Akifer sistemlerinde depolanan dnapl karışımlarının yerinde kimyasal yıkama teknolojisi ile ıslahının incelenmesi
Assessment of in-situ chemical flushing od dnapl mixtures in aquifer systems
Yazar: TAYLAN ACILIOĞLU
Danışman: DOÇ. DR. NİHAT HAKAN AKYOL
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Jeoloji Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering
Dizin: Karstik akifer = Karstic aquifer ; Kompleksler = Complexes ; Kütle aktarımı = Mass transfer ; Toprak akifer arıtımı = Soil aquifer treatment ; Yüzey aktif maddeleri = Surfactants

Özet:
Trikloroetilen (TCE), tetrakloroetilen (PCE) ve Dikloroetilen (DCE) yeraltı suyu akifer sistemlerinde en çok gözlenen klorlu organik bileşiklerden olup kanserojen etkisinden ötürü insan sağlığı için ciddi tehlike oluşturmaktadır. Bu bileşikler tekil ya da karışım olarak yeraltına genellikle DNAPL olarak girerek çoğunlukla akiferlerin tabanını oluşturan kil ya da ana kaya içerisinde (çanak) yüksek doygunlukta depolanarak uzun süreli çözünmüş faz kirletici kaynağı üretmektedir. Yerinde kimyasal yıkama (ISCF) organik kirleticilerin yeraltından uzaklaştırılması için kullanılan önemli ıslah tekniklerindendir. Tezin amacı; akifer sistemlerin tabanında depolanmış yüksek doygunluktaki DNAPL karışım (TCE, PCE ve DCE) kütlelerinin yıkama ajanları (SDS, Tween 80, MCD ve su) yüzey aktif madde (Tween 80) ile ıslah performanslarının etkinliğinin değerlendirilmesidir. Tezin diğer bir ana hedefi de DNAPL kaynak zonların çözündürme ajanlarının kütle giderimi/kütle akısı azalımı ilişkisi üzerine olan etkisinin incelenmesidir. DNAPL kütlelerin kimyasal ajanlar ile çözündürülerek sıvı fazdaki taşınımını simüle etmede kullanılmıştır. Kimyasal yıkama ajanlarıyla (SDS, Tween 80, MCD ve su) heterojen sistemlerde depolanan DNAPL karışım (TCE, PCE, DCE) kaynak zonları büyük oranda ıslah edilmesine rağmen, fiziksel ortam heterojenliği geniş ölçekte aşamalı konsantrasyon davranışı sergilemiştir. Sonuçlara göre, yıkamanın ilk anlarında organik kirletici hidrolik olarak elverişli zonlardan (matriks) gelirken, geç zamanlarda yüksek doygunluktaki hidrolik olarak elverişli olmayan zonlardan (çanak) gelmektedir. Ayrıca, DNAPL kaynak zonlarının dağılımı, doygunluğu, tutunma ve geri-bırakma, fiziksel ortam heterojenliği, yıkama ajanı türü (Tween 80>SDS>MCD>>Su) belirgin bir şekilde ıslah performansına etki etmiştir. Bu çalışmadan elde edilecek sonuçlar, ulusal ve uluslararası alandaki önemli bilgi eksikliğine katkıda bulunacak ve arazi uygulamalarının geliştirilmesine yardımcı olacaktır.

Abstract:
Contamination of groundwaters by chlorinated solvents such as trichloroethylene (TCE, tetrachloroethylene (PCE) and dichloroethylene (DCE) is awidespread problem worldwide. These compounds causes serious threat for human health due to being human carcinogen. Chlorinated solvents generally enter the subsurface as single and mixture form of dense non aqueous pHase liquids (DNAPLs) and accumulation generally occurs in aquifers where the DNAPL mass is most likely pooled at the bottom of aquifers and become a long-term aqueous pHase source zone for groundwater contamination. In situ immobilization or remediation of DNAPL source zones in such systems is crucial for protecting aquifer systems having significant groundwater potential. İn situ chemical flushing (ISCF) is groundwater remediation techniques used to remove organic pollutants from the subsurface environment. The objective of the project is to test the reagent (SDS, Tween 80, MCD and water) flushing for DNAPL mixtures (TCE, PCE, DCE). Complementary objective of this study was to investigate the impact of solubilization agents on mass-flux reduction/mass-removal behavior relationships. Although, high fractions of DNAPL source zones in heterogeneous porous media were removed by chemical flushing (SDS, Tween 80, MCD andwater) for DNAPL mixtures, heterogeneous system exhibited an extended multi-step concentration behavior. The results emphasized that in theearlystage, someportion of organicliquid is hydraulically accessible (matrix) whereas the later stage of mass removal was controlled by the more poorly-accessible mass (pool) associated with higher-saturation zones. In addition, our results also showed that the distribution and the emplacement of organic liquid, flow-field heterogeneity, sorption and desorption, flushing solution (Tween 80>SDS>MCD>>Water) significantly influence on remediation effort. The results from this project will support to fill gaps in the scientific literature and help for the implementation of field-scale projects.