Diyarbakır ili petrol üretim sahalarının çevre sularına olası etkisi ve elektrokoagülasyon yöntemi kullanılarak arıtılabilirliğinin araştırılması
The potential effects of petrol production areas of Diyarbakır province on water resources and investigation of treatability by using electrocoagulation process
Yazar: HATİCE KARA
Danışman: PROF. DR. HAMDİ TEMEL ; YRD. DOÇ. DR. ZEKİ TÜNAY
Dicle Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Ülkemizdeki petrol üretiminin tamamına yakını (% 99.5' i) Güneydoğu Anadolu Bölgesi'nden sağlanmaktadır. Diyarbakır Batman'dan sonra Türkiye'de en fazla petrol üretilen ikinci il. Diyarbakır'da petrol üretim çalışmaları yoğun bir şekilde yapılmaktadır. Bu çalışmada; Diyarbakır'daki petrol üretim çalışmalarının çevredeki içme suyu, sulama suyu, kullanma suyu, göl, baraj vb. sulara nasıl bir etkisinin olduğu, su kaynakları üzerine herhangi bir kirletici etkisi olup olmadığı ve olası bir kirlilik söz konusu ise bu kirliliğin elektrokoagülasyon yöntemiyle ne kadar etkin bir şekilde giderilebildiği araştırılmıştır.
Bu tez çalışması; (I) araştırma sahasından alınan su numunelerinin kalite durumlarının belirlenmesi ve (II) tespit edilen kirliliğin elektrokoagülasyon yöntemi ile arıtılması olarak iki kısımdan oluşmaktadır. 
İlk aşamada; Diyarbakır petrol üretim sahaları yakınındaki içme suyu, kullanma suyu, göl, baraj vb. sulardan mevsimsel olarak alınan numunelerde pH, elektriksel iletkenlik, çözünmüş oksijen, yağ – gres, kimyasal oksijen ihtiyacı, katyon (Na, K, Ca, Mg, Ba, Li, Fe, Cu, Zn, Mn, Ar, Se, Hg, Ni, Cd, Pb, Al, Co, Cr), anyon (HCO3-, CO32-, Cl-, SO42-, B, P), Polisiklik Aromatik Hidrokarbon (Floranten, Benzo[a]antrasen, Benzo[b]floranten, Benzo[k] floranten, Benzo[a]piren, Fenantren, Antrasen, Krisen, Benzo[e]piren, Dibenzo[a,h]antrasen, Benzo[g,h,i]perilen) analizleri yapılmış; sertlik, bakiye sodyum karbonat (RSC), sodyum absorbsiyon oranı (SAR) ise hesaplama ile belirlenmiştir. Analiz sonuçları; İnsani Tüketim Amaçlı Sular Hakkındaki Yönetmelik (İTASHY), Sağlık Bakanlığı, Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği (SKKY), WHO (Dünya sağlık örgütü), USEPA (Amerika Çevre Koruma Ajansı) kalite kriterlerine göre değerlendirilmiş ve toksik sınır değerlerin üzerinde olan (Fe, Al, Mn, Pb, Cd) parametreler belirlenmiştir. 
II. aşamada toksik sınır değerlerin üzerinde belirlenen kurşun ve kadmiyumun elektrokoagülasyon yöntemi ile arıtılması demir ve alüminyum elektrot kullanılarak çalışılmıştır. Demir elektrot kullanılarak 500 µg/L kurşun içeren çözelti (% 98), 500 µg/L kadmiyum içeren çözelti (% 95.94), 500 µg/L kurşun ve 500 µg/L kadmiyum beraber içeren (Pb, % 99.17; Cd, % 98.33), 10 µg/L kurşun içeren içme suyu (% 100), 5 µg/L kadmiyum içeren içme suyu (% 100), 10 µg/L kurşun ve 5 µg/L kadmiyum beraber içeren içme suyu (Pb, % 100; Cd, % 100) çözeltilerinde ve araştırma sahasından alınan su numunelerinde kurşun(% 100), kadmiyum (% 100) arıtılmıştır. Alüminyum elektrot kullanılarak 500 µg/L kurşun içeren çözelti (% 91.59), 500 µg/L kadmiyum içeren çözelti (% 78), 500 µg/L kurşun ve 500 µg/L kadmiyum beraber içeren (Pb, % 100; Cd, % 80), 10 µg/L kurşun içeren içme suyu (% 100), 5 µg/L kadmiyum içeren içme suyu (% 35), 10 µg/L kurşun ve 5 µg/L kadmiyum birlikte içeren içme suyu (Pb, % 100; Cd, % 30) çözeltilerinde ve araştırma sahasından alınan su numunelerinde kurşun (% 100), kadmiyum (% 40) arıtılmıştır.
Sonuç olarak, Diyarbakır petrol üretim sahaları çevresinden alınan içme suyu, sulama suyu, kullanma suyu vb su numunelerinde yapılan analizlerde Fe, Al, Mn, Pb, Cd toksik sınır değerlerin üzerinde belirlenmiştir. Toksik sınır değerlerin üzerinde belirlenen bu parametrelerden Pb ve Cd'un demir ve alüminyum elektrot kullanarak elektrokoagülasyon yöntemi ile içme ve kullanma sularından giderilebileceği ve bu arıtma işleminde demir elektrotun alüminyum elektrota göre daha etkin olduğu belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler: Petrol üretim sahaları, Elektrokoagülasyon, PAH, Su kirliliği, İçme suyu

Abstract:
The most of the petroleum production in Turkey (99.5 %) is obtained from South East Anatolia Region. Diyarbakır is the second province in the production of petroleum in Turkey after Batman. Studies regarding the petroleum production intensively continues in Diyarbakır. In this study, the effects of the petroleum production studies on drinking water, irrigation water, usage water, lake, dam etc. and whether there is any effects on the confounding factor on water resources and if there is a potential pollution, how it can be done with electrocoagulation process has been examined.
This thesis statement consists of two steps; the determination of the quality of water samples from the research field and the treatability of the detected pollution in waters by using electrocoagulation process.
In first phase, the analyses of pH, electrical conductivity (EC), dissolved oxygen (DO), cations (Na, K, Ca, Mg, Ba, Li, Fe, Cu, Zn, Mn, Ar, Se, Hg, Ni, Cd, Pb, Al, Co, Cr), anions (HCO3-, CO32-, Cl-, SO42-, B, P), Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (Fluoranthene, Benzo[a]anthracene, Benzo [b] fluoranthene, Benzo [k] fluoranthene, Benzo [a] pyrene, Phenanthrene, Anthracene, Chrysene, Benzo [e] pyrene, Dibenzo [a,h] anthracene, Benzo [g,h,i] perylene) has been done, and water hardness, remainder sodium carbonate (RSC), sodium absorbance ratio (SAR) were determined with calculations on the samples taken from of the potable water, drinking water, lake, dam etc. near Diyarbakır petroluem production fields seasonally. Results of the analyses were evaluated based on the quality criteria of regulations which were Regulation of water that are used by human (ITASHY), Ministry of Health, Regulation of Water Pollution (SKKY), World Health Organization (WHO), Environment Protection Agency of the United States of America (USEPA). According to the regulations iron, aluminum, manganese, lead and cadmium concentrations of research waters were higher than regulation's standards. 
In second phase, cadmium and lead which were determined over of standard toxic level were cleaned up in waters with iron and aluminum electrodes. Usage with iron electrodes, solution which were contaminated with 500 µg/L lead, 500 µg/L cadmium and mixture of 500 µg/L cadmium and 500 µg/L lead were cleaned up with electrocoagulation ratio of % 98, % 95.94, % 98.33; % 99.17, respectively. Potable water which were contaminated with 10 µg/L lead, 5 µg/L cadmium and mixture of 10 µg/L lead and 5 µg/L cadmium were cleaned up with ratio of % 100 for all of them. Waters which were taken up research area were cleaned up from lead and cadmium with electrocoagulation process by iron electrode as % 100. Usage with aluminum electrodes, solution which were contaminated with 500 µg/L lead, 500 µg/L cadmium and mixture of 500 µg/L cadmium and 500 µg/L lead were cleaned up with electro coagulation ratio of % 91.59, % 78, % 100; % 80, respectively. Potable water which were contaminated with 10 µg/L lead, 5 µg/L cadmium and mixture of 10 µg/L lead and 5 µg/L cadmium were cleaned up with ratio of % 100, % 35, % 100; % 30, respectively. Waters which were taken up research area were cleaned up from lead and cadmium with electrocoagulation process by aluminum electrode as % 100 and % 40, respectively.
In conclusion, in the analyses of the samples of potable water, irrigation water, domestic water etc., Fe, Al, Mn, Pb, Cd has been determined over the toxic limit values. The parameters Pb and Cd which are determined over the toxic limit values, eliminated from potable and domestic water by using iron and aluminum electrodes with the electrocoagulation process, and in the treatability process, iron electrodes have provided higher performance than aluminum electrode.

Key words: Petroleum production fields, Electrocoagulation, PAH, Water pollution, Drinking water