Çevresel tesislerden kaynaklanan sera gazı emisyonlarının hesaplanması

Artan nüfus, kentleşme ve sanayileşmeye paralel olarak oluşan atık miktarı da aynı oranda artmaktadır. Oluşan atıkların bertarafı için biyolojik, kimyasal ya da ileri arıtım yöntemler seçilmektedir. Yöntem seçiminde atık bertaraf yönteminin maliyeti ve verimliliği kadar kullanılan yöntemin karbon ayak izi miktarı da son yıllarda önemli hale gelmektedir. Endüstriyelleşme etkisi ve hızla artan insan populasyonunun da etkisiyle sera gazı olarak adlandırılan gazların miktarı son yıllarda hızlı bir artış göstermiştir. Buna bağlı olarak Dünya üzerindeki hava sıcaklığı her geçen gün biraz daha artmaktadır. Peterson (2007) 1860- 1900 yılları arasında, denizde ve karadaki küresel sıcaklığın ortalama 0,75 oC yükseldiğini belirtmiştir (Vikipedia, 2014'de atıfta bulunulduğu gibi). Oluşan sera gazlarının miktarı azaltılmazsa, artışın daha da hızlanarak devam edeceği tahmin edilmektedir. Sera gazı olarak tanımlanan gazlar IPCC (2006)'ya göre ikiye ayrılırlar. Doğrudan sera gazları, karbondioksit (CO2), metan (CH4), nitröz oksit (N2O), hidroflorokarbon, kükürthekzaflorit (SF6) ve perflorokarbon, dolaylı sera gazları ise azot oksitler, karbon monoksit, metan dışı uçucu organik bileşikler ve kükürt dioksit (SO2)'dir. Son 200 yılda önemli sera gazlarından CO2, CH4 ve N2O'nin atmosferdeki konsantrasyonları önemli ölçüde artmıştır. El Fadel ve Massould (2001) sera gazlarındaki artışın fosil yakıtların üretim ve kullanımından, tarımsal aktivitelerden ve endüstriyel aktivitelerden kaynaklandığını ifade etmişlerdir. (Çakır ve Stensrtom, 2005'de atıfta bulunulduğu gibi). TÜİK tarafından hazırlanan sera gazı envanteri incelendiğinde atıksu bertarafından ve katı atık bertarafından kaynaklı sera gazı emisyonları oluşan toplam sera gazı emisyonu içinde önemli bir orana sahip olduğu görülmektedir. Sera gazlarının küresel ısınma etkilerini karşılaştırmak için küresel ısınma potansiyelleri karbondioksit eşdeğeri olarak tanımlanmaktadır. Yüz yıllık periyot için CO2, CH4 ve N2O gazlarının küresel ısınma potansiyel değerleri Intergovermental Panel on Climate Change (2007)'ye göre sırasıyla 1, 21 ve 310 karbondioksit eşdeğeridir. Atık bertarafından kaynaklı sera gazlarını incelendiğinde CH4 and N2O gibi gazlar atık bertarafından önemli miktarlarda oluşan ve yüksek küresel ısınma potansiyelleri sebebiyle küresel ısınmaya önemli ölçüde katkıda bulunan gazlar olarak önem kazanmaktadır. TÜİK tarafından 2012 yılında hazırlanan Ulusal Sera Gazı Emisyon Envanteri incelendiğinde atık bertarafında ve atıksu arıtımından kaynaklanan metan ve N2O gazlarının oransal olarak sera gazı envanterinde önemli bir yer tuttuğu tespit edilmiştir. TÜİK tarafından 2012 yılnda hazırlanmış Ulusal Sera Gazı Emisyon Envanterine göre metan emisyonlarının %53,20'si katı atık bertarafından, %2,50'si atıksu bertarafından, %2,52'si ise gübre yönetiminden kaynaklanmaktadır. Yine aynı envanter çalışmasına göre oluşan N2O gazının %19,37'si gübre yönetiminden, %12,77'si ise atıksu arıtımından kaynaklanmaktadır. Bu çalışma kapsamında katı atık bertaraf senaryoları ve atıksu arıtım senaryoları sera gazı emisyonları açısından incelenmiştir. Yapılan çalışmada atık depolama tesisi, kompostlaştırma tesisi, biyometanizasyon tesisi, anaerobik stabilizasyon havuzu, biyolojik atıksu arıtma tesisi ve ileri atıksu arıtma tesislerinden kaynaklanan CH4 ve N2O gibi sera gazı emisyonları hesaplanarak karşılaştırılmıştır. Çalışma kapsamında atık bertarafı ve atıksu arıtım senaryoları irdelenmiştir. Katı atık senaryolarından kaynaklanan sera gazları hesapları karbondioksitin emisyonlara dahil edildiği ve edilmediği durum için ayrı ayrı hesap edilmiştir. IPCC Ulusal Sera Gazı Envanteri Klavuzuna göre emisyon hesaplamalarında karbondioksit emisyonları hesaba katılmamaktadır. Ancak katı atık senaryolarında karbondioksit emisyonları da hesaba katılarak reel durumun analizi yapılmıştır. Yapılan incelemelere göre atık bertarafında atık depolama tesislerinden kaynaklanan sera gazı emisyonlarının en yüksek miktarlarda oluştuğu görülmektedir. Atık bertaraf yöntemlerinden kompostlaştırma ve biyometanizasyon tesisleri karşılaştırıldığında karbondioksit emisyonunun hesaplamalara dahil edildiği durumda biyometanizasyon kaynaklı sera gazı miktarlarının kompostlaştırmaya göre daha yüksek miktarda oluştuğu görülmüştür, karbondioksit emisyonlarının hesaba katılmadığı durumda ise kompostlaştırmadan kaynaklanan emisyonların biyometanizasyondan kaynaklanan emisyonlardan fazla olduğu görülmektedir. Atıksu arıtım senaryolarında ise anaerobik proseslere dayanan anaerobik stabilizasyon havuzunda arıtımın sera gazı emisyonlarının diğer senaryolardan daha yüksek oranda küresel ısınma potansiyelinin olduğu görülmektedir. Atıksu arıtım senaryoları içinde en az sera gazı emisyonunun oluştuğu durum ise ileri atıksu arıtımıdır. Biyolojik atıksu arıtma tesislerinden kaynaklanan sera gazı emisyonları olarak ise metan gazının iyi işletilemeyen ya da aşırı yüklemenin olduğu tesislerde önemli miktarlarda oluştuğu görülmektedir.