Polyacrylamidin toprakta reaktif olamayan kimyasalların hareketine etkisi

(1)

POLYACRYLAMİDİN TOPRAKTA REAKTİF OLAMAYAN KİMYASALLARIN HAREKETİNE ETKİSİ

Mesude Ümran OYMAN Yüksek Lisans Tezi Toprak Ana Bilim Dalı Danışman: Prof. Dr. Sabit ERŞAHİN

(2)

TOPRAK ANABİLİM DALI

(YÜKSEK LİSANS TEZİ)

POLYACRYLAMİDİN TOPRAKTA REAKTİF OLAMAYAN

KİMYASALLARIN HAREKETİNE ETKİSİ

Mesude Ümran OYMAN

TOKAT 2010

(3)

(4)

Tez yazım kurallarına uygun olarak hazırlanan bu tezin yazılmasında bilimsel ahlak kurallarına uyulduğunu, başkalarının eserlerinden yararlanılması durumunda bilimsel normlara uygun olarak atıfta bulunulduğunu, tezin içerdiği yenilik ve sonuçların başka bir yerden alınmadığını, kullanılan verilerde herhangi bir tahrifat yapılmadığını, tezin herhangi bir kısmının bu üniversite veya başka bir üniversitedeki başka bir tez çalışması olarak sunulmadığını beyan ederim.

(5)

i

ÖZET

Yüksek Lisans Tezi

POLYACRYLAMİDİN TOPRAKTA REAKTİF OLAMAYAN KİMYASALLARIN HAREKETİNE ETKİSİ

Mesude Ümran OYMAN Gaziosmanpaşa Üniversitesi

Fen Bilimleri Enstitüsü Toprak Anabilim Dalı

Danışman: Prof. Dr. Sabit ERŞAHİN

Toprak düzenleyicileri genellikle bitki besleme ve toprak suyunun kontrolünde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu düzenleyicilerden PAM toprakların su tutma kapasitesini arttırmak amacıyla kullanılmaktadır. Ticari amaçlı PAM'ın nitrat ve klor gibi negatif yüklü bitki besin elementlerini tutma yeteneği olduğu iddia edilmektedir. Bu tez çalışması, bu iddianın test edilmesi amacıyla, kumlu ve tınlı topraklarda PAM ın brom taşınması üzerine etkisini belirlemek üzere yapılmıştır. Bu amaçla, kumlu ve killi topraklarla, piyasadan temin edilen ticari bir PAM 0,00; 0,01; 0,05; 0,1 ve 0,2/30gr, PAM/gr oranında karıştırılmış ve topraklar 30 cm boyunda ve 8 cm çapındaki plastik kolonlara paketlenmiştir. Her bir karışımdan, üç tekerrürlü olarak hazırlanan kolonlar ile laboratuarda birebir yer değiştirme testleri yürütülerek elde edilen hamle eğrileri (brakthrough curve) önce grafiksel olarak analiz edildi. Hamle eğrilerinde kullanılan veriler, daha sonra, CXTFIT modelindeki iki-bölge/iki alan fiziksel/kimyasal dengesizlik modülü ile kullanılarak ilgili parametreler tahmin edildi. Gözenek akı hızı ( , cmh-1) ölçüldü ve hidrodinamik dispersiyon katsayısı (D, cm2h-1), geciktirme katsayısı (R, boyutsuz), hareketli su içeriği fraksiyonu (β, boyutsuz) ve hareketli ve hareketsiz bölgeler arasındaki madde alışverişi (ω, boyutsuz) içeriği tahmin edildi. Sonuçlar; PAM ın her iki toprakta klor taşınmasını hem hızlandırdığı hem de geciktirdiğini göstermektedir. PAM, tınlı toprakta klorun tercihi taşınmasını kumlu toprağa göre daha fazla hızlandırmış, ancak klorun kumlu toprakta tutulmasını artırmıştır.

2010, 55 sayfa

Anahtar kelimeler: PAM, İki-Bölge fiziksel dengesizlik modeli, birebir yer değiştirme,

hamle eğrileri, hidrodinamik dispersiyon, hareketli su içeriği, geciktirme katsayısı

(6)

ii

EFFECT OF POLYACRYLAMIDE ON TRANSPORT OF NONREAKTIVE CHEMİCAL IN SOILS

Mesude Ümran OYMAN Gaziosmanpasa University

Graduate School of Natural and Applied Sciences Branch of Soil

Supervisor: Prof. Dr. Sabit ERŞAHİN

Soil conditioners are widely used to control water and nutrient availability to plants. One of these conditioners is the polyacrylamide (PAM) which is used for the purpose of increasing water holding capacity of soils. The commercial PAM companies often claims the ability of this conditioners to hold plant nutrients such as nitrate and chloride against their leaching beyond the root zone. This study was conducted to analyze effect of PAM on transport of chloride in sandy and loamy soils. Miscible displacement tests were conducted with three replicated disturbed soil columns of sandy and loamy soils mixed with a commercial PAM of 0,00; 0,01; 0,05; 0,1 and 0,2/30gr, PAM/gr. The resultant breakthrough curves (BTCs) were analyzed graphically and then the parameters of pore water velocity ( , cm/h) was measured, and hydrodynamic dispersion coefficient (D, cm2/h), retardation coefficient (R, dimensionless), fraction of mobil water content ( , dimensionless) and coefficient of lateral mass exchange ( , dimensionless) were predicted with a two-region non-equilibrium model. The results showed that application of PAM caused both accelated transport and retardation of chloride in both sandy and loamy soils. However, effect of PAM on retention of chloride in sandy soil was more drastic.

2010, 55 page

Key Words: PAM, two-region model, miscible displacement test, breakthrough curve,

(7)

iii İÇİNDEKİLER Sayfa ÖZET ... i ABSTRACT ... ii İÇİNDEKİLER ... iii

SİMGE VE KISALTMALAR DİZİNİ ... vii

ÇİZELGELER DİZİNİ ... vii

ŞEKİLLER DİZİNİ ... vii

TEŞEKKÜR ... ix

1.GİRİŞ ... 1

2. KAYNAK ÖZETLERİ ... 3

2.1. Arazi şartlarında yapılan çalışmalar ... 4

2.2. Laboratuar koşullarında yapılan çalışmalar ... 6

2.3. PAM İle yapılan bazı çalışmalar ... 8

3. MATERYAL ve YÖNTEM ... 11

3.1. Materyal ... 11

3.1.1. Çalışmanın Alanının Tanımı ... 11

3.1.2. Çalışma Alanının Bitki Örtüsü ... 11

3.1.3. Çalışma Alanının Jeolojik yapısı ve Toprak Özellikleri ... 12

3.1.4. Deneme Alanı ... 12

3.1.5. Deneme Alanının İklimi…. ... 13

3.2.Yöntem ... 14

3.2.1. Rutin Toprak Analizleri ... 14

3.2.2. Birebir Yer Değiştirme Testleri ... 17

3.2.3. Kolonlarda kimyasal taşınmaya ilişkin parametrelerin belirlenmesi …………...18

3.2.4. İki-Bölge Fiziksel Dengesizlik Modeli (nonequilibrium) ... 20

3.2.5. Nümerik Çözüm ... 22

4. BULGULAR ... 23

4.1. Çalışmada kullanılan Topraklar ve Kolonlara İlişkin Özellikler ... 23

4.2. Kolonlar ile Elde edilen Hamle Eğrileri ve Ölçülen ve Hesaplanan Parametreler ..25

(8)

iv

(9)

v

SİMGE ve KISALTMALAR DİZİNİ

Simgeler Açıklama

CaCl2 Kalsiyum Klorür.

C Örneklere ait Cl Konsantrasyonu.

C0 Stok Çözeltinin Klor Konsantrasyonu.

C1 İzlenen kimyasalın kolondaki başlangıç konsantrasyonu.

c Takip edilen kimyasalın sıvı fazdaki konsantrasyonu (ML-1).

Dm Hareketli bölgenin hidrodinamik dispersiyon katsayısı.

D Hidrodinamik dispersiyon katsayısı (L2T-1).

f Hareketli bölgedeki sorpsiyon alanlarının kolondaki toplam

sorpsiyon alanlarına oranı.

k Ampirik bir katsayı.

KBr Potasyum Bromür.

Ks Doygun hidrolik iletkenlik.

L Kolon uzunluğu (cm).

P Pecklet numarası (boyutsuz).

Pm Mobil bölgenin Pecklet numarası.

R Geciktirme katsayısı (boyutsuz).

S Kimyasal adsorpsiyon.

s Birim toprak kütlesi tarafından absorbe edilen miktar (MM-1).

t Zaman (T).

T Gözenek hacmi sayısı (boyutsuz).

V Birikimli Örnek Hacmi.

V0 Toplam Gözenek Hacmi.

x Mesafe (L).

z Nispi derinlik.

v Gözenek içi su akı hızı (LT-1).

ρ Fırın kuru toprağın hacim ağırlığı (ML-3).

Kolonun hacim üzerinde su içeriği (L3L-3).

α Hareketli ve hareketsiz bölgeler arasında madde alışverişini

kontrol eden bir katsayıdır.

β Kolondaki hareketli su içeriğinin kolonun su toplam içeriğine

oranı.

ω Hareketsiz ve hareketli bölgeler arasındaki madde alışverişi.

θm Hareketli bölgedeki kimyasalın kontrolü.

θim Hareketsiz bölgedeki kimyasalın kontrolü.

Kısaltmalar Açıklama

PAM Polyacrylamid.

(10)

vi

Çizelge 4.2. Misscible yer değiştirme testlerinin yürütüldüğü kolonların bazı özellikleri ... 24

(11)

vii

ŞEKİLLER DİZİNİ

Sayfa Şekil 3.1. Çalışma Alanının Krokisi ... 11 Şekil 4.2. 1 nolu kolona ilişkin pamsız muamele edilmiş hamle eğrisi için ölçülen ve

cxtfit ile tahmin edilen parametreler. ... 23 Şekil 4.3. 2 nolu kolona ilişkin pamsız muamele edilmiş hamle eğrisi için ölçülen ve

cxtfit ile tahmin edilen parametreler. ... 24 Şekil 4.4. 3 nolu kolona ilişkin pamsız muamele edilmiş hamle eğrisi için ölçülen ve

cxtfit ile tahmin edilen parametreler. ... 24 Şekil 4.5. 4 nolu kolona ilişkin 0,01 PAM ile muamele edilmiş hamle eğrisi için ölçülen ve cxtfit ile tahmin edilen parametreler ... 24 Şekil 4.6. 5 nolu kolona ilişkin 0,01 PAM ile muamele edilmiş hamle eğrisi için ölçülen ve cxtfit ile tahmin edilen parametreler ... 25 Şekil 4.7. 6 nolu kolona ilişkin 0,01 PAM ile muamele edilmiş hamle eğrisi için ölçülen ve cxtfit ile tahmin edilen parametreler ... 25 Şekil 4.8. 7 nolu kolona ilişkin 0,05 PAM ile muamele edilmiş hamle eğrisi için ölçülen ve cxtfit ile tahmin edilen parametreler ... 25 Şekil 4.9. 8 nolu kolona ilişkin 0,05 PAM ile muamele edilmiş hamle eğrisi için ölçülen ve cxtfit ile tahmin edilen parametreler ... 26 Şekil 4.10. 9 nolu kolona ilişkin 0,05 PAM ile muamele edilmiş hamle eğrisi için

ölçülen ve cxtfit ile tahmin edilen parametreler ... 26 Şekil 4.11. 10 nolu kolona ilişkin 0,1 PAM ile muamele edilmiş hamle eğrisi için

ölçülen ve cxtfit ile tahmin edilen parametreler ... 26 Şekil 4.12. 11 nolu kolona ilişkin 0,1 PAM ile muamele edilmiş hamle eğrisi için

ölçülen ve cxtfit ile tahmin edilen parametreler. ... 27 Şekil 4.15. 14 nolu kolona ilişkin 0,2 PAM ile muamele edilmiş hamle eğrisi için

(12)

viii

cxtfit ile tahmin edilen parametreler ... 29 Şekil 4.18. 17 nolu kolona ilişkin pamsız muamele edilmiş hamle eğrisi için ölçülen ve

cxtfit ile tahmin edilen parametreler ... 29 Şekil 4.19. 18 nolu kolona ilişkin pamsız muamele edilmiş hamle eğrisi için ölçülen ve

cxtfit ile tahmin edilen parametreler ... 29 Şekil 4.20. 19 nolu kolona ilişkin 0,033 PAM ile muamele edilmiş hamle eğrisi için

ölçülen ve cxtfit ile tahmin edilen parametreler ... 30 Şekil 4.23. 22 nolu kolona ilişkin 0,166 PAM ile muamele edilmiş hamle eğrisi için

ölçülen ve cxtfit ile tahmin edilen parametreler. ... 31 Şekil 4.26. 25 nolu kolona ilişkin 0,333PAM ile muamele edilmiş hamle eğrisi için

ölçülen ve cxtfit ile tahmin edilen parametreler ... 32 Şekil 4.27. 26 nolu kolona ilişkin 0,333PAM ile muamele edilmiş hamle eğrisi için

ölçülen ve cxtfit ile tahmin edilen parametreler ... 32 Şekil 4.28. 27 nolu kolona ilişkin 0,333PAM ile muamele edilmiş hamle eğrisi için

ölçülen ve cxtfit ile tahmin edilen parametreler ... 33

Şekil 4.31. 30 nolu kolona ilişkin 0,666 PAM ile muamele edilmiş hamle eğrisi için ölçülen ve cxtfit ile tahmin edilen parametreler………..33

(13)

ix

TEŞEKKÜR

Bu araştırmanın yürütülmesinde bana özveriyle ve sabırla yön veren, maddi ve manevi desteklerini esirgemeyen danışman hocam Prof. Dr. Sabit ERŞAHİN’e, minnet ve şükranlarımı sunar, teşekkür ederim. Laboratuar ve arazi çalışmalarımda bana yardımcı olan değerli arkadaşım Seval SÜNAL’a teşekkür ederim.

Öğrenim hayatım boyunca benden maddi ve manevi desteklerini esirgemeyen annem, babam, ablam ve kardeşime sonsuz teşekkür ederim.

Mesude Ümran OYMAN

(14)

1.GİRİŞ

Ekolojik dengenin korunması ve ülkelerinin sürdürülebilir gelişiminin sağlanması için, su ve toprak kaynaklarının sürdürülebilir kullanımı şarttır.

Dünyadaki kullanılabilir suyun %75’i tarımda kullanılmaktadır. Günümüzde su kaynakları gittikçe azalmakta ve var olanlarda kullanılmaz hale gelmektedir. Dolayısıyla günümüz insanlığının beslenmesi için yapılan tarımda en önemli girdilerin başında su gelir. Özellikle ülkemiz gibi su kaynakları gittikçe azalan bir bölgede suyun akıllıca, ekonomik ve verimli kullanılması zorunlu bir hal almıştır (Anonim, 2010a). Yaşamın devamı için olması gereken kaynaklar arasında su en değerli olanıdır. Modern tarım dünya çapında 2/3 oranında sulama suyuna bağımlıdır. Bu nedenle birçok insan bu suyu idareli (tutumlu) kullanmak zorundadır. Toprak düzenleyiciler farklı amaçlara yönelik olarak tarımsal üretimde uzunca bir süredir kullanılmaktadır (Gardner, 1986). Giderek azalan su kaynakları ve tarımsal üretimde yeni sulama alanlarının açılması nedeni ile artan su ihtiyacı, insanları su kullanım etkinliğini artırıcı toprak düzenleyicileri kullanmaya zorlamıştır. Bunlar arasında en yaygın kullanılanlarından biri de ülkemizde ‘’Sutut’’ olarak piyasaya arz edilmiş olan polyacryamide (PAM) dir.

Polyacrylamid, birbirine çapraz bağlanmış acrylamide alt birimlerden oluşan bir acrilate polimerdir. Polimer ise; her birinin birbirine paralel zincirler ve bu zincirlerin çapraz bağ yapıcı bir ajan vasıtası ile çapraz birbirine bağlandığı ağ gibi bir moleküldür. Su bu zincirlerden birine temas ettiğinde ozmoz ile molekülün içine geçer, hızla polimer

ağların içine doğru yol alır ve depolanır.Su ile temas ettiğinde atomlar arasında bulunan

zincir, ozmos tarafından moleküllerin içine geçebilir ve hızlı bir şekilde polimer içine girer. Yapı, büyük ölçüde suyu absorbe eder ve yumuşak bir jel formu haline gelir (Anonim, 2009).

PAM’ın toprak tekstürünün geniş bir aralığında kullanılabilen, su tasarrufu ve erozyonla

mücadelede başarı sağlayan bir polimer olduğu belirtilerek, gübre ve besin elementlerinin PAM tarafından tutularak, yağmur ve sulama suyu ile topraktan kaybının

(15)

2

engellenebildiği ve dolayısıyla aşırı gübre kullanımına bağlı yeraltı suyu kirliliğinin önüne geçilebileceği iddia edilmektedir. Buradan hareketle bu ürünün kullanımı ile gübre kullanımının %15-30 azaltabileceği de belirtilmektedir (Anonim, 2010a).

PAM’ın toprak fiziksel özelliklerine etkisi uzunca süredir çalışılmaktadır (Deng ve ark., 2006). PAM uygulamasından istenen sonucun alınabilmesi için, bu maddenin faklı toprak koşullarındaki uygun dozlarının belirlenmesi gerekmektedir (Lu ve ark., 2002). PAM’ın genelde sıvı formu toprak düzenleyici olarak kullanılmaktadır (Lu ve ark., 2002). Tarımsal amaçlarla kullanılan PAM; pozitif ve negatif yük taşıyabildiği gibi nötr de olabilir. Kullanılacak PAM’ın özellikleri yapılacak işin amacına göre değişmektedir (Levy ve Miller, 1999).

Ülkemizde piyasada bulunan PAM’ın toprağa verilmesindeki başlıca amacın toprağın su tutma kapasitesini artırmak olduğu belirtilmiştir. Ancak PAM’ın farklı toprak koşullarında toprak hidrolik özelliklerini nasıl etkilediği ve toprak besin elementlerinin hareketi ve absorpsiyonu üzerine nasıl bir etkisinin olduğu üzerinde henüz çalışmalar yapılmamıştır (Anonim, 2010a). Bu çalışma ile kumlu ve tınlı topraklara uygulanan farklı PAM dozlarının toprağın su tutma ve hidrolik iletkenliği ve toprakta reaktif olmayan klor ve nitrat gibi besin elementlerinin tutulması ve taşınması üzerine etkileri araştırılmıştır.

(16)

2. LİTERATÜR ÖZETLERİ

Günümüzde yaygın olarak uygulanmakta olan tarım sistemi, sentetik kimyevi madde (zirai ilaç, kimyevi gübre ve hormon) kullanımına dayanmaktadır. Bunun esas sebebi, birim alan başına daha fazla verim almaktır. Ancak bu sistemde kimyasal maddeler çoğunlukla bilinçsizce ve aşırı kullanılmaktadır. Bu da, toprakları, yeraltı ve yerüstü sularını kirletmekte ve ekolojik dengeyi bozmaktadır. İçindeki mikroorganizmalar, böcekler ve solucanlarla canlı bir ekosistem olan topraktaki dengenin kimyevi maddeler ve erozyonla bozulması, onu gittikçe verimsiz hale getirmektedir (Avcı, 2005).

Toprak; canlı doğal kaynakların varlıklarını sürdürebilmeleri için hava ve su ile birlikte vazgeçilmez, bir doğal kaynaktır. İnsan etkinlikleri sonucunda, toprağın fiziksel, kimyasal, biyolojik ve jeolojik yapısı bozulmaktadır. Söz konusu kirliliğin, toprakta yanlış tarım uygulamaları, yanlış ve fazla gübre ile tarımsal mücadele ilaçları kullanma, atık ve artıkları, zehirli ve tehlikeli olan maddeleri toprağa bırakma sonucunda ortaya çıktığı belirtilmektedir. Kirli havanın içerdiği zehirli gazların neden olduğu asit yağmurları ve kirletici gazların toprakta birikmesi, çeşitli yollarla kirlenen sularla sulanan toprak kirlenip yapısı bozulmaktadır. Tarımda kullanılan ilaçlar ve yapay gübrelerin bilinçsiz kullanımıyla ve uzun süre bozulmadan kalabilen katı atıkların gerekli süreçlerden geçirilmeksizin depolanması gibi etkenlerle toprak kirletilmekte ve

hatta kullanılmaz duruma getirilmektedir(Anonim,2010b).

Akarsu, göl ve denizler yerüstü sularını oluştururlar. Dünya nüfusunun hızla artmasına rağmen su kaynaklarının sabit olması, bu kaynakların kirletilmemesini ve çok iyi kullanılmasını gerektirmektedir. Bilinçli su kullanımıyla, yaşam kalitemizi bozmadan alacağımız basit tedbirlerle su kaynaklarımızın kirlenmesini ve tükenmesini önleyebiliriz. Bununla birlikte; üç tarafı denizlerle çevrili olan ve çok sayıda yerüstü ve yeraltı su kaynaklarının bulunduğu ülkemizde sular, evsel ve endüstriyel atıklarla kirlenmektedir. Bu atıkların arıtılmadan su yataklarına verilmesi, katı atıkların düzensiz olarak alıcı ortama bırakılması, ayrıca bilinçsizce yapılan tarımsal ilaçlama ve gübrelemeden dolayı sular kirlenmektedir (Anonim, 2010c).

(17)

4

Birçok çalışma, yeraltı su kaynaklarındaki beklenmedik kirlenmelerin arkasında tercihi akı’nın olduğunu göstermektedir. Tercihi akı, toprakta, toprağın dokusu (matriksi) ile fazla etkileşmeden bazı yolları kullanarak hızlı bir şekilde ilerleyen su hareketini ifade eder. Tercihi akı, genellikle A ve B horizonlarında yer alan ve çapları 0,1mm’den daha büyük olan yapılar olarak tanımlanan makroporlar, suyun belli gözeneklerde toplanarak hareket etmesi olarak tanımlanan hunileşme (funneling) ve suyun dengesiz bir cephe halinde toprakta ilerlemesi olarak tanımlanan parmaksı girinti oluşturma (fingering) süreçlerinin biri veya birkaçı tarafından oluşturulabilir (Helling ve Gish, 1991; Li ve Grondrati, 1994). Bu sayılanlar içerisinde en önemlisi makroporlar ve bu porların neden olduğu makropor akıdır (Warner ve Nieber, 1991).

Birebir yer değiştirme (miscible diplacement) testleri laboratuar koşullarında bozulmuş ve bozulmamış toprak kolonlarında, kimyasal taşınmayı nitel ve nicel olarak değerlendirmek için uzun zamandır kullanılmaktadır (Nielsen ve Biggar, 1961, 1962). Bu testler sadece toprakta yer alan makroporların kimyasal taşınma üzerine olan etkilerini açıklamakla kalmaz, aynı zamanda, toprak fiziksel karakteristiklerinden olan hidrodinamik dispersiyon, difüzyon ve iyon değişimi ve adsorpsiyon hakkında fikirler verir. Örneğin, birebir yer değiştirme sonucunda elde edilen asimetrik bir hamle eğrisi (breakthrough curve) tercihi akının neden olduğu bir fiziksel dengesizliğin veya söz konusu kimyasal ile toprak arasındaki şiddetli adsorpsiyonun neden olduğu bir kimyasal dengesizliğin olduğunu gösterir. Bu eğrilerin sayısal analizi ise dengesizliğin derecesini verir (Erşahin ve Er, 1999).

2.1. Arazi Şarlarında Yapılan Çalışmalar

Arazi koşullarında tercihi akı’nın kimyasalların taşınması üzerine etkisinin araştırıldığı pek çok araştırma vardır. Ahuja ve ark. (1991), arazi şartlarında, ARS (Tarımsal Araştırma Servisi) Kök Bölgesi Su Kalitesi modelini kullanarak siltli killi tın bünyeye sahip bir toprakta makropor akı ile Atrazin (pestisit), nitrat ve Prometrin (pestisit)’in taşınmasını araştırmışlardır. Bu çalışmada, makroporların toplam hacim içerisinde kapladığı hacim sadece %0,5 olup, bu makroporların ise sadece yarısı süreklilik arz

(18)

etmiştir. Makroporların yarıçapları 1,0 – 0,125 mm arasında değişmiştir. Araştırmada iki farklı toprak su içeriğinde iki ayrı yağış koşullarında uygulanmıştır. Bu koşulların birincisinde, solma noktasındaki toprağa beş hafta süreyle, haftada bir saat olmak üzere 25 mm (toplam 125 mm) yağış uygulanmıştır. Bu uygulamada gerek su uygulanırken gerekse uygulama aralarında hiçbir makropor akının oluşmadığı gözlenmiştir. İkinci koşulda ise, aynı miktar yağış, toprak tarla kapasitesinde iken uygulanmış ve bu yağış çok az da olsa bir makropor akı oluşturmuştur. Haftalık yağış iki katına çıkarıldığında, birinci koşulda hiçbir makropor akı oluşmamış ancak ikinci koşulda oluşan makropor akı ile yüzeye uygulanan kimyasalların %0,05 - %8‘i kök bölgesinin altına taşınmıştır. Bu çalışmada orta düzeyde adsorbe olan Atrazin’in makropor akıya oldukça hassas olduğu ve hareketli (mobil) bir iyon olan nitrat ve toprağa kuvvetlice adsorbe olan Prometrin’in yıkanmaya hassaslık bakımından Atrazin’i takip ettiği rapor edilmiştir.

Makroporlar içerisinde toprak derinlerine hareket eden kimyasalların bir kısmının bu derinliklerde makropor duvarlarından toprağın dokusuna (matriksine) doğru hareket ederek buralarda düşük miktarlarda biriktiği görülmüştür. Ayrıca, bu çalışmada makropor büyüklüğünün bu kimyasalların taşınmasına fazla bir etkisinin olmadığı, ancak, toprağın derinlerindeki adsorpsiyonun dar makroporlarda biraz daha fazla olduğu gözlenmiştir. Yüzeyden evaporasyonun, makropor akının şiddetini, toprağın su içeriğini ve dikey yöndeki kimyasal hareketini düşürürken, makroporların kimyasal içeriğini artırdığı; transpirasyonun ise hem makropor akıyı hem de makroporlar içerisindeki kimyasal miktarını azalttığı gözlenmiştir (Erşahin ve Er, 1999).

Gupte ve ark. (1991), çift silindir ve tansiyon infiltrometreler kullanarak, makroporların arazi şartlarında nitrat ve bromun taşınmasına etkisini araştırmışlardır. Araştırmacılar, tansiyon infiltrometrelerinin değişik boyuttaki makroporların kimyasal taşınma üzerine olan etkilerinin araştırılmasında etkin bir şekilde kullanılabileceğini, ancak, makropor akının tam anlaşılabilmesi için daha birçok araştırmanın yapılmasına ihtiyaç olduğunu belirtmişlerdir.

(19)

6

2. 2. Laboratuar Koşullarında Yapılan Çalışmalar

Nielsen ve Biggar (1961, 1962) tarafından esasları belirlenen birebir yer değiştirme teorisi, birçok araştırmacı tarafından laboratuar şartlarında bozulmuş ve bozulmamış kolonlarda kimyasal taşınmasını incelemek için uzun zamandır kullanılmaktadır. Birebir yer değiştirme testleri değişik büyüklükteki makroporların fonksiyonları üzerine nitel olduğu kadar nicel bilgilerde sağlar. Birebir yer değiştirme teorisinin esası özetle şöyledir: elimizde bir toprak kolonu olsun (tamamen doygun veya yarı doygun), bu kolona bir ucundan, kolon içerisindeki sıvının konsantrasyonundan ve kompozisyonundan farklı ve belli konsantrasyonda bir izci kimyasal madde (tracer) içeren bir stok çözelti yavaş yavaş ilave edilsin ve aynı zamanda kolonun öteki ucundan belli aralıklarla örnek toplanıp bu izci kimyasal için analiz edilsin. Stok çözelti kolona verildikçe, çözelti kolonda daha önce var olan çözeltinin yerini alır ve onu yer değiştirir. Eğer stok çözelti ile kolon içerisindeki sıvı iyice karışıyorsa (NaCl çözeltisi ve suda olduğu gibi) bu süreç bir birebir yer değiştirme olarak adlandırılır. İzci kimyasalın örneklerdeki konsantrasyonu y-ekseninde ve her bir örneğin alındığı birikimli zaman ise x-ekseninde gösterildiğinde elde edilen grafik hamle eğrisi (breakthrough curve) olarak adlandırılır. Hamle eğrilerine, zamanın ve izci element konsantrasyonunun boyutsuz değerlerinin yerleştirilmesi, bu eğrilerin analizinde oldukça kolaylık sağlar. Hamle eğrisi tanımsal ve sayısal olarak analiz edilerek kolon içerisindeki gözenekli ortamın taşıma (transport) özellikleri belirlenebilir.

Dikey bir toprak kolonuna üstten verilen stok çözeltisi kolon içerisinde bir taraftan bir cephe halinde yavaş yavaş ilerlerken diğer taraftan farklı yapılar (tercihi akı kanalları, makroporlar, v.s) içerisinde hızla hareket ederek beklenildiğinden daha kısa zamanda çıkışa ulaşır. Suyun, farklı büyüklük ve şekildeki makroporlar içerisinde değişik hızlarda hareket etmesi kimyasal taşınmasında bir düzensizlik oluşturur. Bu süreç dispersiyon olarak adlandırılır. Diğer taraftan, kolon içerisinde toprak dokusunda bir cephe halinde yavaşça ilerlemekte olan kimyasal ile kolonunun diğer bölgelerindeki sıvı arasında konsantrasyon farkı nedeniyle bir madde geçişi olur, bu olay ise difüzyon olarak adlandırılır. Dispersiyon ve difüzyonun ortak etkileri ise hidrodinamik dispersiyon olarak adlandırılır. Kolon içerisinde taşınmakta olan kimyasalın taşınma

(20)

hızını etkileyen bir diğer süreç ise kimyasal ile toprak arasındaki kimyasal etkileşim olup, bu da adsorpsiyon olarak adlandırılır. Adsorpsiyonun etkisi daha çok pozitif yüklü kimyasalların taşınmasında kendini gösterir (Erşahin ve Er, 1999).

Hamle eğrilerinin tanımsal analizinde bu eğrilerin şekillerindeki çarpıklığa dikkat çekilir. Örneğin, makroporlarca zengin bir kolondan reaktif olmayan bir kimyasal (örneğin nitrat) için elde edilen bir hamle eğrisi çarpık bir görünüm sergiler ve erken belirme gösterir. Bu olay fiziksel dengesizlik olarak adlandırılır. Erken belirme ve çarpıklığın derecesi ile tercihi taşınmanın şiddeti arasında pozitif bir ilişki vardır. Diğer taraftan, reaktif bir kimyasal, örneğin kadmiyum için elde edilen bir hamle eğrisi ise yine çarpık bir yapı sergiler ve bu sefer geç belirme gösterir. Bu olay ise kimyasal dengesizlik olarak adlandırılır. Geç belirmenin ve çarpıklığın şiddeti ile kimyasal ile toprak dokusu arasındaki reaksiyonun şiddeti arasında yine pozitif bir ilişki vardır (Erşahin ve Er, 1999).

Li ve Ghodrati (1994), yonca buğday ve mısır kök kanalları içeren bozulmamış toprak kolonlarında nitrat taşınması üzerine yaptıkları laboratuar çalışması sonucunda, her üç bitkinin kök kanallarının taşınmasında önemli ölçüde fiziksel dengesizliğe neden olduğunu ve yüksek akı hızlarında bu dengesizliğin daha da arttığını belirtmişlerdir. Jardine ve ark. (1993), makroporlar devreden çıktığında toprak kolonlarının akı hızlarının 40 kat azaldığını ve makroporların reaktif ve reaktif olmayan kimyasalların taşınmasında önemli bir unsur olduğunu göstermişlerdir. Benzer şekilde, Seyfried ve Rao (1987), makroporlar devreden çıkarıldıklarında hamle eğrilerinin asimetrik olan şekillerin simetrik hale geldiğini gözlemlemişlerdir.

Laboratuar koşullarında yürütülen birebir yer değiştirme testlerinden elde edilen hamle eğrilerinin analizlerinde birçok model kullanılmakta olup bunlar içerisinde en yaygın olanı bir-boyutlu Konveksiyon- Dispersiyon Eşitliği (CDE) modelidir (van Genuchten, 1981).

Nikedi-Kizza ve ark. (1983) bozulmuş ve bozulmamış toprak kolonlarında klor (Cl) ve

(21)

8

taşınma CDE modeliyle kolayca analiz edilebilirken, bozulmamış kolonlardaki taşınmanın analizinde CDE modelinin yetersiz kalması nedeniyle İki-Bölge Fiziksel Dengesizlik Modeli kullanılmıştır. Anamosa ve ark. (1990) İki-Bölge Fiziksel Dengesizlik Modeli’ni kullanarak makroporlar içeren toprak kolonlarında tercihi akının kimyasal hareketine etkisini belirlemişlerdir. Bu çalışmada İki-Bölge Modeli makroporlarca zengin kolonlarda kimyasal taşınmasını başarıyla tanımlamıştır. Çalışmada, kolon içerisindeki suyun yaklaşık %50’nin hareketsiz veya çok yavaş hareket eden su, geri kalanının ise hızlı hareket eden su olduğu belirlenmiştir.

Tokat’ta yapılan bir çalışmada; Tokat Havaalanı yanında buğday/nadas rotasyonu altındaki bir tarladan ve bunun hemen bitişiğindeki mera sahasından alınan bozulmuş ve bozulmamış toprak kolonları ile birebir yer değiştirme testleri yürütülmüş ve elde edilen hamle eğrilerinin nicel ve nitel analizleri yapılmıştır (Erşahin ve ark., 2002). Bütün kolonlardan elde edilen hamle eğrilerinin önemli derecede asimetrik olması bu kolonlarda potasyum taşınmasının kimyasal düzensizlikten önemli derecede etkilendiğini göstermiştir (Erşahin ve ark.,2002). Bozulmamış toprak kolonlarında makro gözeneklerin neden olduğu bypass akı nedeniyle erken belirmenin olduğu; ancak, bozulmuş toprak kolonlarında makro gözeneklerin tahrip olması nedeniyle bu erken belirmenin tamamen ortadan kalktığı gözlenmiştir. Bu çalışmada, Konversiyon- Dispersiyon Eşitliği (CDE) bozulmuş ve bozulmamış kolonlardan elde edilen asimetrik hamle eğrilerinin analizinde yetersiz kaldığı rapor edilmiştir. Ancak İki-Saha Kimyasal Dengesizlik Modeli (Chemical Nonequilibrium Model) bu asimetrik hamle eğrilerini başarılı bir şekilde tanımlayabildiği sonucuna varılmıştır (Erşahin ve ark., 2002).

2.3. PAM İle Yapılan Bazı Çalışmalar

Farklı toprak suyu potansiyellerinde PAM’ın su tutma kapasitesini incelemek amacıyla, Tokat- Kazova’da 0-30 cm derinlikten alınan Killi tın, Tın ve Kumlu tın ile bir çalışma yürütülmüştür (Yetgin Uz ve ark., 2009). Bu topraklardan ağırlıkça % 0,03; 0,1; 0,13; 0,16; 0,23; 0,33; 0,67 oranlarında kuru granüller PAM eklenmiştir. Ayrıca her bir tekstür tipi için PAM eklenmemiş topraklar kontrol amaçlı kullanılmıştır.

(22)

Topraklara daha yüksek dozlarda PAM uygulandığında toprak örnekleri kabarmış ve analizi engelleyecek şeklide toprak yapısı bozulmuştur.

Yapılan analizler sonucunda her üç tekstür grubunun da alınabilir su içeriğinin arttığı rapor edilmiştir. Laboratuar analiz sonuçlarına göre killi ve kumlu toprağa PAM ilavesiyle hacim ağırlığında kontrol etmek için killi toprağın hacim ağırlığında küçük bir artış olmuştur. Aksine PAM oranlarının artmasıyla kumlu ve killi kumlu topraklarda gözeneklilik artmıştır. Ancak, makro gözeneklilik arttıkça killi kumlu ve killi tınlı toprakta gözeneklilik azalmıştır.

Samsunda yapılan bir çalışmada; farklı düzeylerde aşınmaya uğramış bir toprağın özelliklerinin iyileştirilmesi ile domates bitkisi için yarayışlı azot ve fosfor kapsamlarına polyacrylamid (PAM) ve tütün atığı gibi çeşitli organik madde kaynaklarının etkilerinin belirlenmiştir. Araştırmada kullanılan toprak örnekleri Samsun yöresinde bulunan ve üzerinde tarım yapılan 0-20 cm derinlikten alınmış ve bu topraklar; ince bünyeli, düşük derecede organik madde içeriğine (%0,83-1,00) ve orta derecede alkali reaksiyona (pH, 8,0-8,1) sahiptirler. Bölünen bölünmüş parseller deneme desenine göre yürütülen çalışmada tütün atığı ve PAM düzenleyicileri topraklara kontrol dahil dört farklı düzeyde ve üç tekerrürlü olarak uygulanmıştır. Dört haftalık inkübasyon periyodundan sonra bütün saksılarda domates bitkisi bitkilere elverişli azot ve fosfor miktarını ise artırdığı saptanmıştır. Uygulamaların etkinliği organik kaynağın çeşidine, uygulama dozuna ve toprak aşınım seviyelerine bağlı olarak değişmiştir. Tütün atığı erozyona karşı duyarlılık ile azot ve fosfor içerikleri üzerinde daha etkili olmuştur (Coşkun ve ark., 2006).

PAM ile yapılan bir başka çalışmada ise; karık sulama yönteminde, farklı karık ve akış tiplerinin karıklarda oluşan sediment taşınmasına etkisinin belirlenmesi amaçlanan bir çalışmada Amasya ili sınırları içerisinde yapılmıştır. Çalışmada normal, sıkıştırılmış ve polyacrylamid (PAM) uygulanmış karık tipleri ile sabit debili, değişken debili ve fasılalı akış tipleri uygulanmıştır. PAM uygulamaları birinci sulamada %77,7- 87,7; ikinci sulamada %35,6-58,0 arasında sediment taşınımını azaltmıştır. Sıkıştırılmış karık

(23)

10

sulamasının sediment taşınımına belirgin bir etkisi görülmemiştir. Sonuç olarak; birinci sulamalarda, sediment taşınımı azaltma açısından en iyi uygulamalar sırasıyla; PAM uygulanmış karıklarda değişken debili uygulama, PAM uygulanmış karıklarda fasılalı sulama uygulaması ve diğer tüm karık tiplerindeki değişken debili uygulamalar olarak belirlenmiştir. İkinci sulamalarda ise; PAM uygulamalarının etkisi devam etmiştir ancak genel olarak tüm karık tiplerinde değişken debili sulamalar en iyi gurubu oluşturmuştur. Sıkıştırılmış karık uygulaması ise sıkıştırma ağırlığı ve sıkıştırma anındaki nem içeriğinin dikkate alınması yanı sıra yüzey akış kayıplarını azaltacak önlemlerin alınmasıyla etkinliğin artırılabileceği belirtilmiştir (Meral ve Apan, 2003).

Şeker Pancarında yapılan bir çalışmada ise; PAM’ın büyümeye etkisi araştırılmış ve yetiştirme dönemi boyunca iki sulamadan tasarruf edildiği rapor edilmiştir. Mısır ile yapılan bir diğer çalışmada ise PAM’ın nitrat gübrelerinin etkinliğin artırdığı rapor edilmiştir (Anonim, 2010a).

(24)

3. MATERYAL ve YÖNTEM

3.1. Materyal

3.1.1. Çalışma Alanının Tanımı

Bu çalışma Çankırı ilinde bulunan Tatlıçay’ın 1500 m kuzeyinde bulunan Çankırı Tarım Meslek Lisesinden alınan kumlu ve tınlı topraklarda yapılmıştır.

Çankırı ili; Büyük bir bölümü İç Anadolu Bölgesi’nde, bazı bölümleri de Karadeniz Bölgesi’nde, batıda Bolu, kuzeybatıda Karabük, kuzeyde Kastamonu, doğuda Çorum ve güneyde Ankara ile Kırıkkale ile çevrilidir. Greenwich’e göre 40º 30′- 41º Kuzey enlemleri ile 32º 30′- 34º Doğu boylamları arasında yer alır. İlin yüzölçümü 7 388 km²’dir ve Türkiye topraklarının % 0,94′ne tekabül eder. Denizden yüksekliği (Rakım) 723-800 m’dir. Doğu-Batı uzunluğu 128 km., Kuzey-Güney uzunluğu 72 km’dir. Kuzeyden gelen Tatlıçay ile kuzeydoğudan gelen Acı çay şehrin güneydoğusunda birleşmektedir. Çankırı şehrinin eski kısmı denizden 900 m kadar yükseklikte bulunan Karatekin tepesinin güney eteğindeki meyilli bir arazide kurulmuştur ve şehir zamanla vadinin ortasından akmakta olan Tatlı Çay'ın kenarlarına kadar genişlemiştir (Yüksel ve ark., 2002).

3.1.2. Çalışma Alanının Bitki Örtüsü

Karadeniz iklim kuşağından İç Anadolu Bölgesine özgü kara iklimine geçiş kuşağında yer almasına rağmen Çankırı'da genellikle İç Anadolu'ya özgü iklim hüküm sürmektedir. Merkez, Ilgaz ve Yapraklı İlçelerinde kışlar serin, yazlar ılık geçmektedir. Çerkeş İlçesinde ise kışlar soğuk, yazlar serin geçer. İlin en fazla yağış alan ilçesi Yapraklı'dır. Hemen hemen her mevsim yağışın görüldüğü ilde ortalama yıllık yağış miktarı 392-538 mm arasında değişmektedir (Yüksel ve ark., 2002).

(25)

12

3.1.3. Çalışma Alanının Jeolojik Yapısı ve Toprak Özellikleri

Çankırı İl Merkezinin bulunduğu bölge 3.Jeolojik zamanda meydana gelmiş Oligoseniosen yaştaki jipsli (alçıtaşı), volkanik orjinli lav, andezit, bazalt, marn, kil ve kalkerden oluşmuştur. Çankırı’nın güney ve güneydoğusunda, Merkez ilçe ve Kızılırmak bölgelerinin altında kalın tabakalar halinde tuz yatakları bulunmaktadır. Çalışma alanının jeolojik yapısı genellikle mezozoik devrenin karışık tektonik fasiyeslerinden kalker, kumtaşı ve kumlu şistlerini içermektedir. Toprak türü genellikle tınlı ve kumlu tın’dır. Fizyolojik derinlik bakımından derin topraklardır. Taşlılığı bakımından az taşlı olup, eğimi %10-50 arasında değişmektedir (Yüksel ve ark., 2002).

3.1.4. Deneme Alanı

Çalışma alanı Çankırı-Kastamonu karayolunun 7 km uzağında bulunan Tarım Meslek Lisesinde yer almaktadır. Çalışma alanın sağında Kembağı mesire yeri solunda ise bir süt fabrikası yer almaktadır (Şekil 3.1).

(26)

Tatlıçay akarsuyunun 1500m kuzeyinde yer alan çalışmanın yapıldığı alan kuzey-güney yönünde yaklaşık %5 eğime sahiptir. Hakim rüzgar güneybatı istikametindedir. Toprak tekstürü kumlu-tın olup, organik madde içeriği bakımından fakirdir.

3.1.5. Deneme Alanının İklimi

Çalışma alanında, kışlar soğuk ve yağışlı, yazlar kurak ve sıcak geçmektedir. Çankırı meteoroloji istasyonundan alınan son 10 yıllık (1999-2009) ölçümlere göre İl’de ortalama sıcaklık 11 °C ‘dir. Aylık ortalama sıcaklıklar -0,4 °C (Ocak) ile 23,39 °C (Temmuz) arasında değişmektedir.

Çalışma alanında ortalama yıllık yağış 418 mm olup, en fazla yağış 53,3 mm ile Nisan ayında, en az yağış ise 15,5 mm ile Temmuz ayında düştüğü görülmektedir (Anonim, 2010). Yörede rüzgar hızı yıl içinde önemli sayılacak değişmeler göstermemektedir. Fakat az da olsa yaz aylarında havanın sıcak olması nedeniyle alçak basınç egemen olmaktadır. Bu nedenle yaz dönemlerinde sürekli bir hava akımı egemendir. Nemlilik Çankırı’da ortalama %64’tür. Nispi nem yüksek sıcaklık değerlerinin bulunduğu aylarda azalmaktadır. Nitekim en düşük nispi nem %53,4 ile Haziran ve Temmuz aylarında ölçülmüştür (Çizelge 3.1 ).

Yıllık ortalama toprak sıcaklığının 8 Cº den fazla fakat 15 Cº den düşük olması ve ortalama yaz sıcaklığı ile ortalama kış sıcaklığı arasındaki farkın 5 Cº’tan fazla olması nedeniyle toprak sıcaklık rejimi Mesic’tir. Toprağın 50 cm derinlikte 8 Cº’nin üzerinde olduğu dönemlerde toprağın ardışık 90 gün nemli olmaması nedeniyle toprak nem rejimi Aridik’tir.

(27)

14

Çizelge 3.1. Çalışma alanına ait (1999-2009 ) meteorolojik veriler (Anonim, 2010e). Aylar Veriler(ort) O& Ş M N M H T A E E K A Ort sıcaklık (ºC) -0,4 0,8 6,2 11,3 15,9 20,3 23,9 23,3 17,6 12,1 5,5 0,7 Max sıcaklık(ºC) 15,0 18,1 27,8 30,6 34,2 38,0 42,4 41,0 37,3 34,2 24,4 17,6 Yağış 37,8 36,0 34,8 53,3 36,4 28,0 15,5 21,6 23,5 25,5 22,6 37,1 Max yağış 33,8 21,6 22,7 35,1 26,4 15,8 17,4 26,3 22,0 25,5 22,6 37,1 Ort nem (mm) 76,2 71,8 62,1 62,4 59,4 55,5 53,6 56,0 61,8 69,4 70,9 74,6 Ort rüzgar hızı 0,6 0,9 1,0 0,9 0,9 1,0 1,0 0,8 0,7 0,7 0,6 0,5 Toprak sıcaklığı(50 cm) 3,3 3,0 7,6 13,2 18,4 23,4 27,7 28,2 23,4 17,2 8,6 4,4

&:Büyük harfler ayları göstermektedir.

3.2. Yöntem

Çalışma alanında belirlenen kumlu ve tınlı toprakların yüzey katmanlarından (0-30 cm) toprak örnekleri alınmıştır. Toprak örnekleri laboratuarda 2 mm’lik elekten geçirildikten sonra PAM ile 0,0; 0,01; 0,05; 0,1; 0,2gr/30 gr PAM/gr toprak oranlarında karıştırılmış 15 tınlı ve 15 kumlu olmak üzere ve üç tekerrürlü olarak 10 cm çapında ve 30 cm yüksekliğindeki plastik kolonlara paketlenmiştir. Bu alınan toprak örneklerinde tekstür, organik madde, kireç, pH, EC, tarla kapasitesi ve solma noktası analizleri yapılmıştır.

3.2.1.Rutin Toprak Analizleri

Toprak suyu içeriği

Belirli miktar toprak örneğinin 105 °C’lik fırında sabit sıcaklığa gelinceye kadar

kurutulup tartılması esasına göre belirlenmiştir. İki mm ‘lik elekten geçirilmiş hava kurusu örneklerden uygun miktarda bir kısım örnek önceden darası alınmış kurutma kaplarına alındı. Kapla birlikte ağırlığı belirlenmiş toprak örnekleri 105 °C ye ayarlanmış kurutma dolabında 24 saat bekletildi. Etüvden çıkarılan örnekler oda

(28)

sıcaklığına gelene kadar desikatörde soğumaya bırakıldı ve kaplardaki toprak örneklerinin ağırlığı tespit edilerek nem miktarı belirlendi (Richards, 1954).

Toprak tekstürü

Toprakların % kil, silt ve kum içeriklerini belirlemek için Hidrometre metodu kullanılmıştır (Gee ve Bauder, 1986). Her toprak örneğinden 40 gr alınarak 600 ml’lik beherlere aktarılmış. Daha sonra üstüne 100 ml % 5’lik kalgon (Sodyum HegzaMetafosfat) çözeltisi ve 250 ml saf su eklenerek karıştırılıp bir gece bekletilmiştir. Bir gece bekletilen örnekler mikser kabına boşaltılıp yüksek devirde 5 dakika karıştırılmıştır. Karıştırma işlemi bittikten sonra örnek tekstür silindirine boşaltılmış ve hidrometre yardımıyla çözeltinin hacmi saf su ile 1130 ml’ye getirilmiştir. Silindirlere boşaltılan örnekler süspanse hale gelmesi için mekanik el karıştırıcısıyla 20 kere karıştırılmış ve karıştırma işlemi bittikten sonraki zaman not edilmiştir. İlk başlangıç zamanından 20 sn sonra hidrometre daldırılmış ve 40. saniyede ilk okuma ve 2. saatte ikinci okuma alınmıştır. Okunmaların doğruluk derecesini yükseltmek için bir kör hazırlanmıştır. Kör değeri için 100 ml kalgon tekstür silindirine aktarılmış ve saf su ile 1000 ml’ye tamamlanmış iyice süspanse ettikten sonra hidrometre okuması alınmıştır. Okunan değerlerden kör değeri çıkartılıp hesaplanarak toprağın kil, silt ve kum içeriği belirlenmiştir.

Toprak reaksiyonu (pH)

Toprak reaksiyonu toprak su karışımında cam elektrotlu Orion 420 A dijital pH metresi ile ölçülmüştür. Bu yöntemin esası, toprağı suyla doygun hale getirip veya toprağı bir tuz çözeltisi ile belli oranlarda karıştırmak suretiyle hazırlamak ve bu şekilde hazırlanan toprakta oluşan hidrojen iyon aktivitesini standart elektrotlar ve pH-metre yardımıyla potansiyometrik olarak ölçmektir. Hava kuru hale getirilmiş ve 2 mm ‘lik elekten geçirilmiş toprak örneğinden 50 ml kapasiteli bir behere istenilen miktarda (10g) toprak alındı ve üzerine istenilen karışım oranında (1:5) saf su (50 ml) kondu. Bu karışım bir dakika boyunca karıştırıldı ve 30 dk bekletildikten sonra karışımdaki toprağın çökerek suyun berraklaşması beklendi. Elektrot üstte kalan berrak kısma daldırılarak toprağın Ph’sı belirlendi (U.S.Salinity Laboratory,1954).

(29)

16

Elektriksel iletkenlik (EC)

Suyla doygunluk çamurunda ve elekriksel kondaktivimetre aleti ile belirlenmiştir (Model 3200 Conductivity Instrument) (U.S.Salinity Laboratory 1954). Toprağı 1:2 oranında suyla doygun hale getirdikten sonra suyla doygun toprağın elektrik iletkenliği ölçüldü ve toprağın iletkenliği ile tuz içeriği arasındaki ilişkiden tuz içeriği belirlendi.

Kireç (CaCOз)

Scheibler kalsimetresi ile Çağlar (1958) tarafından belirtildiği şekilde tayin edilmiş ve yüzde olarak ifade edilmiştir. Daha önceden hazırlanmış 2 mm’lik topraktan kireç kapsamına göre 1gr toprak tartılarak kalsimetre şişelerine konuldu. İçine %10’luk HCI çözeltisi konulan kalsimetre tüpleri dikkatlice kalsimetre şişelerine yerleştirildi. Kalsimetre şişesinin kapağı kapatıldı ve kalsimetredeki boruların sıfır ayarı yapıldı. Daha sonra kalsimetre şişesi hafifçe çalkalandı ve şişe içindeki gaz çıkışı bitene kadar

çalkalamaya devam edildi Çıkan CO2 gazı miktarından toprağın kireç içeriği belirlendi.

Organik madde

Modifiye Walkley - Black yaş yakma yöntemiyle dikromat yükseltgenmesi esasına göre belirlendi. Bu yöntemin esası, toprağı kromik ve sülfirik asit ile işleme tabi tutmak suretiyle kapsadığı organik karbonun kromat (Cr2O7-2) ile oksitlenmesini sağlamak ve

bu oksidasyon için kullanılan miktardan arta kalan kromat standart demir sülfat ile titre etmek suretiyle toprakta bulunan karbonu saptayarak buradan organik madde miktarını bulmaya yöneliktir (Nelson ve Sommers,1982).

Hacim ağırlığı

Doğal yapısı bozulmamış toprak örnekleri kullanılarak hesaplanmıştır (Blake ve

Hartage, 1986). Hacmi 100 cm3 olan çelik silindirler kullanılarak alınan toprak örnekleri

laboratuarda 105 oC de 48 saat bekletilerek fırın kuru ağırlığa gelmeleri sağlandı. Fırın

kuru örneklerin ağılıkları hacimleri olan 100 cm3

(30)

Tarla kapasitesi su içeriği

Seramik membran üzerine yerleştirilmiş suyla doygun bozulmamış toprak örneği üzerine 1/3 bar basınç uygulamak suretiyle belirlenmiştir (Cassel ve Nielsen, 1986).

Daimi solma noktası su içeriği

Seramik levha üzerine yerleştirilmiş suyla doygun toprak örneği üzerine 15 bar basınç uygulamak suretiyle belirlenmiştir (Cassel ve Nielsen,1986).

3.2.2 Birebir Yer Değiştirme Testleri

Birebir yer değiştirme testleri on beş kumlu on beş kumlu kolonda olmak üzere toplam 30 kolonda yapılmıştır. Birebir yer değiştirme testlerine başlamadan önce plastik kolonların tabanları özel bir kumaşla desteklendi ve buharlaşmanın önlenmesi için kolonun üstü bir plastik ile geçici olarak kapatıldı. Daha sonra kolonlar aşağıdan

yukarıya doğru yavaş yavaş 0,01M KBr çözeltisi ile 48 saat doyuruldu (van Genuchten

ve Wierenga, 1977; Seyfried ve Rao, 1987). Burada saf suyun yerine 0,01 N M KBr çözeltisinin kullanılmasının nedeni kolonda işlem süresince iyonik gücün belli bir düzeyde kalmasını sağlamak içindir (Seyfried ve Rao, 1987). Doyurma işlemi tamamlandıktan sonra, kolonlar taşıyıcı desteklere dikey olarak yerleştirildi, kolona akı hızı sabitleşinceye kadar üstten sıfıra ayarlanmış bir tansiyon infiltrometresi ile 0,05 N

CaCl2 çözeltisi uygulandı. Kolondaki akı hızı dengeye geldikten sonra her kolona

yaklaşık 3-4 gözenek hacmi (bir gözenek hacmi = işlem esnasında kolonda bulunan su

miktarı) 0,01 KBr + 0,05 N CaCl2 çözeltisi uygulandı ve bu işlem başlar başlamaz

kolonun çıkış noktasından, bir otomatik örnekleyici yardımıyla yaklaşık 50 ml

hacminde örnekler alınmaya başlandı (Nielsen ve Biggar, 1961, 1962). CaCl2 çözeltisini

takiben hiç ara vermeden kolona yaklaşık 3-4 gözenek hacmi kadar 0,01 M KBr (yıkama çözeltisi) çözeltisi uygulandı ve bu işlem boyunca yine örneklemeye devam edildi. İşlem süresince kolonlardaki akı hızının aynı kalmasına dikkat edildi ve bu amaçla akı hızı sık sık kontrol edildi. İşlem bittikten sonra kolonlar sistemden sökülerek tartıldı, kurutma fırınında 105 °C sabit sıcaklıkta 48 saat bekletildikten sonra tekrar

(31)

18

İşlem süresince toplanan örneklerin Cl konsantrasyonları Cl-spesifik elektrot ile belirlendi. Kolona üstten uygulanan stok çözeltinin Cl konsantrasyonu 0.05 N olarak daha önce bilinmekteydi, ancak, hesaplamalarda kolaylık sağlaması açısından stok

çözeltinin Cl konsantrasyonu C0 da kolonun çıkışından toplanan örneklerin Cl

konsantrasyonunun belirlendiği düzenek ile ölçüldü ve hesaplamalarda bu değer kullanıldı (Nikedi-Kizza ve ark., 1983). İşlem süresince elde edilen birikimli örnek

hacimleri V toplam gözenek hacmi V0 ile bölünüp hamle eğrisinin x-eksenine ve

örneklere ait Cl konsantrasyonları (C) stok çözeltisinin Cl konsantrasyonu C0 ile

bölünerek y-eksenine yerleştirildi. Gerek V/V0 ve gerekse C/C0 boyutsuz olup hamle

eğrisinin analizinde oldukça kolaylık sağlamaktadır (Biggar ve Nielsen, 1963).

3.2.3. Kolonlarda Kimyasal Taşınmaya İlişkin Parametrelerin Belirlenmesi

Laboratuar koşullarında yürütülen misibıl yer değiştirme testlerinden elde edilen hamle eğrilerinin (breakthrough curves) analizlerinde birçok model kullanılmakta olup bunlar içerisinde en yaygın olanı bir boyutlu (one-dimensional) Konversiyon-Dispersiyon eşitliği CDE modelidir (van Genuchten, 1981).

Bu modele göre denge halindeki (steady-state) homojen bir kolonda tek yönde hareket etmekte olan ve reaktif olmayan bir iyonun taşınması

(ρ/ ) (∂S/∂t) + (∂c/∂t) = D(∂2_c/∂x2

) – v(∂c/∂x) (1)

şeklinde ifade edilebilir. Yukarıdaki eşitlikte c takip edilen (tracer) kimyasalın sıvı

fazdaki konsantrasyonu (ML-1), S birim toprak kütlesi tarafından adsorbe edilen miktar

(MM-1), x mesafe (L), t zaman (T), D hidrodinamik dispersiyon katsayısı (L2T-1), v gözenek içi su akı hızı (LT-1_{), ρ fırın kuru toprağın hacim ağırlığı (ML}-3

) ve ise

kolonun hacim üzerinden su içeriği (L3

L-3) dir. (van Genuchten, 1981; Toride ve ark., 1995).

Kimyasal adsorpsiyon S aşağıdaki eşitlik yardımıyla ifade edilebilir. (van Genuchten, 1981; Parker ve van Genuchten, 1984).

(32)

S = kc (2) Eşitlik 2’de k ampirik bir katsayıdır. Eşitlik 2, Eşitlik 1’de yerine yazılırsa,

R (∂c/∂t) = D(∂2_c/∂x2

) - v (∂c/∂x) (3)

elde edilir. Burada R geciktirme (retardation) katsayısı olup,

R = 1 + (ρk/ ) (4)

şeklinde ifade edilebilir. Kolonun çıkışından toplanan örneklere ilişkin verilerin matematiksel analizinin daha kolay yapılabilmesi için aşağıdaki boyutsuz parametreler türetilmiştir. (Van Genuchten, 1981; Parker ve Van Genuchten, 1984).

T = v t/L = V/V0 (5)

z = x/L (6)

P = v L/D (7)

C1 = (C-Ci)/(C0-Ci) (8)

Eşitlikler 5,6,7 ve 8’de T (boyutsuz) gözenek hacmi sayısı, z nispi (relative) derinlik, L

kolon uzunluğu (cm), P Pecklet numarası (boyutsuz), C1 izlenen (tracer) kimyasalın

kolondaki başlangıç konsantrasyonu, (burada K;MM-3

) ve C0 ise izlenen (tracer)

kimyasalın stok çözeltideki konsantrasyonudur. Yukarıdaki boyutsuz parametrelerin Eşitlik 3’de yerlerine yazılmasıyla,

R (∂c/∂t) = 1/P(∂2

C1/∂z2) – v (∂C1/∂z) (9)

(33)

20

Eşitlik 3 kullanılarak simetrik hamle eğrileri kolayca analiz edilebilmektedir. Ancak çoğu kez laboratuar ve tarla denemelerinden elde edilen hamle eğrileri simetrik değildirler. Bunun başlıca iki nedeni vardır: (1) fiziksel dengesizlik (nonequilibrium) ve (2) kimyasal dengesizlik. Burada söz konusu kimyasalın brom olması nedeniyle daha fazla fiziksel dengesizlik üzerinde durulacaktır.

3.2.4. İki-Bölge Fiziksel Dengesizlik (nonequilibrium) Modeli

Fiziksel dengesizlik, toprak kolonunun değişik bölgelerinde hareket etmekte olan kimyasalların hızları arasında aşırı farklılıklar olduğunda ortaya çıkar. Örneğin, makro-gözeneklerce zengin topraklarda iki türlü hareket eden su vardır: Makro-gözeneklerde hızlı hareket eden su ve toprağın iskeletinde yavaş hareket eden su. Makro-gözeneklerdeki suyun akı hızı ihmal edilebilir ve dolayısıyla hareketsiz (stagnant) kabul edilebilir. Bu görüşten hareketle, iki-bölge fiziksel dengesizlik modeli topraktaki suyu iki bölgeye ayırmakta ve taşınmanın sadece hareketli bölgede cereyan ettiğini varsaymaktadır. Buna ilaveten, model taşınma esnasında hareketli olan (mobil) ve hareketsiz (immobil) bölgeler arasında madde alışverişinin olduğunu ve bunun katsayı tarafından kontrol edildiğinin varsaymaktadır.

İki-bölge modeli için eşitlik;

(θm + ρrfk)(∂cm/∂t) + [θim + (1-f)ρk] (∂cim/∂t) = θmDm(∂2c1/∂x2) – q(∂cm/∂x) (10)

[θim + (1-f)ρk] (∂cim/∂t) = α(cm – cim) (11)

şeklindedir. Yukarıdaki eşitlik 9 ve 10’da θm ve θim sırasıyla hareketli ve hareketsiz

bölgelerdeki tracer kimyasalın konsantrasyonu, Dm hareketli bölgenin hidrodinamik

dispersiyon katsayısı, f hareketli bölgedeki sorpsiyon alanlarının kolondaki toplam

sorpsiyon alanlarına oranı ve α (T-1_{) ise hareketli ve hareketsiz bölgeler arasında madde}

alışverişini kontrol eden bir katsayıdır (van Genuchten, 1981; Parker ve van Genuchten, 1984).

(34)

Matematiksel işlemlerde kolaylık sağlaması açısından aşağıdaki boyutsuz parametreler türetilmiştir. T = v T/L (12) z = x/L (13) = θm/θ, θ = θm + θim (14) c1 = cm/c0, c2 = cim/c0 (15) Pm = v mL/Dm, v m = q/θm (16) ω = αL/ v mθm = αL/q (17) Rm = 1 + (ρfk/θm), R = 1 + (ρk/θ) (18) β = (θm + ρfk)/(θ + ρk) = (θmRm) = Rm/R (19)

Yukarıdaki boyutsuz parametrelerden T ve z CDE eşitliği için olanın aynısıdır. Parametre β kolondaki hareketli su içeriğinin kolonun su toplam içeriğine oranı olup 0-1 arasında değerler alabilir, C0 stok çözeltideki tracer konsantrasyonu, Dm hareketli

bölgenin dispersiyon katsayısı, Pm mobil bölgenin Pecklet numarası, parametre ω

hareketsiz ve hareketli bölgeler arasındaki madde alışverişidir. Yukarıdaki boyutsuz parametreler eşitlik 9 ve 10’da yerine yazılırsa,

βR(∂c1/∂t) + [(1-β)R(∂c2/∂t)] = 1/P[∂2c1/∂x2) – (∂c1/∂x)] (20)

(1-β)R(∂c1/∂t) = ω(c1 – c2) (21)

(35)

22

3.2.5. Nümerik Çözüm

Bilgisayar programı CXTFIT (Parker ve Van Genuchten, 1984) kullanılarak eşitlik 20 ve 21’e ilişkin parametrelerden v, Rm, Dm, T, β ve ω elde dilebilir. CXTFIT doğrusal olmayan (non-linear) bir regresyon programı olup CDE ve İki-Bölge modeli için gerekli parametrelerden bir tanesinin verilmesi halinde diğer parametreleri tahmin edebilir. Genellikle gözenek içi akı hızı v ölçülür ve diğer parametrelerin tahmini programa bırakılır. Ancak, laboratuarda ne kadar fazla parametre ölçülebilirse programın tahmini de o derece güvenilir olur. Bu çalışmada, hamle eğrilerinin hepsi de asimetrik olmaları nedeniyle İki-Bölge Fiziksel Dengesizlik modeli kullanılarak analiz edildiler. Bunun için, parametreler v ve T CDE modelinde ölçüldü, Rm, Dm, β ve ω ise program ile tahmin edildi (Van Genuchten, 1981; Parker ve Van Genuchten, 1984; Toride ve ark.,1995). Aslında Rm reaktif olmayan Br için 1,0 kabul edilir. Ancak, PAM tarafından absorbe dildiği için geciktirildi ve dolayısıyla R model ile tahmin edildi. CXTFIT oldukça karmaşık bir program olup bu programdan elde dilen sonuçların gerçeği yansıtması için başlangıç değerlerinin dikkatlice belirlenmesi gerekir. Program hakkında detaylı bilgi literatürden (Parker ve Van Genuchten, 1984; Toride ve ark., 1995) sağlanabilir.

(36)

4. BULGULAR

4.1. Çalışmada kullanılan Topraklar ve Kolonlara İlişkin Özellikler

Araştırmada kullanılan toprakların bazı özellikleri Çizelge 4.1 ve kolonların özellikleri ise Çizelge 4.2 de verilmiştir.

Çizelge 4.1. Araştırmada kullanılan toprakların bazı özellikleri

Toprak Kum % Silt % Kil % Tekstür OM % CaCO3 % pH EC 1 45 18 37 Tın 0,47 10,49 7,43 4,15 2 70 6 24 Kum 1,75 13,81 7,56 5,24

Çizelge 4.1 de görüldüğü gibi birinci toprakta ilk on beş toprağın ortalama kum içeriği %45, silt içeriği %18, kil içeriği %37’dir. İkinci toprakta ortalama kum içeriği %70, silt içeriği %6, kil içeriği %24’tür. Birinci toprak tınlı, ikinci toprakta kumlu tekstür hakimdir. Organik madde içeriği ikinci topraktan daha yüksektir. Toprak örneklerinin elektriksel iletkenliği 4,15 mmhos/cm-5,24 mmhos/cm arasında değişmekte olup her iki toprağın da hafif tuzlu olduğu görülmektedir. Çizelgeden görüleceği üzere toprak örneklerinin kireç içerikleri %10,49-13.81 arasında değişiklik göstermektedir. Örneklerin pH değerleri 7,43-7,56 arasında değişmekte olup, hafif alkalin karakterdedir.

(37)

24

Çizelge 4.2. Birebir yer değiştirme testlerinin yürütüldüğü kolonların bazı özellikleri Kolon no Ks cmsa-1 Hacim ağırlığı Mg m-3 PAM oranı g kg-1 TK % SN % 1 18,78 1,061 0,00 28,88 8,45 2 9,75 1,052 0,00 13,78 7,58 3 6,62 0,865 0,00 15,57 6,97 4 2,09 0,958 0,01 16,23 8,40 5 15,16 0,949 0,01 13,19 6,53 6 22,38 0,893 0,01 15,62 8,66 7 22,02 0,885 0,05 16,25 7,59 8 18,05 0,855 0,05 15,04 7,72 9 15,52 0,896 0,05 13,41 11,98 10 14,44 0,885 0,1 14,89 9,45 11 16,06 0,885 0,1 16,51 7,46 12 15,88 0,896 0,1 16,36 7,47 13 9,47 0,875 0,2 17,03 6,77 14 10,29 0,853 0,2 20,35 8,00 15 13,94 0,853 0,2 15,78 7,56 16 5,86 1,527 0,00 36,56 22,55 17 12,45 1,299 0,00 36,79 22,96 18 23,83 1,392 0,00 36,58 21,27 19 35,74 1,288 0,01 37,37 20,98 20 32,49 1,315 0,01 36,16 20,66 21 38,99 1,328 0,01 37,32 21,21 22 31,41 1,323 0,05 37,78 21,01 23 28,70 1,343 0,05 37,54 21,48 24 34,66 1,324 0,05 37,83 21,02 25 11,10 1,408 0,1 39,28 22,61 26 13,26 1,358 0,1 41,96 23,01 27 12,72 1,410 0,1 40,13 20,60 28 10,96 1,329 0,2 43,71 22,65 29 10,83 1,315 0,2 41,18 23,81 30 10,56 1,342 0,2 41,66 24,66

Ks: Doygun hidrolik iletkenlik TK: Tarla kapasitesi (-0.33 bar) su içeriği,

SN: Solma noktası (-15 bar) su içeriği. Tarla kapasitesi ve solma noktası değerleri ağılık üzerinden verilmiştir.

(38)

PAM uygulaması her iki toprakta da tarla kapasitesini belirli bir konsantrasyona kadar artırmış, ancak daha sonra bu etki kaybolmuştur (Çizelge 4.2). Bunun nedeni PAM yüksek konsantrasyonlarda şişerek toprağın yapısını aşır bozmasına bağlanmıştır. Birinci kolon ayrı tutulduğunda, belirli bir konsantrasyona kadar artan PAM uygulamasının, beklendiği gibi kolonlarda doymuş hidrolik iletkenliği artırdığı görülmektedir (Çizelge 4.2). Ancak, daha sonra beklenmedik şekilde özellikle tınlı toprakta bu etki kaybolmuştur.

4.2. Kolonlar ile Elde edilen Hamle Eğrileri ve Ölçülen ve Hesaplanan Parametreler

Çalışmada kullanılan kolonlarla yürütülen birebir yer değiştirme testlerinden elde edilen hamle eğrileri ve CXTFIT modelindeki iki-bölge modülü ile yapılan modelleme sonuçları takip eden grafiklerde verilmiştir. Grafiklerde; : gözenek için akı hızı (cm/saat), D: hidrodinamik dispersiyon katsayısı (cm2_{/saat), R: geciktirme katsayısı}

(boyutsuz), To: pulse uzunluğu (por hacmi), β: hareketli (mobil) su içeriği, (boyutsuz), ω: hareketli ve hareketsiz bölge arasında madde alış-verişini kontrol eden bir katsayıdır (boyutsuz). Parametre ölçülmüş, diğer parametreler ise tahmin edilmiştir. Bütün kolonlardan elde edilen hamle eğrilerinin asimetrik olmaları nedeniyle modellemede CDE modelinin yetersiz olacağı düşünüldü ve iki-bölge fiziksel dengesizlik modeli ile değerlendirildiler. PAM’ın hem makropor hem de geciktirme etkisi nedeniyle, CXTFIT modeli bazı kolonlarda tahmin yapamamıştır. Bu grafiklerin modellenmesi için daha kompleks bir model gerekmektedir.

(39)

26

4.2.1. Tınlı Toprak İle Paketlenmiş Kolonlara Ait Hamle Eğrileri 1.Kolon 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 0 1 2 3 4 5 6 7 V/V0 C /C 0

Şekil 4.2. 1 nolu kolona ilişkin hamle eğrisi için ölçülen ve CXTFIT ile tahmin edilen

parametreler. 2. Kolon 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 0 1 2 3 4 5 6 V/V0 C /C 0

Şekil 4.3. 2 nolu kolona ilişkin hamle eğrisi için ölçülen ve CXTFIT ile tahmin edilen

parametreler. 3. Kolon 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 0 1 2 3 4 5 6 7 V/V0 C /C 0

Şekil 4.4. 3 nolu kolona ilişkin hamle eğrisi için ölçülen gözenek içi akı hızı ( (cms-1

)) CXTFIT ile yakınsaklık elde edilemediğinden diğer parametreler tahmin edilememiştir.

R2 = 0,91 = 15,05 D = 275,62 R = 0,86 TO = 3,52 β = 0,96 ω = 0,15 = 13,55 R2 = 0,89 = 31,17 D = 65,69 R = 2,27 TO = 5,48 β = 0,42 ω = 0,079

(40)

4. Kolon 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 0 1 2 3 4 5 6 V/V0 C /C 0

Şekil 4.5. 4 nolu kolona ilişkin (0,01 PAM) hamle eğrisi için ölçülen ve CXTFIT ile

tahmin edilen parametreler.

5. Kolon 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 0 1 2 3 4 5 6 7 V/V0 C /C 0

Şekil 4.6. 5 nolu kolona ilişkin (0,01 PAM) eğrisi için ölçülen gözenek içi akı hızı (

(cms-1)) CXTFIT ile yakınsaklık elde edilemediğinden diğer parametreler tahmin

edilememiştir. 6. Kolon 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 0 1 2 3 4 5 6 V/V0 C /C 0

Şekil 4.7. 6 nolu kolona ilişkin (0,01 PAM) hamle eğrisi için ölçülen gözenek içi akı

hızı ( (cms-1_{)) CXTFIT ile yakınsaklık elde edilemediğinden diğer parametreler}

tahmin edilememiştir. R2 = 0,92 = 4,98 D = 2,35 R = 3,71 TO = 4,41 β = 0,21 ω = 0,10 = 23,17 = 20,70

(41)

28 7. Kolon 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 V/V0 C/ C0

tahmin edilememiştir. .8. Kolon 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 0 1 2 3 4 5 6 7 V/V0 C /C 0

tahmin edilememiştir 9. Kolon 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 0 1 2 3 4 5 6 V/V0 C /C 0

tahmin edilememiştir.

= 28,28

= 26,90

(42)

10. Kolon 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 0 1 2 3 4 5 6 V/V0 C /C 0

tahmin edilememiştir. 11. Kolon 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 0 1 2 3 4 5 6 V/V0 C /C 0

12. Kolon 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 0 1 2 3 4 5 6 V/V0 C /C 0

Şekil 4.13: 12 nolu kolona ilişkin (0,1 PAM) hamle eğrisi için ölçülen ve CXTFIT ile

= 22,42 R2 = 0,84 = 28,56 D = 21,25 R = 1,08 TO = 4,36 β = 0,06 ω = 4,17 R2 = 0,90 = 24,72 D = 105,21 R = 0,91 TO = 4,28 β = 0,02 ω = 4,46

(43)

30 13. Kolon 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 0 1 2 3 4 5 V/V0 C /C 0

14. Kolon 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 0 1 2 3 4 5 V/V0 C /C 0

15. Kolon 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 0 1 2 3 4 5 6 V/V0 C /C 0

R2 = 0,68 = 14,83 D = 29,24 R = 0,95 TO = 3,66 β = 0,45 ω = 0,77 R2 = 0,74 = 14,13 D = 12,70 R = 0,82 TO = 3,34 β = 0,09 ω = 3,49 R2 = 0,94 = 19,81 D = 70,62 R = 0,99 TO = 3,77 β = 0,00 ω = 13,51

(44)

4.2.2 Kumlu Toprak ile Paketlenmiş Kolonlara Ait Hamle Eğrileri 16. Kolon 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 0 1 2 3 4 5 6 7 V/V0 C /C 0

Şekil 4.17: 16 nolu kolona ilişkin pamsız muamele edilmiş hamle eğrisi için ölçülen ve

CXTFIT ile tahmin edilen parametreler.

17. Kolon 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 0 1 2 3 4 5 V/V0 C /C 0

Şekil 4.18: 17 nolu kolona ilişkin pamsız muamele edilmiş hamle eğrisi için ölçülen ve

CXTFIT ile tahmin edilen parametreler. 18. Kolon 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 V/V0 C /C 0

Şekil 4.19. 18 nolu kolona ilişkin pamsız muamele edilmiş hamle eğrisi için ölçülen ve

CXTFIT ile tahmin edilen parametreler.

(45)

32 . 19. Kolon 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 0 1 2 3 4 5 6 7 V/V0 C /C 0

20. Kolon 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 V/V0 C /C 0

21.Kolon 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 V/V0 C /C 0

(46)

22. Kolon 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 V/V0 C /C 0

23.Kolon 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 V/V0 C /C 0

24. Kolon 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 V/V0 C /C 0

(47)

34 25. Kolon 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 V/V0 C /C 0

Şekil 4.26: 25 nolu kolona ilişkin (%0,1 PAM) hamle eğrisi için ölçülen ve CXTFIT ile

26. Kolon 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 V/V0 C /C 0

27. Kolon 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 0 2 4 6 8 10 V/V0 C /C 0