Toprakta değişik uçucu organik bileşiklerin adsorpsiyonunun incelenmesi
Analysis for adsorption of different volatile organic compounds in soil
Yazar: TUĞBA CEREN İSTEK
Danışman: DOÇ. DR. NAİL YAŞYERLİ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mühendislik Bilimleri Bölümü / Çevre Bilimleri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences ; Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
20. yüzyılın son yıllarında hızla artan dünya nüfusu ve gelişen endüstri ile birlikte doğal kaynaklar, habitatlar büyük ölçüde tahrip edilmiş; kirletilmiş ve bunların sonucunda çevre sorunları konusu da önem kazanmıştır. Günümüzde böylesi önemli bir konu üzerinde, bir yandan toplumun bilinçlendirilmesi çalışmaları ve hukuki düzenlemeler bir yandan da bilimsel çalışmalar yapılarak hassasiyetle durulmaktadır. Bilimsel çalışmalar göstermiştir ki kirleticilerin toprağı kirletmesi yanında diğer alıcı ortamları da tehdit etmektedir. Bunlar arasında yeraltı suları en önemlileridir. Uçucu organik bileşiklerin taşınım davranışlarını incelemek, anlamak bu anlamda çok önemlidir. Çünkü onların toprakta yetişen bitkilerin köklerine, temiz yeraltı sularına ve temiz bölgelere potansiyel göçü söz konusudur. Taşınım mekanizması çok özellikli bir yapıya sahip olan toprağın karakterizasyonuna, kirletici olan uçucu organik maddelerin fiziksel, kimyasal yapısına ve toprakta bulunan mevcut su miktarına göre değişmektedir. Bu çalışmada uçucu organik bileşik (izleyici) olarak seçilen etil bromür, diklorometan ve 1,1,1 trikloroetan kullanılarak Çanakkale Çan Bölgesi kaynaklı Maden Tetkik Arama Enstitüsü'nden (MTA) temin edilmiş killi toprak yüzeyinde sabit basınç ve sabit sıcaklık altında farklı taşıyıcı hızlarında taşınım incelenmiştir. Ayrıca deneylerin gerçek koşullar ışığında reel sonuçlar verebilmesi için toprağın özellikli yapısının sağlanabilmesi açısından %10 humik asit ilavesi yapılarak laboratuvar ortamında organik madde katkılı killi toprak elde edilmiş, yapısında organik madde bulunan toprakta oluşması düşünülen adsorpsiyon ve kirletici taşınım süreci de incelenmiştir. Seçilen kirleticilerin 2 ve 3 klorlu bileşik olması klor etkisinin ayrıntılı gözlenebilmesine de olanak sağlamıştır. Gazların topraktaki taşınım ve adsorpsiyon parametrelerinin incelenebilmesi için bir taraflı tek tablet moment tekniği kullanılmıştır. Her üç kirleticinin doğal kaolin kilinde adsorpsiyon denge sabitleri (?pKi) sırası ile etil bromür için 1,526; diklorometan için 1,485 ve 1,1,1 trikloroetan için 0,137 olarak bulunmuştur. Ağırlıkça %10 humik asit ilave edilmiş kaolin kilinde ise adsorpsiyon denge sabitleri (?pKi) sırası ile etil bromür için 2,027; diklorometan için 1,669 ve 1,1,1 trikloroetan için 0,491 olarak bulunmuştur. Kirleticilerin yapılarındaki klor sayısı arttıkça adsorpsiyon denge sabitlerinin düştüğü gözlenmiştir. Bunun sebebinin kirleticilerin dipol momentlerinin farklı olmasından ileri geldiği düşünülmektedir. Organik madde ilave edilmiş kilde aynı kirleticiler için kuru ortamda elde edilmiş adsorpsiyon denge sabitleri doğal kaolin kiline oranla yüksek bulunmuştur. Bu husus; topraktaki organik maddelerin içeriği ile bu maddelerin pek çok organik kimyasalı tutabilme kapasiteleri arasında çok iyi bir ilişki olduğunu düşündürmüştür.

Abstract:
Late years of 20th century, natural sources and habitats were mostly damaged by rapid inceasing population of earth and developed industry; polluted and because of these the case of enviromental problems became important. Nowadays the people are focused on sensitively by making people conscious of such an important case with legal arrengements, also scientific studies are proceeded. Scientific studies show that pollutants not only pollute the soil but also threat other receiving media. Underground water is the most important media. Examining and understanding the transportation behavior of VOCs, is very important, because VOCs are immigrate potentially to the root of plants, clean underground water and clean areas . The mechanism of transportation changes with characterization of multi-property soil, physical-chemical structure of pollutant VOC and the amount of water in the soil . In the thesis study, transportation and diffusion are examined at constant pressure and temperature with different transporter speed on Çanakkale Çan origined clay soil which is supplied by MTA. Ethyl bromide, dichloromethane and 1,1,1-trichloroethane are used as VOC. Also %10 humic acid is added by weight, for realizing conditions of proper stucture of soil for experimental results, to make organic compund. 2 and 3 chlorine containing organic pollutants make possible to observe affect of chlorine in detail. One-sided single-pellet moment technique is used for examining the parameters of adsoption and transportation of gases. Adsorption equilibrium constants of the three pollutants (?pKi) in natural caolin clay are found as following respectively; 1,526 for ethyl bromide, 1,485 for dichloromethane and 0,137 for 1,1,1-trichloroethane. Also, ın caolin clay with 10% humic acid by weight the adsorption equilibrium constants (?pKi) are found as the following respectively; 2,027 for ethyl bromid, 1,669 for dichloromethane and 0,491 for 1,1,1-trichloroethane. It was observed that the adsorption equilibrium constants increase as the number of chlorine in these pollutants decreaser. It may be thought that the cause of these is the difference between the dipole moments of the pollutants. The adsorption equilibrium constants obtained in dry conditions for the same pollutants in clay with organic additives are found higher than those in the natural caolin clay. Consequently, it was thought that there is a strong relationship between the content of organic materials in soil and the adsorption capacities of these materials for lots of organic chemicals.