Çöp Sýzýntý Sularýndaki Muhtelif Bazý Kirleticilerin Toprak ile Etkileþimi: Sinop Örneði

Transkript

1 Ekoloji 19, 75, (2010) doi: /ekoloji Çöp Sýzýntý Sularýndaki Muhtelif Bazý Kirleticilerin Toprak ile Etkileþimi: Sinop Örneði Emre Burcu ÖZKARAOVA GÜNGÖR Ondokuz Mayýs Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Çevre Mühendisliði Bölümü, Kurupelit, Samsun-TÜRKÝYE *Corresponding author: Özet Sinop Yarým Adasýnýn katý atýðýnýn çoðunluðunun bertarafý için kullanýlmýþ olan çöp dökme alanýnda oluþan sorun neticesinde durumu deðerlendirmek ve bazý kirleticilerin toprak ile etkileþimleri sonrasýnda toprak ve yeraltý suyuna yönelik kirlilik oluþturma potansiyellerini incelemek üzere bir araþtýrma yapýlmýþtýr. Deðerlendirme sonucunda sahadan alýnan toprak numunelerinin ince kum aðýrlýklý olduðu ve aðýr metal içeriklerinin Toprak Kirliliðinin Kontrolü Yönetmeliði sýnýr deðerlerini aþmadýðý saptanmýþtýr. Yapýlan toprak-sýzýntý suyu etkileþim çalýþmalarý sonucunda sýzýntý suyunda bulunan kirleticilerin zamana baðlý olarak birbirinden farklý davrandýðý gözlemlenmiþtir. Zamanýn ilerlemesiyle, çinkonun sürekli olarak sýzýntý suyundan giderildiði, bakýrýn ise toprak bünyesinden de çözünerek çöp sýzýntý suyuna salýndýðý anlaþýlmýþtýr. KOI parametresinde tutunma ve salýnma hareketlerine baðlý deðiþimler gözlenmiþtir. Toprak kütlesinin kirletici giderimleri üzerindeki etkisi incelendiðinde kütledeki artýþlarla birlikte çinko ve krom giderimlerinde azalan oranlarda devam eden artýþlar, KOI parametresinde sabitlenen bir giderim elde edilmiþtir. Sýzýntý suyundaki bakýrýn genel olarak kütle artýþýna raðmen çözeltide kalmaya meyilli olduðu izlenmiþtir. Toprak ile etkileþimi sonucunda sýzýntý suyundan en yüksek giderimler sýrasýyla çinko (< %95), krom (< %82), nikel (< %31), KOI (< %27) ve bakýr (< %11) olarak gerçekleþmiþtir. Ýstatistiksel deðerlendirmeler, giderimlerin çöp sýzýntý suyundaki kirletici düzeylerinden baðýmsýz ve daha çok topraðýn kirleticilere olan ilgisiyle baðlantýlý gerçekleþtiðini göstermiþtir. Topraklar kendi aralarýnda kýyaslandýðýnda; ince kum içeriði yüksek olan toprak (D-20) için daha yüksek sonuçlar gözlenmiþtir. Çalýþma, kirleticilerin toprak ve yeraltý suyuna yönelik kirlilik oluþturma yönünden farklý potansiyelleri bulunduðuna iþaret etmiþtir. Anahtar Kelimeler: Çöp sýzýntý suyu, etkileþim, giderim, kirletici davranýþý, toprak. The Interaction of Several Pollutants in Leachate With Soil: Sinop Example Abstract For the investigation of current situation and the contamination potential of pollutants after interaction with soil, a research has been carried out at a dumping site used for the disposal of most solid waste generated at the Sinop Peninsula. Research results revealed that the soil samples were mainly composed of fine sand and that their heavy metal contents were not exceeding the limit values of the Soil Pollution Control Regulation. Leachate soil interaction studies showed that the behaviour of the pollutants in the leachate were different from each other with respect to time. Zinc was continuously removed from solution, whereas copper present in the soil matrix was additionally released into the leachate. Changes in the COD parameter were observed with respect to sorption-desorption behaviour. Evaluating the effect of soil quantity on the contaminant removal represented a continuous increase with decreasing trend for zinc and chromium and a steady removal for the COD parameter. Copper present in the leachate was inclined to stay in solution despite the increasing soil quantity. Removal of pollutants from the leachate after interaction with soil were in the order of zinc (< %95), chromium (< %82), nickel (< %31), COD (< %27) and copper (< %11). Statistical evaluations represented that removals were dependent on the affinity of soils to pollutants rather than the concentrations of pollutants in leachate. Comparison among soils reflected higher results for the soil with higher fine sand content (D-20). The study indicated to the different potential of pollutants to contaminate the soil and groundwater. Keywords: Contaminant behaviour, interaction, leachate, removal, soil. Özkaraova Güngör EB (2010) Çöp Sýzýntý Sularýndaki Muhtelif Bazý Kirleticilerin Toprak ile Etkileþimi: Sinop Örneði. Ekoloji 19, 75, GÝRÝÞ Hâlihazýrda ülkemizde de depolama yöntemi ile katý atýk bertarafý en ucuz yöntem olarak görülmektedir. Ancak, zaman içerisinde deðiþik özelliklerde oluþan çöp sýzýntý suyu, özellikle kontrolsüz þartlarda insan ve çevre saðlýðý üzerine tehdit oluþturmaktadýr. Sýzýntý suyu, arazinin topografyasý ve toprak yapýsýna baðlý olarak yüzeysel akýþ veya yeraltýna sýzma yoluyla yüzeysel ve yeraltý suyu kirliliðine sebep olabilmektedir (Abu-Rukah Geliþ: / Kabul: No: 75,

2 Ekoloji ve Al-Kofahi 2001, Jorstad ve ark. 2004, Baker 2005). Yapýlan karakterizasyon çalýþmalarýyla, bertaraf edilen katý atýklara baðlý olarak, çöp sýzýntý suyunda çeþitli inorganik ve organik bileþiklerin bulunduðu, bunlarýn bazýlarýn tehlikeli olabileceði (PAH, BTEX, pestisit vs.) ve önemli düzeylere ulaþabileceði anlaþýlmýþtýr (Baun ve ark. 2004). Özellikle taban geçirimsizlik tabakasý yapýlmayan veya zarar gören katý atýk depolama alanlarýnda sýzýntý suyundan dolayý toprak ve yeraltý suyu kirliliðinin oluþmasý muhtemeldir. Sýzýntý suyu toprak içerisinden süzülürken içerisindeki birçok kirletici toprak bileþenleri ile etkileþime girer. Etkileþim sýrasýnda tutunma, iyon deðiþimi, çökelek oluþumu, biyolojik parçalanma, kompleksleþme gibi birçok fizikokimyasal ve biyolojik süreçler meydana gelir. Toprak ve kirletici özelliklerine baðlý olarak gerçekleþen bu etkileþim sonrasýnda kirleticilerin bazýlarý toprak içerisinde deðiþik biçimlerde alýkonulurken bazýlarý hiç veya çok az deðiþerek yeraltý suyuna karýþmaya meyilli olur (Smith ve ark. 1999). Çöp sýzýntý suyunda bulunan kirleticilerin toprak ve yeraltý suyundaki davranýþlarýný inceleyen çalýþmalar yapýlmýþtýr. Abu-Rukah ve Al-Kofahi (2001), sýzýntý suyunun yeraltý suyu kalitesi üzerindeki etkisini araþtýrmak üzere, birçok fiziksel ve kimyasal parametredeki deðiþimleri incelemiþtir. Benzer þekilde, Lee ve arkadaþlarý (2006) yeraltý suyundaki birçok parametrenin periyodik ölçümünü yaparak kirleticilerin toprak ve yeraltý suyundaki seviyelerini ve davranýþlarýný araþtýrmýþtýr. Laboratuarda sürekli akýmlý kolon deneyleri yapan Ýslam ve Singhal (2004) metal çökelimi, biyomas artýþý gibi etmenlerin kum gözeneklerindeki týkanmalara etkisini belirlemeye çalýþmýþtýr. Smith ve arkadaþlarý (1999) ise topraðý sentetik sýzýntý suyu ile etkileþime sokarak fenolün bakýr ve çinkonun topraktaki hareketliliðini artýrdýðýný tespit etmiþtir. Calace ve arkadaþlarý (2001a) çöp sýzýntý suyunu, bileþenlerinin moleküler aðýrlýklarýna göre, fraksiyonlara ayýrýp her bir fraksiyonun topraktaki tutunmalarýný ve bunlarýn metal tutunmasý üzerindeki etkilerini incelemiþtir. Bu anlamda, deneysel çalýþmalarla toprak ile kirletici etkileþiminin araþtýrýlmasý ve böylece kirleticilerin yeraltý suyunu kirletme potansiyellerinin tahmin edilmeye çalýþýlmasý önlemlerin ön kestirimi açýsýndan faydalý olabilmektedir (Wang ve Qin 2007). Özkaraova Güngör Bu çalýþma Sinop Merkez Abalý Köyü Kurtkuyusu mevkiinde 42º03'45" kuzey enlemi 34º57' 50" doðu boylamý coðrafi koordinatlarý üzerinde bulunan çöp dökme alanýnda beton sýzýntý suyu havuzunun yýkýlmasý üzerine sýzýntý suyunun kontrolsüz olarak civar alana yayýlmasýnýn bir incelemesini kapsamaktadýr. Yapýlan araþtýrma döneminde söz konusu çöp dökme alanýnýn, Ada Mahallesi Çukurbað mevkiinde bulunan eski þehir çöplüðünün 2002 yýlýnda kapatýlmasý üzerine geçici amaçla Sinop (Merkez) - Gerze - Erfelek Belediyeleri ortak katý atýk tesisinin yapýmý tamamlanýncaya kadar yarým adanýn katý atýðýnýn bertarafý için yaklaþýk üç yýldýr kullanýldýðý öðrenilmiþtir. Alanýn konumuna iliþkin görüntüler Þekil 1'de görülmektedir. Aðýr metal kirliliðinin ve muhtemel etkilerinin araþtýrýlmasý yönünde gelen talep doðrultusunda, alandan sýzýntý suyu ve birçok toprak numunesi alýnmýþ, incelemelerde bulunulmuþtur. Bu çalýþmanýn amacý, sahada meydana gelen kirliliðin düzeyini tespit etmek ve toprak-sýzýntý suyu etkileþimini araþtýrarak sýzýntý suyunda bulunan bazý kirleticilerin toprak ve yeraltý suyuna iliþkin kirlilik oluþturma potansiyellerini irdele-mektir. MATERYAL VE METOT Toprak Örnekleri Toprak örnekleri Sinop Merkez Abalý Köyü Kurtkuyusu mevkiinde bulunan çöp dökme alaný civarýndan, deðiþik mesafede mansap (11 adet) ve memba tarafýnda (2 adet) yer alan noktalardan yüzey tabakasýndan (0-25 cm) ve bazý noktalarda farklý derinliklerden (0-25 cm, cm ve cm) alýnmýþtýr (Tablo 1). Suya doygun durumda olmayan topraklar havada kurutulduktan sonra dane boyutu analizleri makro ve mikro elek kullanarak yapýlmýþtýr. Topraklarýn toplam aðýr metal tayinlerinde Tessier ve ark. (1979) tarafýndan ayrýntýlý olarak verilen, HF ve HClO 4 ile yapýlan sindirim yöntemi kullanýlmýþtýr. Buna göre 1 g toprak 2 ml konsantre HClO 4 ve 10 ml konsantre HF ile kaynatýlmýþ, kuruma sonrasýnda tekrar 1 ml HClO 4 ve 10 ml HF eklenmiþ iþlem tekrar edilmiþtir. Son kademede sadece 1 ml HClO 4 eklenerek kaynatmaya devam edilmiþtir. Kalýntýlar konsantre HCl ile çözüldükten sonra AAS ölçümü için hazýrlanmýþtýr. Aðýr metal ölçümleri Boðaziçi Üniversitesi Çevre Bilimleri Enstitüsü'nde bulunan Perkin Elmer AAnalyst 300 AAS'de gerçekleþtirilmiþtir. 50 No: 75, 2010

3 Çöp Sýzýntý Sularýndaki Muhtelif Bazý Kirleticilerin... Ekoloji Þekil 1. Sinop Merkez Abalý Köyü Kurtkuyusu mevkiinde çöp dökme yerinin görüntüsü. Tablo 1. Toprak örnekleme yerleri ve derinlikleri. Çöp Sýzýntý Suyu Çöp sýzýntý suyu örneði, depolama alanýnda sýzýntý suyunun toplanmasý için yapýlan beton havuzun yýkýlmasý nedeniyle ancak havuzun aþaðý (mansap) tarafýnda bulunan birikintilerden alýnmýþ ve analizleri yapýlmak üzere 4ºC'de saklanmýþtýr. Sýzýntý suyunda analiz edilen parametrelerden kimyasal oksijen ihtiyacý (KOI) ve ph tayinleri Anonymous (1998) de belirtildiði þekilde yapýlmýþ, bakýr, kurþun, nikel, krom ve çinko gibi aðýr metaller Boðaziçi Üniversitesi Çevre Bilimleri Enstitüsü'nde bulunan Perkin Elmer AAnalyst 300 AAS ile ölçülmüþtür. Toprak Sýzýntý Suyu Etkileþimi Çalýþmalarý D-20 ve D-41 numaralý toprak örnekleri kullanýlarak sýzýntý suyundan zamana baðlý kirletici giderimleri 1/25 süspansiyon oraný kullanýlarak 23 ± 2 C'de incelenmiþtir. Deneyler kapaklý erlenlerin içerisine konulan belirli miktardaki topraðýn üzerine süspansiyon oranýný saðlayacak miktardaki sýzýntý suyunun (50 ml) ilave edilmesi ve çalkalayýcýda etkileþime sokulmasýyla gerçekleþtirilmiþtir. Toprak kütlesinin giderim verimi üzerindeki etkisinin tespit edilebilmesi için ise 1/100-64/100 arasýnda deðiþen süspansiyon oranlarý kullanýlarak deneyler tekrar edilmiþtir. Deneylerde sýzýntý suyu miktarý sabit tutulmuþ, süspansiyon oranýný saðlayacak þekilde toprak miktarý deðiþtirilmiþtir. Etkileþimlerin baþlangýcýnda ve sonrasýnda ph ölçümleri, santrifüjleme ile katýsýndan ayrýlan solüsyonlarda KOI ve No: 75,

4 Ekoloji Özkaraova Güngör aðýr metal tayinleri yapýlmýþtýr. Ýstatistiksel Deðerlendirme Çöp sýzýntý suyu ve topraktaki kirletici seviyelerinin giderim verimleri üzerinde bir etkisinin bulunup bulunmadýðý SPSS 13,0 paket programý kullanýlarak araþtýrýlmýþtýr. BULGULAR Toprak Analizleri Sinop Merkez Abalý Köyü Kurtkuyusu mevkiinde bulunan çöp dökme alaný civarýndan alýnan toprak örneklerin dane boyutu analizleri Þekil 2'de görülmektedir. Buna göre numunelerin dane boyutu daðýlýmlarý incelendiðinde topraklarýn genel olarak kum aðýrlýklý olduðu, ince fraksiyonlarýnýn (< 50 μ) % 3'ün altýnda kaldýðý belirlenmiþtir. Dere I, Dere II, Çeþme, D-15, D-20 numaralý topraklarýn ince kum fraksiyonu ( μ) yaklaþýk olarak topraklarýn % 69-74'ünü oluþturarak nispetten daha ince daneli bir bünye sergilediði anlaþýlmýþtýr. Çöp depolama alanýna en yakýn noktadan alýnan D-5 örneði en düþük ince kum fraksiyonunu (% 35) ve en yüksek kaba kum fraksiyonunu (% 41 > 500 μ) içerdiði tespit edilmiþtir. Alana en uzak noktadan alýnan D-41 örneðinin benzer bir bünyeye sahip olduðu görülmüþtür. Toprak numunelerin toplam aðýr metal içerikleri deðerlendirildiðinde en yüksek deðerler krom ve çinko için belirlenmiþtir (Tablo 2). Genel olarak, topraklarýn krom içerikleri mg/kg, çinko içerikleri mg/kg, nikel içerikleri 5-29 mg/kg, kurþun içerikleri yaklaþýk olarak 1-19 mg/kg ve bakýr içerikleri 4-18 mg/kg arasýnda deðiþerek Toprak Kirliliðinin Kontrolü Yönetmeliðinde (2005, R. G. No 25831) verilen sýnýr deðerleri aþmadýðý saptanmýþtýr. Çöp Sýzýntý Suyu Sinop çöp dökme alanýndan alýnan sýzýntý suyu örneðinin KOI, ph ve aðýr metal düzeyleri tespit edilmiþtir. ph'sý 8,5 olarak belirlenen sýzýntý suyunun KOI deðeri 3375 mg/l olarak bulunmuþtur. Aðýr metal konsantrasyonlarý ise krom, nikel, çinko, bakýr ve kurþun için sýrasýyla 925 μg/l, 330 μg/l, 290 μg/l, 149 μg/l ve 30 μg/l olarak saptanmýþtýr. Toprak Sýzýntý Suyu Etkileþimi Çalýþmalarý Toprak sýzýntý suyu etkileþimin en uygun þartlarda gerçekleþtirilebilmesi için optimum reaksiyon süresinin belirlenmesi gerekmiþtir. Bu amaçla sýzýntý suyundan saðlanan kirletici giderim verimlerindeki deðiþimler zamana baðlý olarak 52 Þekil 2. Topraklarýn dane daðýlým eðrileri. Tablo 2. Toprak numunelerin aðýr metal içerikleri (mg/kg). izlenmiþtir. Þekil 3'den de görüldüðü gibi kirletici giderimleri kirleticiye göre deðiþim göstermiþtir. Oksitlenebilir organik kirleticilerin genel bir temsilcisi olarak kullanýlan KOI parametresindeki deðiþime bakýldýðýnda 120 dakikalýk etkileþim süresince tutunmaya dayalý % 46'ya yakýn bir kirletici giderimin söz konusu olduðu anlaþýlmýþtýr dakikadan sonra etkileþimin devam etmesiyle topraða baðlanan kirleticilerin tekrar çözeltiye geri salýndýðý tespit edilmiþ, ancak 480. dakikadan sonra tekrar çözelti konsantrasyonunda azalma gözlemlenmiþtir. Aðýr metallerin etkileþim esnasýndaki davranýþý irdelendiðinde, her üç metal için ilk 5 dakika içerisinde hýzlý bir tutunmanýn gerçekleþmesiyle sýzýntý suyundan % 40'a yakýn bir giderimin olduðu saptanmýþtýr. 5. dakikadan sonra her üç metal tutunma-salýnma faaliyetleri ile davranýþta dengeye ulaþma hareketi göstermiþ ancak daha sonra her aðýr metal farklý bir davranýþ sergilemiþtir. Etkileþimin devam etmesiyle nikel konsantrasyonunda gözlemlenen deðiþim KOI parametresindeki deðiþimle benzerlik göstermiþtir. % 44'lük nikel No: 75, 2010

5 Çöp Sýzýntý Sularýndaki Muhtelif Bazý Kirleticilerin... Ekoloji Þekil 3. Toprak-sýzýntý suyu etkileþiminde zamanýn kirletici davranýþýna etkisi. gideriminden sonra 120. dakikadan itibaren salýným, 480. dakikadan sonra ise tekrar giderim izlenmiþtir. Çinko etkileþiminde, artan zaman ile tutunma sonucu giderimde de sürekli bir artýþ görülmüþtür dakikanýn sonunda sýzýntý suyundan gerçekleþen çinko giderimi % 61'e ulaþmýþtýr. Etkileþim esnasýnda bakýr, çinkoya göre çok farklý bir davranýþta bulunmuþtur. Bakýr 60. dakikadan sonra salýnýma geçmiþ ve böylece topraða tutunan fraksiyon tekrar etkileþim sýrasýnda çözeltiye geri salýnmýþtýr. Toprak sýzýntý suyu etkileþiminin özellikle bakýr ve çinko metalleri için dakikadan sonra denge konumuna yaklaþmaya baþladýðý saptanmýþtýr. Kirletici giderimlerindeki deðiþimlerin önemli olmadýðýný ve laboratuar þartlarýný göz önünde bulundurarak diðer çalýþmalarda uygulamak üzere 1440 dakika uygun reaksiyon süresi olarak belirlenmiþtir. Toprak kütlesinin giderim verimi üzerindeki etkisine bakýldýðýnda kirleticiler arasýnda farklýlýklarýn bulunduðu görülmüþtür. Her iki toprak için toprak kütlesinin artmasýyla giderimin azalan oranlarda arttýðý, bazý kirleticiler için dengeye yaklaþtýðý, bazýlarýnýn ise daha sonra düþüþe yönlendiði saptanmýþtýr. Genel olarak bakýldýðýnda, en yüksek giderimler sýrasýyla çinko ve krom için bulunmuþtur. Topraklar ayrý ayrý incelendiðinde, D-20 numunesinde çinkonun giderim veriminin azalan oranlarda artmaya devam ederek % 95'e, kromun ise yaklaþýk olarak % 82'ye ulaþtýðý tespit edilmiþtir (Þekil 4). KOI parametresi için giderim veriminin toprak kütlesindeki az bir artýþ ile yaklaþýk olarak % 27'ye çýktýðý ancak daha sonra artýþýn devam etmediði anlaþýlmýþtýr. D-20 için nikel gideriminin düþük oranlarda da olsa sürekli olarak devam ettiði Þekil 4. Toprak kütlesinin (D-20) kirletici giderimlerine etkisi. ve çalýþýlan kütleler için en fazla % 31'e ulaþtýðý, buna karþýlýk bakýr giderimin tutunma-salýnma faaliyetlerine raðmen gerçekleþmediði gözlemlenmiþtir. D-41 numunesindeki etkileþim sonuçlarýna bakýldýðýnda, çinko, krom ve nikel giderimlerinin daha düþük düzeylerde gerçekleþtiði, sýrasýyla en fazla % 90, % 71 ve % 19'a ulaþabildiði, buna karþýlýk KOI parametresi için D-20'e göre bir deðiþimin söz konusu olmadýðý saptanmýþtýr (Þekil 5). Bakýr için etkileþim esnasýnda farklý bir davranýþ izlenmiþtir. D-20 topraðýnda gerçekleþen etkileþim sonucunda bakýrýn belirgin olarak sýzýntý suyundan giderilemediði gözlemlenmiþken D-41 topraðýnda tutunma sonucu, düþük oranlardaki artýþlarla en fazla % 11'e ulaþan giderimler tespit edilmiþtir. TARTIÞMA Toprak Analizleri Toprak örneklerin dane boyutu analizleri deðerlendirildiðinde, çöp dökme alaný civarýndan alýnan topraklarýn kum aðýrlýklý olduðu ancak ayný bölgeden gelmelerine raðmen topraðýn heterojen yapýsýndan dolayý özellikle ince kum fraksiyonlarýnda farklýlýklarýn bulunduðu görülmüþtür. Toprak kirletici etkileþiminde toprak bileþenlerinin yüzey alanlarýnýn oldukça önemli bir etkisi bulunmaktadýr. Dane boyutunun küçülmesine baðlý olarak artan toplam yüzey alaný özellikle tutunma sonucu çözeltiden kirleticinin ayrýlmasýný desteklemektedir (Yong, 2001). Bu açýdan, toprak sýzýntý suyu etkileþimi çalýþmalarýnda alana en uzak noktalardan alýnan ve birbirinden farklý bünyeler sergileyen D-20 (% 8,5 kaba kum + % 15,6 orta kum + % 73,2 ince kum + % 2,6 silt + % 0,1 kil) ve D-41 (% 30,6 kaba kum + % 17 orta kum + % 51,9 ince kum + % 0,5 silt + % 0 kil) örneklerinin kullanýlmasýna karar kýlýnmýþtýr. No: 75,

6 Ekoloji Özkaraova Güngör Þekil 5. Toprak-kütlesinin (D-41) kirletici giderimlerine etkisi. Toprak numunelerin aðýr metal içerikleri deðerlendirildiðinde, sonuçlarýn örnekleme noktalarýnýn çöp dökme alanýna olan mesafe ile iliþkili olmadýðý, farklý etmenlerin daha önemli olduðu anlaþýlmýþtýr. Özellikle D-20 ve D-41 örneklerinin aðýr metal içeriklerinin, çöp dökme alanýna en uzak mesafelerden (Tablo 1) alýnmýþ olmalarýna raðmen, yüksek olduðu görülmüþtür. Bu durum arazi koþullarý (topografya) ve ormanlýk arazi olmasý nedeniyle, çöp toplama araçlarýn yol güzergahýna yakýn olmalarý ile açýklanmýþtýr. Bununla birlikte I ve II örnekleme noktalarýnýn aðýr metal verileri incelendiðinde, deðerlerin derinlikle deðiþtiði ve çoðu kere arttýðý anlaþýlmaktadýr. Abu- Rukah ve El-Aloosy (1997), El-Akader depolama sahasýndaki aðýr metal taþýnýmýna iliþkin çalýþmalarýnda, derinlikle birlikte deðerlerinin aðýr metal cinsine baðlý olarak deðiþtiðini göstermiþlerdir. Abu- Rukah ve Abu-Aljarayesh (2002) ise çinko, kurþun ve bakýrýn 90 cm derinliðe kadar taþýnabildiðini tespit etmiþlerdir. Çöp Sýzýntý Suyu Genel olarak, bölgenin mevsimsel deðiþimine (yaðýþ miktarlarý), bertaraf edilen atýðýn dönemsel deðiþimine ve/veya depolama sahasýnýn yaþýna baðlý olarak çöp sýzýntý suyu özellikleri farklýlýk gösterebilmektedir (Statom ve ark. 2004, Calace ve ark. 2001b). Bu açýdan bir deðerlendirme yapýldýðýnda KOI için bulunan 3375 mg/l deðeri literatürde farklý genç depolama alanlarý için verilmiþ 3000 ile mg/l arasýnda deðiþen deðerler ile uyum göstermekte, ancak düþük seviyede kaldýðý anlaþýlmaktadýr (Tchobanoglous ve ark. 1993, Çeçen ve Gürsoy 2000). Benzer þekilde, aðýr metal konsantrasyonlarý deðerlendirildiðinde krom, nikel, çinko, bakýr ve kurþun için sýrasýyla 54 bulunan 925 μg/l, 330 μg/l, 290 μg/l, 149 μg/l ve 30 μg/l deðerlerinin literatür deðerleri ile benzer seviyelerde seyrettiði görülmüþtür. Abduli ve Safari (2003) nikel, çinko, bakýr ve kurþun için sýrasýyla μg/l, μg/l, μg/l ve μg/l arasýnda deðiþen deðerler bulmuþtur. Statom ve ark. (2004) yaptýklarý çalýþma neticesinde tespit ettikleri en yüksek aðýr metal deðerlerini krom, nikel, çinko, bakýr ve kurþun için sýrasýyla 60 μg/l, 228 μg/l, 488 μg/l, 80 μg/l ve 110 μg/l olarak rapor etmiþtir. Toprak Sýzýntý Suyu Etkileþimi Çalýþmalarý Toprak sýzýntý suyu etkileþimi sonucunda zamana baðlý elde edilen kirletici giderim verimlerinin kirleticiye göre deðiþim gösterdiði belirlenmiþtir (Þekil 3). KOI, nikel ve bakýr gibi bazý kirleticiler etkileþim süresinin artmasýyla tutunma sonrasý tekrar sýzýntý suyuna geri salýnma davranýþý sergilemiþtir. Calace ve arkadaþlarýnýn (2001a) yürüttüðü bir çalýþmada, çöp sýzýntý suyunda bulunan merkaptan gibi bazý organik bileþiklerin topraða tutunduðu bazýlarýn ise çözeltiye salýndýðý belirlenmiþtir. Sýzýntý suyunda farklý özelliklerde birçok organik kirleticinin bulunduðu göz önüne alýnýrsa (Schwarzbauer ve ark. 2002), bileþimindeki bazý organik kirleticilerin toprak ile etkileþime girdiði ve/veya etkileþim sýrasýnda yüzeyde bulunan baþka bir bileþik ile yer deðiþtirdiði ve buna baðlý çözeltide KOI seviyelerinin deðiþtiði düþünülebilir (Kaiser ve ark. 2001). Söz konusu deðiþim etkileþim esnasýnda kurulan baðlarýn etkinliðine, dolaysýyla toprak bileþenleri ile organik bileþiklerin özelliklerine baðlýdýr. Bazý çalýþmalar sýzýntý suyunda bulunan organik kirleticilerin toprak ile etkileþimlerinde organik bileþiðin molekül aðýrlýðýnýn, aromatik yapýsýnýn belirleyici olduðunu göstermiþtir (Calace ve ark. 2001a, Persson ve ark. 2006). Kocaer ve Baþkaya (2004) toprakta organik maddenin kalite ve kantitesinde meydana gelen deðiþiklikleri ekstinksiyon oranlarý ile ortaya koymuþtur. Aðýr metaller arasýnda bakýr tamamen farklý bir davranýþ sergilemiþtir. Etkileþim sonrasý topraða tutunan bakýrýn çözeltiye geri salýnmasý dýþýnda, zamana baðlý olarak topraðýn kendi bünyesinde (mevcut) bulunan bakýr da çözünmüþtür. Böylece 2880 dakikanýn sonunda çözeltide bulunan bakýr % 117'ye ulaþmýþtýr. ph'sý yedinin üzerinde olan çöp sýzýntý suyunun bileþimindeki bazý organik bileþiklerin buna sebep olduðu düþünülmektedir. Ward ve arkadaþlarýnýn (2005) yaptýðý çalýþmada No: 75, 2010

7 Çöp Sýzýntý Sularýndaki Muhtelif Bazý Kirleticilerin... Ekoloji çeþitli çöp sýzýntý sularýnýn aðýr metal baðlama kapasiteleri incelenmiþ ve en yüksek baðlama kapasitesi bakýr için tespit edilmiþtir. Bu durum bakýrýn çözünmüþ organik bileþiklerle kompleks oluþturmaya yönelik olan yüksek ilgisi ile açýklanmýþtýr (Yin ve ark. 2002). Çinko ve krom, toprak sýzýntý suyu etkileþimi sonucunda zamana ve/veya toprak kütlesine baðlý olarak sürekli sýzýntý suyundan giderilmiþtir. Çinko ve kromun belirli ortam þartlarýnda, yüksek ph'da (>8), hidroksi-kompleksleri oluþturarak çözeltiden ayrýldýðý bilinmektedir (Abu-Rukah ve Abu- Aljarayesh 2002, Scott ve ark. 2005). Ayrýca çinkonun çözünmüþ organik bileþiklerle çok düþük seviyelerde kompleks oluþturduðu bazý çalýþmalarda tespit edilmiþtir (Jensen ve ark. 1999). Çalýþmada toprak sýzýntý suyu etkileþiminin gerçekleþtiði ph seviyeleri de göz önüne alýndýðýnda (Þekil 6), çöp sýzýntý suyundan gerçekleþen yüksek düzeydeki çinko ve krom giderimlerinin toprak bileþenlerin yüzeylerinde tutunma ve çökelek oluþumu sonucu olduðunu düþündürmektedir. Toprak kütlesindeki artýþ, çinko ve krom gibi bazý kirleticilerin giderim verimlerinin sürekli artmasýna sebep olurken, nikel gibi kirleticilerin giderim verimlerinde azalan oranlarda artýþ ve dengeye ulaþma çabasý þeklinde etkisini göstermiþtir. Buna karþýlýk, toprak miktarýnýn devamlý olarak artýrýlmasý, her iki toprak için de, KOI gideriminde deðiþime yol açmamýþ, denge konumuna kesinlikle ulaþýldýðý anlaþýlmýþtýr. KOI parametresinden farklý olarak aðýr metallerin sýzýntý suyundan gideriminde topraklar arasýnda farklýlýklar gözlemlenmiþtir. Genel olarak topraklar kendi aralarýnda kýyaslandýðýnda, D-20 için daha yüksek deðerler tespit edilmiþtir. Yapýlan katyon deðiþim kapasitesi (KDK) analizleri de D-20 topraðýnýn D-41 topraðýna göre nispeten daha yüksek tutma kapasitesinin bulunduðunu ortaya koymuþtur. Aðýrlýklý olarak kumdan oluþan D-20 ve D-41 topraklarýnýn KDK deðerleri sýrasýyla 5,1 meq/100 g ve 3,1 meq/100 g olarak tespit edilmiþtir. D-20 toprak numunesinin ince kum (% 73,2), kil ve silt fraksiyonunun (% 2,6) ve organik madde içeriðinin (% 1,6) D-41'e göre (sýrasýyla % 51,9, % 0,5 ve % 1,1) daha yüksek olmasý özellikle çinko, krom ve nikel gibi kirleticilerin sýzýntý suyundan daha kolay giderilmesini saðlamýþtýr. Ancak bakýr, etkileþim esnasýnda diðer aðýr metallerden farklý bir davranýþ sergilemiþtir. Gerçekleþen toprak-sýzýntý suyu etkile-þimlerin baþlangýcýnda toprakta mevcut bulunan bakýrýn önce sýzýntý suyu tarafýndan çözündüðü, daha sonra ise tekrar geri alýndýðý tespit edilmiþtir. D-20 topraðýnda gerçekleþen bu bakýr salýnýmýnýn D-41 topraðýnda gözlemlenenden çok daha fazla olduðu, buna karþýlýk bakýrýn göreceli olarak sýzýntý suyundan daha az giderildiði anlaþýlmýþtýr. Bu durum, bakýrýn düþük ve yüksek molekül aðýrlýklý organik maddeye olan ilgisine dayandýrýlarak ancak D-41 topraðýnýn düþük bakýr içeriði ve yüksek organik madde - bakýr etkileþimi ile açýklanabil-miþtir (Calace ve ark. 2001b). Toprak kirletici etkileþimlerinde çözeltide bulunan kirletici seviyelerinin ortak iyon etkisi gibi birçok açýdan etkisi bulunmaktadýr (vanloon ve Duffy 2000). Bu nedenle, kirletici giderim verimlerindeki farklýlýklarýn çöp sýzýntý suyundaki kirletici düzeyleri ile ilgili olup olmadýðý araþtýrýlmýþ ancak istatistiksel olarak anlamlý bir iliþki belirlenememiþtir (p>0,01). Toprakta bulunan kirletici seviyeleri ile giderim verimleri arasýnda bir iliþki bulunup bulunmadýðý incelendiðinde (Þekil 7), her iki toprak için istatiksel olarak son derece Þekil 6. Toprak-sýzýntý suyu etkileþimi sonunda ph. Þekil 7. Topraklarýn aðýr metal içerikleri ile sýzýntý suyundan giderimleri arasýndaki iliþki. No: 75,

8 Ekoloji Özkaraova Güngör önemli doðrusal bir iliþki tespit edilmiþtir (r 2 > 0,99; p < 0,005). Bu durum, çöp sýzýntý suyundan kirletici gideriminin sýzýntý suyundaki kirletici düzeylerinden baðýmsýz olarak ve daha çok topraðýn kirleticilere olan ilgisiyle baðlantýlý olarak gerçekleþtiðini göstermektedir. Böylece, topraðýn ilgisinin yüksek olduðu çinko ve krom gibi kirleticiler daha çok giderilirken, ilgisinin daha az olduðu ve/veya bakýr gibi çözünmüþ organik bileþiklerle kompleksleþmeye yatkýnlýðý bilinen kirleticilerin daha düþük seviyede veya hiç giderilemediði anlaþýlmaktadýr. Benzer þekilde, çözeltideki serbest bakýr, nikel ve çinko seviyelerinin, topraðýn toplam metal konsantrasyonuyla baðlantýlý olduðu baþka araþtýrmacýlar tarafýndan da belirtilmiþtir (Yin ve ark. 2002, Bang ve Hesterberg 2004). SONUÇ Yapýlan çalýþma ile Sinop çöp dökme alaný civarýndan alýnan kum (ince kum) aðýrlýklý toprak örneklerinde genel olarak aðýr metal kirliliðinin bulunmadýðý sonucuna varýlmýþtýr. Sýzýntý suyunun toprak ile etkileþimi incelendiðinde, çinko ve krom gibi bazý kirleticilerin tutunma, kompleksleþme, çökelme gibi reaksiyonlara girmeleri nedeniyle yüksek oranlarda çözeltiden giderildiði, bakýr gibi bazý kirleticilerin ise sýzýntý suyunda farklý kompleksleþmelere yönelmesine dayalý olarak çok düþük düzeylerde veya hiç çözeltiden ayrýlmadýðý anlaþýlmýþtýr. Bununla birlikte etkileþimin uzun süreli devam etmesi durumunda ise, sýzýntý suyu özelliklerine ve miktarýna baðlý olarak topraktaki bazý mevcut bileþenlerin ve/veya kirleticilerin çözünerek çözeltiye salýnmasýnýn mümkün olabileceði saptanmýþtýr. Çöp dökme alanlarýnda oluþan sýzýntý suyu toprak içerisinde süzülürken bakýr gibi kirleticilerin, çalýþmada tespit edildiði gibi, toprak ile etkileþime girmemesi veya çözeltiye geri salýnmasý zaman içerisinde onlarýn taþýnarak yeraltý suyuna ulaþabilmesine imkan saðlayacaktýr. Alanlarýnýn uzun süreli kullanýmlarýnda, sýzýntý suyunun sürekli oluþumu durumlarýnda tehlike çok daha önemli düzeyde olacaktýr. Bununla birlikte etkileþimin doygunluk seviyelerine ulaþmasý durumlarýnda, çinko ve krom gibi toprak içerinde tutunan bazý kirleticilerin davranýþýnda farklýlýklar meydana gelerek bunlarýn da yeraltý suyuna yönelik kirletme potansiyelleri oluþacaktýr. Söz konusu riskler, alanýn tabanýna yönelik bir önlem alýnmamýþ ve/veya derinlerde yer alan toprak tabakalarýn tutunma kapasitelerinin düþük seviyelerde olmasý durumlarýnda Sinop için de geçerli olacaktýr. Durumun daha iyi anlaþýlabilmesi, yeraltý suyuna yönelik kirlenme potansiyelinin daha hassas saptanabilmesi için alana yönelik daha detaylý ve ileri araþtýrmalarýn yapýlmasý gerekmektedir. TEÞEKKÜR Yapýlan çalýþmadaki destek ve anlayýþlarýndan ötürü Boðaziçi Üniversitesi Çevre Bilimleri Enstitüsü'ne ve özellikle Prof. Dr. Miray Bekbölet, Prof. Dr. Orhan Yenigün, Gülhan Özkösemen ve Ayþe Tomruk'a teþekkürlerimi sunmayý bir borç bilirim. KAYNAKLAR Abduli MA, Safari E (2003) Preliminary Analysis of Heavy Metals in the Kahrizak Landfill Leachate: A Conceptual Approach. International Journal of Environmental Studies 60, 5, Abu-Rukah YH, El-Aloosy AS (1997) Various variables migration in landfill site using statistical explanation: A case study El Akader landfill site, North Jordan. Journal of Institute of Mathematics and Computer Science 10, 2, Abu-Rukah Y, Al-Kofahi O (2001) The assessment of the effect of landfill leachate on ground-water quality-a case study. El-Akader landfill site-north Jordan. Journal of Arid Environment 49, Abu-Rukah Y, Abu-Aljarayesh I (2002) Thermodynamic assessment in heavy metal migration at El- Akader landfill site, North Jordan. Waste Management 22, Anonymous (1998) Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. American Public Health Association, Washington DC. Baker A (2005) Fluorescence Tracing of Diffuse Landfill Leachate Contamination in Rivers. Water, Air and Soil Pollution 163, Bang J, Hesterberg D (2004) Dissolution of Trace Element Contamination from Two Coastal Plain Soils as Affected by ph. Journal of Environmental Quality 33, No: 75, 2010

9 Çöp Sýzýntý Sularýndaki Muhtelif Bazý Kirleticilerin... Ekoloji Baun A, Ledin A, Reitzel LA, Bjerk PL, Christensen TH (2004) Xenebiotic organic compounds in leachates from ten Dutch MSW landfills-chemical analysis and toxicity tests. Water Research 38, Calace N, Massimiani A, Petronio BM, Pietroletti M (2001a) Municipal landfill leachate-soil interactions: a kinetic approach. Chemosphere 44, Calace N, Liberatori A, Petronio BM, Pietroletti M (2001b) Characteristics of different molecular fractions of organic matter in landfill leachate and their role in soil sorption of heavy metals. Environmental Pollution 113, Çeçen F, Gürsoy G (2000) Characterization of landfill leachates and studies on heavy metal removal. Journal of Environmental Monitoring 2, Islam J, Singhal N (2004) A laboratory study of landfill-leachate transport in soil. Water Research 38, Jensen DL, Ledin A, Christensen TH (1999) Speciation of heavy metals in landfill leachate polluted groundwater. Water Resources 33, 11, Jorstad LB, Jankowski J, Acworth RI (2004) Analysis of the distribution of inorganic constituents in a landfill leachate-contaminated aquifer Astrolabe Park, Sydney, Australia. Environmental Geology 46, Kaiser K, Guggenberger G, Zech W (2001) Isotopic fractionation of dissolved organic carbon in shallow forest soils as affected by sorption. European Journal of Soil Science 52, Kocaer FO, Baþkaya HS (2004) Bursa Ýlinde Nilüfer-Ayvalý Deresiyle Sulanan ve Sulanmayan Tarým Topraklarýnýn Bazý Kimyasal Özellikleri. Ekoloji 13, 51, Lee J, Cheon J, Kwon H, Yoon H, Lee S, Kim J, Park J, Kim C (2006) Attenuation of landfill leachate at two uncontrolled landfills. Environmental Geology 51, Persson L, Alsberg T, Ledin A, Odham G (2006) Transformations of dissolved organic matter in a landfill leachate-a size exclusion chromatography/mass spectrometric approach. Chemosphere 64, Schwarzbauer J, Heim S, Brinker S, Littke R (2002) Occurrence and alteration of organic contaminants in seepage and leakage water from a waste deposit landfill. Water Resources 36, Scott J, Beydoun D, Amal R, Low G, Cattle J (2005) Landfill Management, Leachate Generation, and Leach Testing of Solid Wastes in Australia and Overseas. Critical Reviews in Environmental Science and Technology 35, Smith DC, Sacks J, Senior E (1999) Irrigation of soil with synthetic landfill leachate-speciation and distribution of selected pollutants. Environmental Pollution 106, Statom RA, Thyne GD, McCray JE (2004) Temporal changes in leachate chemistry of a municipal solid waste landfill cell in Florida, USA. Environmental Geology 45, Tchobanoglous G, Theisen H, Vigil SA (1993) Integrated Solid Waste Management. McGraw-Hill Inc., New York. Tessier A, Campbell PGC, Bisson M (1979) Sequential Extraction Procedure fort he Speciation of Particulate Trace Metals. Analytical Chemistry 51, 7, VanLoon DW, Duffy SJ (2000) Environmental Chemistry of Colloides and Surfaces. Environmental Chemistry. Oxford University Pres Inc., New York. Wang XS, Qin Y (2007) Leaching Characteristics of Heavy Metals and As from Two Urban Roadside Soils. Environmental Monitoring and Assessment 132, Ward ML, Bitton G, Townsend T (2005) Heavy metal binding capacity (HMBC) of municipal solid waste landfill leachates. Chemosphere 60, Yin Y, Impellitteri CA, You S, Allen HE (2002) The importance of organic matter distribution and extract soil:solution ratio on the desorption of heavy metals from soils, The Science of the Total Environment 287, Yong RN (2001) Interactions and Partitioning of Pollutants, Geoenvironmental Engineering Contaminated Soils. Pollutant Fate and Mitigation. CRC Press, Boca Raton. No: 75,