Aerobik depo sahalarında nanomalzemelerin davranışları ve atıkların ayrışma prosesleri üzerindeki etkilerinin araştırılması
The fate of nanomaterials in aerobic landfills and their effects on solid waste degradation
Yazar: BURCU ALAN
Danışman: DOÇ. DR. MEHMET SİNAN BİLGİLİ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Nano malzeme üretimine olan yoğun ilginin artmasına bağlı olarak, bu ürünlerin faydalı kullanım ömrü sonunda düzenli depo sahalarında bertaraf edilen miktarlarında da artışlar görülmesi beklenmektedir. Düzenli depo sahalarında depolanmış nano malzemelerin davranışlarının belirlenmesi, bu malzemelerin ayrışma prosesleri üzerindeki etkileri, sızıntı suyu özelliklerinde yol açabileceği değişikliklerin belirlenmesi, ayrışmayı gerçekleştiren mikroorganizma türleri üzerindeki etkileri ve depo sahası tabanından yer altı sularına geçişinin incelenmesi, nano malzemelerin günlük hayattaki kullanım alanlarında meydana gelen artışa bağlı olarak kritik bir önem taşımaktadır.
Bu çalışmanın amacı, nanoteknoloji alanında ürün geliştirmede yaygın bir şekilde kullanılan nanogümüş (AgNP) ve titanyum dioksit (TiO2) partiküllerinin aerobik depo sahalarındaki davranışları, ve sızıntı suyu ve katı özellikleri üzerindeki etkilerinin belirlenmesidir. 
Çalışma kapsamında, nano malzemelerin düzenli depo sahalarındaki davranışları ve ayrışma prosesleri üzerindeki etkilerinin araştırılması amacıyla aerobik depo sahalarını temsil eden 3 adet reaktör kullanılmıştır. Reaktörler aşağıda verilen alternatifler göz önünde bulundurularak işletilmiştir;
1.	Aerobik kontrol biyoreaktörü,
2.	TiO2 ilavesi ile işletilen aerobik biyoreaktör,
3.	AgNP ilavesi ile işletilen aerobik biyoreaktör,

Tez kapsamında nano gümüş (AgNP) ve TiO2partiküllerinin aerobik depo sahalarındaki davranışları, taşınımları ve dönüşümleri ile bunların sızıntı suyu özellikleri üzerindeki etkilerinini belirlenmesi amacıyla sızıntı suyu miktarı, sızıntı suyu bileşenleri (pH, iletkenlik, klorür, alkalinite, KOİ, TOK, TKN, NH3-N), katı atık özellikleri (pH, su muhtevası, UKM, TOK) depo gazı bileşenleri (CH4, CO2, O2) ve depo gövdesindeki sıcaklık değişimleri analiz edilmiştir.
Yapılan çalışmalar sonucunda, nanopartiküllerin atıkların aerobik stabilizayonu üzerinde önemli bir etkilerinin olmadığı belirlenmiştir. Ancak depo sahasındaki şartların bu partiküllerin taşınım ve dönüşüm özellikleri üzerinde önemli değişikliklere sebep olabileceği belirlenmiştir. Bu sebeple, nanopartiküllerin depo sahalarında bertarafı sonucunda ortaya çıkabilecek yeraltı suyuna karışma potansiyeli ve/veya depo gövdesinde birikerek ayrışma prosesleri üzerinde ortaya çıkarabileceği risklerin önceden belirlenerek gerekli önlemlerin alınması gerekmektedir.

Anahtar Kelimeler:Katı atıklar, nano atıklar, nano gümüş, titanyum dioksit, aerobik depolama, anaerobik depolama, biyoreaktör depo sahası.

Abstract:
As a result of increasing interest in nanomaterial production, it is expected that there will be an increase in the amount of disposed nanomaterials at the end of their useful life in sanitary landfills. Determination of nanomaterial behaviors in sanitary landfills, their effects on decomposition process, determination of potential changes in leachate properties, their effects on the microorganism species that perform decomposition and examination of leachate seepage from landfill bottom liner to groundwater have a critical importance due to the increase of usage areas of nanomaterials in daily lives.
The aim of this study is to indicate the behaviors, transportations and transformations of nano-silver (AgNP) and titanium dioxide (TiO2) particles, which are widely used in nano-technological product development, in aerobic landfills .
In order to investigate behaviors of nanomaterials in landfill sites and their effects on decomposition process, 3 laboratory scale reactors, representing aerobic landfills, will be used in the study. Reactors will be operated in the consideration of following alternatives;

1.	Aerobic control bioreactor,
2.	Aerobic bioreactor operated with TiO2 addition,
3.	Aerobic bioreactor operated with AgNP addition,

During the project, behaviors, transportations and transformations of nano-silver (AgNP) and titanium dioxide (TiO2) particles in aerobic landfills, and to determine their effects on leachate, quantity of leachate, leachate ingredients (pH, conductivity, chloride, alcalinity, COD, TOC, TKN, NH3-N), solid wastes properties (pH, water content, UKM and TOC), landfill gas components(CH4, CO2, O2)  and the temperature change on landfill body were investigated.
As a result of the studies, nanoparticular wastes doesn't have an important effect on aerobic stabilization. However, the conditons of the landfill area may have an important effect on properties of transformation and transport of particuls. Therefore, the risk of contamination to underground water, as a result of the disposal of nanoparticuls on ladfill areas, and/or decomposition process by accumulation on ladfill body must be determined and the precautions must be taken before.

Keywords:Solid waste, nanowaste, silver nano particles, titanium dioxide, aerobic landfill, anaerobic landfill, bioreactor landfills.