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