Jeojenik alüminyum kirliliği olan doğal sulardanalüminyum giderimi
Geogenic aluminium pollution in natural waters and aluminium removals from these waters
Yazar: SEZİN HIZLI
Danışman: PROF. DR. MEHMET KOBYA
Gebze Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Jeojenik alüminyum (Al) ile kirlenmiş kaynak ve yüzeysel sularının kullanımı, Alzheimer hastalığı başta olmak üzere birçok sağlık sorunlarına sebep olmaktadır. Doğal su kaynaklarında jeojenik Al kirliliğinin esas nedeni kayaç-su ve jeotermal akışlar-kayaç etkileşimleri yanı sıra asidik maden veya kaya drenaj oluşumlarıdır. Bu sebeplerden dolayı sularda ortaya çıkan Al kirliliği suların kullanımını engellemekte ve sucul canlılar için toksik etkilere neden olabilmektedir. Türkiye'nin Çanakkale İli'nin Kirazlı Köyü jeojenik Al kirliliğinin görüldüğü önemli yerlerden biridir. Bu bölgedeki sularda jeojenik Al kirliliğinin boyutu ve giderimine yönelik çalışmalar konusunda eksiklikler söz konusudur.

Bu çalışma kapsamında, Çanakkale-Kirazlı Köyü (Türkiye) ve çevresinde doğal su kaynaklarında Al kirliliği araştırılmıştır. Alınan örneklerde Al konsantrasyonunun 0.005-26.88 mg/L aralığında değiştiği görülmüştür. Sularda yüksek Al kirliliğinin görülmesi bölgedeki asit maden drenajları ve maden suyu-kayaç etkileşimleri nedeniyle ortaya çıktığı belirlenmiştir. Asidik maden drenaj ve kayaç yapısına bağlı olarak bölgedeki suların önemli bir kısmının pH 4'ün altında olması Al konsantrasyonlarının bu sularda yükselmesine neden olmaktadır. Çalışmanın ikinci aşamasında Al konsantrasyonları yüksek olan farklı su örneklerinden (NW1: 26.88 mg/L, NW2: 12.07 mg/L) kimyasal çöktürme ve iyon değiştirme prosesleri ile Al giderimi gerçekleştirilmiştir. İki örnek için de optimum pH aralığı 5.5-6.5 arası ve giderim verimleri %99.2-99.6 aralığında tespit edilmiştir. Ayrıca, iyon değişim yönteminde en iyi giderim verimi, Amberlite IR-120H katyonik reçine ile NW1 için 5.35 mg Al/g reçine (%99.5) ve NW2 için 2.33 mg Al/g reçine (%96.5) olarak bulunmuştur.

Abstract:
The use of springs and surface waters contaminated by geogenic aluminium (Al) causes many health problems, especially Alzheimer's disease. The main reasons of geogenic Al contamination in natural water resources is acid mine or rock drainage besides the interaction between rock-water and geothermal flows-rock. Because of these reasons, Al contamination prevents to use of the waters and may cause toxic effects on aquatic organisms. Kirazlı village of Çanakkale in Turkey is one of the significant places where geogenic Al contamination is observed.

In this study, Al contamination has been investigated in the natural water resources in Çanakkale-Kirazlı village and around. In the samples, Al concentrations were changed in between 0.005-26.88 mg/L. It is determined that high Al pollution occurs in the water due to acid mine drainages and mineral water-rock interactions. Due to acid mine drainage and rock structure, a significant part of the water in the region is below pH 4, causing Al concentrations to rise in these waters. The second part of this study, Al removal was carried out by chemical precipitation and ion exchange processes from different water samples with high Al concentrations (NW1: 26.88 mg/L, NW2: 12.07 mg/L). The optimum pH range was between 5.5 and 6.5 and the removal efficiencies were between 99.2-99.6 % for both NW1 and NW2 samples. Also, the best removal efficiency in the ion-exchange process was observed as 5.35 mg Al/g resin (99.5%) for NW1 and 2.33 mg Al/ g resin (96.5%) for NW2 by Amberlite IR-120H (cationic) resin.