TOPRAK KIRLILIĞI VE KONTROLÜ
Doç Dr. EMRE BURCU ÖZKARAOVA Ondokuz Mayıs Üniversitesi
Mühendislik Fakültesi
Çevre Mühendisliği Bölümü
TOPRAK KIRLILIĞI
ARıTMA YÖNTEMLERI VE
Başlıca Kirleticiler
HIZLANDIRILMIġ ARITIM SĠSTEMLERĠ
Doç Dr. EMRE BURCU ÖZKARAOVA Ondokuz Mayıs Üniversitesi
Mühendislik Fakültesi
Çevre Mühendisliği Bölümü
TOPRAK KIRLILIĞI IYILEŞTIRME VE
(REMEDIYASYON)
İlk aşamada, arazide yapılan görsel keşiflerle atıkların bulunduğu bölge ve bölge cıvarında mevcut kaynaklarla temasları incelenir. Böylece, sahadaki sızıntı suyu çıkışından dolayı yüzeysel su kaynaklarında tahrip, toprak renginde değişikliğin olup olmadığı, zirai işlere zarar verip vermediği anlaşılır. Daha sonra kirliliğin yeraltındaki yayılma durumu ile kirlilik bulutunun sınırlarının bilinmesi için detaylandırılmış olarak toprak ve yeraltı suyu numunelerinin alınması ve incelenmesi gereklidir. Yüzeysel ve yeraltı suyunun kirlenmiş, kirleticinin/kirleticilerinin tehlikeli kimyasal bileşikler olması müdahalenin aciliyetini ve önemini ortaya koymaktadır.
İkinci aşama, yine kirletici ve toprak özelliklerine bağlı olarak bilinen fiziksel, kimyasal ve biyolojik kontrol ve arıtma yöntemlerin arasından uygun olabileceklerin belirlenerek zaman (kısa, orta veya uzun vadeli) ve maliyet açısından değerlendirilmesini gerektirir. Karar açısından toprak ve yeraltı suyundaki kirletici konsantrasyonlarının hangi sınırlara düşürülmek istendiği önemli bir faktördür. Kirlilik kontrolü ve arıtım çalışması toprağın heterojen özelliğinin göz önünde bulundurulması suretiyle gerçekleştirilir. İşlem sonrasında her zaman toprak içerisinde belirli seviyelerde kirliliğin kalması söz konusu olduğundan, çalışmalar sonrasında kirliliğin izlenmesi gerekmektedir. Daha çok gözlem kuyularından su numunelerinin ve araziden toprak numunelerinin alınması ile gerçekleştirilen bu aşama daha ileri sistemlerle de gözlemlenebilir.
Şekil 6. Eski Depolama Alanlarında Toprak ve Yeraltı Sularına Uygulanan Islah Çalışmaları (Özkaraova Güngör ve Göksu, 2005)
Yerinde yapılan kontrol teknikleri kirleticilerin kaynaktan veya kirlenmenin çok yoğun olduğu yerden salınımını, yayılmasını ve böylece kirliliğin saha sınırları dışına taşacak şekilde dağılmasını önlemek amacıyla, bazı hallerde ara çözüm, bazı hallerde de kalıcı çözüm sağlamak üzere, yaygın olarak kullanılmaktadır.
Yerinde izolasyon tekniğinde kirleticiler, tahrip edilmeksizin veya herhangi bir işleme tabi tutulmaksızın bulundukları yerde bırakılarak, kirlenmiş bölgenin etrafının fiziksel bariyer veya hidrolik kontrol araçlarıyla çevrilmesiyle izole edilmiş olurlar.
Yerinde izolasyon kirlenmenin yerinde (in-situ) arıtımının veya hafriyat yaparak temizlenmesinin mümkün olmadığı veya bu tür seçeneklerin maliyetinin aşırı derece yüksek olduğu kirlenmiş sahalar için tercih edilen, fakat genellikle gerçek temizleme yapılmadığından veya saha kullanımına sınırlamalar getirebileceğinden düşünülmesi gereken bir çözümdür.
KIRLILIK KONTROLÜ ÇALıŞMALARı
Şekilde görüldüğü gibi fiziksel bariyer kullanarak yapılan yerinde izolasyon için geçirimsiz siluri duvar, geçirimsiz siluri perde, metal plaka duvar veya yüzey kaplama; hidrolik kontrol kullanarak yapılan yerinde izolasyon için ise pompaj kuyuları, açık hendek veya drenaj sistemleri gibi seçenekler mevcuttur.
Şekil. Yerinde İzolasyon için Kullanılabilecek Genel Teknoloji Seçenekleri
Yerinde İzolasyon
Hidrolik Metodlar - Pompaj kuyuları
- Açık hendek sistemleri - Drenaj sistemleri
Fiziksel Metodlar - Geçirimsiz Siluri Duvar - Geçirimsiz Siluri Perde - Metal Plaka Duvar
- Yüzey kaplaması
Sızıntı suyu kontrolü amacıyla yüzeysel su kaynaklarının kirlenmiş sahaya girişlerininin engellenmesi çoğu kez su yatağının yön/yer değiştirmesi ile sağlanmaktadır. Yeraltı suyunun depolama alanına girmesinin önlenmesi de kirliliğin yayılması açısından oldukça önemli olup, oluşturulacak hendek veya kuyularla sağlanabilmektedir.
Hidrolik bariyer kullanarak gerçekleştirilen yerinde izolasyonda pompaj kuyuları kullanılmakta ve bu uygulamayla sıvı ve yeraltı suyunda çözünmüş kirleticilerin yerinden alınarak uzaklaştırılması da mümkün olmaktadır. Pompaj sistemlerinin kurulması fiziksel bariyer sistemlerinin kurulmasına göre nispeten daha kolaydır.
Ancak, yeraltı suyunun pompalanması, yukarı çıkarılan suyun ya arıtılması ya da deşarj edilmesini gerektirmektedir. Bu nedenle, hidrolik izolasyon sistemleri uzun dönem işletme ve finansal kaynak planlaması yapılmasını zorunlu kılmaktadır.
Şekil 10. Yeraltı Suyunun Sahaya Girişinin Engellenmesi
(Bayerisches Landesamt, 2005`dan uyarlanmıştır)
HIDROLIK YÖNTEMLER
GEÇIRIMSIZ BARIYER SISTEMLERI
Yapıldıkları malzemelere göre farklı geçirimlilik durumları olan bariyerler, bu özelliklerine bağlı olarak, kirlilik kontrolü ve/veya giderim için kullanılmaktadırlar. Geçirimsiz bariyerler kirlilik kontrolünde kullanılırken geçirimli bariyerler fiziksel ve kimyasal süreçler birlikte gerçekleştiği için giderimde kullanılmaktadır. Genel olarak her ikisi de toprak içerisine inşa edilen pasif yöntemlerdir.
Geçirimsiz bariyerler oldukça düşük geçirimliğe sahiptir ve kirleticileri bulundukları alan içerisinde tutmak/hapsetmek üzere kullanılmaktadırlar.
Dikey bariyerler, kirleticilerin önlenmesi ve engellenmesi amacıyla günümüzde düzenli olarak kullanılmaktadırlar. Dikey bariyerler genel olarak, çakma bariyerler (driven barriers), enjekte bariyerler (injected barriers) ve kes ve doldur bariyerler (cut-and-fill barriers) üç grupta sınıflandırılırlar;
Çakma bariyerler (driven barriers), yeraltına çakılmış beton yada çelik formunda olabilirler. Kullanılan elementler dayanıklı ve sabit geçirimsiz (impermeable) duvarlar olmalıdır. Bu tip bariyerler kirletici taşınımını kontrol altına alırken aynı zamanda da mekanik destek sağlarlar. En önemli avantajları kazı ihtiyacı ve muhtemel kirlilik artışı için yok etme ihtiyacı olmamasıdır.
Enjekte bariyerler (injected barriers), genellikle harç enjeksiyonu toprak barajların altına akış barıyerleri oluşturmak için kullanılır. Kabul edilebilir harç enjeksiyonları için olması gereken permabilite 10-7 m/s’
dir fakat gerçek değer toprak tipine ve heterojenliğe bağlıdır. Enjeksiyon işlemiyle harçtan perdeler oluşturulur böylece akış önlenmiş olur fakat eğer suda özellikle inatçı kimyasallar var ise temas noktalarındaki harç materyalinin aşınmasına neden olabilirler. Bu nedenle kirletici kontrol bariyerleri için harç öncelikle tercih edilecek bir materyal değildir.
Kes ve doldur bariyerler (cut-and-fill barriers); toprağın kazılarak alındığı ve akış kesici bir materyalle yer değiştirdiği tüm süreçler kes doldur prosedürü içinde yeralır.
Kirlenmiş Sahalardan kaynaklanan kirlilik bulutunun yayılımının önlenmesi, saha çevresinde yeraltında inşa edilecek geçirimsiz bariyerler ile mümkündür. Özellikle kirletici kaynağının -gömülmüş atıklar ve yüksek konsantrasyonlarda çeşitli kirleticileri içeren toprağın- deponi alanından uzaklaştırılamadığı durumlarda, kaynaktan gelebilecek kirliliğin yayılmasının engellenerek bir noktada tutulması daha düşük maliyetli kontrol yöntemlerinden biridir.
Bariyer çepeçevre olabileceği gibi sadece 2 veya 3 tarafta da bulunabilir. Almanya’nın Frankfurt kentinde bulunan ve daha önce 1925-1968 yılları arasında kullanılmış bulunan Monte Scherbelino deponisi etrafında 1996 yılında geçirimsiz bariyer inşa edilmiş (Şekil 11), ancak bariyer dışında kalan kirleticilerin oluşturduğu risklerin devam etmesi üzerine 2002’den sonra kirlenmiş yeraltı suyu hidrolik sistemle arazi dışına pompalanarak kontrol
sağlanmaya çalışılmıştır (Spinola v.d., 2005). Şekil 11. Kirlilik Kontrolüne Yönelik Dikey Bariyer Uygulamalası
(Özkaraova Güngör ve Göksu, 2005)
Benzer şekilde Avusturya’da bulunan St. Veit ve Elferbauer deponilerinde geçirimsiz bariyer sitemi ile kirliliğin yayılması kontrol altına alınmış, ancak yeraltı suyunun kirli bölge ile temasını kesmek için, yeraltı suyu seviyesi kuyularla düşürülmüştür (Şekil 12). Üst yüzey geçirimsizlik tabakasının da oluşturulması ile yeraltı suyu daha fazla kirlenmeyerek arazi dışında arıtılması sağlanmıştır (Umweltbundesamt Österreich, 2005).
Şekil 12. Üst Yüzey Geçirimsizlik Tabakalı Dikey Bariyer Uygulaması
(Özkaraova Güngör ve Göksu, 2005)
GERI DÖNÜŞÜM VE TEKRAR KULLANıMA YÖNELIK KONTROL ÇALıŞMALARı
Atıkların depolandığı alanlarda oluşan toprak ve yeraltı suyu kirliliğinin kontrolü ve giderimi için bir çok değişik yöntem bulunmaktadır. Ancak, daha önce de belirtildiği gibi kirlenmiş toprak yeraltı suyunun kirletici kayna ğı, depolama sahası kütlesi ise toprağın kirletici kaynağı konumunda. Söz konusu bu kaynaklar giderilmediği sürece kirlenme uzun süre devam edecektir. Bu yüzden, çöp depolama sahasındaki atıkların uzaklaştırılmasını veya de ğerlendirilmesi kapsayan kontrol yöntemleri oldukça sık uygulama alanı bulmaktadır.
Giderime yönelik sık rastlanan bir çalışma, depolama alanının büyüklüğü ve risklerine bağlı olarak depolanmış atıkların alandan uzaklaştırılarak geri dönüştürülebilen, yakılabilen ve/veya depolanabilen kısımlara ayrılması ve tekrar düzenlenmesidir. Böylece daha önce ayıklanarak değerlendirilemeyen metal, plastik, ahşap vs. gibi bileşenler geri dönüştürülebilir, hacim azaltımı veya elektrik üretimi için yakılabilir. Genelde de ğerlendirilemeyen kısımlar başka bir düzenli depolama alanında bertaraf edilir (Şekil 13).
Şekil 13. Arazı Dışında Giderime Yönelik Uygulamalar –
Geri Dönüşüm
(Özkaraova Güngör ve Göksu, 2005)
Taufkirchen depolama alanında ise atıklar ile beraber deponi tabanındaki kirlenmiş toprak da uzaklaştırılmış, demir ve çelik gibi geri dönüştürülebilecek malzemeler ayıklanmış, kirliliğin yoğun oldu ğu kısımlar yakılmış ve Şekil 14’de görüldüğü gibi en son geri kalan kısımlar stabilize edilerek taban geçirimsizlik tabakasının (izolasyon) oluşturulduğu eski alana geri konulması sağlanmıştır (Umweltbundesamt Österreich, 2005). Belirtilmelidir ki, depolama alanlarının boşaltılması sonucunda, kirlenmiş topra ğın da bertaraf edildiği veya arıtıldığı durumlarda, daha önceleri yapılamamış taban geçirimsizlik tabakasının sonradan yapılması artık mümkündür.
Böylece yeni bir depolama sahası kazanılmış olunacaktır.
SONDERMÜLLDEPONIE KÖLLIKEN
KÖLLIKEN DEPONISINDE ÖZEL ATıKLARıN DEPOLAMASı 1978-1985 ARASı
SÜRMÜŞ
