5. GENEL DEĞERLENDİRMELER
5.1. Kentsel Çamurlardaki PAH Giderim Uygulamalarıyla İlgili Değerlendirmeler
19 oC ve 36 oC sıcaklıklarda düzenekte 24 saat bekletilen çamur örneklerinde
∑12 PAH miktarı sıcaklığın yükselmesiyle sırasıyla %2 ve %12 oranlarında azalmıştır. Çamur katı maddesindeki artış ile giderilen PAH miktarı arasındaki korelasyonun yüksek olduğu istatistiksel olarak ortaya konmuştur. UV uygulamasıyla çamurdaki toplam PAH miktarı en fazla %21 oranında azaltılabilmiştir.
3 halkalı hafif PAH türlerin (Phe, Ant) çamurdan buharlaşarak iç ortam havasına geçitiği ve 5-6 halkalı ağır PAH bileşiklerinin çamurdan havaya geçtikten sonra gaz fazdaki foto-parçalanmayla 3-4 halkalı hafif türlere (Phe, Ant, Fl, Pyr, BaA vb.) dönüştüğü düşünülmektedir.
UV uygulaması sırasında sıcaklık artışıyla çamurdaki PAH’ların uzaklaşma oranlarının arttığı görülmüş ve 24 saat sonunda iç ortam havasında Phe, Ant ve Fl türleri tespit edilmiştir.
UV’nin kentsel çamurdaki toplam PAH miktarını azaltmada yeterince etkili olamadığı sonucuna varılmıştır (%21 giderim). Bu durumun, uygulanan UV ışık şiddetinin yetersiz olmasından ve çamurun şartlandırma işlemi sonunda kazandığı yapının foto-parçalanma üzerindeki muhtemel olumsuz etkisinden kaynaklandığı tahmin edilmektedir.
167
UV’nin 3 halkalı hafif türlerden ziyade 4-6 halkalı türler üzerinde etkili olduğu tespit edilmiştir.
UV uygulamasında, sıcaklığın 34 oC’den 54 oC’ye yükselmesiyle 4-6 halkalı türlerin çamurdan uzaklaşma oranları azalmıştır. Kurumayla çamur yüzeyinde meydana gelen kabuksu yapının bu türlerin atmosfere geçişini yavaşlattığı tahmin edilmektedir.
UV uygulaması sırasında, Phe ve Fl dışındaki türlerde giriş kütle değerinin çıkış kütle değerinden büyük olduğu tespit edilmiştir. UV uygulamasıyla çamurdaki PAH bileşiklerinin belli oranlarda giderildiği daha önce de tartışılmıştır. Burada hava fazındaki PAH’ların çamurdaki kütleyle toplamının giriş değerinden küçük olması tür dönüşümü olduğunu doğrulamaktadır.
5.1.2. UV-TiO2 uygulamaları
UV uygulamasında TiO2 kullanımının çamurdan giderilen PAH miktarını arttırdığı görülmüştür. Çamur kuru ağırlığın %0,5 ve %20’si kadar TiO2
kullanımıyla çamurdaki toplam PAH konsantrasyonunda sırasıyla %77 ve %63 azalma sağlanmıştır. TiO2 dozunun artmasıyla çamurdaki PAH’ların giderim oranında azalma olduğu görülmüştür. Bu azalmanın titanyum taneciklerinin UV ışınlarının saçılmasına ve ışığın reaksiyon ortamı tarafından absorbsiyonunun azalmasına sebep olmasından kaynaklanmış olabileceği tahmin edilmektedir.
PAH giderim alternatifleri değerlendirildiğinde; 54 oC’de kuru ağırlığın %0,5’i TiO2 katalizörlüğünde UV uygulamasıyla çamurdaki PAH miktarının en düşük seviyeye düştüğü tespit edilmiştir.
Sıcaklığın 34 oC’den 54 oC’ye yükselmesiyle iç ortam havasına geçen PAH miktarının azaldığı görülmüştür. Hidroksilasyon reaksiyonlarının buna sebep olduğu düşünülmektedir.
5.1.3.UV-DEA uygulamaları
DEA kullanımıyla kentsel çamurlardaki PAH bileşiklerinin yaklaşık %50 oranında giderildiği görülmüştür.
168
38 oC ve 53 oC’deki 24 saatlik arıtma periyodunda, çamur kuru ağırlığının
%0,5’i kadar DEA kullanımıyla %5 DEA kullanımına nazaran daha fazla PAH giderimi sağlanmıştır. Bunun yanında DEA’nin yüksek sıcaklıklarda (53 oC) PAH bileşiklerini daha fazla parçaladığı tespit edilmiştir.
Çamurdaki PAH’ların gideriminde düzenekte elde edilen verimler dış ortam şartlarındaki verimlere göre daha yüksek bulunmuştur. Bunda dış ortam havasındaki PAH’ların çamura geçişleri etkili olmuş olabilir.
UV uygulaması sırasında, %0,5 ve %5 DEA ilave edilen örneklerdeki 3-4 halkalı hafif PAH türlerinin sıcaklık artışıyla buharlaşarak iç ortam havasına geçtiği tespit edilmiştir.
PAH’ların buharlaşmasında DEA dozundan ziyade sıcaklık değişiminin etikili olduğu görülmüştür.
5.1.4.Fenton uygulamaları
Fenton-Benzeri ve Fenton uygulamalarında sıcaklık artışıyla toplam PAH gideriminin azaldığı görülmüştür. Anlık sıcaklıkların 40 oC’ye ulaşmasıyla ortamdaki H2O2’nin parçalanarak etkinliğinin azalmasının buna sebep olduğu düşünülmüştür
254 nm dalga boyundaki UV-C ışınlarıyla gerçekleştirilen Foto-Fenton uygulamasının çamurdaki PAH’ların gideriminde başarılı olmadığı ancak güneş ışığıyla Foto-Fenton uygulamalarında %60 PAH giderim elde edilebildiği tespit edilmiştir.
Fenton uygulamalarında, 3 halkalı türler yüksek sıcaklıklarda çamurdan daha fazla uzaklaşmıştır. Çamurdan buharlaşarak giderilen toplam Phe ve Ant miktarı 17 oC ve 36 oC’de sırasıyla %20 ve %35’tir. Sıcaklığın artmasıyla bu türlerin gideriminde buharlaşma mekanizmasının daha etkili hale geldiği tespit edilmiştir.
169
Atık çamurun yapısında bulunan Fe+2 ve Fe+3 katalizörlüğünde, 4,9 M H2O2
ilavesiyle %71 oranında PAH giderimi sağlanmıştır. FeSO4.7H2O ilavesinin çamurdaki PAH’ların gideriminde kayda değer bir etkisinin olmadığı sonucuna varılmıştır.
pH 3’te 17 oC’de H2O2 ilavesiyle PAH gideriminin %48 artarak % 23’ten
%71’lere ulaştığı tespit edilmiştir. Asitle parçalanma etkisiyle toplam PAH’ların
%23’ü çamurdan giderilmiştir.
5.1.5. Kütle dengesi çalışmaları
Arıtma çamurlarındaki PAH’ları giderirken çamurdaki kirleticilerin hava ortamına geçişini de sınırlamak çevresel taşınımı azaltmak açısından önem taşımaktadır. Giderim çalışmaları sonrasında çamurdaki kirletici miktarı azalırken hava ortamındaki kirliliğin artması istenmeyen bir durumdur.
Arıtma çamurları gibi katı matrisklerde YUOB’lerin giderimini sağlamak için bazı alternatif yöntemler bulunmaktadır. Bu uygulamalarda, PAH gibi YUOB’lerin uçuculuk özelliklerine bağlı olarak havaya geçme isteklerinin yüksek olduğu gözönünde bulundurulmalı ve giderim çalışmaları kirleticilerin taşınımı yönünden de değerlendirilmelidir. Sunulan çalışmada, sıcaklığın ve foto-katalizörlerin kentsel arıtma çamurlarındaki PAH’ların giderim sürecine etkilerinin yanısıra giderim uygulamaları sırasında hava ortamına geçen PAH miktarları da belirlenmiştir.
PAH giderim uygulamalarında sıcaklık artışının havaya geçen PAH miktarını arttırdığı tespit edilmiştir. Hava ortamına geçen PAH’ların %80’den fazlasının 3 halkalı türler olduğu görülmüştür. UV uygulaması sonrasında, giderilen PAH miktarının yaklaşık yarısı kadar PAH havaya geçmiştir. UV uygulamasında, ağır PAH türlerinin (4-5 halkalılar) hafif türlere (3 halkalı) dönüşümünün ve foto-parçalanma sırasında farklı bileşik gruplarının oluşumunun PAH giderim sürecinde etkili olduğu düşünülmüştür.
UV-TiO2 uygulmalarında %70’in üzerinde PAH giderimleri elde edilirken havaya geçen PAH miktarının düşük seviyelerde olup %15’i geçmediği tespit edilmiştir. DEA ve TiO2 içeren çamur örneklerindeki PAH giderim çalışmaları karşılaştırıldığında,
UV-170
TiO2 uygulamalarıyla hem daha yüksek oranda PAH giderimi sağlandığı hem de havaya verilen PAH miktarının daha az olduğu görülmüştür. Bu veriler ışığnda, UV-TiO2
uygulamasının, çamur ve atmosferin PAH kirliliğini minimize etmek açısından uygun bir giderim alternatifi olduğu kanısına varılmıştır.
İleride yapılacak çalışmalarda, UV-TiO2 uygulamaları için optimum doz belirlenip oluşan ürünlerin toksisitesi de araştırılarak daha detaylı değerlendirmeler yapılmalıdır.
Bu esnada, sıcaklığın PAH giderim sürecine etkisi göz önünde bulundurulmalı ve optimum çalışma sıcaklığı belirlenerek havaya geçen PAH miktarı minimum düzeyde tutulmaya çalışılmalıdır.
5.2.Otomotiv Çamurlarındaki PAH Giderim Uygulamalarıyla İlgili