Bakır madenciliği faaliyetleri sonucunda kirlenmiş topraklarda toksik ağır metallerin immobilizasyonu için stabilize edici malzemelerin değerlendirilmesi
Evaluation of stabilizing materials for immobilization of toxic heavy metals in contaminated soils as a result of copper mining activities
Yazar: MERVE ARMAN
Danışman: DOÇ. DR. EMRE BURCU ÖZKARAOVA ; DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA UMUT KONANÇ
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Kirlilik = Pollution ; Madencilik = Mining ; Özütleme = Extraction ; İmmobilizasyon = Immobilization

Özet:
Terk edilmiş maden sahaları, insan ve çevre için ciddi sağlık riskleri olan önemli bir kirletici kaynağı olmaya devam etmektedir. Yetersiz kapatma uygulamaları genellikle kirleticilerin temiz toprak ve yeraltı suyu kaynaklarına karışmasıyla sonuçlanmıştır. Stratejik ve bilgiye dayalı müdahaleler genellikle maruz kalma yollarının sayısını ve dolayısıyla çevredeki alana yönelik riski azaltmaya yardımcı olur. Hidroloji ve hidrojeoloji hakkında bilgi, kirletici taşınmasının anlaşılması ve sürdürülebilirliği için stratejik ipuçları sağlar. Kirletici madde taşınmasına su hareketi aracılık ettiğinden, su yönetimi sahadaki kritik konulardan biridir. Kirleticilerin sızması, eğim azaltmalı çevre düzenlemesi, yüzey yakalama için inşa edilmiş katmanlar ve stabilizasyon/katılaştırma tekniği gibi farklı kontrol teknikleri ile önlenebilir. Stabilizasyon/katılaştırma, esas olarak kirleticilerin türüne ve konsantrasyonuna göre belirlenen bağlayıcı malzemelerin kullanımına dayanır. Kompleks oluşturma, sorpsiyon ve/veya iyon değiştirme kapasitesine sahip sürdürülebilir reaktif malzemeler, kirleticilerin mevcudiyetini azaltacaktır. Bu çalışmanın amacı, terk edilmiş maden sahalarında kirliliğin azaltılması için sürdürülebilir ve uygun maliyetli iyileştirici önlemler sunmaktır. Sepiyolit ve diaomit bağlayıcıları ile kirleticilerin immobilizasyonu üzerinde çalışılmıştır. Sepiyolit ve diatomit ile 3 ay süresince şartlandırılan topraklarda ağır metal salınımları gözlemlenmiştir. Sepiyolit SPLP ekstraksiyon çözeltisiyle %  97.3 verimle bakırı ve % 98.2 verimle çinko ağır metallerinin; TCLP ekstraksiyon çözeltisiyle % 69.3 verimle bakırı ve %  60.3 verimle çinko ağır metallerinin; Sepiyolit RE ekstraksiyon çözeltisiyle % 78  verimle bakırı ve % 91  verimle çinko ağır metallerinin salınımlarının azaldığı gözlemlenmiştir. Diatomit SPLP ekstraksiyon çözeltisiyle %  72.8 verimle bakırı; TCLP ekstraksiyon çözeltisiyle %  55 verimle bakırı; RE ekstraksiyon çözeltisiyle % 58 verimle bakır ağır metalinin salınımının azaldığı gözlemlenmiştir.
Çalışma sonucunda bağlayıcıların eklenmesiyle asidik yağmur suyu, çöp sızıntı suyu ve bitkisel organik asitlerle gerçekleşebilecek sızıntıların azalabileceği gösterilmiştir. Terkedilmiş maden sahalarında böylelikle su yönetimi ile birlikte bağlayıcıların kullanılmasıyla kirletici potansiyellerinin azalabileceği anlaşılmıştır.

Abstract:
Abandoned mining sites continue to be an important contaminant source with serious health risks to the human and environment. Inadequate closure practices generally resulted in the distribution of contaminants to clean soil and groundwater resources. Strategic and knowledge based interventions generally help to reduce the number of exposure pathways and thus the risk to the surrounding area. Knowledge on the hydrology and hydrogeology increases the understanding of contaminant transport and delivering strategic clues for sustainable remedial measures. Water management is one of the critical issues on site as pollutant transport is mediated by water movement. Leaching of pollutants can be avoided with different control techniques such as landscaping with slope reduction, constructed layers for surface capture and stabilization/solidification technique. Stabilization/solidification mainly relies on the use of binding materials determined according to the type and concentration of pollutants. Sustainable reactive materials with complexation, sorption and/or ion exchange capacity will reduce the availability of contaminants. The aim of this study is to present sustainable and cost-effective remedial measures for pollution mitigation at abandoned mining sites. In this syudy on the immobilization of pollutants with sepiolite and diaomite binders has been studied. Heavy metal releases were observed in soils conditioned with Sepiolite and Diatomite for 3 months. Using sepiolite as the binder,leaching of copper and zinc has been reduced by 97.3% and 98.2% with SPLP extraction solution, respectively. With TCLP extraction solution, copper and zinc leaching were reduced 69.3% and 60.3% yield, and with RE extraction solution thet were reduced 78% and 91% respectively. Using diatomite  SPLP extraction solution; 55% with TCLP extraction solution; 58% with RE extraction solution.
As a result of the study, it has been shown that with the addition of binders, leakages that may occur with acidic rain water, landfill leachate and plant organic acids can be reduced. It has been understood that in abandoned mining sites, thus, the use of binders together with water management can reduce their pollutant potential.