Katı atık depo sahalarının geçirimsiz taban sistemlerinden kirletici geçişinin incelenmesi ve taban sistemlerinin rehabilitasyonu

Abstract

Bu çalışma kapsamında, katı atık düzenli depo sahalarında oluşan sızıntı suyunda bulunan organik (fenol ve fenol bileşikleri) ve inorganik bileşenlerin (ağır metaller) depo sahası taban geçirimsizlik sistemlerinden geçişi, laboratuarda kurulan ve düzenli depo sahalarını simüle eden dört adet reaktörle incelenmiştir. Farklı taban malzemeleri kullanılan 4 reaktörün tabanları," R1, Kil tabakası (10 cm + 10 cm, k=10-8 m/sn)" R2, Geomembran (2 mm HDPE) + sıkıştırılmış kil tabakası (10 cm + 10 cm, k=10-8 m/sn)" R3, Geomembran (2 mm HDPE) + sıkıştırılmış kil tabakası (10 cm, k=10-8 m/sn) + bentonit tabakası (2 cm)+ sıkıştırılmış kil tabakası (10 cm, k=10-8 m/sn)" R4, Geomembran (2 mm HDPE) + sıkıştırılmış kil tabakası (10 cm, k=10-8 m/sn) + zeolit tabakası (2 cm) + sıkıştırılmış kil tabakası (10 cm, k=10-8 m/sn)şeklinde teşkil edilmiştir.Reaktörlere, İstanbul kentsel katı atıklarını temsil edecek şekilde atıklar yerleştirilmiştir. Oluşan sızıntı suyunda ve reaktörlerin tabanında yer alan ve yer altı sularını temsil eden distile sularda konvansiyonel ve toksik bileşenler izlenmiştir. Reaktörler, biyoreaktör depo sahalarını temsil etmesi bakımından sızıntı suyu geri devirli olarak işletilmiştir. Sızıntı suyu ve distile su fenol ve fenol bileşikleri analizleri Gaz Kromatograf (FID Dedektör) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Sızıntı suyu Gaz Kromatograf'a enjekte edilmeden önce bünyesindeki fenollü kirleticiler katı faz mikro ekstraksiyon yöntemi (SPME) kullanılarak ekstrakte edilmiştir. Sızıntı suyunda ve yeraltı suyunu temsil eden distile sularda analiz edilen fenol ve fenol bileşiklerinin konsantrasyonlarının zamana bağlı değişimleri izlenmiş, fenol, fenol bileşiklerinin ve ağır metallerin taban örtülerinden yeraltı suyuna geçişi incelenmiş, kirleticilerin difüzyon ve dispersiyon transfer katsayıları hesaplanmıştır. Çalışmada katı atık depo sahalarını temsil eden reaktörlerin taban sistemlerinde kullanılan kil, zeolit ve bentonit malzemelerin organik ve inorganik kirleticileri adsorblama kapasitelerini belirlemek amacıyla adsorbsiyon çalışmaları gerçekleştirilmiş, elde edilen sonuçlar adsorbsiyon izoterm modellerine göre non-lineer regresyon ve MATLAB 6.5 programı kullanılarak modellenmiş ve izoterm katsayıları elde edilmiştir. Ayrıca geçirimsizliği sağlamak üzere taban malzemesi olarak kullanılan kil, zeolit ve bentonitin sızıntı suyuna maruz kaldığında davranışını belirlemek için şebeke suyu ve sızıntı suyu kullanılarak geoteknik analizleri gerçekleştirilmiş, elde edilen sonuçlar birbiriyle karşılaştırılmıştır. Çalışma sonucunda 14 farklı fenol ve fenol bileşiği ve ağır metaller tüm reaktörlerde oluşan sızıntı suyu içeriğinde ve yer altı suyunu temsil eden distile sularda tespit edilmiş, bu kirleticilerin taban sistemlerinden geçişinde etkili olan organik kirleticiler için difüzyon, inorganik kirleticiler için dispersiyon mekanizmaları geçiş katsayıları hesaplanmıştır. Organik kirleticilerin difüzyon ile yer altı sularına geçtiği, geomembran tabakanın bu geçişte etkisiz kaldığı, kompozit örtü elemanı olarak kullanılan bentonit ve zeolitin organik kirleticilerin geçişini önemli oranda azalttığı belirlenmiştir. Taban malzemesi olarak kullanılan zeolit, bentonit ve kilin ağır metalleri adsorplama kapasitelerinin fenol bileşiklerini adsorplama kapasitelerine oranla çok yüksek olduğu tesbit edilmiş, bu nedenle ağır metallerin yer altı suyuna geçişinin önemsiz miktarda gerçekleştiği belirlenmiştir. Sızıntı suyunun bentonit ve kilin geoteknik özelliklerinde değişime neden olduğu ancak zeolitin sızıntı suyundan etkilenmediği tesbit edilmiştir.