İstanbul'daki sızıntı suyu arıtma tesislerinde mikroplastiklerin varlığının ve giderilebilirliğinin araştırılması
Investigation of presence and removability of microplastics in landfill leachate treatment plants in İstanbul
Yazar: NARİN KARA
Danışman: DOÇ. DR. HANİFE SARI ERKAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Çevre Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Plastik atıklar dünya çapında yaygın olarak üretilmekte ve yetersiz atık yönetim uygulamaları nedeniyle sıklıkla düzenli depolama alanlarında bertaraf edilmektedir. Düzenli depolama alanlarında biriktirilen plastik atıklar fiziksel, kimyasal ve biyolojik ayrışmaya maruz kalmakta ve kademeli olarak parçalanarak mikroplastiklere (MP) ayrışmaktadırlar. Dolayısıyla depolama alanlarında oluşan sızıntı suyu, önemli bir MP rezervuarıdır. MPlerin depolama alanı sızıntı suyu yoluyla ekosisteme deşarjı, insan sağlığı ve diğer canlı popülasyonları üzerinde olumsuz etkilere neden olabilmektedir. Bu tez çalışması, sızıntı suyundaki MPlerin mevsimsel bolluğunu, boyutunu ve türünü belirlemek amacıyla İstanbul iline hizmet eden Kömürcüoda ve Odayeri düzenli depolama sahalarında oluşan sızıntı sularından alınan numunelerle gerçekleştirilmiştir. Bu kapsamda her iki depolama alanı sızıntı suyu arıtma tesisinde MPlerin konsantrasyonunu belirlemek için her arıtma tesisinden ham sızıntı suyu (HSS), membran biyoreaktör (MBR), ultrafiltrasyon (UF) ve nanofiltrasyon (NF) ünitelerinden ilkbahar ve sonbahar mevsimleri olmak üzere mevsimsel numuneler alınmıştır ve MP izolasyon ve tanımlama analizleri gerçekleştirilmiştir. 
En yoğun MP bolluğu her iki mevsimde de membran biyoreaktör (MBR) numunesinde gözlenmiştir. Kömürcüoda biyoraktör çıkış numunesindeki MP konsantrasyonu sonbahar mevsiminde 29, ilkbahar mevsiminde 11 partikül/L olarak tespit edilmiştir. Odayeri anoksik (AN) ve aerobik (AE) ünitelerindeki toplam konsantrasyonlar sonbahar mevsimi örneklerinde sırasıyla 20 partikül/L ve 24 partikül/L ve ilkbahar mevsimi örneklerinde sırasıyla 17 partikül/L ve 26 partikül/L değerlerinde belirlenmiştir. UF ve NF çıkışlarında MP konsantrasyonlarının önemli ölçüde azaldığı tespit edilmiştir. MP bolluğu, Kömürcüoda NF ünitesi çıkışındaki konsantrasyonlar sonbahar ve ilkbahar mevsiminde sırasıyla 0,5 ve 0,3 partikül/L olarak tespit edilmiştir. Bu tesiste, her iki mevsimde de HSS ve NF üniteleri arasındaki MP giderim verimi yaklaşık %97 olmuştur. Odayeri'ndeki MP bolluğu, UF ünitesinden sonra hem sonbahar mevsimi hem ilkbahar mevsimi örneklerinde önemli ölçüde azalmıştır ve Kömürcüoda'daki sonuçlarla benzerlik göstermektedir. Odayeri sızıntı suyu arıtma tesisi UF ünitesi MP konsantrasyonları sonbahar mevsimi için 0,5 partikül/gün, ilkbahar mevsimi için 0,8 partikül/gün olarak tespit edilmiştir ve UF işleminden sonra MP giderim verimlerinin sonbahar ve ilkbahar mevsimleri için sırasıyla yaklaşık %97 ve %88 olduğu belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, her iki sızıntı suyu arıtma tesisinin tüm ünitelerinde en yaygın MP türü fibre olarak tespit edilmiş olup, her iki mevsimde de mavi, siyah ve şeffaf renkler baskın MP renkleri olarak belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, tüm ünitelerdeki ana MP boyutları Kömürcüoda ve Odayeri Sızıntı Suyu Arıtma Tesisi sonbahar numunelerinde 500 ila 999 µm ve 1000 ila 1999 µm arasında, ilkbahar numunelerinde ise 1000 ila 1999 µm ve > 2000 µm arasında olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca sızıntı suyu arıtma tesislerinin günlük deşarj hacimleri göz önüne alınarak arıtmadan sonra günlük deşarj edilen MP miktarı Kömürcüoda ve Odayeri sızıntı suyu arıtma tesisleri için sırasıyla 5x105 ve 13x105 partikül/gün değerlerinde hesaplanmıştır.
Anahtar Kelimeler: Mikroplastik, depolama alanı sızıntı suyu, sızıntı suyu arıtma tesisi.

Abstract:
Plastic wastes are widely generated worldwide and are often disposed of in landfills due to inadequate waste management practices. Plastic wastes accumulated in landfills are subjected to physical, chemical and biological decomposition and gradually decompose into microplastics (MP). Therefore, leachate generated in landfills is an important MP reservoir. Discharge of MPs into the ecosystem through landfill leachate can cause adverse effects on human health and other living populations. This thesis was carried out to determine the seasonal abundance, size and type of MPs in leachate by sampling leachate from Kömürcüoda and Odayeri landfills serving Istanbul. In this context, seasonal samples were taken from raw leachate (HSS), membrane bioreactor (MBR), ultrafiltration (UF) and nanofiltration (NF) units of each treatment plant in spring and autumn seasons to determine the concentration of MPs in both landfill leachate treatment plants and MP isolation and identification analyses were performed. 

The highest MP abundance was observed in the membrane bioreactor (MBR) sample in both seasons. The MP concentration in Kömürcüoda bioractor outlet sample was 29 particles/L in autumn and 11 particles/L in spring. Total concentrations in Odayeri anoxic (AN) and aerobic (AE) units were 20 particles/L and 24 particles/L in autumn season samples and 17 particles/L and 26 particles/L in spring season samples, respectively. It was determined that MP concentrations decreased significantly in UF and NF outlets. MP abundance, concentrations at the outlet of Kömürcüoda NF unit were determined as 0.5 and 0.3 particles/L in autumn and spring seasons, respectively. At this plant, the MP removal efficiency between HSS and NF units was approximately 97% in both seasons. MP abundance at Odayeri decreased significantly in both autumn and spring samples after the NF unit and was similar to the results at Kömürcüoda. Odayeri leachate treatment plant UF unit MP concentrations were determined as 0.5 particles/day for autumn season and 0.8 particles/day for spring season and MP removal efficiencies after UF treatment were approximately 97% and 88% for autumn and spring seasons, respectively. According to the results obtained, the most common MP type in all units of both leachate treatment plants was fibre and blue, black and transparent colors were determined as dominant MP colors in both seasons. According to the results obtained, the main MP sizes in all units were found to be between 500 to 999 µm and 1000 to 1999 µm in Kömürcüoda and Odayeri Leachate Treatment Plant autumn samples and between 1000 to 1999 µm and > 2000 µm in spring samples. In addition, considering the daily discharge volumes of the leachate treatment plants, the amount of MP discharged daily after treatment was calculated as 5x105 and 13x105 particles/day for Kömürcüoda and Odayeri leachate treatment plants, respectively.
Keywords: Microplastics, landfill leachate, leachate treatment plant.