Kentsel kaynaklı atıksularda mikroplastik miktarının ve giderim yöntemlerinin araştırılması
Investigation of microplastic amount and removal methods in urban wastewater
Yazar: CEYHUN AKARSU
Danışman: PROF. DR. HALİL KUMBUR ; PROF. DR. AHMET ERKAN KIDEYŞ
Mersin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Küresel çaptaki plastik üretimi günden güne büyümekte bu büyüme plastiklerin çevreye olan olumsuz etkisini de aynı oranda büyütmektedir. Bu durum başta deniz ekosistemi olmak üzere çeşitli ortamlarda plastik çöp yığınlarının oluşmasına sebep olmaktadır. Plastiklerin çevresel etkileri üzerine olan farkındalık her geçen gün artsa da yaşamsal faaliyetler ve atık yönetimindeki başarısızlıklardan kaynaklanan plastik israfı, mikro boyutta oluşturduğu tehlikeler üzerine ortaya konan çalışmalardan sonra daha dikkat çekici bir hal almıştır. 
Çevrede görünür büyüklükteki atıkları karakterize etmek ve sınıflandırmak kolay olsa da, mikroplastik veya mikroboncuk olarak bilinen bu plastik parçaları küçük olmasının yanı sıra şeffaf renkte olanlarının da miktarca fazla kullanılması ile su kaynaklarında ciddi bir görünmez tehlike halini almışlardır. Plastiklerin olduğu gibi mikroplastiklerin kaynağı plajlardaki insani ve denizcilik faaliyetleri, büyük plastik parçalarının parçalanmasının yanı sıra atıksu arıtma tesislerinin alıcı ortam olarak deniz veya göl ortamına deşarj etmesidir.  Global düzeyde gerçekleştirilen çalışmada deniz canlılarının bünyesinde sayıca fazla ve yapıca çeşitli mikroplastik bulunması ile birlikte çalışmaların yönü bu mikroplastiklerin en temel kaynağına inilmesi üzerine gerçekleşmiştir. Bu bağlamda yapılan çalışmalar atıksu arıtma tesislerinin tasarımı sırasında mikroplastikler ölçüt olarak alınmadığı için mevcut metotlar ile giderilemeyen mikroplastiklerin alıcı ortamlara deşarj olduğu görülmüştür. Ayrıca farklı ülkelerde gerçekleştirilen çalışmalar, her bir ülkenin mikroplastik deşarj miktarının farklı olduğunu göstermektedir. Zamanla ekolojik dengede yaratabileceği tahribat kestirilemeyen mikroplastik ise kullanımının minimuma indirilmesi için birçok ülkede sentetik mikroplastik üretiminin yasal çerçevede önüne geçilmiştir.  Ancak bu önlemler yaşam kalitemizden ödün vermediğimiz için pek bir fark ortaya koymamıştır. Ayrıca tekstil liflerinin (fiberlerin) de mikroplastik olması sebebi ile yalnızca çamaşır yıkama sularının bile alıcı ortama verilmesi ciddi tehlike arz etmektedir. 
Bu çalışmada ise Akdeniz kıyısında bulunan Mersin İlinde 3 ve Muğla İlinde 1 atıksu arıtma tesislerinin giriş ve çıkış noktalarından on beş ay boyunca her ay alınan numunelerde mikroplastik tespiti ve sınıflandırılması yapılmıştır. Giriş ve çıkış numunelerindeki sayısal fark üzerinden ise atıksu arıtma tesislerinin giderim verimleri ortaya konmuştur. Bu sayede Dünya literatüründe yeni yerini alan bu konunun Ülkemizdeki durumunun saptanmasına, mikroplastiklerin çevre ve insan sağlığı üzerine etkilerinin çalışma sonucu ulaşılacak bulgulara göre farklı bölgelerde araştırılmasına temel oluşturmuştur. Ayrıca sentetik mikroplastik kullanılarak hazırlanan karışımlarda mikroplastik gideriminde Elektrokoagülasyon Prosesi ve Membran Filtrasyonu verimleri ortaya konmuştur. Bu arıtma metotları gerek plastik endüstrisinde oluşan atıksuların arıtmalarında kullanılabilecek alternatif bir metot oluşturmuş gerekse atıksu arıtma tesislerinin deşarj öncesi kurularak hem dezenfeksiyon hem mikroplastik giderimini aynı anda gerçekleştiren bir metot ortaya sunulmuştur.

Abstract:
Global plastic production is growing day by day, and this growth also increases the negative impact of plastics on the environment. This situation causes plastic lumps to form in various environments, especially the marine ecosystem. Even though awareness about the environmental effects of plastics increases day by day, plastic waste due to life activities and waste management failures has become more remarkable after the studies on the dangers posed in micro dimensions.
Although it is easy to characterize and classify the visible wastes in the environment, these plastic pieces known as microplastic or microbubbles have become a serious invisible hazard in water sources with their large amount of transparent ones as well as being small. The source of microplastics, as well as plastics, are human and marine activities on the beaches, the disintegration of large pieces of plastic, the discharge of wastewater treatment plants into the marine, or lake environment as receiving environment. 
Because there are many and different structured microplastics in the sea creatures, the direction of the studies has been carried out on the main source of these microplastics. In this context, since the microplastics are not taken as a criterion during the design of the wastewater treatment plants, it has been observed that the microplastics cannot be completely removed by the conventional treatment methods and discharged to the receiving environments. Besides, global-based studies show that the microplastic discharge amount of each country is different. Synthetic microplastic production has been prevented in a legal framework in many countries since the destruction that it may cause in ecological balance cannot be predicted over time.  However, this prevention did not make much difference as we did not compromise our quality of life. In addition, since textile fibers (fibers) are also microplastic, it is very dangerous to give only laundry water to the receiving environment.
In this study, the microplastic determination and classification of the samples taken every month for fifteen months (12+3) from the entrance and exit points of 3 wastewater treatment plants in Mersin Province and 1 wastewater treatment plant in Muğla Province, which are on the Mediterranean coast. On the numerical difference in the inlet and outlet samples, the removal efficiencies of the wastewater treatment plants are revealed. In this way, it has become the basis for determining the status of this subject, which has taken its place in the world literature, in our country, and to investigate the effects of microplastics on the environment and human health in different regions according to the findings of the study. In addition, the efficiencies of the Electrocoagulation Process and Membrane Filtration have been demonstrated in microplastic removal. These treatment methods have created an alternative method that can be used in the treatment of wastewater formed in the plastics industry and a method that realizes disinfection and microplastic removal at the same time by installing wastewater treatment plants before discharge.