Atıksu arıtımında mikroplastik uzaklaştırma potansiyelinin araştırılması: Ankara örneği
Investigating the potential for microplastic removal in wastewater treatment: Ankara example
Yazar: HATİCE BAYRAKTAR
Danışman: PROF. DR. BELDA ERKMEN ; PROF. DR. ÜLKÜ NİHAN YAZGAN TAVŞANOĞLU
Aksaray Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Artan plastik kullanımı ile sucul ekosistemlerde endişe verici kirletici olarak değerlendirilen mikroplastiklerin (MP) farklı kaynaklarının belirlenmesi önemli hale gelmiştir. MP'lerin hem alıcısı hem de kaynağı olarak değerlendirilen atıksu arıtma tesislerinde bu endişe verici kirleticilerin giderim verimliliklerine dair çalışmalar son yıllarda önem kazanmıştır. Bu tez çalışmasında; Türkiye'nin en büyük atıksu arıtma tesisi olan Ankara İli Merkezi Atıksu Arıtma Tesisi'nin (Tatlar-AAT) MP yükü ve giderim verimliliğinin belirlemesi amaçlanmıştır. Çalışma kapsamında giriş, deşarj ve geliş hattı üzerinde seçilen üç istasyon olmak üzere beş farklı noktadan yağışlı (Nisan-2022) ve kurak (Ağustos-2022) dönemi temsilen örneklemeler yapılmıştır. Ayrıca tüm istasyonlardan suyun fiziko-kimyasal parametreleri değerlendirilmek üzere numuneler alınmıştır. MP'lerdeki boyut çeşitliliğinin de belirlenmesi amacıyla alınan numuneler farklı göz açıklıklarına sahip elek sisteminden geçirilmiş ve steril cam şişelere aktarılarak laboratuvar ortamına alınmıştır. Örneklemeler organik giderim işlemine tabi tutulmuştur. Ardından stereo mikroskop altında şekil, boyut ve renklerine göre sınıflandırılmıştır. MP miktarı yağışlı dönemde arıtma tesisi giriş noktasında (MP4) 191,3 MP/L iken deşarj suyunda (MP5) 38,7 MP/L, kurak dönemde ise giriş noktasında 175 MP/L, deşarj suyunda 24,1 MP/L olarak tespit edilmiştir. Tespit edilen MP tipleri fiber, fragment, film, mikroboncuk ve köpük olurken yağışlı ve kurak dönemde tüm istasyonlarda baskın MP tipi fiber (%79,50-%69,80) olarak belirlenmiştir. MP'lerin yağışlı ve kurak dönemde baskın renklerin sırasıyla siyah ve mavi, baskın boyut aralığının ise 10-100 µm (%77,42-%72,46) olduğu belirlenmiştir. Fourier Dönüşümlü Kızılötesi (FTIR) spektroskopisiyle polimer yapıları karakterize edilerek 13 farklı tür saptanmış ve her iki dönemde de baskın türlerin polietilen (PE) polipropilen (PP) ve polistiren (PS) olduğu tespit edilmiştir. Tatlar-AAT'de MP giderim verimliliği yağışlı dönemde %80, kurak dönemde ise %86 olarak tespit edilmiştir. Sonuç olarak bu tez çalışmasında elde edilen bulgular, Tatlar-AAT'deki MP kirliliğinin azaltılmasına yönelik inovatif çözümlere ihtiyaç duyulduğunu göstermektedir.

Abstract:
With the increasing use of plastics, it has become important to identify different sources of microplastics (MPs), which are considered as pollutants of concern in aquatic ecosystems. Studies on the removal efficiency of these pollutants of concern in wastewater treatment plants, which are considered as both the receiver and source of MPs, have gained importance in recent years. In this thesis, it was aimed to determine the MP load and removal efficiency of Ankara Province Central Wastewater Treatment Plant (Tatlar WWTP), the largest wastewater treatment plant in Turkey. Within the scope of the study, five different points, including three stations selected on the inlet, discharge and arrival line, were sampled representing the wet (April-2022) and dry (August-2022) periods. In addition, samples were taken from all stations to evaluate the physico-chemical parameters of the water. In order to determine the size diversity in MPs, the samples were passed through a sieve system with different mesh openings and transferred to sterile glass bottles and taken to the laboratory environment. The MP samples were subjected to organic removal process. Then they were classified according to their shape, size and colour under stereo microscope. The amount of MP was determined as 191.3 MP/L at the inlet point (MP4) and 38.7 MP/L in the discharge water (MP5) during the wet period and 175 MP/L at the inlet point and 24.1 MP/L in the discharge water during the dry period. While the detected MP types were fibre, fragment, film, microbead and foam, the dominant MP type was fibre (79.50%-69.80%) in all stations during the wet and dry periods. The dominant colours of microplastics in wet and dry periods were black and blue, and the dominant size range was 10-100 µm (77.42%-72.46%). Polymer structures were characterised by Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy and 13 different types were identified and it was determined that polyethylene (PE), polypropylene (PP) and polystyrene (PS) were the dominant types in both periods. MP removal efficiency of Tatlar WWTP was found to be 80% in the wet period and 86% in the dry period. As a result, the findings obtained within the scope of this thesis study show that different removal technologies and innovative solutions are needed to reduce MP pollution in Tatlar-WWTP.