Artvin ili polimetalik maden sahaları örneğinde asit maden drenajı oluşumunu ve çevresel etkilerini kontrol eden jeokimyasal süreçler
Geochemical processes controlling the generation and environmental impacts of acid mine drainage in  the case of polymetallic mines, Artvin
Yazar: AYDA DOĞRUL DEMİRAY
Danışman: PROF. DR. İRFAN YOLCUBAL
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering

Özet:
Tez kapsamında, Artvin sınırlarındaki Murgul ve Kuvarshan sahalarının çevresel etkileri belirlenmiştir. Sahalardan alınan alınan dasitik kayaçların, maden atıklarının mineralojik ve jeokimyasal karakterizasyonu yapılmış, asit maden drenajı (AMD) oluşturma potansiyelleri, statik testler ve nem hücresi testiyle belirlenmiştir. Testlerle, süzüntü sularının kimyası, metal salınım kinetikleri ve AMD oluşumunu kontrol eden jeokimyasal süreçler tanımlanmıştır.
Yapılan incelemelerde, Murgul sahasının, Murgul Deresi'ne etkisinin, atık su barajından flotasyon çamuru kaçağının olduğu 2011'de, ciddi boyutlarda olduğu; kaçak önlendikten sonraki yıllarda dere suyu kalitesinde iyileşme olduğu gözlenmiştir. Murgul Deresi'nin maden atıklarıyla kirlenmiş alanı, 2011'de Al, Fe, Mn, Cu,Zn, Pb açısından IV. sınıf; 2012'de Mn, Hg, Cu açısından II.sınıf; 2013'de ise Cu açısından IV., Pb açısından II. sınıf su kalitesi sergilemiştir. Murgul madeninden kaynaklanan atık çamurları, Murgul Deresi boyunca ve Borçka Baraj rezervuarında metrelerce kalınlıkta istif oluşturmuştur. 
Kuvarshan sahasından kaynaklanan deşarjların debileri nispeten düşüktür ve yüzey sularına etkileri zayıftır. Kuvarshan Sahası etkisindeki Fabrika Deresi her üç dönemde I.sınıf su kalitesi sunmuştur. 
Oluşumlarında pirit oksidasyonun ana rolde olduğu belirlenen AMD'lerin, yüzey sularıyla bağlantıları olmadığından etkileri sınırlı kalmıştır.
Statik test sonuçlarıyla kinetik test sonuçları çoğunlukla uyumludur. Statik testlerde asit üretici karakter sergileyen örneklerden altısı (Kuvarshan pasa ve flotasyon atığı, Murgul cevherli dasitleri), nem hücresi deneyinde de asidik drenaj oluşturmuştur. Fakat statik testlerde asit üretici karakter sergileyen 3 örnek (atık barajı, Murgul dekapaj, Çarkbaşı evherli dasit) nem hücresi testinde alkali drenajlar üretmiştir. Bu sonuç, statik testlerin, kinetik testlerle desteklenmesi gerektiğini göstermiştir. 
AMD oluşturan örneklerde, jarosit, alunit yada demir hidroksitler gibi minerallerin çözünmesi yada çökeliminin süzüntü sularının asitlik derecesini, jeokimyasını kontrol ettiği saptanmıştır.

Abstract:
In this work, environmental effects of mining in Murgul and Kuvarshan areas (Artvin, Turkey), which are located in Eastern Pontide metallogenic belt, were investigated. 
Mineralogic and geochemical characterization of dacidic rocks and mine tailing samples, which were taken from the study area, were carried out following by investigation of acid mine drainage (AMD) potentials by static tests and humidity cell test. These tests help us understand the geochemical processes that control leachate chemistry, metal release kinetics as well as AMD production potentials.
The most critical effect of Murgul mine is the flotation slurry leakage from tailing dam into the Murgul River and it became the worst in 2011. It was observed that when the leakage was stopped, the water quality of the river improved. Area contaminated by the Murgul River mine waste showed different water quality class different years; in 2011 based on Al, Fe, Mn, Cu, Zn, Pb concentrations quality IV, in 2012 based on Mn, Hg, Cu concentrations class II, in 2013 based on Cu concentrations class IV and based on Pb class II . Flotation slurry originating from Murgul mine formed several meters thick pile in the Borçka Dam reservoir and throughout the Borçka River bed. Flow rates of discharges in the Kuvarshan mine are relatively low therefore the effects on surface waters are weak. The Fabrika River, which was affected by Kuvarshan mining activities, showed class I water quality during three sampling periods. 
Pyrite oxidation is the main controlling process of AMD however since these AMD formations are not connected to surface waters, its effects are limited. 
Static test results were generally in line with kinetic test results. Six of the samples (Kuvarshan mine tailing and flotation slurry, Murgul ore-bearing dacite samples) which were found to be acid generators in the static tests also generated acidic drainage in the humidity cell tests. On the other hand, 3 samples that showed acidic character in the static tests (tailing dam, Murgul decapage and Çarkbaşı ore-bearing dacite samples) generated alkali drainages in the humidity cell tests. These results indicate that it is essential to support the static tests with the kinetic tests. 
Dissolution or precipitation of mineral phases such as jarosite, alunite or iron hydroxydes control the degree of acidity and geochemistry of leachates.