Batı Anadolu termik santralleri çevresinde radyoaktif ve ağır metal kirliliğinin biyomonitörlerle saptanması
Determination of radioactive and heavy metal pollutions by biomonitors around West Anatolia coal fired power plants
Yazar: FİLİZ GÜR
Danışman: DOÇ.DR. GÜNSELİ YAPRAK ; PROF.DR. NİZAMETTİN ERDURAN
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Nükleer Bilimler Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2006
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Linyit, doğada bulunan bir çok materyaller gibi iz miktarda U,232 40Th ve bozunum ürünleri ile birlikte K içermektedir ve bu nedenleteknolojik olarak zenginleşmiş doğal radyoaktivitenin en önemli kaynağıolarak gösterilmektedir. Sanayileşmek ve gelişmek isteyen Türkiye'ninenerji gereksinimi dikkate alındığında kömüre dayalı termik santrallerinpayı inkar edilemez. Ancak, termik santrallerde kömürün yanması sonucu,çevre kalitesini ve insan sağlığını olumsuz yönde etkileyen gaz ve katıkirleticiler yanında, radyoaktif ve ağır metaller de açığa çıkmaktadır.Bu çalışmada, Batı Anadolu'da yer alan linyit yakıtlı ?Soma,Yatağan, Yeniköy, Kemerköy, Seyitömer, Tunçbilek, Orhaneli ve Çan?termik santralleri çevresinde radyoaktif ve ağır metal kirliliği epifitik liken,?Xanthoria parietina? ile izlenmiştir. Bu amaç doğrultusunda Ekim 2003-Haziran 2005 dönemi boyunca, her bir termik santral çevresinde, kirleticikaynaktan itibaren baca yüksekliğinin 50 katı büyüklüğünde yarıçaplı biralan çalışma bölgesi olarak alınmış ve 3x3 km olarak karelajlanarak likenörnekleme yapılmıştır. Bu kapsamda, yaklaşık 200 liken örneğinde ICP-MStekniği (ACME Analitik Laboratuarı/Kanada) ile, doğrudan kömür yakıtlıtermik santral emisyonunu yansıtan Hg ve Se gibi gaz kirleticilerin yanısıra, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, S, V, ve Zn gibi potansiyel hava kirleticiler, Al, Feve Sc gibi kabuk elementleri ve K, U ve Th gibi radyonüklitler analizedilmiştir.Bu çalışmanın ikinci adımını oluşturan radyolojik gözlemde, her birsantralin üretimde olan ünitelerinde yanan kömür ve oluşan küller, yaklaşıkbir yıl boyunca ardışık periyotlarla sistematik olarak toplanmış ve bu226 232 40örneklerde gama spektroskopik olarak ölçülen Ra, Th ve K aktivitekonsantrasyonlarının bu materyalleri temsil etmeleri sağlanmıştır. Ayrıca buçalışmada, farklı radyoaktif salınımları olan termik santrallerin çevredeoluşturduğu radyoaktif kirlenme derecesini doğru değerlendirmek ve tesisçevresinde yaşayan insanların maruz kaldığı karasal gama dozunu tayinetmek için yüzey topraklarında doğal radyonüklit aktivite konsantrasyonlarısaptanmıştır. Bu doğrultuda, çalışılan her bir termik santral çevresindeoluşturulan 6-15 km yarıçaplı çalışma alanlarından karelaj yapılarak226 232 40toplanan 250 toprak örneğininde gözlenen Ra, Th ve K aktivitekonsantrasyonları haritalanmıştır.Termik santraller çevresinde, karasal gamadoz dağılım haritaları UNSCEAR-2000' de verilen doz dönüşüm katsayılarıkullanılarak hesaplanmıştır.Termik santraller çevresindeki kirliliğin özellikle topografyaya bağlıolarak ve hakim rüzgar doğrultularında daha yüksek olduğu bulunmuştur.Anahtar Kelimeler: Kömür yakıtlı termik santral, Batı Anadolu,Biomonitor, Liken, z element kirliliği, Doğal radyoaktivite.

Abstract:
It is well known that the lignite contains naturally occuringprimordial radionuclides arising from the uranium and thorium seriestogether with 40K. Lignite burning is, therefore, one of the major sources oftechnologically enhanced exposure to humans from natural radionuclides.Coal-fired power plants play an important role to cover the energy needs ofTurkey which wants to be industrialized and developed. However, thecombustion of coal results in the realese of a considerable amount ofnaturally occuring radionuclides and heavy metal elements together withgaseous and solid contaminants into the atmosphere, which could causehazards both on human health and the quality of the environment.During October 2003-June 2005, the coal-fired power plants, namely?Soma, Yatağan, Yeniköy, Kemerköy, Orhaneli, Seyitömer, Tunçbilek,Çan?, located in West Anatolia were investigated. In the present study,epiphytic lichens were used as biomonitors of air pollution to determine theenvironmental impact of coal-fired power plants. Lichen Xanthoria parietinawas chosen as biomonitor organism. The lichen samples were collectedwithin a diameter of 50 times of the stack length as a grid of 3 km x 3 km,centering the power plant. Firstly, 200 lichen samples were collected aroundthese plants for the biological observation. Gaseous contaminants such asHg and Se directly indicating the emission of coal-fired power plant, aircontaminants such as As, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, S, V and Zn, crust elementssuch as Al, Fe and Sc and radionuclides such as K, U and Th were analyzedin Xanthoria parietina by ICP-MS and their concentrations were mapped.In the second stage, in radiological observation the determination of226 232 40the Ra, Th and K concentrations were determined in the ligniteburned in thermal power plants and its product of ash in West Anatolia.Samples of lignite feeding the power plants and fly and bottom ashesproduced in the same power plants were collected over a period of 1 yearand therefore systematic sampling allowed for the determination of meanrepresentative values for the natural radioactivity content of above materialsand also for the estimation of the radioactivity releases to the environment.Furthermore, grid soil sampling within 6-15 km around the power plantswere done in order to conduct the mapping of the surface soil activity ofnatural radionuclides. Thus, the level of the radioactive contamination in theenvironment differing for each plant and natural gamma dose exposure topopulation living around the plants were evaluated. Terrestrial gammaradiation dose calculations for the population living around the power plantswere performed based on the guidance of UNSCEAR 2000 report.The most polluted areas are found to be those in the vicinity of thecoal-fired power plants, particularly in the direction of predominant windand depending on the topography.Key Words: Coal-Fired Power Plant, West Anatolia, Biomonitor,Lichen, Trace Elements Pollution, Natural Radioactivity,