VMD) işletim performansları karşılaştırılmıştır. Performans karşılaştırılması için sentetik tuzlu su ve gerçek jeotermal su kullanılmıştır. Sentetik tuzlu su ve gerçek jeotermal su çalışmaları kapsamında basınç-akı, sıcaklık farkı-akı,basınç – tuz tutunumu ve basınç-bor giderimi sonuçları membran türleri ve işletim modu bakımından araştırılmıştır. Tez kapsamında hava boşluk mesafesi de çalışılmış olup bu prosesin vakum membran prosesiyle karşılaştırılması amaçlanmıştır. Bu tez kapsamında 0.45 μm ve 0.22 μm gözenek boyutlaruna sahip polivinilidin florür (PVDF) türü membran ve yine 0.45 μm ve 0.22 μm gözenek boyutlaruna sahip polipropilen (PP) türü membran olmak üzere 4 adet ticari membran kullanılmıştır. Elektroeğirme yöntemiyle %15 oranında PVDF içeren nanofiber membran üretilerek membran distilasyon sisteminde performans sonuçları incelenmiştir. Bu tez kapsamında üretilen ve ticari membranların karakterizasyon çalışmaları incelenmiştir. Bu kapsamda sıvı giriş basıncı (LEP), SEM analizi ve temas açısı analizleri yapılmıştır. Bu tez kapsamında çalıştırılan gerçek jeotermal sulardan bor giderimine bakıldığında ise tüm membranlarda ve işletim sistemlerinde süzüntü suyu bor miktarlarının 0.5 mg/l sınırını aşmadığı ve deşarj standartları bakımından sorun olmadığı görülmüştür.
Risk assessment of trans anatolian natural gas pipeline project
TANAP project is designed to carry the Azeri natural gas from Shah Deniz 2 Gas Field along with other areas in the South Caspian Sea to Turkey and Europe. TANAP begins from the Georgia/Turkey border, goes through the borders of 20 provinces, and ends at Turkey/Greece border. Trans Anatolian Natural Gas Pipeline (TANAP) Project has the potential to cause accidents defined under the titles of corrosion, sabotage, material and equipment, incorrect operations, natural damage, and third-party damages. Also, TANAP pass through the areas that underground and groundwater resources, ecologically and socio-economically sensitive areas are located. Therefore, it is very important to evaluate the failure possibility and to determine risk value of TANAP project. For this purpose, risk assessment method of gas transmission pipelines based on historical failure-related data that developed by (Shan, Shuai, Xu, & Zheng, 2018) has been used. Trans-Anatolian Natural Gas pipeline is separated into 16 segments according to the seismicity property of the pipeline crossings. Calculation of risk value of each segment has been done based on six main factors that lead natural gas transmission pipelines to the failure according to historical related data. The calculation of the risk value for these six main modification factors is done based on 34 secondary modification factors that carve out that six main factors. For increasing the objectivity of the risk calculation process, the modification factors was tried to be made as quantitative as possible. Given the different levels of difficulty in quantifying the sub level modification factors, they were divided into 3 different groups to calculate the second-order modification factors more precisely: a quantitative index, a semi-quantitative index, and a qualitative index. Quantitative indices are calculated by fitting functions that developed based on statistical data. However, qualitative and semi-quantitative indices are conceptualized by the expert-opinion based scale and fuzzy logic method which is developed by (Guo et al., 2016). After calculation of second level modifications factors, corresponding weight of each second level modification factor in first level modification factor is calculated according to their mean failure frequencies. Sum of multiplication of second level modification factors to their corresponding weight gave us first level modification factor. Failure frequency is the term used to show how often the failure is per kilometer of the pipeline. The basic failure frequency term defines the average failure frequency of the selected part of given pipeline. The basic failure frequency estimate for the TANAP project was derived from historical pipeline accidents collected by PIDs such as PHMSA, NEB, and ECIG. Data about failures in the pipelines in years 2002 and 2015 were used to calculate baseline failure frequency. The product of multiplication of baseline failure frequency to first level modification factors determines primary cause failure probability of each modification factor. Sum of every six determined primary cause failure probability demonstrates the failure probability of selected segment. The average failure probability of pipeline based on their length demonstrates failure probability of TANAP project. Failure probability of TANAP is equal to 2,25 x 10-4 per km per year. According to the assessment scale of failure probability, risk probability of selected segment was evaluated as medium level. For decreasing failure probability applicable recommendations are given such as enhancing subfactors of third party damage, corrosion, also material and equipment factors that are leading factors of TANAP project. In order to ensure the reliability of the results of the risk values calculated for the TANAP project, calculated results are compared with the risk assessment score of TANAP project based on K.W. Muhlbauer risk assessment methodology. Correlation between the results of two evaluation method has demonstrated an agreement.
National inventory of N2O emissions from agriculture and waste sectors: Emission estimation and uncertainty analysis
One of the factors that make greenhouse gases important is that its contribution to climate change. They can absorb energy from infrared (IR) radiation and gas molecules are gained extra energy thereafter, molecules give up energy by emitting another infrared photon. This process causes trapping heat in the atmosphere. The increase in the temperature of the Earth causes climate change. Climate change began to become evident in the 18th century with the industrial revolution. When it comes day by day from the industrial revolution, a slight increase is observed every year in the average temperature of the world. International organizations are striving to prevent global warming and climate change and/or to reduce the most. Various agreements have been signed with the participation of the states. The first climate change agreement The United Nations Framework Convention on Climate Change was held in Rio de Janeiro in 1992 with the participation of countries. The primary aim of this deal is to create a global response to climate change. Turkey had also signed the agreement in 2004. The United Nations subsequently signed the Kyoto Protocol. The difference between the treaties is that the legal procedures and processes are opened in the Kyoto Protocol. The latest agreement on these aims is the Paris Climate Change Agreement, signed by 195 countries. An important goal of the agreement is to ensure that global temperature increases are kept below 2 degrees until the end of the century. There are many types of greenhouse gases in the atmosphere and the heat holding capacities are different from each other. All greenhouse gases have a global warming potential that characterizes their ability to hold heat concerning CO2. For example, nitrous oxide is 298 equivalents of carbon dioxide while methane is calculated as 24 equivalents of carbon dioxide. The primary greenhouse gases are carbon dioxide (CO2), methane (CH4), nitrous oxide (N2O), ozone (O3), water vapor (H2O), chlorofluorocarbons (CFCs), perfluorocarbons (PFCs), sulfur hexafluoride (SF6). Countries calculate national greenhouse gas emission inventories, which are estimated to understand the effects of climate change. In addition, international agreements are being made with the participation of governments to prevent climate change. When calculating emissions of greenhouse gases, the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) has a guideline for the calculation method. There is also some software available. It seems that countries have also developed their own programs and/or methods to develop calculation methods for national emission calculations. In the calculation method of IPCC, Tier 1, Tier 2 and Tier 3 are separated for find out more representative results. In Tier 1, some parameters and input factors are country specific and emission factor are used as default values suggested by the IPCC. In Tier 2, the data and the emission factors that are used to calculate the national emissions are specific values. In Tier 3, more complex structures and models are used for emission calculations. After the calculation is made, the uncertainty analysis is performed to determine how certain the results are. In this context, emission uncertainty is usually calculated using the Monte Carlo methodology. The Monte Carlo method generates input and output probability distribution functions by iterating randomly using the probability distributions of the inputs. In this study, a greenhouse gas, N2O emissions were calculated and uncertainty analysis was performed. N2O emissions from managed soils, and waste sector were calculated for Turkey. The calculation method of IPCC Tier 1 was used. Uncertainty and sensitivity analysis were performed via @RISK programme. Emission factors, and input activity data had been obtained from previous studies, IPCC Guidelines, Turkey Statistical Institute. In addition, the data published by institutions such as the Ministry of Food, Agriculture and Livestock were also used. Indirect emission sources can produce emission in these processes by depositing in the atmosphere, leaching and runoff. In this study, both indirect and direct emission sources were calculated between 2011 and 2015. Calculated values of the United Nations Food and Agriculture Organization (FAO) and the Turkey Statistical Institute (TURKSTAT) were compared. The resulting from agricultural emissions were 54.44, 64.55, 66.79 Gg N2O/year for the FAO, TURKSTAT and our study respectively, in 2011. In the calculation of emissions from manure management, 0.47, 8.68, 9.11 Gg N2O/year were found respectively. It is estimated that the difference is high due to selected manure management systems. When the results of the burning of crop residue (agricultural waste) were compared, it was 0.25, 0.28, 0.29 Gg N2O/year respectively. Three results in this parameter appear to be consistent within themselves. In the waste sector, results compared with TURKSTAT data these were the amount of emissions resulting from the compost, wastewater treatment plant and compost. The amount of emissions from wastewater treatment plants were 6.25, 5.34 Gg N2O/year, the amount of emissions from compost 0.04 and 0.04 Gg N2O/year, respectively. The amount of emissions generated by open burning of waste were 0.01 and 0.01 Gg N2O/year, respectively. The amount of emission from the total waste sector was 6.30 Gg N2O/year in TURKSTAT and the calculated value in this study was 5.39 Gg N2O/year. When the total obtained values were examined in 2015, FAO 67.15, TURKSTAT 87.59 and 88.05 Gg N2O/year were found when managed soils (agricultural soils + manure management + open burning of crop residue) were calculated. Emissions from the waste sector (wastewater treatment plant + compost + open burning of waste) were calculated as TURKSTAT 6.84 for 2015 and 7.04 Gg N2O/year for this study. The difference arises from the difference in the results of wastewater emissions. In general, when the results are compared, the results obtained differences are less than 3% with the TURKSTAT data. On the other hand, according to the FAO data, it is seen that the differences have grown even more and have resulted in different results of about 30-35%. There was a difference between the results when FAO and TURKSTAT were compared. The reason for this difference is thought to be due to the different input data generated in the fertilizer management calculation mentioned above. In the calculations, the total values of direct and indirect emissions from agricultural and waste sector were calculated. Total direct and indirect emission amounts were 116.21 Gg N2O/year. In 2011, emission amounts are 34629.07 Gg CO2eq/year. The year of 2012 emissions amounts 125.05 Gg N2O/year and 37263.92 Gg CO2eq/year, the year 2013 values were 128.56 Gg N2O/year and 38311.22 Gg CO2eq/year. The values were 128.81 Gg N2O/year and 38385.46 Gg CO2eq/year for 2014. The calculated amounts of emissions were 130.27 Gg N2O/year and 38819.16 Gg CO2eq/year for 2015. The calculations made were compared to TURKSTAT and FAO data. In the estimated amounts of N2O emissions for the year 2011, the provinces with the highest total direct emissions were Konya, Ankara and Şanlıurfa. Calculated values were 5141, 3843 and 2476 tons/year, respectively. Konya, Ankara and Erzurum had the most indirect N2O emissions. Their calculated amounts were 1531, 968 and 791 tons/year in 2011, respectively. The amount of total emissions were calculated for cities in the year 2015, the highest direct emissions were from Konya, Ankara and Şanlıurfa. Calculated values were 6420, 4271 and 3239 N2O tons/year respectively. Compared with 2011, there were 25%, 11% and 16% increase in the emissions. Konya, Ankara and Erzurum had the most indirect N2O emissions of 1614, 914 and 755 tons/year in 2015, respectively. Compared to 2011, there were changes in the emissions of 5%, -5% and -4% respectively. When the total N2O emissions for 2015 were examined, FAO reported 67.151 TURKSTAT reported 87.592 and this study calculated 88.058 Gg N2O/year for managed soils (agricultural soils + manure management + open burning of agricultural residue). Emissions from the waste sector (wastewater treatment plant + compost + open burning of waste) were calculated as 7.049 Gg N2O/year for 2015. When compared with TURKSTAT estimation (6.843 Gg N2O/year), our emissions was slightly higher. Uncertainty analysis was performed using the Monte Carlo method with the @RISK program. Direct N2O emissions were estimated for managed soil, manure management, waste and total, with the uncertainty expressed as 95% confidence intervals. Total emission mean was 98.04 Gg N2O/yr with 95% confidence interval of (31.40-230.39). Emission from managed soil was 85.39 Gg N2O/yr with 95% confidence interval of (20.81-216.49). Emission from manure management was 14.38 Gg N2O/yr with 95% confidence interval of (3.62-35.78). Emission from waste sector was 7.29 Gg N2O/yr with 95% confidence interval of (2.01-15.75). 95% confidence interval for the total N2O emission estimate was given between -68% to 135%. According to the Spearman rank correlation coefficient for sensitivity analysis, emission factors were found as the most influencing inputs to emission calculations. These are EF1 emission factor for N2O emissions from N inputs and EF1fr the emission factor for N2O emissions from N inputs to flooded rice. Spearman rank correlation coefficients were 0.72 and 0.54 for EF1 and EF1fr, respectively. Another important parameter was the default N excretion rate (per 1000 kg animal mass).
Determination of river pollution sources using source apportionment method: Ergene river
Ergene Watershed in Thrace Region has been in the news about the river pollution problems. The provinces within the watershed, especially Tekirdağ, have intense industrial activity due to the geographical location. Uncontrolled industrialization and unplanned urbanization have increased rapidly since 1990s in the region, and caused numerous environmental problems. Ergene River and its tributaries supply water to the watershed. A significant part of the industrial facilities is concentrated in the Çorlu-Çerkezköy region close to Çorlu Stream in Tekirdağ Province, and the pollution in the river starts in this region, which is at the beginning of Ergene River. The population has been also increasing by the influence of the organized industrial districts and industrial activities. There are approximately 1 768 000 people living and 2 000 industries in the region. Additionally, agricultural activities are carried out intensively in the watershed as well as the industrial activities. Water quality is analyzed to estimate pollution level and determine the potential uses of the water source. Sampling and measurements are the important steps in watershed management along with the inventory of pollution sources to identify the problem. Environmental Quality Standards (EQSs) for specific and priority pollutants recently included in "Surface Water Quality Regulation". Measurements of these pollutants give more information than the routine monitoring for conventional pollutants to distinguish different pollution sources. Firstly, Ergene Watershed, boundaries of watersheds, and river were determined using ArcGIS software using a current high-resolution Digital Elevation Model (DEM) dataset. The current river was investigated using Google Earth to take into account the human interferences such as changes in riverbed and water irrigation channels. A total of 75 sampling locations were determined according to the number and spatial distribution of discharge points in the watershed. Measurements were evaluated and statistical analyses were performed to understand the characteristics of Ergene River pollution and contributing sources. In this study, three season (summer, fall, and winter) measurements of several micropollutants in addition to conventional pollutants and metals were used from 75 sampling locations in Ergene River. Pollution sources and contributions need to be identified to understand the state of the pollution and control pollution sources. Thus, source identification and apportionment using multivariate statistical analysis techniques namingly Cluster Analysis (CA), Principal Component Analysis (PCA), and Positive Matrix Factorization (PMF) were performed for this study. Out of 223 micropollutants, total of 132 in summer, 136 in fall, and 97 in winter were detected at least one sampling location. The multivariate statistical analyses were performed for the whole river, main river, and Çorlu Stream only. CA using Ward linkage method was performed with measured pollutants and sampling locations for three seasons with normalized concentration values. CA for sampling locations indicated two main clusters; first one with relatively clean locations and another one with polluted locations for all seasons. In addition, heatmaps were created. PCA was performed to the three seasons with pollutants with at least one measurement above Limit of Detection (LOD). The first 5-6 principal components usually explain more variation and 50% of the total variance was explained with the first seven components. PCA was also performed only with pollutants with more than 12.5% and 25% detection efficiency. For these cases, and main river, Çorlu Stream results, explained total variances were increased for all seasons. Çorlu Stream for three seasons with >25% detection of pollutants was identified approximately 100% with ten components. Fifty percent of the total variance was explained with the first three components Çorlu Stream with all measurements as well. PMF runs were performed for three to seven factors for three seasons (summer, fall, winter) and three cases (whole river, main river, and Çorlu Stream). Optimum number of factors were found as six factors for Ergene River, six factors for main river, and five factors for Çorlu Stream in summer; five factors for Ergene River, six factors for main river, and five factors for Çorlu Stream in fall; five factors for Ergene River, five factors for main river, and four factors for Çorlu Stream in winter. These findings were also consistent with the PCA results in which the same factors explained approximately 50%, 70%, and 70% of the variability in the dataset for Ergene River, main river, and Çorlu Stream, respectively. PMF runs were performed for three to seven factors for three seasons and three cases with pollutants greater than 25% detection frequency, and almost all of these pollutants were categorized as "Strong" according to their S/N ratio. According to the quality of fit parameter (Qtrue/Qexpected), optimum numbers of factors were determined as six factors for Ergene River, five factors for main river, and six factors for Çorlu Stream in summer; six factors for Ergene River, five factors for main river, and six factors for Çorlu Stream in fall; five factors for Ergene River, six factors for main river, and six factors for Çorlu Stream in winter. PMF results for the main river and Çorlu Stream with pollutants greater than 25% detection frequency were found to give the most stable solutions and used for identification of the sources. After determination the number of factors, uncertainty runs using Bootstrap (BS) and Displacement (DISP) methods were performed to understand the contributions of pollutants to source profiles. Factor fingerprints, factor contributions, and uncertainty methods error estimations of factor contributions for main river in three seasons were obtained. Major contributed pollutants for the factors and their contribution (%) in main river were combined, and contributions were indicated the important pollutants in each factor. According to pollutants with high factor profile percentages and low uncertainty, ranking was made. To understand the location of pollution sources, the factor contributions to the sampling locations of PMF were plotted against the distance from the beginning of the river (km) and the direction of flow. According to PMF results, Factor 1 was characterized by industrial pollutants, Factor 2 was by industrial, domestic, and agricultural pollutants, Factor 3 by industrial pollutants used in corrosion inhibitor, automotive and metal production, Factor 4 by pesticides, and Factor 5 strongly by metal pollutants in summer. In fall, Factor 1 was characterized by mixed industrial and domestic pollutants, Factor 2 by pesticides, insecticides, and herbicides, Factor 3 by industrial, domestic, and agricultural pollutants, Factor 4 mostly by domestic pollutants and Factor 5 by NO3 and pesticides. In winter, Factor 1 was characterized by specific industrial pollutants which can be identified as solvent and paint industry, Factor 2 by metal pollutants, Factor 3 by conventional pollutants and corrosion inhibitors, drug precursors, Factor by industrial pollutants and Factor 5 by metal pollutants, Factor 6 was strongly influenced by conventional and domestic pollutants in winter. According to PMF factor contributions for sampling locations, Factor 1 in summer, Factor 1 in fall, and Factors 1 and 4 in winter; Factor 2 in summer, Factor 3 in fall, and Factor 3 in winter; Factor 3 in summer, Factor 3 in fall, and Factor 4 in winter; Factor 4 in summer, Factor 5 in fall, and Factor 3 in winter; and Factor 5 in summer, Factor 4 in fall, and Factor 5 in winter were found similar contributed in main river. Factor 2 in winter was not related other factors in other seasons. According to PMF factor contributions for pollutants in main river, Factors 1 in summer, 1 in fall, and 4 in winter, Factors 2 in summer, and 3 fall, Factors 4 in summer, 5 in fall, and 4 in winter, Factors 5 in fall, 5 in winter were found similar.
Spatial distribution of health risks associated with PM2.5 in turkey and iran using satellite and ground observations
Industrialization, has been increasing air pollution. In recent decades, the most industrialized and populated cities began to investigate this issue and estimating the cost of health effects for the governments. These researches reasoned the goverments to make new legislation and standards which eventually reduced the air pollution and health effects of it afterward. New York, Paris, London, Seoul and Istanbul are successful examples of these practices. Iran and Turkey, have almost the same population of 80 million individuals. Such large populations make a high demand in energy production, as some days in winter of 2017, Iran natural gas consumption reached the EU consumption. On the other hand, gasoline consumption in Iran is around 100 ML/d and in Turkey is 68ML/d. Meanwhile, climate change is a serious concern in both countries, which is one of the reasons for dust events in the region. Ambient PM is the sixth Global Burdon of Disease risk factor responsible for premature death of 4.1M individuals in 2016. Studies on PM health effects, playing the key role in policymaking. To observe and analyze the air pollution trend, ground measurement data is needed. This study, used the very recently published Iran nationwide ground measurements from the years 2015 to 2017. Since the population in both countries are high and spatially distributed, the number of ground measurement stations are not enough. Thus, spatially more complete remote sensing data was also used in this study. Although PM remote sensing, is still under developments since the instruments only measure AOD and not PM directly. To convert AOD to PM, researchers mostly use GEOS (Goddard Earth Observing System) chemical transport model which first used in 2011 by. For satellite retrievals, dataset V4.GL.02 is chosen in this thesis. This product obtained from three different instruments and with Geos-Chem transport model converted to PM2.5. The product has dust and sea-salt removed version which implied to have a better compare with ground measurements, as there are a lot of sand events happening in the region especially in Iran which might mask the anthropogenic sources of PM2.5. In addition, dust and sea-salt included version was also used to compare total PM2.5 concentrations in both countries. Initial ground data analysis of Turkey showed that out of 42 available PM2.5 stations, 41 stations have reported concentrations above WHO guideline and 45% of stations stand out of European Environment Agency's standard. Edirne Kesan, Sakarya Hendek and Erzurum Tashan are the PM2.5 stations with annual averages more than 50 mg/m3 all the time, which is 5 times higher than WHO guidelines. It was observed that populated cities in both countries such as Ankara, Istanbul, Tehran, Isfahan, Mashhad are experiencing high concentrations due to traffic and domestic energy consumption. Although in cities like Igdir in northeast Turkey, Zabol in southeast Iran or Khuzestan province which are having high concentrations without being populated. The reason for a high PM2.5 profile in Khuzestan province is dust events, as well as in Zabol. Also in southwest Iran is the oil refineries zone of the country, which is responsible for anthropogenic PM2.5 emissions mostly. To calculate the exposure and health effects of PM2.5 and PM10, three methodologies exist. The first methodology uses systematic review and meta-analysis oriented exposure-response function, which is based on hundreds of global researches and oriented by meta-analysis. In the second method, AirQ+, a software from WHO can be used to estimate the short-term and long-term adverse health effects of ambient PM. AirQ+ uses life-tables technique and stand on risk estimates oriented from cohort studies. Third method which is mainly used in this thesis is using concentration-response functions from a study in the US and exposure-dose functions to calculate mortality associated with PM2.5. The correlation between PM2.5 ground measurements and satellite retrievals was investigated. In general, the correlation was low due to the version of the satellite used for this study which is dust and sea-salt removed, and also the fact that ground stations measure one point and that value is considered as the region/province's average concentration. Therefore when all compositions PM2.5 satellite product used, only for this purpose, the correlations improved. In this study, a high resolution population dataset from European Commission has been used. In order to input this dataset in the function, the resolution reduced to 1000m×1000m to match the PM2.5 satellite product resolution. To estimate the mortality attributable with PM2.5, three different causes has been calculated by implying the cause-specific mortality rates for Iran and Turkey from WHO. Firstly, baseline mortality rate for three different causes as: all causes, ischemic heart disease, and lung cancer for Turkey and Iran in 2016 has been calculated. The concentration-response factor for each mortality cause and its upper and lower boundaries, separately obtained from one of the most cited studies in United States. All the datasets such as satellite derived and ground based observations, population, concentration-response factor and baseline mortality rate has been used as inputs for the function which is most commonly used in dose-response and concentration-response estimations. The calculations were performed with ArcGIS spatial analyst tools beside Excel and Google Earth Pro. The mortality attributable with PM2.5, has been calculated based on both ground observations and satellite-derived separately, on district and province level for both countries. In result of satellite-derived based calculations, Istanbul with 6297 deaths, Ankara with 3636 deaths, Izmir with 2254 deaths, Bursa with 1930 deaths, Mersin with 1131 deaths, and Konya with 1116 deaths caused by all causes and attributed to PM2.5 in the year 2016. These provinces had the highest mortalities in Turkey. In Iran, Tehran with 6724 deaths, East Azerbaijan with 2587 deaths, Alborz with 2456 deaths, Khuzestan with 2325 deaths, Mazandaran with 2322 deaths and Gilan with 2250 deaths caused by all causes and attributed to PM2.5 in the year 2016. These provinces were under the most in Iran. To sum up, 36967 deaths attributable with anthropogenic PM2.5 was estimated for Turkey, and 34491 deaths attributable with anthropogenic PM2.5 was estimated for Iran in 2016. However, these numbers increase significantly by implying the ground observation PM2.5 concentrations. In Turkey, the results based on ground observations were as 10529 deaths in Istanbul, 4094 deaths in Ankara, 2570 deaths in Bursa and 1233 deaths in Erzurum by all causes attributable with PM2.5. In Iran though, Tehran with 12383 deaths, Razavi Khorasan with 5376, Khuzestan with 4990 deaths, and Isfahan with 4 601 deaths are the most at risk provinces of Iran. The other studied mortality cause in this thesis, was ischemic heart diseases. By using the specific concentration-response factors used for ischemic heart disease, and its upper and lower boundaries, mortalities estimated separately based on satellite derived PM2.5 and ground observations. By using satellite derived PM2.5 in Turkey, Istanbul with 5200 deaths, Ankara with 2893, Izmir with 2893 deaths caused by ischemic heart diseases attributable with PM2.5 are the most at risk provinces. In Iran, 5541 deaths, East Azerbaijan 2056 deaths, and in Alborz 2003 deaths have been estimated caused by ischemic heart diseases. As in ground measured PM2.5, dust and sea-salt is included, concentrations are higher and thus, estimated mortalities increased. In Turkey, Istanbul with 14165 deaths, Ankara with 5416 deaths, Bursa with 3433 deaths, and Erzurum with 1257 deaths having the most mortalities estimated. In Iran, Tehran with 12383 deaths, Razavi Khorasan with 5376 deaths, and Khuzestan with 1483 deaths estimated as the most at risk provinces. In total, 2817 deaths in Iran estimated with satellite-derived PM2.5, caused by ischemic heart diseases attributable with PM2.5. In Turkey, 30240 deaths in total have estimated caused by ischemic heart disease attributable with PM2.5. By using ground observations, 25525 deaths estimated in Turkey and 3866 deaths in Iran. The ground observation based calculation only contributes to the provinces which PM2.5 had been measured in the year 2016. The third investigated cause, was lung cancer. The reported mortalities by WHO showing higher deaths in Turkey than Iran. Therefore, it affected the baseline mortality rate and estimation's difference of two countries. In Turkey, 5591 deaths in total and 669 deaths in Iran estimated by using satellite-derived PM2.5, caused by lung cancer and attributed to PM2.5. Although, by using ground measurements total mortality in Turkey changes to 5883 deaths and 776 deaths in Iran. The calculated results, were relevant to what was reported by State of Global Air. However, results in comparison with the report, results are higher than global reports for Turkey. Eventually, the risk distribution maps for both countries were produced. Maps were showing central Turkey (Aksaray, Ankara, Konya, Kirsehir) are at high risk, as well as Izmir, Igdir, Mardin, Batman, and Bursa. In Iran, from West Azerbaijan in the northwest, to Tehran in north-center of the country, very high-risk estimations were observed. In south Iran, Khuzestan province observed with high-risk estimations.
Buz çözücü sıvı içeren atıksuların havasız arıtımında biyogaz geri kazanımı ile optimum glikol oranının araştırılması.
Havayolu ulaşımı, gelişen teknoloji ile birlikte günümüzde en fazla tercih edilen ulaşım seçeneği haline gelmiştir. Gerek insan (yolcu) gerekse yük taşımacılığı alanında, ekonomik ve turistik anlamda son derece kolaylık sağlayan havacılık sektörüne olan talep gün geçtikçe artmaktadır. Türkiye İstatistik Kurumu (TÜİK)'e ait havayolu ulaştırma istatistikleri incelendiğinde, 2002 yılında 376041 adet olan iç-dış hat toplam uçak trafiği, 2016 yılında 1452995 adet olarak rapor edilmiştir. Bu rapora göre, 14 yılda yaklaşık 4 kat artış görülmüş; gelecek yıllarda ise bu artış oranının daha da artacağı tahmin edilmektedir. Ancak, havayolu taşımacılığında gözlenen bu artışın, beraberinde havalimanlarından kaynaklanan kirletici miktarlarında da artışa neden olacağı öngörülmektedir. Özellikle, soğuk hava şartlarında uçuş güvenliğini sağlamak için kullanılan buz çözücü/buzlanma önleyici sıvılar çevre açısından önemli sorunlara sebep olmaktadır. Buz çözücü sıvı (BÇS) uygulama işleminde dört tip sıvı kullanılmakta olup; bu sıvıların en temel bileşeni 'glikol'dür. Farklı tipte bulunan bu sıvılar arasındaki en temel fark, viskozite değeridir. Havalimanlarında en yaygın kullanılan BÇS çeşitleri olarak Tip I ve Tip II gelmektedir. Tip I sıvılar diğer tipte bulunan sıvılar ile karşılaştırıldığında daha düşük vizkoziteye sahiptir. Tip I sıvılar yüzeyden daha hızlı akarlar ve nispeten daha kısa süreliğine koruma sağlarlar. Tip II sıvılar ise psedoplastik (pseudoplastic) yapıda olup; polimerik koyulaştırıcı madde içermektedir. Bu sebeple, Tip II sıvılar uçakların yüzeyinden hızlıca akmazlar ve çok daha uzun süre koruma sağlarlar. Bu sıvılar, uygulanmadan önce genellikle su ile karıştırılarak; yüksek sıcaklık ve basınç ile püskürtülürler. Mevcut uygulamada, sıcak su (55-80°C) ile seyreltildikten sonra bu işlem için özel olarak ayrılmış yerlerde park halinde bekleyen uçaklara uygulanırlar. Bu işlemi takiben, havalimanlarında bulunan ızgaralar/kanallar vasıtasıyla taşınarak bir depolama tankı içerisinde biriktirilmektedir. Depolama tankının belirli bir süre sonra dolması ile birlikte belirli oranlarda evsel nitelikli atıksulara karışarak en yakın kentsel AAT'ye taşınabilmektedir. Ayrıca, yağan karların erimesiyle birlikte en yakında bulunan kanalizasyon hattına da karışabilen bu sıvılar nihayetinde kentsel AAT'lere ulaşmaktadır. Ancak, BÇS ile kontamine olmuş bu atıksular, alıcı su ortamlarında ve kentsel Atıksu Arıtma Tesislerinde sorunlara sebep olmaktadır. BÇS ile kontamine olmuş atıksuların uygun arıtma yöntemi uygulanmadan doğaya deşarj edilmeleri halinde, sucul ortamlardaki çözünmüş oksijen (ÇO) miktarının tükenmesine ve ötrofikasyon oluşumuna neden olduğu bilinmektedir. Ayrıca, BÇS'lerin ihtiva ettikleri çeşitli katkı maddelerinin, su ekosistemlerinde yaşayan bazı canlılar üzerinde toksik etki gösterdiği de görülmüştür. Bu sebeple, BÇS'ler ile kontamine olmuş atıksuların sürdürülebilir yöntemlerle arıtılması son derece önem arz etmektedir. Farklı tipte ve farklı içerikte olan BÇS'ler, karıştıkları atıksuların biyolojik arıtımları üzerinde de farklı etki göstermektedir. Ayrıca, bu sıvıların hangi oranda evsel atıksuya karışması gerektiği de bilinmelidir. Çünkü BÇS ile kontamine olmuş atıksuların KOİ konsantrasyonları önemli ölçüde artabileceğinden; biyolojik sistemlerin giriş akımlarında bu sıvıların karışım oranlarının bilinmesi AAT'lerin giderim verimlerinin önceden tahmin edilebilmesi açısından gereklidir. Örneğin, BÇS numunesinin temin edildiği bir havalimanında bulunan ve bu sıvıların kullanıldıktan sonra depolandığı bir tank içerisinden alınan numune örneklerinde toplam KOİ (tKOİ) konsantrasyonunun 95000 mg/L değerine kadar çıktığı görülmüştür. Yapılan çalışmalar havalimanlarından kaynaklanan bu özel atıksuların sürdürülebilir bir şekilde yönetilmesi/arıtılması/bertarafı için havasız arıtma teknolojilerinin uygun olduğunu rapor etmektedir. Çünkü anaerobik (havasız) arıtma prosesleri ile bu tarz atıksuların yüksek organik madde içerikleri önemli ölçüde azalmakta ve havasız arıtma süresince yenilenebilir bir enerji kaynağı olan biyogaz eldesi de mümkün olmaktadır. Bu tez çalışması kapsamında; havaalanlarında uçuş güvenliğini sağlamak amacıyla kış aylarında uçakların yüzeylerine püskürtülen buz çözücü sıvıların neden olduğu yüksek kirlilik yüküne sahip atıksuların, farklı BÇS tiplerinde ve farklı oranlarda mezofilik sıcaklıkta (35oC) kesikli olarak işletilen anaerobik reaktörlerde arıtılabilirliği ile en uygun (optimum) BÇS oranları araştırılmıştır. Böylece, bu tür atıksuların gerçek ölçekte arıtılmaları sırasında havasız sistemlerde karşılaşılabilecek problemler ile bu tarz atıksuların biyogaz potansiyelleri de ortaya konmuştur. Uygun BÇS oranlarının belirlenmesinde, Tip I ve Tip II türündeki sıvıların evsel karakterde atıksuya ilave edilerek arıtılması sırasında gözlenen biyogaz verimleri (m3/kg çKOİbeslenen) kullanılmıştır. Tip I BÇS – evsel atıksu ve Tip II BÇS – evsel atıksu çalışması adıyla iki farklı düzenekte gerçekleştirilen kesikli çalışma kapsamında ayrıca, arıtma süresince propilen glikol (PG) oranlarında meydana gelen değişim de araştırılmıştır. Çalışmada ek olarak, evsel nitelikli atıksuyla yürütülen deneylerdeki verilere dayanarak; en uygun Tip I ve Tip II BÇS oranlarında distile su kullanılarak ayrı bir deney düzeneği (Tip I ve Tip II BÇS – saf su) kurulmuştur. Böylece, kontrol reaktörü olarak sadece BÇS'lerden kaynaklı arıtma performansları da ortaya konabilmiştir. Bu tez çalışmasının ilk bölümünde, çalışmanın amaç, kapsam ve önemi, ikinci bölümünde ise anaerobik biyoteknoloji, BÇS ile kontamine olmuş evsel karakterde atıksuların havasız arıtımı, ülkemizde ve dünyada BÇS kullanımı hakkında mevcut durum ile konuyla ilgili çalışmalardan örneklerin verildiği bir literatür araştırması bulunmaktadır. Üçüncü bölümde 'Materyal ve Yöntem' kısmı yer almakta olup, bu bölümde öncelikle iki tip BÇS (Tip I ve Tip II) ile gerçekleştirilen çalışmalarda kullanılan evsel nitelikli ham atıksuyun, kullanılan aşı çamurlarının ve BÇS'lerin karakterizasyonları sunulmuştur. Ayrıca, kesikli reaktörlerin işletme koşulları da yine bu bölümde detaylı olarak yer almaktadır. Analitik yöntemler ve kullanılan ekipmanlar da bu başlık altında bulunmaktadır. Dördüncü bölüm olan 'Bulgular ve Değerlendirme' kısmında, üç set olarak işletilmiş kesikli reaktör düzeneklerinden elde edilen konvansiyonel parametreler (pH, alkalinite, tKOİ-çKOİ giderimleri), biyogaz üretimleri, PG ve UYA değişimleri sunulmaktadır. Yine bu bölümde, tüm kesikli çalışma sonuçlarının birlikte değerlendirildiği ve kıyaslandığı bir kısım da yer almaktadır. Çalışmanın 'Sonuç ve Yorumlar' kısmında ise tüm bulgulardan elde edilen sonuçlar özetlenmiş ve genel değerlendirmeler yapılmıştır. Bu çalışma sonuçları belirli bir orana kadar BÇS ile kontamine olmuş evsel atıksuların kesikli olarak işletilen havasız reaktörlerde arıtılması durumunda yüksek biyogaz üretimlerinin gerçekleştiğini ortaya koymuştur. Tip I BÇS – evsel atıksu çalışmasının sonuçlarına göre en yüksek biyogaz verimi, BÇS oranı %0,9 olan reaktörde yaklaşık 0,229 m3/kg çKOİbeslenen olarak bulunmuştur. Tip II BÇS – evsel atıksu çalışmasında ise gözlenen en yüksek biyogaz verimi ve çKOİ giderimi, BÇS oranı %1,8 olan reaktörde, sırasıyla yaklaşık 0,265 m3/kg çKOİbeslenen ve %63 olarak elde edilmiştir. Tip I ve Tip II BÇS ile gerçekleştirilen çalışma sonuçları PG içeriklerinde ise anlamlı değişimler göstermemiştir. Bunun yanında, BÇS oranının ≥%3 olduğu reaktörlerde biyogaz verimlerinde önemli bir düşüş gerçekleşmiş; bunun sebebi olarak da reaktörler içerisindeki yüksek organik yüklemelerden dolayı UYA artışı ile birlikte gözlenen pH düşüşünün metanojenler üzerinde yarattığı inhibisyon etkisi olduğu söylenilebilmektedir. Distile (saf) su kullanılarak sadece Tip I %1,371 ve Tip II %1,764 BÇS ilavesiyle hazırlanan reaktörlerin işletimi 67 gün sürmüş olup, biyogaz verimleri; Tip I için 0,238 m3/kg çKOİbeslenen ve Tip II için 0,169 m3/kg çKOİbeslenen olarak elde edilmiştir. Böylece, çalışma sonuçları, bu özel atıksuların havasız arıtılmaları sırasında yenilenebilir bir enerji kaynağı olan biyogaz potansiyelini ortaya koymuştur. Ancak, havalimanlarında bulunan ızgaralar/kanallar vasıtasıyla belirli oranlarda evsel nitelikli atıksulara karışarak en yakın kentsel AAT'ye taşınabilen bu sıvıların %1-2 oranına kadar anaerobik sistemlerin işletilmelerinde sorun yaratmayacağı; %3 BÇS oranı üzerinde ise biyogaz verimi açısından önemli işletme sorununa sebep olacağı belirlenmiştir.
Tarımsal atıkların biyokütle enerji üretim potansiyelinin sera gazı emisyonlarının azaltmasına katkısı ve çevresel etkileri: Şanlıurfa örneği
Bu çalışma kapsamında, Şanlıurfa ili örneğinde tarımsal atıklardan elde edilebilecek biyokütle enerji potansiyeli hesaplanmış ve bu potansiyelin sera gazı emisyonlarının azaltılmasına olan katkısı analiz edilmiştir. 2023 yılı itibarıyla Şanlıurfa'da toplam tarımsal ürün üretimi 5.419.640 ton olarak belirlenmiş; buna bağlı olarak 4.653.570 ton Teorik Tarımsal Biyokütle Potansiyeli (TTBP) hesaplanmıştır. Bu biyokütleden yaklaşık 77.831.140 GJ Teorik Enerji Potansiyeli (TEP), 30.807.666 GJ Kullanılabilir Enerji Potansiyeli (KEP) ve 2.569.362 MWh Elektrik Enerjisi Eşdeğeri (EEeşd.) elde edilebileceği öngörülmüştür. Biyokütle enerjisi kullanımı sonucunda yalnızca 115.621 ton CO₂ eşdeğeri emisyon salımı gerçekleşirken, aynı miktarda enerjinin fosil yakıtlar olan kömür, petrol ve doğalgaz ile üretilmesi durumunda sırasıyla 2.281.591 ton, 1.883.340 ton ve 1.053.437 ton CO₂ eşdeğeri emisyon ortaya çıkmaktadır. Ayrıca, bu tarımsal atıkların açık alanda yakılması halinde oluşabilecek emisyon miktarının 12.084.379 ton CO₂ eşdeğeri olduğu ve biyokütle enerjisi üretimiyle ortalama 4.210.066 ton CO₂ eşdeğeri emisyonun önlenebileceği belirlenmiştir. Bu azaltım miktarının çevresel eşdeğerleri değerlendirildiğinde; yaklaşık 63 milyon adet ağaç fidanının 10 yıl boyunca büyütülmesine, 1,35 milyon ton atığın geri dönüştürülerek bertaraf edilmesine veya 1.936.630 ton kömürün yakılmasının önlenmesine eşdeğer bir etki yaratmaktadır. Elde edilen bulgular, Şanlıurfa özelinde tarımsal atıkların enerjiye dönüştürülmesinin yalnızca enerji arzına katkı sağlamakla kalmayıp çevresel sürdürülebilirliğe ve sera gazı emisyonlarının azaltılmasına yönelik önemli fırsatlar sunduğunu ortaya koymaktadır.
Kalker ocaklarının çevresel etkileri ve sıfır atık sistemlerinin uygulanması: Şanlıurfa örneği
Kalker diğer adıyla kireç taşı, CaCo3(kalsiyum karbonat ) olarak bilinmektedir. Çoğunlukla kireç taşı,mercan foraminifera ve yumuşakçalar vb. deniz canlılarının vücud parçalarından oluşan karbonat tortul kayaçtır. Kalker, inşaat sektöründe önemli bir hammadde olduğundan üretilmesi önemlidir. Kalker Ocaklarında toz, gürültü ve oluşan atıklar önemli bir sorundur. Bu konuda neler yapılabileceği araştırılmıştır. Günümüzde Kalker Ocaklarının işletilmesi elzem hale gelmiştir. Çünkü Kalker Ocaklarında üretilen mıcır, hazır betonun hammaddesi olduğundan inşaat sektöründe devamlı olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada, belirlenmiş olan 6 pilot Kalker Ocağında, Türkiye Cumhuriyeti, Çevre Şehircilik ve İkim Değişikliği Bakanlığı tarafından Resmi Gazetede yayımlanmış olan Atık Yönetimi Yönetmeliği esas alınarak atıkların belirlenmesi konuları ele alınmıştır. Resmi Gazetede yayımlanan Sıfır Atık Yönetmeliği esas alınarak atıkların minimize edilmesi ve Sıfır Atık Yönetmeliği uygulanabilirliği hedeflenmiştir. T. C. Çevre Şehircilik ve İkim Değişikliği Bakanlığı tarafından Resmi Gazetede yayımlanmış olan Sanayi Kaynaklı Hava Kirliliği Kontrol Yönetmeliği sınır değerleri esas alınarak Toplam Toz Emisyon Faktörü hesaplamaları yapılmıştır. Resmi Gazetede yayımlanan Çevresel Gürültü Kontrol Yönetmeliği sınır değerleri esas alınarak atmosferik yutuş değerleri yöntemine göre Eşdeğer Gürültü Düzeyi (Leq) hesaplanmıştır. Sonuç olarak, Şanlıurfa 'da işletilen Kalker Ocaklarının çevresel mevzuata uyulduğu sürece, belirlenen çevresel etkiler ve alınması gereken önlemler dikkate alınarak toplum ve insan sağlığı açısından çalıştırılmasının bir sorun olmayacağı bu çalışmada ortaya konmuştur.
The effect of oil based power plants on air quality in Khurmala region of Iraq and assessment with GIS technique
Air pollution is a significant issue in the contemporary day. As the population grows daily, air pollution is escalating at an alarming rate. Inadequate measurement and regulation of air pollution can be fatal for the planet. As the impact of air pollutants on human health through ambient air address much attention in recent years, the air quality forecasting in terms of air pollution parameters has become an important topic in environmental science. The present study aims to estimate the Air Quality Index (AQI)for two months in two years, 2020 and 2023. The AQI is anestimated method used by US Environmental Protection Agency (USEPA) for different criteria pollutants which can be used by government agencies to characterize the status of air quality at a given location. The different criteria pollutants are particulate matter (PM10, PM2.5), carbon monoxide (CO), ozone (O₃), nitrogen dioxide (NO₂), and sulfur dioxide (SO₂). AQI map elements distribution map from spatial distribution interpolationInverse Distance Weighted (IDW) in ArcGIS platform were used to evaluate the results.The main source of air emissions from happenings are the flaring of gas, generators and vehicles in Khurmala area. All measurements of SO2, NO2, PM10, PM2.5, etc., conformed to the established guidelines. The average AQI results for 2023 surpassed those documented in 2020. AQI readings for O₃ surpassed the AQI in the majority of sites in the present investigation. The AQI for SO2 in 2020 was predominantly classified as excellent quality, with the exception of one sample site, specifically the Power Plant, which was deemed unhealthy, recording an AQI score of 106.41. The AQI for NO2 varied from excellent to unhealthy in 2020 and from good to moderate in 2023. The air quality index for CO in 2020 varied from 45.45 to 216.86, with a mean of 134.8, but in 2023, the AQI ranged from 45.45 to 216.68, with a mean of 91.94.Air pollution in the study area is mainly driven by gas flaring, generator use, and vehicular emissions, with ozone levels frequently exceeding safe limits despite most other pollutants remaining within guidelines. While PM₂.₅, PM₁₀, SO₂, NO₂, and CO levels generally improved or stayed within acceptable ranges, AQI trends from 2020 to 2023 indicate a gradual decline in overall air quality. Meteorological factors such as wind speed and direction significantly influence pollutant dispersion, underscoring the need for continuous monitoring and targeted emission control.
Irak'ın kuzeyindeki erbil rafinerisinin, etrafında bulunan toprakların kalitesi üzerindeki etkisinin araştırılması
Soil pollution occurs when human intervention changes the physical, chemical, and biological characteristics of the soil, lowering its quality and production. Recent increases in industrial pollutants such as petroleum hydrocarbons, organic solvents, heavy metals, and widespread agricultural fertilizer usage are to blame for the problem of soil contamination. The study was carried out in Khabat district, located in the Erbil province in northern Iraq. The main aim of the research was to assess the soil pollution level in the area around Erbil refinery. The research primarily examined important indicators of soil quality, with a specific emphasis on the presence of heavy metals and total petroleum hydrocarbons (TPH). The findings demonstrated a significant disparity in the levels of heavy metals, such as Lead (Pb), Cadmium (Cd), and Beryllium (Be). This suggests that although some components provide a considerable level of pollution danger, others are less worrisome. Moreover, the area is classified as having a low to moderate level of pollution based on the geo accumulation index (Igeo index). Beryllium had the highest Igeo index value, namely at site S22, suggesting a moderate level of contamination. The examination of Total Petroleum Hydrocarbons (TPH) indicated values ranging from 11 to 151 mg/kg, with the most elevated levels seen at site S1. TPH had an inverse relationship with elements such as Silver (Ag) and Cadmium (Cd), whereas it showed a direct relationship with Boron (B) and Beryllium (Be). The Electrical Conductivity (EC) tests revealed that the soil salinity was mostly low, with an average EC of 479.136 µS/cm. The location with the greatest electrical conductivity (EC) value was S3, located near the Erbil Refinery, with a measurement of 911 µS/cm. This indicates that industrial activities have had a locali Kawrgsed influence on soil salinity in that area. Furthermore, the findings of this research demonstrated that the Canadian Soil Quality Index (CSQI) ranged from 70.3580 to 59.5909. The research region exhibits a level of contamination ranging from low to moderate, which adheres to the pollution standards set by international criteria. Nevertheless, it is important to have continuous surveillance and control, particularly in regions affected by industrial activities.
Aşı üretiminde ihtiyaç duyulan suyun elde edilmesinde kullanılan arıtma sisteminin incelenmesi
Bu çalışmanın amacı aşı üretiminde kullanılacak olan suyun kalitesinin araştırılması, geliştirilmesi ve üretim sisteminin incelenmesi amaçlanmıştır. Aşı virüs bakteri gibi mikroorganizmaların hastalık yapma özelliklerinden arındırılarak veya bazı mikroorganizmaların salgıladığı zehirlerin etkilerini ortadan kaldırarak sağlık, ekonomik ve psikolojik kayıpları önleyecek, tasarruf sağlayan tek sağlık yatırımıdır. Her gün yeni aşılar geliştirilmekte ve kullanıma sunulmaktadır. Bu aşıların iyi ve etkin kullanılmaları için çalışmalar sürmektedir. Aşı üretiminde kullanılan hammaddelerin önemli olması kadar üretimin her aşamasında kullanılan su da önemli bir yere sahiptir. Aşı üretim aşamalarında yaygın olarak deiyonize su kullanılmaktadır. Deiyonize su, mineral ve iyon içeriği tamamen veya büyük oranda giderilmiş su demektir. Bu durum suyun elektriksel olarak nötr olmasını sağlar. Bu su ultra saf su olarak adlandırılır. Ultra saf suyun elde edilmesi ve stoklanması; fiziksel, kimyasal ve mikrobiyolojik özelliklerinin korunması aşı üretiminin bir parçası olarak önemlidir. Bu çalışmada aşı üretimi için gerekli suyun, üretimi için kullanılan proseslerin kalitesi ve verimleri incelenmiş sayısal olarak hesaplanmıştır. Ayrıca ABD ve Avrupa standartlarında yer alan ultra saf suyun özelikleri ile karşılaştırılıp, Aşı üretiminde kullanılan ultra saf su üretimine yönelik işletme ve dizayn çalışmaları konusunda üretim yapacaklara fikir vermesi, veri sağlaması ve deneyim kazandırması açısından değerlendirilmiştir.
Tıbbi atıkların bertarafında sterilizasyon işlemi ve performans değerlendirmesi Van ili örneği
Bu çalışmada, Van İli Tıbbi Atık Sterilizasyon Tesisinin (TAST) performansını değerlendirmek için karakterizasyon çalışması yapılmıştır. 2017 Kasım- 2018 Ekim tarihleri arasında bir yıl boyunca aylık periyotlarda tıbbi atık sterilizasyon tesisinin çıkış atıksularından alınan numuneler Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliğine (SKKY) göre değerlendirilmiştir. Çalışma kapsamında, Van ili tıbbi atık sterilizasyon tesisinden alınan atıksu numunelerinde pH, sıcaklık, iletkenlik, KOI, AKM, NO2-N, NO3-N, NH4-N, PO4-P ve ağır metal (Hg, Al, As, Cd, Co, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn) analizleri yapılmıştır. pH 7,26-8,07, sıcaklık 22-25oC, iletkenlik 109-182 µS/cm, KOI 200-900 mg/L, AKM 12-86 mg/L, NO2-N 0,4 -1,0 mg/L, NO3-N 1.5-8.3 mg/L, NH4-N 11-25 mg/L ve PO4-P 4,5-7,3 mg/L aralığında bulunmuştur. Ağır metal konsantrasyonlarının SKKY' de belirtilen sınır değerlerin altında olduğu belirlenmiştir. Mikrobiyolojik analizler membran filtrasyon yöntemine göre yapılmıştır. 24-48 saat süre ile bekletilen atıksu numunelerinde herhangi bir faaliyet gözlenmemiştir. Ayrıca TAST katı atıklarının ağır metal açısından liç karakteristikleri incelenmiştir. TAST atıksuları organik kirletici maddeler içermekte olup, KOI değeri bazı aylarda sınır değeri aşmıştır ve yerinde arıtma gerektirmektedir. Bu nedenle SKKY' de belirtilen deşarj standartlarını karşılamak için TAST atık sularına ön arıtma (koagülasyon, flokülasyon vb.) işlemi uygulanmalıdır.
Mikroalglerden biyokütle üretimi için 1'lik kabarcıklı kolon fotobiyoreaktörün tasarımı
Mikroalgleri kontrollü bir şekilde büyütmek için çeşitli yöntemlerden yararlanılabilinir. Bu çalışmada ilk olarak mikroalglerden biyokütle üretmek için 1L'lik kabarcıklı kolon fotobiyoreaktörün tasarımı yapıldı. Daha sonra, Borodinellopsis texensis Bold Basal Besiyeri (BBM) içerisinde farklı dalga boylarında (beyaz, mor, mavi, yeşil, sarı, turuncu ve kırmızı) 1L'lik kolon fotobiyoreaktör içerisinde büyütüldü ve biyokütle miktarı, spesifik büyüme hızı, pigment miktarları, kullanılan toplam azot ve toplam fosfor yüzdeleri hesaplandı. En yüksek biyokütle 283.88 mg•L-1 değeri ile mavi ışıkta bulundu. En yüksek spesifik büyüme hızı 0.20 gün-1 olarak bulundu. Farklı dalga boylarında büyütülen Borodinellopsis texensis'in klorofil-a miktarlarına baktığımızda en yüksek değer yine mavi ışık altında 4.87 μg•mL-1 idi. Ayrıca maksimum azot giderim verimi mavi ışık altında % 76.25, maksimum toplam fosfor miktarı ise yine mavi ışıkta % 61.50 olarak bulundu. Sonuç olarak Borodinellopsis texensis kabarcıklı kolon fotobiyoreaktörde mavi ışık (450-490 nm) dalga boyunda büyütülerek maksimum biyokütle, spesifik büyüme hızı, toplam azot ve fosfor kullanımı elde edilebilir. Daha sonraki çalışmalarda Borodinellopsis texensis'den yüksek miktarda biyokütle üretimi için daha büyük reaktörlerin tasarımı yapılabilir.
Düz-panel hava kaldırmalı fotobiyoreaktörün tasarımı ve çeşitli dalgaboylarında led ışık ile mikroalglerden yüksek biyodizel üretimi
Üçüncü nesil biyoyakıt kaynağı olan mikroalglerin reaktör sistemlerinde büyütülmesi son zamanlarda yaygın olarak çalışılmaktadır. Bu çalışmada ilk önce mikroalg büyümesini artırabilmek ve daha fazla biyokütle elde ederek sanayi için kontrollü ürün eldesi için 1L'lik düz panel hava kaldırmalı fotobiyoreaktörün tasarımı yapıldı. Gloeocystis vesiculosa 901 düz panel hava kaldırmalı fotobiyoreaktörde Bold Basal Besiyeri (BBM) içerisinde farklı dalga boyunda (beyaz, mor, mavi, yeşil, sarı, turuncu ve kırmızı) büyütüldü. En yüksek biyokütle 0.62 g/L değeri ile kırmızı ışıkta ve 0.59 g/L ile de beyaz ışıkta bulundu. Özütlenen örneklerin yağ miktarlarına baktığımızda kırmızı ışık 0.14 g/L ile en fazla yağ miktarına sahipti. Yağ yüzdesi en yüksek olan dalga boyu ise %23.13 ile mavi ışık oldu. En yüksek yağ verimine sahip olan kırmızı ışık alınarak 0.1 N KOH ile transesterleşti ve biyodizel verimi %87 olarak hesaplandı. Ayrıca mikroalg örneklerinin maksimum azot giderim verimi kırmızı ışık altında % 81.6 ve beyaz ışık altında da % 80.5 olarak bulundu. Sonuç olarak Gloeocystis vesiculosa 901 düz panel hava kaldırmalı fotobiyoreaktörde kırmızı ışık (630-750 nm) dalga boyunda büyütülerek maksimum biyokütle, yağ ve biyodizel verimi elde edilebilir. Lab ölçekli olan bu çalışma gelecek çalışmalarda üretim amacı için daha büyük fotobiyoreaktörlerin tasarımı ile devam edilebilir.
Yozgat ilinde bulunan kentsel-endüstriyel atıksu arıtma tesisleri ve yapay sulak alanların durumlarının incelenmesi, yaşanan problemlerin tespiti ve çözüm önerileri
Arıtma tesisleri, yaşam kaynağımız olan suyun evsel veya endüstriyel amaçla kullanıldıktan sonra, alıcı ortama verilebilmesi için karakteristik özelliklerini değiştirmeden, zarar veren etkilerini ortadan kaldırmak ya da en az düzeye indirmek için kurulmuş sistemlerdir. Arıtma tesisleri, evsel veya endüstriyel atıksuların özellikleri, jeolojik yapı, topoğrafik durum, gelişmişlik düzeyi vb. faktörler göz önüne alınarak projelendirilir. Bu faktörler tespit edilirken gerekli fizibilite çalışmalarının özenle yapılmaması, arıtma tesislerinde ilerleyen zamanlarda bir takım problemlerin ortaya çıkmasına ve arıtma tesisinin veriminin kötü olmasına sebep olabilir. Arıtma tesislerinde proje aşamasından sonra inşaat aşamasında yada işletilirken yapılan hatalardan dolayı birçok işletme sorunuyla karşılaşılabilmektedir. Yozgat İlinde bulunan atıksu arıtma tesislerinde yaşanan problemler tesislerin incelenmesi, numunelerin alınması ve değerlendirilmesi yapılarak çözüm önerileri irdelenmiştir. Çalışma kapsamında ilde bulunan 5 adet kentsel atıksu arıtma tesisinin, 5 adet endüstriyel atıksu arıtma tesisinin ve 30 adet yapay sulak alanların durumları incelenmiş, tesis çıkışlarından numuneler alınarak işletmede yaşanan problemler numune analiz sonuçları üzerinden değerlendirilmiştir. Yapılan incelemeler neticesinde; atıksu arıtma tesislerinde ve yapay sulak alanlarda, işletme aşamasında bazı zamanlarda problemlerle karşılaşılmasına rağmen, alınan numune analiz sonuçları değerlendirildiğinde sonuçların deşarj kriterlerini sağladığı görülmüştür.
Sodyum dodesil sülfat ile modifiye edilmiş montmorillonit kili kullanılarak sulu çözeltilerden br13 boyar maddesinin gideriminin incelenmesi
Son zamanlarda, yüksek giderim verimi, kullanım kolaylığı ve adsorbentin geri kazanımı gibi avantajlarından dolayı, sudaki kirleticilerin ortamdan uzaklaştırılması konusunda montmorillonit (MMT) kullanımı çok yaygınlaşmıştır. Bu tez çalışmasında, sodyum dodesil sülfat ile modifiye edilmiş montmorillonit kili (organokil) kullanılarak sulu çözeltilerden BR13 boyar maddesinin giderimi incelenmiştir. Modifikasyon işlemi, adsorbent yüzey yapısını değiştirdiğinden bu işlem ile kil yüzeyinin adsorplama özellikleri geliştirilmiştir. MMT, sudaki BR13 boyar maddesi gibi kirleticileri, yüzeyi asidik ortamda aktifleştirip, SDS ile modifiye edildikten sonra kolaylıkla adsorplamaktadır. Sodyum dodesil sülfat ile modifiye edilmiş montmorillonit kilinin XRD(X-Işını Difraktometresi) , BET(Brunauer Emmet and Teller) yüzey alanı ve SEM (Taramalı elektron mikroskopu) analizleri yapılmıştır. Çalışmada pH'nın, tuzluluğun, temas süresinin, sıcaklığın, karıştırma hızının, başlangıç boyar madde konsantrasyonunun ve adsorbent dozunun adsorpsiyon verimine etkisi incelenmiştir. En iyi giderim verimi, 20 mg/l boya konsantrasyonunda, 0.01 g MMT-SDS dozunda, pH 4.38 (doğal), 150 rpm karıştırma hızında, 20 0C reaksiyon sıcaklığında gözlenmiş olup verim %98.24 olarak hesaplanmıştır. Ayrıca adsorbentin yeniden kullanılabilirliğinin anlaşılması için; NaOH, NaCl, HCl ve Etanol gibi çözücülerin desorpsiyon verimine etkileri incelenmiştir. Desorpsiyon verimi; Etanol>NaOH>HCl>NaCl olarak belirtilmiştir. BR13'ün giderim mekanizmasını anlamak için Adsorpsiyon kinetiği ve İzoterm çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Adsorpsiyonun; Pseudo ikinci derece hız eşitliğine uyduğu, endotermik karakterli olduğu ve en iyi Langmuir izotermine uyduğu tespit edilmiştir.
Et işleme endüstrisi atıksularının heterojen elektro fenton prosesi ile arıtımında MWCNT-Mn3O4/Fe3O4/CeO2 katalizörünün etkinliğinin araştırılması
Bu tezde, et işleme endüstrilerinde ortaya çıkan atıksulardan Heterojen Elektro Fenton (HEF) prosesi ile KOİ giderimi amaçlanmıştır. MWCNT-Mn3O4/Fe3O4/CeO2 HEF katalizörü olarak kullanılmıştır. Katalizör XRD, FT-IR, XPS, Zeta potansiyeli ve DLS, BET, SEM/EDX ve TEM analizleri ile karakterize edilmiştir. Katalizörün ortalama partikül boyutu 4.5 nm, zeta potansiyeli ise -22.84 mV olarak belirlenmiştir. Nanopartiküllerin MWCNT yüzeyine homojen dekore edildiği ancak kısmi agglomerasyonların olduğu tespit edilmiştir. FTIR ve XPS analizleri ile katalizörün kimyasal bağ yapıları ve metal oksit nanopartiküllerin valans elektron durumları doğrulanmıştır. Katalizörün BET yüzey alanı 52.80 m²/g olarak, gözenek hacmi ise 0.103653 cm³/g olarak belirlenmiştir. Proses koşullarının numerik optimizasyonu Cevap Yüzey Yöntemi (CYY) yöntemi ile sağlanarak model uygunluğu araştırılmıştır. Kuadratik modelin regresyon katsayısı (R2) 0.9894 olarak bulunmuştur. Deneysel olarak elde edilen veriler ile tahmini değerler yakın bulunmuştur. Modelin güvenilir ve anlamlı olduğu sonucuna varılmıştır (p<0.0001). Numerik olarak optimize edilmiş şartlar; pH 4.3, akım şiddeti 7.6 A, reaksiyon süresi 83 dakika ve katalizör dozu 0.56 g/L olarak belirlenmiştir. Optimum şartlar altında KOİ giderim verimi %92 olarak tespit edilmiştir. 1 Kg KOİ'nin uzaklaştırılması için gereken enerji miktarı 54.96 kW-saat olup enerji maliyeti 8.68 $ olarak bulunmuştur. Katalizör etkinliğini araştıran çalışmalarda, Adsorpsiyon, Anodik Oksidasyon (AO) ve AO-H2O2 KOİ giderme performansını sırasıyla %25, %68 ve %78 olarak göstermiştir. Katalizörün tekrar kullanılabilirlik denemelerinde 6 döngü boyunca yüksek KOİ giderim performansı sergilediği ve metal salınımının düşük olduğu görülmüştür. Altı döngü boyunca sırasıyla KOİ giderimi (%) 92, 88, 85, 82, 77 ve %74 olarak hesaplanmış ve altıncı döngü sonunda çalışma sonlandırılmıştır. Süpürücü ajan deneyleri optimum şartlar altında gerçekleştirilmiş olup, oksidasyondan sorumlu en etkili radikalin ⦁OH olduğu belirlenmiştir. Dönüşümlü voltametri (CV) tekniği kullanılarak, katalizörün stabilitesinin iyi olduğu ortaya konulmuştur.
Özalp ilçesinde açılan 4 adet kuyu suyunun fiziksel ve kimyasal parametrelerinin analizi ve içme suyu olarak değerlendirilmesi
Günümüzde artan insan nüfusu ve küresel iklim değişikliği, içme suyu ihtiyacını karşılamak için özellikle yeraltı suyu kaynakları üzerinde ciddi baskı oluşturmaktadır. Çünkü su canlı yaşamının en temel gereksinimlerden biri olup ülkelerin ekonomik ve sosyal faaliyetlerinin gelişiminde önemli bir yer tutar. Su kaynakları, doğal süreçler ve insan faaliyetleri etkisiyle sürekli bir kirlenme tehdidi altındadır. Son yıllarda içme suyu kaynaklarımız ile ilgili karşılaştığımız bu problemlerin çözümü ve kirlilik kontrolü için araştırmalar başlatılmış ve giderek artmaktadır. Bu araştırmalardan biri olan ilgili çalışmada Van'ın Özalp ilçesinde koordinatları belli olan 4 adet içme suyu kuyusunun hem kimyasal hem de fiziksel bazı parametreleri analiz edilerek İnsani Tüketim Amaçlı Sular Hakkında Yönetmelik Mevzuatına (İTASHYM, TSE 266 T) göre değerlendirildi ve önceden analizleri Van Su ve Kanalizasyon İdaresi Genel Müdürlüğü (VASKİ) tarafından Van Halk Sağlığı Laboratuvarı' (VHSL) na yaptırılan sonuçlar ile karşılaştırıldı. Su kalitesi çalışması tamamlandıktan sonra, pH, koku, bulanıklık (NTU), iletkenlik (µg l-1), sülfat (mg l-1), amonyum (mg l-1), arsenik (µg l-1), klorür (mg l-1), bor (mg l-1), demir (µg l-1), renk (co-pt), nitrat (mg l-1), nitrit (mg l-1) gibi parametreler analiz edilerek ilgili kuyulardaki suların durumları tespit edildi ve literatüre kazandırıldı. Verilen birçok değerin çalışmamızda bulunan sonucu ile Van Halk Sağlığı Laboratuvarı' nın sonuçlarının birbirleri ile paralel olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca özellikle hem kış hem de yaz mevsiminde hemen hemen bütün kuyularda Bor ve Arsenik ile diğer bazı parametrelerin değerlerinin yüksek çıktığı ve bu kuyulardaki suların içme suyu olarak tüketilmemesi gerektiği kanaatine varılmıştır.
Hakkari Merkez ve Yüksekova katı atık vahşi depolama alanlarının rehabilitasyonu ve değerlendirilmesi
Katı atık vahşi depolama alanları, kontrolsüz bir şekilde atıkların biriktirildiği ve çevreye zarar verdiği yerlerdir. Bu durum, yeraltı sularının kirlenmesine, hava kalitesinin bozulmasına ve halk sağlığının tehdit edilmesine yol açmaktadır. Bu çalışmada Hakkari Merkez ve Yüksekova'daki katı atık vahşi depolama alanlarının rehabilitasyonu ve değerlendirilmesi incelenmiştir ve olumsuz etkilerin giderilmesi için rehabilitasyon çalışmalarının nasıl yapılacağı araştırılmıştır. Hakkari Merkez ve Yüksekova'daki katı atık vahşi depolama alanlarının rehabilitasyon sürecinde, atıkların üzerinin kapatılması, sızıntı sularının kontrol altına alınması ve zararlı gazların toplanması gibi yöntemler uygulanmıştır. Bu süreçte çevreye verilen zararların en aza indirilmesi hedeflenmiştir. Ayrıca, bu alanların nasıl değerlendirilebileceği üzerinde durulmuştur. Rehabilite edilmiş alanların yeşil alanlar, parklar veya yenilenebilir enerji projeleri için kullanılabileceği önerilmiştir. Sonuç olarak, Hakkari Merkez ve Yüksekova'daki katı atık vahşi depolama alanlarının rehabilite edilmesiyle çevresel ve toplumsal riskler azaltılmış ve bu alanlar sürdürülebilir projelere dönüştürülmek üzere yeniden değerlendirilmiştir.
Atıksuda Scenedesmus'dan biyobütanol üretimi
Bu tez çalışmasında TAP ve sentetik atıksu içerisinde büyütülen Scenedesmus sp.'nin biyobütanol üretim potansiyeli araştırıldı. Bunun için mikroalgler farklı konsantrasyonlarda üre ve ışık şiddeti altında incelendi. Scenedesmus sp.'nin optik yoğunlukları (OD), biyokütle konsantrasyonları, karbonhidrat miktarları, karbonhidrat yüzdeleri, karbonhidrat verimleri ve biyobütanol konsantrasyonu araştırıldı. Elde edilen sonuçlara göre en yüksek optik yoğunluk değeri 80 mg/L üre miktarında 0.83 iken en düşük değer ise 20 mg/L de 0.12 olarak ölçüldü. Optik yoğunluğun ışık şiddeti altındaki en yüksek değeri 80 μmol/m-2s-1 de 0.83 bulunurken en düşük değeri ise 20 μmol/m-2s-1 de 0.11 olarak ölçüldü. Mikroalglerin farklı üre ve ışık şiddeti altındaki biyokütle konsantrasyon miktarları incelendi. Üre miktarı için en yüksek biyokütle konsantrasyon değeri 80 mg/L de 0.85 g/L değeri bulunurken ışık şiddeti miktarı için en yüksek biyokütle konsantrasyon değeri 80 μmol/m-2s-1 de 0.85 g/L değeri bulundu. Bunun yanın sıra mikroalglerin farklı üre ve ışık şiddeti altındaki karbonhidrat miktarlarını inceledik. En yüksek karbonhidrat değeri üre miktarının 80 mg/L de 0.24 değeri ölçüldü. Aynı şekilde en yüksek karbonhidrat değeri 80 μmol/m-2s-1 ışık şiddetinde 0.24 g/L olarak ölçüldü. Buna ek olarak, mikroalglerin farklı üre miktarları ve farklı ışık şiddeti miktarlarındaki karbonhidrat yüzdeleri incelendi. En yüksek karbonhidrat yüzdesi 60 mg/L de %30 verim değeri elde edildi. Işık şiddetinde yapılan ölçümde ise en yüksek karbonhidrat değeri 80-100 μmol/m-2s-1 ışık şiddetlerinde %28 karbonhidrat verimi ölçüldü. 80 mg/L üre ve ışık şiddeti altında biyobütanol miktarı 0.04 olarak bulundu. Sonuç olarak Scenedesmus sp. laboratuvar ortamında sentetik atıksuda büyütülerek biyoyakıt üretimi için kullanılabilir fakat bu durum daha büyük ölçekli endüstriyellerde kullanılmasına ihtiyaç duyabilir.
Van Muradiye atıksu arıtma tesisinin yanıt yüzey yöntemi kullanılarak arıtma tesisinin değerlendirilmesi
Nüfusun artışı, teknolojik gelişmeler, hayat standartlarının yüksek olması, sanayinin gelişmesi gibi sebeplerle günümüzde su ihtiyacı sürekli artmakta ve temiz su kaynakları hızla tükenmektedir. Bununla birlikte ülkemizde ve dünyada atıksu üretimi sürekli arttığından meydana gelen atıksuların herhangi bir kontrol yapılmadan doğaya verilmesi çevre kirliliğine neden olmaktadır. Atıksuların arıtılması, su kaynaklarının korunması için önemli bir faktördür ve fiziksel, kimyasal ve biyolojik arıtma yöntemleri günümüzde yaygın olarak uygulanmaktadır. Bu çalışmada Van'ın Muradiye ilçesinde bulunan atıksu arıtma tesisinin farklı noktalarından atıksu numuneleri alınarak; pH, çözünmüş oksijen, iletkenlik, askıda katı madde (AKM), kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ), biyolojik oksijen ihtiyacı (BOİ), azot ve fosfor gibi parametreler ölçülerek bu veriler ışığında atıksu arıtma tesisinin performansı değerlendirilmiştir. Parametre değerlerine bakılarak Su Kirliliği Kontrol Yönetmeliği (SKKY) deşarj standartlarına uygun olup olmadığı belirlenmiştir. Ayrıca çalışmada atıksu arıtma tesisinin performansı CYY (Cevap Yüzey Yöntemi) kullanılarak değerlendirilmiş ve kirlilik parametrelerinin optimizasyonu yapılmıştır. Arıtma tesisinin performansının değerlendirilmesinde havalandırma havuzundan alınan numunelerde karışık sıvıdaki askıda katı madde (MLSS), karışık sıvıdaki uçucu askıda katı madde (MLVSS), çamur hacim indeksi (SVI), oksidasyon redüksiyon potansiyeli (ORP) gibi parametrelerin zamana bağlı grafikleri çizilerek değerlendirmeler yapılmıştır. Bu çalışmada yapılan proses optimizasyonu sayesinde VASKİ Genel Müdürlüğü tarafından işletilen Van Muradiye Evsel Atıksu Arıtma tesisinin işletme veriminin arttırılması mümkün olacaktır.
Investigation of nickel recovery by biogranules tailored for metal recovery through biomineralization
Electronic waste production in the world is increasing day by day. Nowadays, PCBs, which are one of the most important components of electronic waste, are considered as more valuable metal resources than ores due to their high value- and base-metal contents. Commercial metal recovery applications from WPCBs are mostly carried out using chemical techniques. However, due to the high chemical and energy consumption of these chemical techniques, development of alternative biological recovery techniques is essential to minimize the environmental impact of recovery processes. In this thesis study, it is aimed to use biogranules that are capable of denitrification and urea hydrolysis for selective metal recovery from bioleachate solutions obtained via bioleaching of WPCBs. Selective nickel recovery performance of mature biogranules which were produced from seed sludge and exposed to incrementing nickel concentrations was investigated. Upon reaching steady conditions very compact and small granules with 0.2-0.6 mm size were obtained and the SVI30 values were recorded in the range of 7-9 mL/g. Produced biogranules could consume 55% and 100% of the urea and nitrate fed under anoxic conditions, respectively. Although the microbial performance of the granules increased by 39.8% as a result of nickel acclimation, deterioration in the granule structure and increase in flocs were observed. Upon acclimation, metal recovery performance of biogranules were investigated in bioleachate solutions prepared with 1:20, 1:10, 1:5 and 1:2.5 dilution ratios. As a result of the process, the biomineralization process performed in 1:10 dilution ratio was determined as the most efficient concentration in terms of both microbial activity and recovered nickel purity (24.82%). In addition to nickel, zinc and copper could be effectively separated from the liquid and thus nickel purity decreased. Keywords: Bioleaching, Biomineralization, Metal Recovery, E-Waste, Waste Printed Circuit Board, Biogranule, Microbial Induced Calcite Precipitation
Investigation of indoor microbial pollutants in homes of asthmatic school-aged children
Some studies have reported various associations between indoor microbiological exposure and asthma in children. Although, little is known about the associations of potential determinants such as dwelling age, location of the house, smoke exposures, cleaning frequency, Etc., and aggravating asthma in children. This study examined indoor bacterial and fungal agents and potential determinants at home as a risk factor for asthma in children. Furthermore, the associations of biological agents with potential determinants were investigated. A case-control study was conducted among school children (aged 6–11 years) in the province of Ankara, Turkey. As case and control groups, 109 children with asthma and 130 age- and sex-matched healthy children were identified. The parents answered questions about the home characteristics and lifestyles of families. Dust samples were collected from children's living rooms and bedrooms, and endotoxin β-(1→3)-D-glucan, Aspergillus, and Penicillium spp. were measured in dust extracts. Associations between microbial markers, potential determinants, and risk factors for asthma were evaluated. Among the 109 children with asthma, the frequency of gender in the asthma group was approximately equal, and the asthma study children were, on average, eight years of age. The Childhood Asthma Control Test (ACT) score of 74.8% of the children in the asthma group was more than 19. There were no statistically significant differences in age and gender in asthma and control groups. The endotoxin level was an inverse risk factor for the presence of asthma (OR = 0.324, 95% CI: 0.155–0.677). According to multivariate logistic regression, a high β-(1→3)-D-glucan level was a risk factor for the presence of asthma (OR = 3.162, 95% CI: 1.101–9.028). Furthermore, high β -(1→3)-D-glucan level was a risk factor for asthma exacerbation (OR = 2.563, 95% CI: 1.076–6.106) (P value= 0.034). Among the potential determinants that fitted multivariate modeling, dwelling age (˃20), house floor (≤1), new furniture at home, smoke exposures at home, and houses without a separate kitchen are risk factors for the presence of asthma. All associations with Aspergillus and Penicillium were statistically nonsignificant in multivariate logistic modeling. According to multivariate logistic regression analyses dwelling age (˃20), house floor (≤1) were determined as risk factors for uncontrolled asthma. Multivariate logistic regression analyses to determine the association between potential determinants and biological markers showed that having houseplants at home and the frequency of changing coverlets and bedsheets were the factors that were significantly associated with most of the biological markers.
Kentsel dönüşüm çalışmalarında asbest riskinin değerlendirilmesi
Bu tez çalışmasında; ülkemizde son yıllarda yoğun olarak gerçekleştirilen kentsel dönüşüm çalışmalarındaki asbest maruziyet riskinin değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Bu doğrultuda; farklı illerde asbest saha araştırması, İstanbul'daki 20 ilçenin asbest envanter raporlarının değerlendirilmesi, tersanedeki iki asbest söküm çalışmasındaki ölçüm ve örneklemlerin irdelenmesi, asbestle ilgili taslak yönetmelik ve kontrol listeleri hazırlanması, yönetmeliğin mevcut mevzuatla karşılaştırılması ile Asbest Risk Değerlendirme Programı (ARP) hazırlanması şeklinde 5 farklı araştırma ve inceleme yapılmıştır. Öncelikle Ankara, Konya ve İstanbul'da ölçüm, örneklem ve sörvey çalışmaları ile gecekondu yıkım alanına saha ziyaretleri yapılmıştır. Ardından İstanbul'daki 20 ilçeyi kapsayan 1.069 asbest envanter raporlarındaki veriler 7 farklı kriter altında değerlendirilmiş ve envanter raporlarında (binalarda) asbest bulunma durumu ArcMap programı kullanılarak harita üzerinde gösterilmiştir. Envanter raporlarının 330'unda (% 30,87) ve katı numunelerin 418'inde (% 5,95) asbest tespit edilmiştir. İlçeler arasında, 127 (% 11,88) envanter raporu ve 174 (% 2,47) katı numune ile en fazla Kadıköy'de ve 1 (% 0,09) envanter raporu ve 1 (% 0,09) katı numune ile en az Zeytinburnu'nda asbest tespit edilmiştir. Asbestli numunelerde, 254 (% 60,77) ile en fazla krizotil türü ve en az ise 1 (% 0,24) ile antofilit ile 1 (% 0,24) Krizotil + Antofilit karışımı asbestle karşılaşılmıştır. 43 farklı malzeme türü arasında en fazla örneklem 1.254 (% 17,84) ile sıvadan ve en az örneklem ise 5 (% 0,07) ziftten alınmıştır. Ayrıca 16 malzeme türünde asbest bulunduğu ve en çok 187 (% 44,74) eternit malzemede ve eternitte de en fazla krizotil türü (145) asbest olduğu tespit edilmiştir. Eternitten sonra en fazla asbest bulunan malzeme 120 (% 28,71) numune ile marley'dir ve marleyde de en çok tremolit (88) türü asbest bulunmuştur. Analiz edilen 27 malzemede ise hiç asbeste rastlanmamıştır. Numunelerin binadan alındığı kat ya da yapısına göre 29 farklı sınıflandırma yapılmış olup 1.601 (% 22,77) adet ile en fazla numunenin giriş katlardan, en az numunenin ise 1'er adet (% 0,01) olmak üzere atölye ve 12., 14. ve 17. katlardan alındığı görülmüştür. Asbest tespit edilme oranları değerlendirildiğinde 69 (% 16,51) numune ile en fazla çatı katında ve krizotil türü asbest, ilçe olarak da en fazla Maltepe ilçesindeki çatı numunelerinde (16 adet) tespit edilmiştir. Atölye, müstakil bina, spor salonu, 10., 12., 14. ve 17. katlardan alınan numunelerde ise asbeste rastlanmamıştır. Binadan alındıkları yer ya da bölüme göre yapılan değerlendirmede; en fazla çatı numunelerinde (137) ve en çok krizotil türü asbest bulunmuş, en fazla Şişli'deki çatı numunelerinde (33) tespit edilmiştir. Numunelerin 6.911'i (% 98,29) Polarize Işık Mikroskobu'nda ve 120'si (% 1,70) Taramalı Elektron Mikroskobu'nda analiz edilmiştir. Tersanedeki gerçekleştirilen 2 aşamalı asbest söküm çalışmasının birinci aşamasında; 21 asbest envanter raporu hazırlanarak 191 katı numune ve 66 toprak numunesi alınmış, 47 kişisel maruziyet ve 121 ortam ölçümü olmak üzere toplam 426 ölçüm ve örneklem yapılmıştır. Envanter raporlarının 3'ünde, katı numunelerin ise 48'inde ve en fazla tremolit türünde (35) asbeste rastlanmıştır. Malzeme türleri arasında en fazla marleyde (29) ve en fazla (22) tremolit türünde asbest tespit edilmiştir. Bina katları veya yapısı arasında en çok giriş kat numunelerinde (19) ve en çok tremolit (16) asbest bulunmuş, numunenin binadan alındığı yer ya da bölüme bakıldığında en fazla zemin numunelerinde (28) ve bu numunelerde de yine en fazla tremolit (21) asbest olduğu görülmüştür. Kişisel maruziyet ölçümlerinden sadece asbest söküm işi sırasında ölçülen değerlerden 1'isi (0,325 lif/cm3) yasal sınırın (0.1 lif/cm3) üzerinde ve çatı sökümünde yapılan 1 örneklem 0,107 lif/cm3 ise sınır değerdedir. 1. Asbest söküm çalışmasındaki ortam ölçümlerinden 1 tanesi (0,524 lif/cm3) yasal sınırın üzerinde ölçülürken, 2. çalışmadaki ortam ölçümlerinin tamamı sınır değerin altında kalmıştır. 66 toprak numunesinde ise asbeste rastlanmamıştır. Tez de ayrıca asbestle ilgili çalışmaları düzenleyen taslak bir yönetmelik hazırlanarak, yürürlükteki yönetmelik ile karşılaştırması yapılmış ve ulusal düzeyde asbesti düzenleyen diğer yönetmeliklerin ilgili maddeleri için revizyon önerileri ve asbestle ilgili çalışmalarda kullanılabilecek kontrol listeleri sunulmuştur. Son olarak asbest risk değerlendirme çalışmalarında kullanılabilecek online "Asbest Risk Değerlendirme Programı (ARP)" geliştirilmiştir.
Carbon dioxide capture by the cultivation of microalgae species in different culture mediums under high CO2 and simulated flue gas aeration in the photobioreactor
Over the last century, human activities like burning fossil fuels for generating energy have changed the natural greenhouse gas balance in the atmosphere. Among greenhouse gases, the high level of carbon dioxide in the atmosphere has the most significant effect on climate change. In recent years, the biological mitigation of carbon dioxide has drawn the interest of many researchers, which would be cost-effective and environmentally friendly.The aim of this study is the assessment of carbon dioxide bioremediation rate, growth kinetics, and protein content of selected microalgae species such as Tetradesmus obliquus , Monoraphidium contortum , Psammothidium sp, and Chlorella vulgaris which are supplied with 0.04% and 10% carbon dioxide concentration in the different types of photobioreactors (PBR) (Glass bottle and tubular vertical column). This experiment showed the growth parameters for all the microalgae species significantly increased when fed 10% carbon dioxide compared to those fed 0.04% carbon dioxide in either type of PBR. Maximum growth kinetics were observed in Chlorella vulgaris when it was grown in 10% CO2 in the tubular vertical column PBR with 2.12 g L−1 (Maximum biomass dry weight, Xmax), 0.61 g L−1 d−1 (Maximum biomass productivity, Pmax), 11.07 g d−1 (Maximum CO2 fixation rate, RC), 51.59 % (Maximum carbon content in biomass, wt. %), and 42.75 % (Overall rate of CO2 recovery in biomass, CR%). In addition, we observed a maximum protein content at Chlorella vulgaris (72.12 %) by cultivation in glass bottle PBR with 10% CO2. Among microalgae species Chlorella vulgaris sp. has been selected for the second part of the study, which has shown significant efficiency in carbon dioxide remediation in the first part. The second part of the research has been carried out in four parts: First, the use of Nano-fertilizer in the different batch culture mediums (A (Bold basal medium, BBM), B (BBM+ Nano-fertilizer), C (Nano-fertilizer+ microelements) and D (Nano-fertilizer) without aeration. Each group was divided into 5 sub-groups with the different concentration of Nano-fertilizer (for example, B1 (BBM+ 0.05 g L−1 Nano-fertilizer), B2 (BBM+ 0.06 g L−1 Nano-fertilizer), B3 (BBM+ 0.076 g L−1 Nano-fertilizer), B4 (BBM+ 0.1 g L−1 Nano-fertilizer), B5 (BBM+ 0.2 g L−1 Nano-fertilizer) which as a result, the subgroup D5 (0.2 g L−1 Nano-fertilizer) culture medium was reached to the maximum growth parameters in a shorter time (2nd day). Second, the evaluation of Chlorella vulgaris CO2 removal efficiency in the culture medium contained Nano-fertilizer by feeding with 10% CO2 in vertical column PBRs. Third, cultivation of Chlorella vulgaris in BBM+Nano-fertilizer contained culture medium under 10% CO2 aeration in the photobioreactor with different connection types. Fourth, the assessment of Chlorella vulgaris CO2 bioremediation in BBM+Nano-fertilizer contained culture medium by feeding with simulated flue gas. According to the results, the combination use of 3 g L−1 Nano-fertilizer+BBM as a culture medium has caused to reach maximum growth parameters in a short time (4th day) in comparison to the BBM (11th day). Also, the serial-connected type photobioreactors have demonstrated high efficiency in CO2 fixation rate (0.4 g L−1 d−1). Finally, by supplying the Chlorella vulgaris with simulated flue gas in 3g/l Nano-fetilizer+BBM based culture medium, the maximum CO2 bio fixation rate and overall recovery percent have been found 0.173 g L−1 d−1 and 11.80%, respectively.
Yukarı akışlı anaerobik çamur yataklı mikrofiltrasyon osmotik membran biyoreaktör ile mezbaha atıksularının arıtımı
Bu doktora tez çalışmasında, mezbaha atıksularının arıtılmasında yukarı akışlı anaerobik çamur yataklı mikrofiltrasyon osmotik membran biyoreaktör (UASB MF-OMBR) sisteminin performansının araştırılarak; elde edilen arıtma performansı, akı değişimi, mikrobiyal topluluk değişimleri ve membran kirlenmesi sonuçlarının bir anaerobik mikrofiltrasyon osmotik membran biyoreaktörü (AnMF-OMBR) ile karşılaştırılması amaçlanmıştır. Çalışmanın ilk aşamasında sistemler farklı çekme çözeltisi (ÇÇ) konsantrasyonlarında (0,47 M, 1 M ve 1,5 M) işletilerek; artan ÇÇ konsantrasyonunun sistem performansı üzerindeki etkileri araştırılmış ve kritik ÇÇ konsantrasyonu belirlenmiştir. Farklı ÇÇ konsantrasyonlarında işletilen sistemlerde, artan ÇÇ konsantrasyonu ile arıtma performansının azalarak; kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ) giderim veriminin 0,47 M, 1 M ve 1,5 M ÇÇ konsantrasyonları için AnMF-OMBR'de %41–23; UASB MF-OMBR'de %43–26 aralığında olduğu belirlenmiştir. 0,47 M, 1 M ve 1,5 M ÇÇ konsantrasyonu ile işletilen sistemlerde metan üretiminin de AnMF-OMBR'de 0,19–0,14 L CH4/g KOİgiderilen aralığında; UASB MF-OMBR'de 0,24–0,19 L CH4/g KOİgiderilen aralığında olmak üzere artan ÇÇ konsantrasyonu ile azaldığı görülmüştür. KOİ rejeksiyonunun her iki biyoreaktörde de ÇÇ konsantrasyonu artışından etkilenmediği belirlenmiş ve tüm işletim süresi boyunca yüksek KOİ rejeksiyonları (>%93) elde edilmiştir. NH4+-N rejeksiyonları artan ÇÇ konsantrasyonu ile azalış gösterirken (AnMF-OMBR'de %87–79; UASB MF-OMBR'de %91–81); PO4-3-P rejeksiyonu önemli bir değişim sergilememiştir (her iki sistem için de >%91). Farklı ÇÇ konsantrasyonlarında işletilen sistemlerde işletim sonunda sistemlerden çıkarılan kirli ileri osmoz (İO) membranlarında gerçekleştirilen Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR), atomik kuvvet mikroskopisi (AFM), taramalı elektron mikroskobu-enerji yayılımlı X–Işını (SEM-EDX) ve konfokal lazer taramalı mikroskop (CLSM) analizleri sonucunda membran kirlenmesinin artan ÇÇ konsantrasyonu ile daha şiddetli hale geldiği belirlenmiştir. Farklı ÇÇ konsantrasyonlarında işletilen sistemlerde ÇÇ konsantrasyonunun akı değerlerine etkisi incelenmiştir. 0,47 M, 1 M ve 1,5 M ÇÇ ile işletilen sistemlerde başlangıç akı değerleri AnMF-OMBR'de sırasıyla 8,7 L/m².saat, 9,0 L/m².saat ve 10,6 L/m².saat; UASB MF-OMBR'de sırasıyla 10,63 L/m².saat, 11,20 L/m².saat ve 11,74 L/m².saat olarak belirlenmiştir. ÇÇ konsantrasyonu artışı ile sistemlerde başlangıç akı değerlerinin yükseldiği bununla birlikte işletim süresince akı düşüşünün daha fazla olduğu görülmüştür. İO performansı, anaerobik performans, su geri kazanımı, mikrobiyal inhibisyon ve işletim süresi parametreleri esas alınarak yapılan analitik hiyerarşi prosesi (AHP) analizi sonucuna göre, 0,47 M ÇÇ konsantrasyonu kritik ÇÇ konsantrasyonu olarak belirlenmiştir. Ayrıca, sistemlerdeki mikrobiyal topluluğun tuzluluk birikiminden, yüksek serbest amonyaktan ve düşük organik yükleme hızından (OYH) etkilendiği tespit edilmiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında, çalışmanın ilk aşamasında belirlenen 0,47 M ÇÇ konsantrasyonunda işletilen AnMF-OMBR ve UASB MF-OMBR sistemlerinde, KOİ konsantrasyonu artışının (5000 mg/L ve 7500 mg/L) sistemlerin performansları üzerindeki etkisi araştırılmıştır. KOİ konsantrasyonunun 5000 mg/L'den 7500 mg/L'ye çıkarılması ile atıksuda toplam Kjeldahl azotu (TKN) konsantrasyonunun 780 mg/L'den 1300 mg/L'ye yükseldiği tespit edilmiştir. Atıksuyun KOİ konsantrasyonunun artırılması ile artan NH4+-N ile özellikle AnMF-OMBR'de arıtma performansında azalma gözlenmiştir (%54–67). UASB MF-OMBR'de ise, proses performansının KOİ artışına bağlı NH4+-N artışından daha az etkilendiği tespit edilmiştir (%70). KOİ rejeksiyonu KOİ konsantrasyonu artışından etkilenmemiş ve her iki sistemde de >%92 olarak elde edilmiştir. Metan üretimi de artan NH4+-N konsantrasyonundan etkilenerek azalmış ve çalışma sonunda AnMF-OMBR'de 0,16 L CH4/g KOİgiderilen, UASB MF-OMBR'de 0,18 L CH4/g KOİgiderilen olarak belirlenmiştir. Artan KOİ konsantrasyonları ile süpernatant NH4+-N konsantrasyonları da artış göstermiş ve bu durum biyoreaktörlerde anaerobik aktivitede inhibisyona sebep olmuştur. NH4+-N rejeksiyonları 5000 mg/L ve 7500 mg/L KOİ konsantrasyonlarında AnMF-OMBR'de sırasıyla %66 ve %64; UASB MF-OMBR'de %69 ve %72 olarak elde edilmiştir. Her iki sistemde de benzer yüksek PO4-3-P rejeksiyonları (>%89) elde edilmiştir. Başlangıç akı değerleri, 5000 mg/L ve 7500 mg/L KOİ konsantrasyonları ile işletimde AnMF-OMBR'de 9,61–5,99 L/m2·saat; UASB MF-OMBR'de 9,96–6,79 L/m2·saat olarak tespit edilmiştir. Kirli İO membranlarında gerçekleştirilen otopsi analizleri (FTIR, AFM, SEM-EDX) sonucunda, daha iyi arıtım performansı ve akı eldesinin gerçekleştiği UASB MF-OMBR'de membran kirlenmesinin AnMF-OMBR'ye göre daha az olduğu belirlenmiştir. NGS analizi sonucunda, artan KOİ konsantrasyonları ile işletim koşullarından (düşük OYH ve yüksek NH4+-N konsantrasyonu) mikrobiyal topluluğun etkilenerek metan üretiminin hidrojen ve karbondioksitten çok asetat yoluyla üretildiği tespit edilmiştir. Ayrıca, hem farklı ÇÇ konsantrasyonlarında hem de farklı KOİ konsantrasyonlarında işletilen sistemlerde strüvit ve MgPO4- çökelmesi meydana gelmiştir. Sonuç olarak, bu doktora tezi çalışmasında, mezbaha endüstrisi atıksularının yenilikçi UASB MF-OMBR sistemi ile etkili bir şekilde arıtılabileceği belirlenmiştir. UASB MF-OMBR sistemi AnMF-OMBR ile karşılaştırıldığında, konfigürasyonu sebebiyle özellikle akı performansı ve membran kirlenmesi açısından daha iyi bir performans sergilediği, tuz ve amonyak inhibisyonlarına karşı daha az duyarlı olduğu belirlenmiştir.
Ege Bölgesinde bir zeytinyağı üretim tesisinin çevresel etkilerinin yaşam döngüsü analizi ile belirlenmesi
Bu çalışma kapsamında Muğla ilinde bir zeytinyağı üretim tesisinde üretilen 1 L zeytinyağının (fonksiyonel birim) çevresel etkileri Yaşam Döngüsü Analizi (YDA) ile ortaya konmuştur. Çalışma kapsamında tesisin akış diyagramı dikkate alınarak oluşturulan sistem sınırı içerisinde envanter oluşturulmuştur. Bu kapsamda hammadde, enerji girdileri belirlenerek, hammaddenin temininden (zeytinlerin tesise gelişi), üretim ve işleme (4 aşama: zeytinin temizlenmesi (yaprak ayırma, yıkama), zeytinin hamur hale getirilmesi (kırma, yoğurma), katı ve sıvı fazların ayrılması (dekantasyon) ve sıvı fazların ayrılması (seperasyon)), şişeleme tesisine transfer, şişeleme, paketleme, depolama, dağıtım ve geri dönüşüm/atık yönetimi sürecinden sonra oluşan ürünler, atmosferik salınımlar, su kaynaklı kirleticiler, katı atıklar ve varsa diğer oluşan ürünler ortaya konmuştur. Zeytin bahçesi yetiştiriciliği sistem sınırı dışında bırakılmıştır. Tesiste kaynak kullanımı, su tüketimi, ısıtma/soğutma, kullanılan makinalar, paketleme ve nakliye gibi her bir proses ve basamak için veri toplanmıştır. Envanter tamamlandıktan sonra yaşam döngüsü etki analizi kapsamında etki kategorileri (Küresel Isınma Potansiyeli, Asidifikasyon Potansiyeli, Ötrofikasyon Potansiyeli, Ozon Tabakasındaki İncelme Potansiyeli, Karasal Zehirlilik, Su Zehirliliği, İnsan Sağlığı, Kaynak Tüketimi, Arazi Kullanımı, Su Kullanımı) bazında çevresel etkiler CMLI-A etki analizi metodu ile ortaya konmuştur.
Kahramanmaraş depremleri sonucu açığa çıkan yıkıntı atıklarının miktarının belirlenmesi ve sınıflandırılması: Nurdağı örneği
Geçmişten günümüze kaçınılmaz bir gerçek olan, pek çok defa yıkım yaşatmış olan deprem, ülkemizi 6 Şubat 2023 tarihinde saat 04:17'de Mw: 7.7 büyüklüğünde sarsmıştır. Merkez üssü Pazarcık (Kahramanmaraş) olan bu depremin 9 saat sonrasında ise Elbistan (Kahramanmaraş) merkez üslü Mw: 7.6 büyüklüğünde bir deprem daha yaşanmıştır. Bu iki yıkıcı depremin etkileri sürmekte, yardım çalışmaları devam etmekte iken 20 Şubat 2023 saat 20:04'te Yayladağı (Hatay) merkezli büyüklüğü Mw: 6.4 olan bir deprem daha meydana gelmiştir. Depremler sonucunda 50.783 kişi hayatını kaybetmiş, 37.984 yapı yıkılmıştır. Yıkım sonucu kontrol edilmesi güç olan boyutlarda inşaat ve yıkıntı atığı oluşmuştur. Tezin amacı, bu depremler sonucu ortaya çıkan inşaat ve yıkıntı atık miktarının tahmin edilmesidir. Dünyada deprem kuşağında bulunan çeşitli ülkeler, deprem sonucu oluşabilecek hasarların tahmin edilmesi üzerine programlar oluşturmuşlardır. Tez kapsamında Amerika Birleşik Devletleri'nde, Federal Acil Durum Yönetim Ajansı tarafından oluşturulmuş, bünyesinde bina envanter bilgileri işlenmiş HAZARD U.S. yazılımının metodoloji basamakları uygulanmış, depremden en çok hasarı almış bölgelerden biri olan Nurdağı ilçesinde yerinde saha gözlemleri yapılmıştır. Binalar sınıflandırılarak metodolojide verilen hesaplamalar yapılmıştır. Hesaplamalar sonucunda Nurdağı'ndan toplamda 1.670.758 ton yıkıntı atığı çıktığı tahmini yapılmıştır. Bu miktarın 939.128 tonu betonarme ve çelik elemanlardan, 731.630 ton kadarı tuğla, ahşap ve diğer elemanlardan oluştuğu tahmini yapılmıştır. İnşaat ve yıkıntı atıklarının ülke ekonomisine geri kazanılabilirliği araştırılmış, oluşan bu atıkların geri dönüşümü ve geri kazanımı üzerine yorumlamalarda bulunulmuştur. Program ile tahmin edilen yıkıntı atığı miktarı, deprem bölgesinde tahminleri yapılan toplam yıkıntı atığı miktarı ile karşılaştırıldığında tutarlı sonuç elde edildiği belirlenmiştir. Farklı ülkelerde kullanılabilir olan en kapsamlı afet yönetim yazılımlarından kabul edilen HAZUS ile geleceğe dönük yapılabilecek tahmin hesaplamalarının, afet öncesi ve afet sonrasında alınabilecek önlemlerin tespit edilmesinde örnek teşkil edebileceği tespit edilmiştir.
Anaerobik mikrofiltrasyon osmotik membran biyoreaktörlerde kaynak gari kazanımı
Bu çalışmada, Anaerobik Mikrofiltrasyon Osmotik Membran Biyoreaktör (AnMF-OMBR) ve Yukarı Akışlı Anaerobik Çamur Yataklı Mikrofiltrasyon Osmotik Membran Biyoreaktör (UASB MF-OMBR) sistemlerinden alınan mikrofiltrasyon (MF) ve ileri osmoz (İO) süzüntülerinden kaynak geri kazanımı araştırılmıştır. Çalışmanın birinci kısmında mezbaha endüstrisi atıksuyunun AnMF-OMBR ve UASB MF-OMBR sistemleri ile sürekli olarak arıtılması sonucu elde edilen kompozit MF ve İO süzüntülerinin tarımsal sulama amaçlı sıvı gübre olarak geri kazanımı değerlendirilmiştir. Süzüntüler, Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği (SKKY) kapsamında olan Atıksu Arıtma Tesisleri Teknik Usuller Tebliği (AAT−TUT)'ne göre değerlendirilmiş ve musluk suyu ile belirlenen seyreltme oranlarında karıştırılarak A sınıfı II. kalite tarımsal sulama suyu elde edilmiştir. Çalışmanın ikinci kısmında da musluk suyu ile karıştırılmış MF ve İO süzüntüleri ile 22 günlük sıvı gübre uygulaması yapılmıştır. İO süzüntülerinin (seyreltik çekme çözeltisi (SÇÇ)) MF süzüntülerine göre çim üzerinde daha pozitif etki yaptığı gözlemlenmiştir. Çalışmanın üçüncü kısmında ise, sistemlerin MF süzüntülerinin nanofiltrasyon ve ters osmoz sistemi (NF/TO) ile ileri arıtımından elde edilen süzüntüden A sınıfı II. kalite tarımsal sulama suyu eldesi ve konsantreden ise katı gübre (strüvit) eldesi sağlanmıştır. TO membranı ile ileri arıtım sonucu elde edilen konsantreden kimyasal çöktürme ile magnezyum amonyum fosfat (strüvit) eldesi için optimum pH 9 olarak belirlenmiştir. Elde edilen strüvit kristallerinin X-ışını Kırınımı (XRD) analizi ile değerlendirilmesi sonucu numunelerde strüvit karakteristik pikleri gözlemlenmiştir. Bu tez çalışmasında, AnMF-OMBR ve UASB MF-OMBR sistemlerinin MF ve İO süzüntüleri kaynak olarak değerlendirilerek; nütrient ve su geri kazanımı ile sürdürülebilir atıksu yönetimi hedeflenmiştir. Böylece, söz konusu sistemlerin "atıksu arıtma sistemleri'' olarak değil, "kaynak geri kazanımı sistemleri'' olarak işletilmesi sağlanmıştır.
Bir lojistik firmasında sürdürülebilirlik raporu ve uygulamalarının incelenmesi
Sürdürülebilirlik, çevresel etkilerin azaltılması, yeşil üretim ve tedarik zinciri, ekolojik unsurların korunması gibi konular günden güne şirketlerin varlıklarını sürdürebilmesi için zorunlu hale gelmektedir. Bu bağlamda tedarik zincirinin en önemli ayaklarından biri olan lojistik faaliyetlerinin de bu yönde pozisyon alması beklenmektedir. Sürdürülebilirlik raporlamaları ise sürdürülebilirlik faaliyetlerinin bir deklarasyonu olarak, paydaşlarla bu faaliyetlerin paylaşılmasının ve paydaşlar tarafından anlaşılmasının en etkili yöntemlerinden biridir. Bu çalışmanın amacı; sürdürülebilirlik raporlamalarının tarihsel gelişiminin incelenmesi ve bu kapsamda örnek olarak lojistik sektörü özelindeki bir şirkette sürdürülebilirlik raporlaması ayrıntılarının ve sürdürülebilirlik uygulamalarının ele alınmasıdır. Bu nedenle, örnek olarak seçilen lojistik firmasının sürdürülebilirlik raporlaması verileri ve sürdürülebilirliğin çevresel boyutuna etki eden sürdürülebilirlik uygulamaları incelenmiştir. Lojistik faaliyetlerinden kaynaklı en büyük çevresel etki, taşımada kullanılan yakıt nedeniyle karbon emisyonlarının oluşumudur. Bu bağlamda karbon emisyonlarının değişimleri, araç başına, kilometre başına gibi çeşitli şekillerde, üç yıllık periyotta incelenmiştir ve emisyon azaltımına yönelik öneriler tartışılmıştır. Üç yıllık veriler üzerinden, araç başına ton CO2e değişimleri incelendiğinde, 2020 yılında 4,97 ton CO2e/araç, 2021 yılında 5,54 CO2e/araç, 2022 yılında ise 5,35 CO2e/araç değerleri ortaya çıkmaktadır. Kilometre başına ton CO2e değerleri ise 2020 yılında 0,00082 CO2e/km, 2021 yılında 0,00081 CO2e/km, 2022 yılında ise bu değer 0,00084 CO2e/km olmuştur. Araç başına ton CO2e artış değişimleri sırasıyla; %11,5 artış, %3,43 azalış şeklindedir. Kilometre başına ton CO2e artış değişimleri sırasıyla; %0,49 azalış, %3,51 artış olarak hesaplanmıştır. Taşıma haricinde; depolama, ofis faaliyetlerinden kaynaklı enerji tüketimleri, su ve doğalgaz gibi kaynak kullanımları ve atık oluşumları da incelenerek diğer çevresel etkiler değerlendirilmiştir. Sürdürülebilirlik raporlamasının incelenmesi kapsamında ise lojistik firmasının yayınladığı üç adet raporun içerikleri, raporlamada yer alan çevresel konuların değişimi, raporun Küresel Raporlama İnisiyatifi (Global Reporting Initiative) indeksiyle olan eşleşmeleri gibi konular irdelenmiştir. Sonuç olarak, bir lojistik firmasının çevresel etkilerine karşılık olarak uyguladığı ve uygulayabileceği sürdürülebilirlik faaliyetlerine ilişkin çıkarımlar elde edilmiştir.
İplik boyama atıksularının membran prosesler ile geri kazanımının incelenmesi
Doğal su kaynaklarının azalmasında çevresel faktörlerin ve kontrolsüz su kullanımının etkileri gün geçtikçe artmaktadır. Tekstil su kullanımın ve atıksu oluşumunun yüksek olduğu endüstrilerden biridir. Türkiye için stratejik bir öneme sahip olan tekstil endüstrisi, üretim süreçlerinde çeşitli kimyasal maddelerin yanı sıra büyük miktarda su kullanmaktadır. Üretime bağlı olarak değişen kimyasal ve hammadde kullanımlarıyla tekstil endüstrisi atıksuları genellikle yüksek konsantrasyonda KOİ (Kimyasal Oksijen İhtiyacı), BOİ5 (Biyokimyasal Oksijen İhtiyacı), renk ve diğer kirleticileri içermektedir. Özellikle boya atıksuları, toksik ve yüksek kirletici özellikleri sebebiyle doğal çevreyi olumsuz etkileyebilmektedir. Hem doğal kaynakların hem de çevrenin korunması amacıyla tekstil endüstrisi atıksularının arıtılması ve geri kazanılması büyük önem taşımaktadır. Tekstil atıksularının arıtılması amacıyla konvansiyonel ve ileri arıtma prosesleri kullanılmaktadır. Membran prosesler, tekstil atıksularının arıtılması amacıyla yaygın kullanılan ileri arıtma proseslerinden biridir. Bu tez çalışması kapsamında, iplik boyama işlemlerinden kaynaklanan açık kahve, lacivert ve siyah boya atıksuları ile bu boyaların yıkama sularına farklı konsantrasyonlarda alüminyum sülfat ilave edilmiştir. Alüminyum sülfat ilavesi sonrasında Jar Test cihazında koagülasyon, flokülasyon ve çöktürme işlemleri gerçekleştirilmiştir. Alüminyum sülfat konsantrasyonundaki artışla KOİ giderme verimi artarken suya verilen sülfat sebebiyle sülfat konsantrasyonunda ve iletkenlik değerlerinde de artış görülmüştür. Koagülant ilavesi ile genel olarak partiküler kirleticilerin giderildiği ve kirletici konsantrasyonlarında önemli bir azalma olmadığı görülmüştür. 150 kDA, 50 kDA, 1 kDA ve 0,2 kDA membranlar ile suların moleküler ağırlık dağılımı çalışması gerçekleştirilmiştir. Kirleticiler moleküler büyüklüklerine göre sudan ayrılmıştır. KOİ'yi oluşturan organik maddelerin kullanılan boya türüne göre farklı moleküler ağırlıklarda olduğu ve moleküler ağırlıkların da kirletici giderimi üzerinde etkili olduğu görülmektedir. Bu moleküler ağırlıklar dikkate alınarak membran öncesi ön arıtma üniteleri ile uygun membran seçiminin yapılması gerektiği ortaya konulmuştur.
Güney Marmara Havzası'nda yayılı kirletici kaynakların belirlenmesi ve yönetim önerileri
Güney Marmara Havzası, Türkiye'nin kuzeybatısında yer alan ve Marmara Bölgesi'nin önemli bir kısmını kapsayan stratejik bir bölgedir. Tarım, sanayi, turizm ve su kaynakları bakımından zengin olan bu bölge, Türkiye'nin sürdürülebilir kalkınma hedefleri doğrultusunda korunması ve yönetilmesi gereken kritik alanlardan biridir. Stratejik önemi nedeniyle, havza pek çok yayılı kirletici kaynağına maruz kalmaktadır. Bu sebeple, havzanın korunması ve sürdürülebilir yönetim stratejilerinin uygulanması büyük önem taşımaktadır. Bu tez çalışması, Güney Marmara Havzası'nda yayılı kirletici kaynaklarından alıcı ortamlara ulaşabilecek besin maddesi yüklerinin (Toplam Azot- TN ve Toplam Fosfor- TP) tahmin edilmesini ve böylelikle su kaynaklarına ulaşabilecek yayılı kirliliğin tespit edilerek önlenmesi için yönetim önerilerinin geliştirilmesini amaçlamaktadır. Bu bağlamda, Güney Marmara Havzası sınırları içerisindeki iller ve bu illerin havza sınırları içerisindeki alanları belirlenmiştir. Su ortamlarına ulaşabilecek TN ve TP yükleri belirlenirken; tarım alanları, hayvancılık faaliyetleri, orman alanları, çayır- mera alanları, kentsel yüzeysel akış, katı atık depolama alanlarından kaynaklanan sızıntı suyu ve atmosferik birikim verilerinden yararlanılmıştır. Çalışma sonucunda Güney Marmara Havzası'nın TN ve TP yayılım haritaları oluşturulmuştur. Ayrıca, havzadaki yüzey suyu kalite sınıfı, yayılı kirliliğin yoğun olarak görüldüğü seçilen akarsular vasıtasıyla Yerüstü Su Kalitesi Yönetmeliği'ne göre değerlendirilmiş ve su kalite parametrelerinin korelasyon matrisleri oluşturularak su kirliliği kaynakları tespit edilmeye çalışılmıştır.
"Atıktan enerji" kapsamında hidrojen ve metan üretimi: Tufalden metal geri dönüşümüne yenilikçi bir yaklaşım
Bu çalışmada, ömrünü tamamlamış lastik (ÖTL), plastik ve kağıt endüstrisi proses atıklarının pirolizi ile hidrojen ve metan açısından zengin gaz ürün elde edilerek atıktan enerji kavramına yeni bir yaklaşım sağlanması amaçlanmış ve bu gaz ürünün demir-çelik sektöründe üretim faaliyetleri sonucu yüksek miktarlarda oluşan tufal (demir oksit tabakası) atığından metalik demirin geri dönüşümünün sağlanması amacıyla alternatif olarak değerlendirilmesi araştırılmıştır. Çalışma kapsamında, yatay ve düşey akışlı olmak üzere iki adet reaktör tipi ile çalışılmış, oluşan gaz ürünlerin enerji içeriği hesaplanmış ve tufalin indirgenme çalışmaları yürütülmüştür. İndirgenme reaksiyonlarında H2 ve CH4 gazları yüksek etkinliğe sahip olup, yatay akışlı reaktörde yürütülen ve piroliz basamağında elde edilen gaz ürünlerin toplam H2 (%44) ve CH4 (%20) içerikleri maksimum %64 olarak tespit edilmiş ve gaz ürünlerin kalorifik değeri maksimum 4079 kcal/m3 olarak hesaplanmıştır. Yatay akışlı reaktörün düşey akışlı reaktöre kıyasla daha verimli sonuçlar sağladığı belirlenmiştir. Araştırmalar sonucunda, yatay akışlı reaktör ile tufalin tamamen metalik demire geri dönüşümü sağlanmıştır.
Bankacılık sektörü özelinde sürdürülebilirlik raporlarının ve uygulamalarının değerlendirilmesi
Son yıllarda sürdürülebilirlik kavramının önemi hem insanlar, hem canlılar hem de çevre için gün geçtikçe daha iyi anlaşılmaya başlanmıştır. Sürdürülebilirlik denilince ilk etapta akla her ne kadar bankalar gelmese de işletmelerin büyüme ve kalkınması noktasında bankalara ihtiyacı vardır. Bankalar temin ettikleri fonlar ile işletmelere doğrudan katkıda bulunmaktadır. Bankaların sürdürülebilirlik yönündeki tutumları, işletmelerin geleceğe dönük sürdürülebilir planlarını doğrudan etkileyecektir. Bankaların sürdürülebilir kalkınmaya destek olabilmesi için öncelikle güçlü bir finans sistemine sahip olması, ardından sürdürülebilir yatırımları desteklemesi gerekmektedir. Sürdürülebilir yatırımlar desteklenirken bankaların kendi içerisindeki çevresel ve sürdürülebilir politikalarının doğru bir şekilde hayata geçirilmesi gerekmektedir. Bu tez çalışmasında dördü özel banka, üçü kamu bankası olmak üzere toplamda yedi bankanın 2019-2023 yılları arasında resmi internet sitesinde yayımladıkları Entegre Faaliyet Raporlarında yer alan Çevresel Performans Tabloları/Çevresel Performans Göstergeleri/Ana Performans Göstergelerindeki sayısal veriler analiz edilerek bankaların sürdürülebilirlik noktasında hangi aşamada oldukları, son beş sene içerisinde nasıl bir gelişme gösterdikleri ve sürdürülebilirlik yolunda neler yapmaları gerektiği incelenmiştir. Enerji tüketimleri incelendiğinde genel olarak bütün bankalarda (KB3 hariç) kişi başı enerji tüketimi azalırken, enerji tüketiminin en fazla azaldığı bankalar yaklaşık %17, %15 ve %14 azalma ile sırasıyla ÖB1, KB1 ve ÖB3 bankaları olmuştur. Enerji tüketimine bağlı olarak karbon salınımında da azalmalar meydana gelmiştir. Özel bankalardaki ortalama karbon salınımı azalması %72 olarak belirlenirken, bu değer kamu bankalarında %36,5 olarak hesaplanmıştır. Sonuç olarak enerji tüketiminin ve karbon salınımının azaltılmasında özel bankaların daha bilinçli davrandığı sonucuna varılabilir.
Türkiye genelinde PM10 Konsantrasyonlarının EOF/REOF analizi ile mevsimsel değişiminin incelenmesi
Hava kirliliği en temel çevre sorunlarından biridir ve PM10 gibi hava kirleticileri, iklim sistemini etkilemenin yanı sıra insan sağlığına, çevreye ve ekosisteme ciddi bir tehdit oluşturan önemli bir atmosferik kirletici olarak tanımlanmaktadır. Bu çalışmada PM10'un kaynaklarını ve dolaşım davranışını ortaya koymak amacıyla Türkiye genelinde 80 hava kalitesi istasyonunda 2010-2020 döneminde günlük ortalama PM10 verilerine döndürülmüş ampirik ortogonal fonksiyon (REOF) analizi uygulanmış ve PM10 konsantrasyonlarının EOF/REOF analizi ile Türkiye'deki mevsimsel değişimi incelenmiştir. On yıllık dönemde günlük PM10 verilerinin uygulanan REOF analiz sonuçları ilk REOF modu (REOF1) toplam değişkenliğinin kış, ilkbahar, yaz ve sonbaharda sırasıyla %44,9, %43,2, %39,5 ve %31,6 olmak üzere dört mevsimde de yerel emisyon kaynaklarının PM10 değişimleri üzerinde etkili olduğunu ve kirlilik bakımından önemli istasyonların birbirine uzak farklı coğrafi bölgelerde bulunduğunu göstermiştir (kış mevsiminde REOF1 için önemli istasyonlar Adana Meteoroloji, Çanakkale , Erzincan, Giresun, Kastamonu ve Sinop). Benzer durum ilkbahar, yaz ve sonbahar mevsimlerinde de görülmüştür. İkinci REOF modunun (REOF2) sonuçları kış, ilkbahar, yaz ve sonbahar mevsimlerinde sırasıyla %17,9, %14,0, %14,0 ve %16,3 olarak bulunmuş ve PM10'da büyük ölçekli atmosferik sirkülasyonların etkisi olduğunu göstermiştir. REOF2 analizi ve sinoptik kompozit haritalardan elde edilen sonuçlara göre PM10'un kış aylarında Arap Yarımadası ve Kuzey Afrika'dan Türkiye'nin Doğu Anadolu (DAB) ve Güneydoğu Anadolu (GAB) bölgelerine taşınmasında sırasıyla güney rüzgarlarının kuvvetinin ve düşük seviyelerde güneybatı rüzgarlarının varlığının önemli olduğu görülmüştür. İlkbahar aylarında ülkenin iç karasal kısmındaki kum parçacıkları, büyük ölçekli güney rüzgarlarının etkisiyle kuzey bölgelere taşınmakta, bu da Türkiye'nin Karadeniz Bölgesi'nde sınır değerin üzerinde PM10 konsantrasyonlarına neden olmaktadır. Yaz aylarında, kuvvetli doğu rüzgarları ile Türkiye'nin doğu bölgesine giren sıcak kuru hava ile birlikte toz parçacıkları Hazar Denizi'nden gelmekte ve yüksek PM10 değerlerine neden olmaktadır. Bulgularımız, Türkiye'de hava kalitesindeki mevsimsel değişimlerin büyük ölçekli atmosferik sirkülasyonlardan ikincil olarak etkilendiğini ve birincil katkının ise yerel emisyon kaynaklarındaki değişimlerden kaynaklandığını göstermiştir. Anahtar kelimeler: EOF, NCEP/NCAR yeniden analizi, PM10, Sinoptik kompozitler, Türkiye
İklim değişikliğinde rol oynayan siyah karbon ve ultra ince partiküllerin İstanbul atmosferindeki değişiminin araştırılması
İklim değişikliği ve hava kirliliği konuları uzun yıllardır yoğun bir şekilde araştırılmaktadır ve etkileşimleri dolayısı ile son yıllarda bazı kirleticilerin araştırmalarda önemle üzerinde durulmaktadır. Siyah Karbon (BC) ve Ultra İnce Partiküller (UFP), insan sağlığı ve kısa süreli iklim etkileri açısından önemli kirleticiler olarak değerlendirilmektedir. Bu tezde Türkiye'de ve İstanbul'da ilk kez BC ve UFP farklı üç alanda (kentsel arka plan, kentsel ve trafik istasyonları) dört mevsimde ölçülmüş ve kaynakları belirlenmiştir. En yüksek ortalama BC (6,0 ± 0,5 µg/m³) ve UFP (17580 ± 3584 #/cm³) konsantrasyonları trafik istasyonunda gözlenmiştir. Kentsel arka plan ölçümlerine göre trafik ve kentsel istasyonlarda BC değerleri sırasıyla 2,5 ve 1,8 kat, UFP değerleri ise 3,9 ve 2,5 kat daha yüksek tespit edilmiştir. Trafik İstanbul atmosferindeki BC ve özellikle de nano boyutlu partikül madde kirliliği bakımından en etkin kaynaktır. UFP'ler toplam atmosferik partiküller içinde %80'den fazla bir orana sahiptir. İkincil partikül maddenin toplam partikül sayısındaki katkısı kentsel arka planda %64, kentsel alanda %66 ve trafik yakını alanda %58 olarak hesaplanmıştır. İstanbul atmosferinde çoğunlukla güneş ışınlarının varlığında atmosferik reaksiyonlarla oluşan ikincil partikül maddenin UFP'nin önemli bir kısmını oluşturduğu görülmüştür. İklim değişikliği etkisi bakımında kentsel alanlarda UFP ve BC izlenmesi önemlidir ve mekânsal ve zamansal dağılımının anlaşılması için uzun süreli ve çok alanda izleme yapılması ve ilgili azaltıcı önlem politikalarının geliştirilmesi gerekmektedir.
Polidopamin katkılı polimerik kompozit membranların mekanik ve termal davranışının incelenerek su arıtımına uygulanması
Son zamanlarda içme suyu, evsel atık sular ve endüsriyel atıksuların arıtılmasında polimerik membranların kullanımı hızla yaygınlaşmaktadır. Polimerik membranların üretim kolaylığı, maliyet verimliliği ve yüksek çıkış suyu kalitesi sebebiyle su arıtımında tercih edilmektedir. Membran üretiminde kullanılan polimerik malzemeler, yüksek performanslı membran üretimi için en önemli unsurdur. Ticari boyutta en yaygın olarak kullanılan organik polimerler: Polisülfon (PSf), Polietersülfon (PES), Poliakrilonitril (PAN) vb. gibi polimerlerdir. Bu çalışmada, dopamin katkısız PSf membranlar, dopamin katkılı PSf membranlar ve PDA çözeltisi ile kaplanmış PSf membranlar olarak üç farklı tip polimerik membran üretilmiş ve karakterize edilmiştir. Membran performansını ve mekanik dayanımı arttırmak amacıyla polimerlerin içerisine Polidopamin (PDA) ilave edilerek, kompozit membranların üretilmiştir. Membran üretiminde PSf, PVP ve dopamin oranları sırasıyla %15, %5 ve %0,2 olarak sabit tutulmuş ve faz inversiyon yöntemi kullanılmıştır. Üretilen membranların karakterizasyonunu analizleri, FTIR, SEM, su tutma kapasitesi, porozite, temas açısı, DMA ve DSC testlerini içermiştir. Membranlar üzerine Dead-end filtrasyon sistemi ile saf su ve göl suyu akı testleri yapılmış ve kirlenmiş membranların tekrar performansları değerlendirilmiştir. Sonuçlar, PDA ile katklı membranların mekanik, termal ve kimyasal özelliklerini iyileştirdiğini göstermiştir. Özellikle PSf/PVP/Tris/dopamin membranları saf su ve göl suyu akışında en yüksek performansı sergilemiş, ancak kirlenme sonrası performansta azalma gözlemlenmiştir. Bu çalışma, dopamin katkılı ve PDA kaplamalı membranların su arıtma uygulamalarında potansiyel kullanımını ortaya koyulmuştur.
Traverten madenciliğinde çevresel etkilerin yaşam döngü yaklaşımı ile değerlendirilmesi
Madencilik ve sürdürülebilirlik kavramlarına olan ilgi dünya genelinde ve ülkemizde giderek artmaktadır; bu da madencilik sektörünün daha sürdürülebilir bir hale getirilmesi gerekliliğini ortaya koymaktadır. Özellikle doğal taşlar inşaat, yapı ve kaplama gibi yaygın kullanım alanlarına sahip olup hem ekonomik büyümeye hem de çevresel sürdürülebilirliğe önemli katkılar sunmaktadır. Doğal taşlardan biri olan traverten, derin bir hidrotermal döngüden gelen aşırı doymuş kalsiyum karbonat suları ile beslenen kaynaklarla birlikte oluşan 'kıtasal karbonat kayaçları' olarak tanımlanır. Bu çalışmada Denizli ili Çal ilçesindeki Kaklık traverten ocağında, traverten blok üretiminin çevresel etkileri YDD yöntemi kullanılarak ortaya konmuştur. Bu kapsamda, traverten ocağındaki kesme ve ocak içi nakliye aşamaları dikkate alınmış, fonksiyonel birim 1 m3 traverten blok üretimi olarak seçilmiş ve YDD analizi GaBi Education (versiyon 8.0) yazılımı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Sistem sınırı ise beşikten kapıya olarak belirlenmiştir. Küresel ısınma potansiyeli, asidifikasyon ve ötrofikasyon potansiyeli dahil olmak üzere on bir farklı etki kategorisini değerlendirmek üzere CML-2001 etki değerlendirme yöntemi kullanılmıştır. Elde edilen bulgulara göre 1 m3 traverten blok üretimi için GWP değeri 32,6 kg CO₂ eşdeğeri olarak belirlenmiştir. Sonuçlar, tüm etki kategorilerine en büyük katkının kesme işlemi kullanılan elektrik ve nakliye sürecindeki dizel kullanımından kaynaklandığını göstermektedir. Bu çalışmada, traverten blok üretiminin çevresel etkilerine dair sonuçların yanı sıra, çevresel etkilerin azaltılması amacıyla kesme aşamasında yenilenebilir enerji kaynağı olarak güneş ve rüzgâr enerjisi kullanımını içeren iyileştirme senaryoları oluşturulmuştur. Güneş ve rüzgâr enerjisi kullanımı senaryoları sayesinde, 1 m3 traverten blok üretimi için GWP değeri sırasıyla 7,18 kg CO2 eşdeğeri ve 6,03 kg CO2 eşdeğeri düzeyinde iyileşme sağlamıştır.
Deniz suyu desalinasyon tesislerinde yaşam döngüsü analizi uygulaması
Bu tezde, Marmara Bölgesi'ndeki bir deniz suyu ters osmoz (TO) desalinasyon tesisinin ürettiği 1 m³ arıtılmış deniz suyunun çevresel etkileri kapıdan kapıya yaklaşımıyla Yaşam Döngüsü Analizi (YDA) metoduyla ortaya konmuş ve değerlendirilmiştir. Fonksiyonel birim olarak 1 m³ arıtılmış deniz suyu seçilmiştir ve sistem sınırı; ham deniz suyunun temini ile başlayıp ham deniz suyunun arıtım süreçleri ile ardından şebekeye dağıtımı ve son kullanıcıya ulaşması aşamalarını kapsamaktadır. Tesis verileri ile gerçekleştirilen YDA uygulaması dışında tesisinin su alma yapısına yakın noktadan alınan ham deniz suyu örneği laboratuvar ortamında analiz edilerek suyun karakteristiği belirlenmiştir. Suyun arıtılabilirliğini değerlendirmek amacıyla hem ters osmoz (TO) hem de nanofiltrasyon (NF) membranlarıyla arıtabilirlik çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmalar sonucunda elde edilen deneysel veriler, ticari bir proses tasarım yazılımı ile modellenmiştir ve deney sistemine ait yaşam döngüsü envanteri (YDE) oluşturulmuştur. Oluşturulan bu envanter, ReCiPe 2016 metodu ile YDA'ya tabi tutulmuş; elde edilen çevresel etki sonuçları, gerçek tesis verileri ile karşılaştırılarak analiz edilmiştir. Analizler SimaPro 9.1.1.7 Educational sürümünde ReCiPe 2016 hesaplama metodu ile gerçekleştirilmiş; orta nokta kategorileri olarak; Küresel Isınma Potansiyeli (KIP), Stratosferik Ozon Tüketimi Potansiyeli (SOTP), İyonlaşmış Radyasyon Potansiyeli (İRP), Ozon Oluşumu Potansiyeli, İnsan Sağlığı, (OOP, İS) Ozon Oluşumu Potansiyeli, Karasal Ekosistemler (OOP, KE), Karasal Asidifikasyon Potansiyeli (KAP), İnce Partikül Madde Oluşumu Potansiyeli (İPMOP), Tatlı Su Sucul Ötrofikasyon Potansiyeli (TSSÖP), Deniz Sucul Ötrofikasyon Potansiyeli (DSÖP), Kara Canlılarına Ekotoksisite Potansiyeli (KCEP), Tatlı Su Canlılarına Ekotoksisite Potansiyeli (TSCEP), Deniz Canlılarına Ekotoksisite Potansiyeli (DCEP), Toksisite–İnsan Sağlığı (T İS (Kanser) / T İS (Kanser Dışı)), Arazi Kullanımı (AK), Mineral Kaynak Kıtlığı (MKK), Fosil Kaynak Kıtlığı (FKK) ve Su Tüketimi (ST); son nokta kategorileri olarak da İnsan Sağlığı, Ekosistem ve Kaynaklar ele alınmıştır. Hassasiyet analizleri için IMPACT 2002+ ve CML IA Baseline metodları, belirsizlik değerlendirmesi için ise Monte Carlo simülasyonu uygulanmıştır. Sonuçlar, tüm etki kategorilerinde enerji tüketimi nedeniyle TO prosesinin baskın katkı kaynağı olduğunu göstermiştir. Bu nedenle tesisin çevresel etkilerininin iyileştirilmesinde yenilenebilir ve yenilenemeyen enerji karışımları içeren iki alternatif senaryo modellenmiş; yenilenebilir kaynak kullanımının etki düzeylerinde ciddi azalmalar sağladığı, bu nedenle yüksek enerji gereksinimi kaynaklı emisyonların önüne geçmek için tesiste yenilenebilir enerjiye geçişin kaçınılmaz olduğu matematiksel olarak kanıtlanmıştır. Sonuç olarak, desalinasyon ile içme suyu üretiminde çevresel etkilerin azaltılması için enerji yoğun proseslerin enerji verimliliğinin artırılması ve yenilenebilir enerji kaynaklarına geçişin hızlandırılması önerilmektedir.
İçme suyu arıtımı için nanokompozit membranların üretimi: Termal ve mekanik davranışlarının modellenmesi
Son dönemde membran filtrasyonunda öne çıkan inorganik-organik kompozit membranlar, inorganik maddelerin kararlılığı ile organik polimerlerin işlenebilirliğini bir araya getirerek yeni nesil membranlar için büyük potansiyel sunmaktadır. Gümüş ve titanyum dioksit gibi inorganik materyaller membranın hidrofilikliğini artırmanın yanında mekanik dayanımı iyileştirmek, antibakteriyel etki göstermek ve tıkanma engelleyici özellik sağlayarak membran ömrünün uzatılmasına önemli katkı sağlamaktadırlar. Bu çalışmada termoplastik polimerler sınıfından olan polisülfon (PSf) ile yapılmış membranlar ve PSf ile polivinilpirolidondan (PVP) oluşan membranlara gümüş nanopartikül (AgNP) ve titanyum (IV) dioksit (TiO2) hem ayrı ayrı hem de iki nanopartikül birlikte farklı varyasyonlarla ağırlıkça %0.25, %0.5 ve %1 oranlarında eklenerek toplamda 18 farklı membran elde edilip bu materyallerin membran yapısına, karakterizasyonuna ve performansına olan etkileri ölçülmüştür. Tüm membranlar faz inversiyon yöntemi kullanılarak üretilmiştir. Elde edilen membranların pürüzlülüğü, yüzey morfolojisi, porozitesi, su tutma kapasitesi, por boyutu ile mekanik ve termal özellikleri incelenerek karşılaştırılmıştır. Bunun yanında akı performansları hem temiz membranlardan saf su geçirilmesi, hem temiz membranlardan Terkos Gölü'nden alınan suyun geçirilmesi, hem de kirletilmiş membranlardan saf su geçirilmesi koşulları altında bir dead-end filtrasyon düzeneği kullanılarak incelenmiştir. Membranların akı geri kazanım oranı (FRR), toplam kirlenme oranı (RT), geri dönüştürülemez kirlenme oranı (Rir) ve geri dönüştürülebilir kirlenme oranı (Rr) belirlenerek membranların kirlenmeye karşı direnç performansları değerlendirilmiştir. Söz konusu işlemler sonucunda da Mori-Tanaka ve Karışımlar Teorisi yöntemleri kullanılarak membranların modellemesi yapılmıştır.
Türkiye'nin farklı iklim bölgelerinde kentsel yeşillendirme ile yağmur suyu hasadı yönetiminin performans değerlendirmesi
Dünyadaki su kaynaklarının sadece çok küçük bir kısmı tatlı içme suyu olarak kullanılabilir. Suyun doğal döngüsünde sürekli olarak yenilenmesi, insanları alternatif su kaynaklarına yönlendirmiştir. Dünya genelinde gri suyun kullanımı, yağmur suyun kullanımı gibi birçok alternatif su kaynakları bulunmaktadır. Bunlardan birisi, yağmur suyunun etkili stratejilerle yönetilmesidir. İklim değişikliğiyle birlikte suya erişimin daha da zorlaşacağı göz önünde bulundurulduğunda, yağmur suyunun alternatif bir kaynak olarak kullanılması, suyun sürdürülebilir yönetimi ve korunmasına önemli katkılar sağlar. Bu tez, sürdürülebilir su yönetimi kapsamında Türkiye'nin farklı şehirlerinde uygulanan yağmur suyu yönetim stratejilerini ve su tüketim verilerini analiz ederek, mevcut durumun iyileştirilmesi için öneriler geliştirmeyi amaçlamaktadır. Antalya, Diyarbakır, İstanbul, İzmir, Kocaeli, Malatya ve Tekirdağ şehirlerinde yapılan çalışmalarda, dış mekan su tüketimi, iç mekan su kullanımı ve 'En İyi Yağmur Suyu Yönetim xiii Stratejisi' alanları ele alınmıştır. Diyarbakır ve İzmir gibi yağış hacminin düşük olduğu şehirlerde verimliliğin artırılması gerektiğini ve yağmur suyundan maksimum fayda sağlanması gerektiği ortaya koyulmuştur. Antalya gibi yağış hacminin fazla olduğu şehirlerde ise, geleneksel yağmur suyu yönetim yöntemlerinin yetersiz olduğu ortaya konmuştur. Bu doğrultuda, düşük su tüketimli bitki türlerinin kullanımının artırılması, akıllı sulama sistemlerinin yaygınlaştırılması, düşük debili iç mekan armatürlerinin kullanımı ve yağmur suyu toplama sistemlerinin uygulanması gibi öneriler geliştirilmiştir. İklimsel farklılıkların su tüketimi üzerindeki etkisi, sıcak ve kurak bölgelerdeki yüksek tüketim değerleriyle kendini göstermektedir. Bu nedenle, bölgesel ihtiyaçlara göre özelleştirilmiş stratejilerin uygulanması gerekmektedir. Bu tez, sürdürülebilir su yönetimi ve yağmur suyu stratejilerinin etkinliğini artırmak için kapsamlı öneriler sunmaktadır. Hem ulusal hem de uluslararası iyi uygulamalardan alınan ilhamla, Türkiye'deki mevcut su yönetimi politikalarının geliştirilmesi ve kaynakların korunması gerektiğine vurgu yapmaktadır.
Sularda krom (VI) nın giderimi ve geri kazanımı için iyon değiştirici kullanımı
Endüstriyel atıksularda önemli bir ağır metal kirleticisi olan hekzavalent krom [Cr(VI)], toksik ve genetik yapıyı değiştirme potansiyeline sahip olması nedeniyle çevre ve insan sağlığı açısından ciddi bir risk oluşturmaktadır. Bu çalışmada, kuvvetli bazik anyon değiştirici reçine Amberlite IRA 402 kullanılarak Cr (VI) iyonlarının giderimi araştırılmıştır. Deneyler kesikli yöntemle gerçekleştirilmiş ve Cr (VI) gideriminin temas süresi, pH ve adsorbent konsantrasyonuna bağlı olduğu gözlemlenmiştir. Optimum koşullarda, 100 mg/L başlangıç konsantrasyonu ve 0.15 g/100 mL adsorbent için denge süresi 12 dakika olarak belirlenmiş, Lagergren hız sabitinin 0.250 dk⁻¹ olduğu saptanmıştır. pH değerinin giderim üzerinde büyük bir etkisi olduğu, pH 3.50'de maksimum adsorpsiyon kapasitesinin 132.63 mg/g olduğu, ancak pH değerinin 7.50'ye yükselmesiyle bu kapasitenin azaldığı bulunmuştur. Rejenerasyon deneylerinde NaCl çözeltisi kullanılmış, konsantrasyon ve hacim arttıkça giderim veriminin de yükseldiği tespit edilmiştir. Yapay yer altı suyu ile yapılan deneylerde, çözeltideki diğer iyonların rekabeti nedeniyle Cr (VI) giderim kapasitesi 33.22 mg/g'ye düşmüştür. Ayrıca, granüler aktif karbon ile yapılan karşılaştırmalarda, Amberlite IRA 402 iyon değiştirici reçinesinin Cr (VI) giderim kapasitesinin granüler aktif karbona kıyasla daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Anahtar kelimeler: Hekzavalent Krom, Adsorpsiyon, Amberlite IRA 402, Anyon Değiştirici Reçine, Endüstriyel Atıksu, Granüler Aktif Karbon
Çevresel gürültü yönetimi kapsamında işitsel peyzaj yaklaşımı kullanılarak geliştirilmiş modelin eğitime duyarlı alanlarda analizi
Büyük şehirlerde insanlar birçok problemle karşılaşır. Bu problemlerin başında çevresel faktörler gelmektedir. Çevresel faktörlerden biri olan gürültü genellikle dikkate alınmadığı gibi aynı zamanda önemsenmez. Gürültü aslında diğer çevresel kirleticiler gibi bir kirlilik türüdür. Gürültü insanlar için ancak karşılaşıldığında ya da maruz kalındığında önemli hale gelmektedir. Gürültünün önemine insan özelinde bakıldığında insanların gürültü konusundaki hassasiyetleri ve gürültü algıları gürültünün olduğu yerlerde ön plana çıkmaktadır. Okullarda çevresel gürültüye yönelik araştırmalar yapılmıştır. Ancak yapılan çalışmalarda öğrenci ve öğretmenlerin gürültü algıları sadece gürültü ölçümleriyle sınırlı kalmak üzere değerlendirilmiştir. Önerilen çalışma ile çevresel gürültü yönetimi kapsamında işitsel peyzaj yaklaşımı ile akustik konforun belirlenmesinde için bir model önerisinde bulunma ve eğitime duyarlı alanlar bağlamında okul çevrelerinde modelin geliştirilmesi amaçlanmaktadır. Tez çalışması kapsamındaki saha çalışmaları İstanbul'un merkezi sayılan, valilik, belediye sarayı gibi birçok kamu kurum kuruluşunun yer aldığı ve lise seviyesindeki öğrencilerin verilen nitelikli eğitim nedeniyle tercih ettiği Fatih ilçesinde gerçekleştirilmiştir. Çalışmada, pilot ölçekli 4 okul seçilmiştir. Özellikle taşıt ve insan yoğunluğunun olduğu 3 okulda ve taşıt trafiğinin nispeten daha az olduğu 1 okulda öğrencilerin ve öğretmenlerin gürültü konusunda algıları ve çevresel kalite memnuniyetleri anket yoluyla ölçülmüştür. Anket çalışması yanı sıra gürültü seviyesinin belirlenmesi için okullarda gürültü ölçümü de yapılmıştır. Ayrıca aynı ortamda haftalık 24 saat esaslı hava kalitesi ölçümleri, PM2,5, PM10, sıcaklık ve nem parametreleri için gerçekleştirilmiştir. Önerilen çalışma ile çevresel gürültü yönetimi kapsamında işitsel peyzaj yaklaşımı ile akustik konforun belirlenmesi için bir model önerisinde bulunma ve eğitime duyarlı alanlar bağlamında okul çevrelerinde modelin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Dört lisede gürültü ölçümleri, hava kalitesi ölçümleri yapılarak, anketler uygulanmıştır. Gürültü ölçümlerinde LAeq, LCeq, LA10, LA50, LA90, LCeq-LAeq, LA10-LA90 değerlerine, hava kalitesi ölçümlerinde PM2,5 PM10, sıcaklık ve nem değerlerine bakılmıştır. Liselerde 699 öğrenci ve 147 öğretmen olmak üzere toplam 846 kişiye anket uygulanmıştır. Anket, ölçüm sonuçları ve matematiksel hesaplamalar SPSS programında analiz edilmiştir. Ses kalitesi bağımlı değişken olarak belirlenirken, ses kalitesi ve ses uyumu arasında kuvvetli ilişki olduğu tespit edilmiştir. Model oluşturma konusunda SPSS programına ek olarak MATLAB programında yapay sinir ağı kullanılarak modelin korelasyonu ve modelin açıklama gücü ortaya konulmuştur. Sonuç olarak yapılan çalışmada, Eğitime Duyarlı Alanlar (EDA) modelinde ses kalitesi; ortamdaki seslerin uyumu, okuldaki genel ses memnuniyeti, çevre kalitesi, LA50, nem ve sıcaklık ile açıklanabilmektedir. Bu model bize gürültü ölçüm sonuçlarının sadece nesnel parametreler açısından irdelenmemesi gerektiğini, öznel parametrelerinde hesaba katılması gerektiğini göstermektedir. Yapılan literatür taraması neticesinde, önerilen tez çalışmasının işitsel peyzaj çalışması ile gürültü alanında okul çevrelerinde yapılan ülkemizdeki en kapsamlı ve öncü çalışma olduğu görülmektedir.
Deri endüstrisi arıtma çamurlarının gazlaştırılmasında deneysel parametrelerin ve katalizör etkisinin araştırılması ve modellenmesi
Enerji talebinin artması, fosil yakıtların çevresel etkileri ve iklim değişikliği nedeniyle sürdürülebilir enerji çözümlerine ihtiyaç artmıştır. Bu bağlamda, biyokütle gazlaştırma teknolojisi atık bertarafı, enerji geri kazanımı ve karbon emisyonunu azaltma açısından kritik öneme sahiptir. Bu doktora çalışmasında deri endüstrisinden çıkan iki atık türü (arıtma çamur keki ve deri kırpıntısı) yukarı akışlı sabit yataklı reaktörde gazlaştırılmış ve süreç çıktıları yapay zeka (AI) yöntemleriyle analiz edilmiştir. Atıkların fiziksel ve kimyasal analizlerinde; nem oranları, %10 çamur keki, %8 deri kırpıntısı olarak hesaplanmıştır. Deri kırpıntısının uçucu madde (%95), kalorifik değer (4960 kcal/kg), karbon (%48,8) ve hidrojen (%7,2) içerikleri çamur kekine göre daha yüksek bulunarak sentez gaz üretimine daha uygun olduğu belirlenmiştir. TGA sonuçları deri kırpıntısında %88 kütle kaybını desteklerken, SEM analizleri her iki atığın da mikroyapısının gazlaştırma verimini artırdığını göstermiştir. FTIR analizleri ise organik madde açısından zengin olduklarını doğrulamıştır. Çalışmanın ikinci bölümünde; Mermer tozu ve Al-Ni katalizörleri kullanılarak gaz verimleri incelenmiş; %5 mermer tozu ile 1000°C'de maksimum verim (%74) elde edilirken, yüksek oranlarda katalizör kullanımının ters etki yaptığı gözlenmiştir. Yüksek sıcaklıkta (1000°C) H₂ üretimi (%36), saf oksijen kullanımında ise CO (%28) ve H₂ (%37) oranları artmıştır. AI tabanlı modelleme (RF, SVR, KNN ve CNN-LSTM gibi yöntemlerle) gerçekleştirilen analizlerde KNN, H₂ tahmininde R²=0,987 başarısı göstermiştir. CNN-LSTM modeli ise CO tahmininde R²=0,986 elde ederek en başarılı model olarak öne çıkmıştır. Sonuç olarak bu tez çalışmasında, deri endüstrisi atıklarının gazlaştırma teknolojisiyle enerjiye dönüştürülmesinin teknik ve çevresel olarak uygulanabilir olduğunu, AI modellerinin süreç optimizasyonunda etkili olduğunu ortaya konulmuştur.
Türkiye'de elektrikli araç bataryalarının geri dönüşüm sürecinin çevresel, ekonomik ve mevzuat açısından değerlendirilmesi
Elektrikli araçlar (EV), karbon emisyonlarını azaltmak ve fosil yakıtlara bağımlılığı düşürmek açısından önemlidir. Ancak bataryaların kullanım ömrü sonunda geri dönüşüm süreçleri; çevresel kirlilik, ekonomik kayıplar ve mevzuat eksiklikleri gibi sorunlar doğurmaktadır. Bu çalışma, Türkiye'de elektrikli araç bataryalarının geri dönüşümünü çevresel etkiler, ekonomik fizibilite ve mevzuat uyumu açısından değerlendirmektedir. Literatür ve mevzuat analizi yapılmış; AB düzenlemeleri ile Türkiye uygulamaları karşılaştırılmış, senaryolarla süreçler analiz edilmiştir. Bulgular, altyapının gelişmekte olduğunu ve sektörde yüksek potansiyel bulunduğunu göstermektedir. Mevzuatın güçlendirilmesi, teşviklerin artırılması ve teknik kapasitenin geliştirilmesi sürdürülebilir geri dönüşüm için gereklidir
Sürdürülebilir havacılık sektörü ve karbon emisyon miktarının düşürülmesi
Bu tez çalışmasında, Türk Hava Yolları (THY) operasyonlarında uygulanan ağırlık azaltımı ve dijital menü geçişinin yakıt tüketimi, maliyetler ve karbon emisyonları üzerindeki etkileri incelenmiştir. Çalışmanın ilk bölümünde uçak ağırlığındaki azalmanın yakıt tüketimine olan etkisi ele alınmış, dijital menü uygulamasının operasyonel verimlilik açısından sağladığı katkılar değerlendirilmiştir. Bu kapsamda, dijital menüye geçişin yakıt tüketimi ve karbon emisyonları üzerindeki etkileri nicel olarak analiz edilmiştir. Çalışmada ayrıca Türk Hava Yolları filosunun yapısı ve tarihsel gelişimi incelenerek, filonun emisyon performansı üzerindeki rolü ortaya konmuştur. Birinci senaryoda, dijital menüye geçişin THY açısından sağladığı maliyet tasarrufu ele alınmış; yakıt tasarrufu ve buna bağlı karbon emisyonu azaltımı analiz edilmiştir. Bu senaryoda duyarlılık analizi yapılarak farklı operasyonel koşullar altında elde edilen sonuçların değişimi değerlendirilmiş ve uzun vadeli kümülatif etkiler hesaplanmıştır. İkinci senaryoda, uçak rotasyon planlamasının karbon emisyonları üzerindeki etkisi incelenmiş; üçüncü senaryoda ise operasyonel ve çevresel nedenlerle gerçekleşen başka havaalanına inişlerin (divert) karbon emisyonlarına etkisi analiz edilmiştir. Bu kapsamda divert operasyonlarının kümülatif emisyon etkisi ortaya konmuştur. Elde edilen sonuçlar, ağırlık azaltımı, dijitalleşme ve etkin operasyonel planlamanın havayolu işletmelerinde karbon emisyonlarının azaltılmasında önemli rol oynadığını göstermektedir
Sepiolite embedded nanocomposite cartridges for heavy metal removal from water
A natural clay mineral, sepiolite (Mg4Si6O15(OH)2·6H2O), with a unit cell formula has fibrous structure, which has inside channels and sepiolite's high surface area lets inorganic and organic ions penetration into the clay structure. These properties make to be candidate for removing cationic molecules, heavy metals, organic compounds and even pesticides in industrial field. Polymer-based cryogels are known to be frequently used in purification and removal processes. In recent years, the use of sepiolite group of cryogels with composite materials and cryogels in water treatment systems has attracted attention. In this thesis, heavy metal (As, Pb, Cr, Cd etc.) removals from water environment with sepiolite embedded cryogels was investigated. The surface morphology and porosity of sepiolite embedded nanocomposite was characterized by Fourier Transform Infrared (FTIR), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), computed microtomography (mCT), puffing studies, flow and surface area evaluations. Binding tests will be performed by investigation of impact of initial concentration of a certified material. The impact of nanocrystallized sepiolite mineral on the amount of adsorbed metal from certified heavy metal solutions was determined using ICP-MS. Cryogels without sepiolite added were prepared as controls. This study demonstrates that the presence of sepiolite increases the heavy metal adsorption. Finally, sepiolite embedded nanocomposites were applied to a continuous treatment system for heavy metal removal from water solutions.
Removal of formaldehyde and BTEX in indoor air using activated carbon produced from horse chestnut (Aesculus hippocastanum L.) shell
Activated carbon can be used in the adsorption of volatile organic compounds in abundant quantity in indoor air. This study aims to produce a material to be used for cleaning the indoor air.using activated carbon transformed from horse chestnut (Aesculus hippocastanum L.) shell, which is a kind of organic lignocellulosic waste and easily found in nature. The scope of the research consists of activated carbon production, characterization processes, hydrogen storage capacity measurements, formaldehyde and BTEX (benzene, toluene, ethylbenzene, m, p-xylene, o-xylene) adsorption experiments and cost-benefit analysis. Activated carbon was produced by chemical activation method using carbonization process at different temperatures (400, 500, 550, 600, 700, 800 and 900°C) and at different concentrations (1 M, 3 M and 5 M) of ZnCl2 in order to determine the most efficient production conditions of activated carbon. As a result of the characterization tests, optimum conditions were determined as the carbonization process at 600°C and the use of ZnCl2 at 3 M concentration. The characteristic properties of activated carbon were revealed by conducting BET, SEM/EDX, XRD, FTIR-ATR, DTA/TG analyzes of the activated carbon samples and measuring the hydrogen storage capacity. Hydrogen storage capacities were tested using ZnCl2 at 25°C and -196°C. The highest capacity was found in the use of 3 M ZnCl2 and at -196°C temperature. Accordingly, capacity was measured as 3.18 wt% under 43907.27 mbar pressure. A batch reactor with a volume of 0.002 m3 was produced by using glass material for adsorption experiments. In the experiments, commercial activated carbon removal efficiencies purchased from the market were compared with the efficiency of activated carbon produced within the scope of the thesis. Considering the limit values for formaldehyde and BTEX gases values with low concentrations for formaldehyde of 170±14.92, 260±23.76, 720±47, 1040±68.47, 1220±72.14, 1900±83.37, 3290±95.44 and 7650±111.18 μg/m3. Highly concentrated formaldehyde values were studied as 30,000±207,44, 50,000±338,61, 60,000±376,89 and 110,000±497,21 μg/m3. Initial concentrations were determined as 2.4±0.45, 5.5±1.09, 54±10.73 and 322±47.80 μg/m3 for benzene, 3.7±0.58, 9±2.62, 86±15.83 and 414±47.26 μg/m3 for toluene, 9±0.66, 9.2±1.59, 90±15.55 and 430±46.64 μg/m3 for ethylbenzene, 3.4±0.72, 8.5±1.32, 83±12.95 and 397±82.10 μg/m3 for m, p-xylene, 5.2±0.82, 10±2.49, 100±24.38 and 483±102.67 μg/m3 for o-xylene, 18.5±1.89, 42±4.97, 412±48.74 and 2045±203.37 μg/m3 for BTEX. Isotherm parameters for commercial activated carbon and activated carbon produced within the scope of the thesis are presented by comparing. The data were applied to Dubinin-Radushkevich, Langmuir and Freundlich isotherms, and it was observed that the isotherms favorable to the equilibrium data. It was determined that the findings are more suitable for the Freundlich isotherm among these isotherms. The best performing values in terms of efficiency were found at low concentrations. In the formaldehyde removal test conducted at a concentration of 170±14.92 μg/m3, the efficiency of commercial activated carbon was 47.83%, while the efficiency of the produced activated carbon reached 73.37%, and the highest concentration value was 110,000±497.21 µg/m3. While the values were 26.39% for commercial activated carbon, it was 32.89% for activated carbon produced within the scope of the thesis. Commercial activated carbon was 65.23%, while the activated carbon produced was 73.86% at benzene removal experiment. Commercial activated carbon was 43.44%, while the activated carbon produced was 63.31% at toluene removal experiment. Commercial activated carbon was 50.08%, while the activated carbon produced was 65.96% at ethylbenzene removal experiment. Commercial activated carbon was 42.04%, while the activated carbon produced was 60.28% at m, p-xylene removal experiment. Commercial activated carbon was 78.99%, while the activated carbon produced was 88.07% at o-xylene removal experiment. Commercial activated carbon was 52.43%, while the activated carbon produced was 71.7% at BTEX removal experiment. The efficiency values obtained with the activated carbon produced within the scope of the thesis were found to be higher than commercial activated carbon for formaldehyde and BTEX concentrations. It was determined that horse chestnut shell is a raw material with a high potential due to its pore structure, high surface area and adsorption capacity in activated carbon production. It was found efficient for the removal of formaldehyde and BTEX from indoor air using decorative products containing activated carbon.