Arıtma çamurunun toprakta biyobozunur plastiğin mineralizasyonu üzerine etkisinin araştırılması
İnvestigation of the effects of treatment sewage sludge on mineralization of biodegradable plastic in soil
Yazar: NURGÜL UZUNBOY
Danışman: DOÇ. DR. CAFER TÜRKMEN
Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology ; Ziraat = Agriculture ; Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Arıtma çamuru = Treatment sludge ; Arıtma çamuru = Treatment sludge ; Biyolojik parçalanma = Biodegradation ; Biyolojik parçalanma = Biodegradation ; Biyoplastik = Bioplastic ; Biyoplastik = Bioplastic ; Polilaktik asit = Polylactic acid ; Polilaktik asit = Polylactic acid ; Toprak = Soil ; Toprak = Soil

Özet:
İnsanların nüfus baskısı, endüstrileşme ve sosyal refahı yükseltme arzusuna bağlı olarak çevreye baskıları artmış; bu durum endüstriyel ve kentsel atıkları da artırmıştır. Arıtma çamurları ve plastik ambalaj atıkları başlıca artan katı atıklardan olmuştur. Benzer durum son yıllarda polilaktikasit (PLA) gibi doğal materyallerden elde edilen ve biyobozunur plastikler olarak adlandırılan biyoplastikler için de geçerli oluştur. Oluşan biyoplastik atıkların ve arıtma çamurlarının bertarafındaki zorluklar ve topraklarda birikimleri bu materyallerin biyolojik olarak parçalanabilirlik potansiyellerinin araştırılması gereğini ortaya çıkarmıştır.
Bu yüksek lisans tez çalışması; bir biyobozunur plastik materyalin toprak ortamındaki bozunum sürecine arıtma çamurunun etkisini belirlemek için kurgulanmıştır. Arıtma çamurunun yönetmelikçe topraklara uygulama izni verilen miktarı, bu miktarın yarısı, iki katı ve 1:1 (%50 toprak + %50 arıtma çamuru) ve hiç arıtma çamuru uygulanmayan doz olmak üzere beş çamur dozu belirlenmiş ve biyobozunur plastik levhalarla birlikte topraklara uygulanmıştır.
Dört aylık inkübasyon sonucu elde edilen verilere göre toprağa gömülen biyoplastik levhalardaki kütle kaybı örnekleme zamanına göre önemli miktarda değişmiştir (p≤0,01). Kütle kaybı, arıtma çamurunun uygulama dozlarına göre de değişmiştir (p≤0,01). Sekizinci örnekleme (120. Gün) zamanındaki "1:1" dozu uygulanan biyoplastiklerin kütle kaybı en fazla olmuştur (p≤0,05). Topraktaki mikroorganizma sayıları üzerine örnekleme zamanı ile arıtma çamuru dozlarının birlikte etkisi "interaksiyonu" istatistik olarak önemli bulunmazken, bu iki faktörün bağımsız etkileri önemli bulunmuştur (P≤0.05). Arıtma çamurunun miktarı arttıkça mikroorganizma sayısında artış gözlemlenmiştir. Toprak örneklerinde incelenen NH4+, NO3-, üreaz ve katalaz özelliklerine uygulanan arıtma çamuru ve inkübasyon zamanlarının birlikte etkisi önemli olmuştur (p<0.05). Uygulanan arıtma çamuru arttıkça NH4+, NO3-, üreaz ve katalaz enziminde artış gözlemlenirken, inkübasyon zamanı arttıkça bu özelliklerin tümünde azalma gözlemlenmiştir.

Abstract:
Together with rapid industrialization, ever-increasing populations and social welfare desires of humans increased the pressure exerted on environment. Such cases ultimately increased industrial and domestic solid wastes. Wastewater treatment sludge and plastic packaging wastes are the primary ones with increasing quantities. A similar case is also valid recently for biodegradable plastics made of natural materials like polylactic acid. The problems experienced in disposal of created bioplastic wastes and treatment sludge and accumulation of these wastes in soils led the researchers to investigate the biodegradability potential of these materials.
This thesis was designed to investigate the effects of treatment sludge on biodegradability process of plastic material in soils. Five different sludge treatments were experimented as of the control treatment without any sludge applications, regulatory allowed sludge dose, half of this dose, double of this dose, 1:1 (50% soil + 50% treatment sludge. These sludge doses were applied to soils together with biodegradable plastic plates.
Following 4-months of incubation period, mass loss in bioplastic plates buried into the soil significantly varied with sampling time (p≤0,01). Mass loss values significantly varied also with sludge treatment doses (p≤0,01). The greatest mass loss of biodegradable plastics at 8th sampling time (120th day) was observed in "1:1" (p≤0,05). While the sampling time x sludge treatment dose interactions did not have significant effects on number of soil microorganisms, they both alone had significant effects of number of microorganisms (p≤0.05). Increasing number of microorganisms was observed with increasing sludge doses. Sludge dose x incubation duration interactions had significant effects on NH4+, NO3-, urease and catalase enzymes (p<0.05). Increasing NH4+, NO3-, urease and catalase enzyme was observed with increasing sludge doses, all these parameters decreased with increasing incubation durations.