HAYAT BOYU DEĞERLENDİRME YÖNTEMİNİN EVSEL KATI ATIK YÖNETİMİNDE UYGULANMASI: ANKARA ÖRNEK ÇALIŞMASI

Transkript

1 HAYAT BOYU DEĞERLENDİRME YÖNTEMİNİN EVSEL KATI ATIK YÖNETİMİNDE UYGULANMASI: ANKARA ÖRNEK ÇALIŞMASI Özeler D., Yetiş Ü. ve Demirer G.N. Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Çevre Mühendisliği Bölümü, İnönü Bulvarı, Ankara ÖZET Bu çalışmada, Ankara nın katı atık yönetim sistemi için farklı katı atık yönetim sistemi senaryoları geliştirilmiş ve hayat boyu değerlendirme yöntemi kullanılarak karşılaştırılmıştır. Beş senaryo kapsamında göz önüne alınan katı atık yönetim metodları; atıkların toplanması ve taşınması, kaynakta ayırma, ayıklama tesisi/transfer istasyonları, yakma, anaerobik arıtma ve düzenli depolamadır. Çalışmanın amacı, hem çevresel açıdan hem de ekonomik açıdan Ankara için en uygun katı atık yönetim sistemi seçeneğinin belirlenmesidir. Çalışmanın fonksiyonel birimi, Ankara nın ilçeleri olan ilgili sahalarda oluşan katı atık miktarıdır. Hayat boyu değerlendirme envanter analizi IWM-1 Modeli kullanılarak yapılmıştır. Sisteme giren ve çıkan maddeler tanımlanmış ve model vasıtasıyla bulunan envanter analizi emisyonları etki kategorilerine sınıflandırılmıştır. Her kategoriye ait faktörler kullanılarak her senaryonun çevresel profili çıkartılmıştır. Anahtar kelimeler: Katı Atık Yönetimi, Hayat Boyu Etki Değerlendirme, Hayat Boyu Envanter Analizi, IWM-1 Modeli, Etki Kategorileri ABSTRACT Different solid waste management system scenarios were developed and compared for Municipal Solid Waste Management System of Ankara by using the life cycle assessment (LCA) methodology. The solid waste management methods considered under five scenarios were collection and transportation of wastes, source reduction, Material Recovery Facility (MRF)/Transfer Stations (TS), incineration, anaerobic digestion and landfilling. The goal of the study was to determine the most environmentally friendly and the economical option of MSWM system for Ankara. The functional unit of the study was the amount of solid waste generated in the system area of concern, which are the districts of Ankara. The life cycle

2 inventory analysis was carried out by IWM Model-1. The inputs and outputs of each management stage were defined and the inventory emissions calculated by the model were classified in to impact categories; non-renewable energy sources exhausting potential, final solid waste as hazardous and non-hazardous, global warming, acidification, eutrophication and human toxicity. The impacts were quantified with the weighing factors of each category to develop the environmental profiles of each scenario. In view of economy, Source Reduction was the most feasible method. However, the environmentally practicable options differs depending on the priority given to the impact categories by the authorities. In most of the categories, Source Reduction Scenario was found to be the most feasible management method, except the global warming category. The lowest contribution to GWP was calculated for the anaerobic digestion process. In the interpretation and improvement assessment stage, the results were further evaluated and recommendations were made to improve the current solid waste management system of Ankara. Keywords: Solid Waste Management, Life Cycle Impact Assessment, Life Cycle Inventory Analysis, IWM Model-1, Impact Categories GİRİŞ Günümüzde çevre ile ilgili konularda toplumsal duyarlılığın artmasıyla birlikte proje geliştirme ve uygulama sırasında verilen kararlar daha da önem kazanmıştır. Teknolojinin gelişimine yönelik verilen doğru kararlar aşamasında göz önünde bulundurulması gereken başlıklardan biride çevredir. Hayat Boyu Değerlendirme (Life Cycle Assessment), 1990 lardan bu yana, karar vermeye yönelik kullanılan ve gelişmekte olan yöntemlerden biridir. Hayat Boyu Değerlendirme (HBD) (LCA) Çevresel Toksikoloji ve Kimya Derneği (Society of Environmental Toxicology and Chemistry) (SETAC) tarafından bir ürünün, işlemin veya faaliyetin çevresel yükünü, enerjiyi, kullanılan maddeleri ve çevreye verilen atıkların türlerini ve miktarlarını belirleyerek, çevresel gelişmeleri etkileyecek olanakları değerlendirip uygulayacak, objektif bir işlem olarak tanımlar (Barton vd., 1996). HDB bir ürün, işlem veya hizmetin beşikten mezara hammadde eldesinden ortaya çıkan atıkların bertaraf edilmesine kadar- tüm çevresel etkilerini ele alan bir yöntemdir. HDB diğer çevresel yönetim

3 metodlarında çevresel etki değerlendirmesi gibi yer almayan konuları değerlendirmek amacıyla geliştirilmiştir. İki veya daha fazla alternatif seçeneği, onların birleşik potansiyel çevresel etkilerini ve ekolojik sürdürülübirilirliklerini, karşılaştırma konusunda oldukça yararlı bir yöntem olarak kendini kanıtlamıştır. Hayat Boyu Değerlendirme, bir ürün, işlem veya hizmetin çevresel etkilerinin, hammaddelerinin elde edilmesi basamağından başlayarak, imalat, kullanım, tekrar kullanım ve atık yönetimi basamağında bertaraf edilmesine kadar, tüm ekonomik yönlerini de hesaba katarak, karar vericiler (decision makers) tarafından değerlendirilmesini sağlayan yararlı bir yöntemdir. Şekil 1'den de görüldüğü gibi HBD metodolojisi, birbiriyle ilgili dört bölümden oluşmaktadır. Her bölüm kendinden bir önceki bölümü izlemekte ve gerektiği durumlarda çalışılan bölümde yapılan eklemeler ve sonuçlar doğrultusunda geçmiş bölümlerde revizyonlar yapılabilmektedir. Şekilde verilen çift yönlü oklar bu durumu tariflemektedir. HBD dört ana bölümden oluşmaktadır: 1. Amaç Tarifi ve Kapsamı Bu aşamada Hayat Boyu Değerlendirme çalışmasının amacı, kapsamı ve detay derecesi açık bir ifadeyle tanımlanmalıdır. İzlenmesi gereken aşamalar: Amaç Kapsam Fonksiyonel birim Veri kalite değerlendirmesi 2. Hayat Devresi Envanter Analizi Envanter analizi, çalışmanın amacını ve kapsamını karşılayacak nitelikte olmalıdır, bu nedenle zaman zaman başa dönüp yapılan işlemlerin tekrar gözden geçirilmesi gerekebilir. Bu bölümde izlenilen aşamalar şöyledir: Sistem ve sistemin sınırları Sistemlerin karşılaştırılması

4 Veri toplanması ve hesaplama usulü Envanter analiz sonuçlarının yorumlanması ve kullanılması Amaç Tarifi Envanter GOALAND İyileştirme Değerlendirmesi Uygulamalar: - Ürün geliştirme ve iyileştirme - Stratejik Planlama - Kamu Sektöründe karar verme - Pazarlama - Diğer Etki Değerlendirmesi - Teknik - Ekonomik - Pazar - Sosyal etc. Şekil 1. Hayat Boyu Değerlendirmenin Yapısı ve Bölümleri (ISO 14040: 1997(E); Jensen vd., 1997) 3. Hayat Boyu Etki Değerlendirmesi Etki değerlendirme bölümünde, çalışmanın amacı ve kapsamı doğrultusunda, envanter analizinde elde edilen verilere dayanarak çevre etkilerinin sınıflandırılması, nicel ve nitel olarak vasıflandırılması ve eldeki tüm bu bulgulara dayanarak yapılan çalışmaların değerlendirilmesi gereken bir aşamadır. Bu aşamada gerçekleştirilen çalışma safhaları şöyledir: Sınıflandırma

5 Vasıflandırma Değerlendirme Sınıflandırma aşamasında çoğunlukla göz önüne alınan kategoriler şunlardır; - küresel ısınma, - asitleşme, - ozon tabakasındaki delinme, - besin birikiminden kaynaklanan aşırı bitki büyümesi ve bundan kaynaklanan oksijen azalması, - canlı ve cansız doğal kaynakların kullanımı, - ekotoksik etkiler, - insanlar üzerindeki toksik etkiler, - iş ortamının durumu - alan kullanımı 4. İyileştirme Değerlendirmesi Bu bölüm, HBD çalışmasının sonuçlarına dayanarak çevreye olan etkilerin azaltılmasına ve iyileştirilmesine yönelik yapılması gereken çalışmaları ve verilmesi gereken kararları kapsar. Bu; - Çalışmaya konu olan sistemde çevrenin iyileştirilmesine olanak veren en iyi olanakların belirlenmesi, - Çevresel etkileri bir alt sistemden diğerine aktaran kararlardan kaçınılması, - Aynı fonksiyonel birimle ilgili olarak sistemler arasında gerçeklere dayanan karşılaştırmalar yapılması ile gerçekleştirilebilir. HDB bir çok çalışmada etkili bir çevresel yönetim aracı olarak kullanılmıştır. Örneğin, Ronning vd. (1993) HDB yi iki boya ürününün karşılaştırılması için kullanmıştır. Su bazlı bir ürün solvent bazlı bir ürünle, hayat boyu çevresel ve sağlık etkileri açısından

6 karşılaştırılmıştır. Envanter Analizi basamağında, ürünlerin hayat boyu enerji ve hammadde gereksinimleri, hava emisyonları, su emisyonları, katı atık ve diğer emisyonları belirlenmiştir. Bu çalışmada farklı sağlık ve çevresel etkiler hesaba katılmıştır. Sonuç olarak ise, su bazlı ürünün; küresel ısınma, asidifikasyon, fotooksidant oluşumu ve fosil yakıt tüketimine, solvent bazlı üründen daha az katkıda bulunduğu ancak suya daha fazla organik madde emisyonu olduğu belirlenmiştir. Diğer çalışmalarda, HDB farklı otomobillerin çevresel etkilerinin karşılaştırılmasında (Graedel vd., 1995), deterjan yapı maddesi (detergent builder) sitemlerinin karşılaştırılmasında (Morse vd., 1995), boya endüstrisinde uçucu organik madde (VOC) içeriğinin düşürülmesinde (Dobson, 1996), kullanılmış otomobil akülerinin çevresel yükünün azaltılmasında (Robertson vd., 1997), sertlik ve renk giderimi için kullanılar iki yer altı suyu arıtma tasarısının karşılaştırılmasında (Sombekke vd., 1997), orman yönetimi sistemlerinde farklı ormancılık işlemlerinin karşılaştırılmasında (Berg,1997), metal işleme endüstrisinde üç yağ alma (degreasing) prosesinin karşılaştırılması ve her prosesin hem çevresel hem de ekonomik açıdan optimizasyonunda (Finkbeiner vd., 1997), kentsel atıksularının arıtımında farklı senarryoların değerlendirilmesinde (Roeleveld vd., 1997), farklı remediasyon seçeneklerinin potansiyel çevresel ve sağlık etkilerinin araştırılmasında (Page vd., 1999) vb. kullanılmıştır. HBD nin Potansiyel Kullanıcı Grupları ve Uygulama Alanları HBD uygulamaları ve sonuçları ile ilgilenebilecek çeşitli kullanıcı grupları; firmalar, ticari birlikler, kamu kuruluşları, çevreciler ve tüketici kuruluşları gibi diğer kamu dışı kuruluşlar olabilir. Bu gruplar HBD aracını dahili çevre yönetimi ve harici amaçlar için kullanabilirler. Harici amaçlar için kullanımı, çalışmanın ayrıntı düzeyine, kullanılan veri ve metotların şeffaflık derecesine ve çalışmanın bütünlüğüne bağlıdır. Çalışmanın uygulama ve sınırlamalarına karar verirken göz önünde bulundurulması gereken konular; ele alınması düşünülen çalışmanın amaç ve kapsamının belirlenmesi, sonuçların kamuoyuna sunumu, sonuçlara dikkati çekilmesi istenen kitlenin eğitim düzeyi gibi bir çok faktöre bağlıdır. Konuyla ilgili bazı uygulamalar şöyle sıralanabilir; Sanayide; stratejik pianlama, ürün tasarımı veya bunların yenilenmesi ve geliştirilmesi

7 Kamu Sektöründe; idari düzenlemeler, araştırma projeleri ve kalkınma finansmanı gibi konularda karar verme Başarı değerlendirmesi için çevre belirteçlerini seçme Bir ürünün ekolojik yönüyle ilgili bir etiketlendirme programının hazırlanması Ürün geliştirilmesi: Uygulamada farklılıklar görülebilmekle beraber, World Industry Council for the Environment ın tanımladığı bazı ortak noktalar bulunmaktadır: 1. Malzeme seçimi Toksik kimyasal içeriğin minimize edilmesi Geri kazanılmış ve kazanılabilir malzemelerin sisteme dahil edilmesi Daha dayanıklı malzemelerin kullanılması Hammadde kullanımının azaltılması 2. Üretimin etkileri Prosesden kaynaklanan atığın azaltılması Enerji tüketiminin azaltılması Toksik kimyasalların kullanımının azaltılması 3. Ürün kullanımı Enejinin verimi Üründen kaynaklanan emisyonların ve atığın azaltılması Ambalajlamanın minimize edilmesi 4. Geri kazanım ve yeniden kullanım için tasarım Geri kazanılabilir malzemelerin sisteme dahil edilmesi Kolay geri montajının sağlanması Malzeme çeşitliliğinin azaltılması Parçaların etiketlenmesi Ürünlerin basitleştirilmesi (örneğin, parça sayısı) Malzeme tipinin standardize edilmesi

8 5. Ürün ve bileşenlerinin ömrünün uzatılması Yeniden üretim için tasarım Kalitesini yükseltebilecek şekilde tasarım Kolay bakım ve onarımı sağlayacak şekilde parçaların yapılması Tamir edilip yenilenmiş parçaların veya alt montajın sisteme dahil edilmesi 6. Ürün ömrünün bittiği zamana yönelik tasarım Güvenli bertaraf Pazarlama: Çevre konularındaki bilinçlenmenin artmasıyla, tüketicilerin ilgisi de aldıkları ürünlerin veya verilen bir hizmetin çevreye olan etkilerinin ve çevresel özelliklerinin üzerinde yoğunlaşmaya başlamıştır. Pazarlama, tüketici ve üretici arasındaki iletişimi sağlayan bir yöntemdir. Şirketlerin pazar paylarını arttırmaları için de bu konuda kriterler ve kılavuz yöntemler geliştirmeleri öncelik taşımalıdır. Çevre sektöründe dört çeşit pazarlama sıralanabilir: Çevreyle ilgili etiketleme (ISO tip I etiketleme) Çevreyle ilgili talep (ISO tip II etiketleme) Çevreyle ilgili beyan (ISO tip III etiketleme) Organizasyon Pazarlama Tüm bu uygulamaların, kamu sektörü ve organizasyonların, çevre yönetim sistemlerinde HBD yönteminin kullanımını desteklemeleri gerekmektedir. Eldeki dokümantasyona ve kullanılan pazarlama tipine bağlı olarak HBD yönteminin uygulama boyutu değişmektedir (Özeler ve Demirer, 2001). Türkiye de Katı Atık Yönetimi Katı Atık Kontrol Yönetmeliği, Resmi Gazete No , Çevre Bakanlığı (ÇB) tarafından hazırlanmış ve de yönetmeliğe girmiştir. Amacı Türkiye deki katı atık yönetimini geliştirmektir. Ancak, katı atık yönetimi Türkiye de hala çözülemeyen bir problemdir. Devlet

9 İstatistik Enstitüsü (DİE), 1994 ten beri belediye Katı Atık Yönetimi konusunda bilgi toplamaktadır. Belediyelerin güncel katı atık yönetimi uygulamaları, katı atık kompozisyonları, her ev ve ticari kurumlardaki üretim miktarları vb. ürezine bilgiler toplanmaktadır de yapılan en son çalışmaya göre, Türkiye de katı atık toplama hizmetlerince belediyelerde toplanan yıllık katı atık miktarı milyon ton dur. Bu atıkların bertaraf etme yöntemleri incelendiğinde, bu değerin sadece %27.8 inin düzenli depolama sahalarında depolandığı geri kalan kısmının ise belediyelerin çöplüklerine yığıldığı görülmüştür. ( 27 Haziran 2005) Oldukça iyi bilindiği gibi katı atıkların hiç bir önlem almadan, kontrolsuz bertarafı su kirliliği, sağlık problemleri, patlamalar ve toprak kaymaları gibi önemli sorunlara yol açabilir. Talihsiz bir patlama hadisesi İstanbul, Ümraniye de,28 Nisan 1993 tarihinde yaşanmış, 30 dan fazla kişinin hayatına mal olmuştur (EFT, 1999). Benzer patlamalar Ankara nın çöp depolama sahası Mamak ta da yaşanmıştır Numaralı Halk Hijyen Kanunu, 1580 Numaralı Belediye Kanunu, 3030 Numaralı Büyük Şehir Belediye Kanunu ve 1991 de yayımlanan Katı Atık Kontrolü Yönetmeliğin ne göre belediyeler katı atıklanın toplanması, taşınması ve bertaraf edilmesinde yetkili ve sorumludur. Belediyeler bütçelerinin %40 ını temizlik giderleri için ayırır ve ayrıca tüm evlerden ve ticari kurumlardan çevresel temizlik vergisi toplanmaktadır. Katı atık yönetimi sisteminde toplama ve taşıma basamakları belediyeler tarafından yapılmaktadır, ancak, katı atık geri kazanımı, depolama ve bertaraf etme gereksinimleri istenen düzeyde yapılamamaktadır. Örneğin, Çevre ve Orman Bakanlığı na göre, Türkiye nin 3215 belediyesinde sadece 11 düzenli depolama sahası bulunmaktadır ( 27 Haziran 2005). HDB nin uygun katı atık yönetimi tekniklerinin, teknolojilerinin ve programlarının, belirli atık yönetimi hedeflerine ve amaçlarına ulaşmak için, seçilmesi ve uygulanması konusunda önereceği çok şey vardır. Bu nedenle, literatürdeki kimi çalışmalar HDB yi evsel katı atık yönetiminde araç olarak kullanmıştır (Barton vd., 1996; Rieradevall vd., 1997; Barlaz vd., 1998; Aprili vd., 1999; Koller vd., 1999; Schwing and Jager, 1999; Valentini vd., 1999; Fuertes and Pedraza, 1999). Bu çalışmanın amacı, farklı katı atık yönetim sistemi seçeneklerinin karşılaştırmasında ve Ankara için en uygun sistemin seçilmesinde HDB nin kullanmasıdır. Bu amaçla, beş farklı

10 evsel katı atık yönetimi sistemi senaryosu geliştirilmiştir. Bu senaryolar, farklı evsel katı atık işleme yöntemlerini ve/veya bertaraf etme metodlarını (MSW-PDM) içermektedir. Daha sonra, bu senaryolar çevresel etkilerine ve maliyetlerine göre, White vd. (1995) tarafından geliştirilen Entegre Atık Yönetimi Modeli (Integrated Waste Management, IWM, Model) kullanılarak karşılaştırılmıştır. YÖNTEM Entegre Atık Yönetimi Modeli (Integrated Waste Management, IWM, Model) IWM Modeli White vd. (1995) tarafından geliştirilmiştir ve farklı katı atık yönetim seçeneklerinin toplam çevresel etkilerinin ve ekonomik maliyetlerinin belirlenmesini sağlar. Bu modelde katı atığın akışı hayat boyu incelenir. Katı atığın hayatı boyunca tüm evreleri girdi sorularının bulunduğu bir kutu ile gösterilir. Bu soruları cevapları ise söz konusu katı atık yönetim sistemini tanımlar. Atık maddeler fiziksel olarak karışmış olsalar bile, farklı atık maddeler modelde ayrı tutulur ki bu hayat boyu değerlendirmenin herhangi bir noktasında; atığın materyal kompozisyonunun karakterizasyonunda, kalorifik değerinin ve bir arıtma işleminin etkililiğinin belirlenmesinde gerekecektir. Modelin yapısındaki kutular ön-ayıklama ve toplama, merkezi ayıklama, maddelerin geri dönüşümü, biyolojik arıtma, termal arıtma ve düzenli depolamayı simgeler. Her evrede, maddeler geri kazanıldıklarında atık akışından çıkarılıp iyileştirilmiş madde akışına sokulurlar. İşlemlerin diğer çıktıları, birikecekleri, emisyonlar ve enrji ile ilgili kolonlara girerler. Hayat döngüsünün sonunda tüm maddeler atık akışı kolonlarını terk etmiş olacak ve ürün veya emisyon kolonlarından birine girmiş olacaktır. Model daha sonra, enerji tüketimini, enerji üretimini, geri kazanılan maddeleri, kompost, hava emisyonlarını, su emisyonlarını ve en son katı atıkları toplayarak seçilen bölge için hayat boyu envanteri oluşturur. Kapsam Belirlenmesi (Scope Definition) Farklı evsel katı atık işleme ve/veya bertaraf etme metodlarını (MSW-PDM) içeren beş farklı katı atık yönetim senaryosu oluşturulmuştur. Daha sonra, bunlar çevresel ektilerine göre karşılaştırılmışlardır. MSW-PDM lerin çevresel etkileri su emisyonları, hava emisyonları, oluşan son katı atık miktarı ve enerji tüketimine göre değerlendirilmiştir. MSWMS

11 senaryoları Ankara nın güncel MSWMS si, Türkiye de uygulanan MSW-PDM ler ve dünyada uygulanan standart MSWMS ler baz alınarak oluşturulmuştur. Bu senaryoların değerlendirilmesi, Ankara nın atık yönetim sistemi için farklı olanakların karşılaştırılmasını sağlayacak ve böylece çevresel ve ekonomik sürdürülebilirlik sağlanabilecektir. Senaryolarda ele alınan yönetim sistemi bileşenleri veya MSW-PDN ler; evsel katı atıkların toplaması ve taşınması, Kaynakta Azaltma, Madde Geri Kazanım/Ayırma Tesisleri (Material Recovery Facilities, MRF)/ Transfer İstasyonları (TS), Yakma, Anaerobik arıtma (Biogazifikasyon) ve düzenli depolamadır. Fonksiyonel Birim ve Sistem Sınırları Senaryolarda kullanılan fonksiyonel birim Ankara sınırlarında üretilen evsel katı atıkların miktarı olarak tanımlanmıştır. Katı atıkların hayat boyu değerlendirmesi için seçilen sistem sınırları; maddenin değerini kaybettiği andan başlayarak atık halini alması ve karalı depolama sahası maddesi halini alana kadar ya da hava ve/veya su emisyonuna dönüşmesine kadar veya tekrar bir değer edinene kadar olarak belirlenmiştir. Senaryolar Bu çalışmada ele alınan senaryolar ve sistem sınırları Şekil 2 de gösterilmektedir. Birinci senaryo (Şekil 2a) toplama, taşıma ve düzenli depolamayı içerir ve Bursa, İzmir, Gaziantep, Foça ve Göcek teki sistemleri simgeler. İkinci senaryo (Şekil 2b) toplamadan önce kaynakta ayırmayı da içerir. Kaynakta ayırma Bursa da bazı pilot bölgelerde %20 verimle yürütülmekte ve tüm şehre yayılması planlanmaktadır. Üçüncü senaryo, düzenli depolamadan önce bir ayırma tesisini içermektedir. (Şekil 2c) ve İstanbul da Bakırköy ve Kadıköy de, Bursa, Eskişehir, İzmir ve Mersin de uygulanmaktadır. Ayrıca, Ankara da Çankaya Beldiyesince de bir süre boyunca uygulanmıştır (ÇB, 2000). Yakma işlemini içeren dördüncü senaryo (Şekil 2d), özellikle Japonya, İsviçre, Danimarka, Hollanda, Almanya, Fransa, Avusturya, ABD gibi bir çok metropolitan bölgede 1970 ten beri evsel katı atıkların kontrolünde kullanılmaktadır (Chang ve Chen, 2000; Penfold, 2000; White vd., 1995) Beşinci senaryo (Şekil 2e), düzenli depolamadan önce anaerobik bozundurmanın uygulanmasını içerir. Bu işlem bu günlerde özellikle Avrupa da evsel katı atıkların arıtımında kullanılmaktadır (Dranco prosesi, Six ve De Baere, 1992; Valorga prosesi, Coombs, 1990; Kompogas prosesi, Wellinger vd., 1993;

12 SEBAC prosesi, Chynoweth vd., 1993; Biocell prosesi, BTA prosesi, Biowaste prosesi, Tchobanoglous vd., 1993; Wheeler, 2000; Zoethout, 2000). Ham madde Evsel Katı Atık C T L Enerji a) Senaryo 1 SR C T L b) Senaryo 2 C T MRF L c) Senaryo 3 C T MRF I L d) Senaryo 4 C T MRF AD L e) Senaryo5 Katı Atık Hava Emisyonları Su Emisyonları Enerji Şekil 2. Çalışmada kullanılan katı atık yönetim senaryoları C: Toplama; T: Taşıma; L: Düzenli Depolama; MRF: Ayırma Tesisi SR: Kaynakta Ayırma; I: Yakma; AD: Anaerobik Bozundurma Sistem Sınırı Girdi ve Çıktılar

13 Hayat Boyu Envanteri (Life Cycle Inventory LCE) Ankara için veri toplanması ve hazırlık genel olarak Sistem Planlama Müş. Müh. Prj. Ltd. Şti. tarafından Ankara Katı Atık Yönetimi Sistemi için hazırlanmış olan projeler temel alınarak yapılmıştır (Sistem Planlama Müş. Müh. Prj. Ltd. Şti., 1992 & 1993). Bu veriler nüfus tahminleri, atık karakteristiklerni ve kompozisyonunu, atık yönetimi uygulamalarını, önerilen trasfer istasyonlarının ve düzenli depolama sahalarının karşılaştırlılmasını, tüm seçenekler için maliyet hesaplamaları ve düzenli depolama sahası için işletme önerilerini içerir. Sayfa sınırı nedeniyle IWM Modelini çalıştırmakta kullanılan veriler burada verilememiştir. Ancak, bu verilere Özeler (2001) den ulaşılabilir. Ankara Katı Atık Yönetimi (KAY) Uygulaması Projesi nde, ekonomik analizler 2010 yılı için yapılmış ve hesaplanan 2010 yılı atık üretimi değerleri, atık dağıtım planlarında, ortalama veriler oldukları için, kullanılmıştır veya 1995 yılları için olan veriler tasarım sürecinin başladığı yıllardı ve bu senelerdeki atık üretim hızı düşük; aynı zamanda, yılları arasındaki belirlenen atık üretim hızı ise oldukça yüksek olduğundan bu yılların verileri kullanılmamıştır. Bu çalışmada, 2010 yılının nüfus ve atık üretim verileri kullanılmıştır. KAY Uygulama Raporlarına ek olarak Ankara nın güncel atık yönetimi hizmetlerinin uygulanmasında da, Sincen, Etimesgut ve Gölbaşı ilçelerinin atıkları doğrudan Sincan- Çadırtepe düzenli depolama sahasına bertaraf edilmektedir. Diğer 5 ilçe ise atıklarını Mamak Açık Çöp Depolama Sahalarına boşaltmaktadır. Ancak, LCE çalışmasında, Senaryo 1 ve 2 de Çankaya, Altındağ, Keçiören, Mamak ve Yenimahalle ilçelerinin atıklarının da Sincan- Çadırtepe Düzenli Depolama Sahası na taşındığı farzedilmiştir. TS/MRF lerin olduğu durumlarda (Senaryo 3,4 ve 5) ise katı atık önce bu istasyonlara taşınacak ve daha sonra bu 5 ilçeninkiler düzenli depolama sahasına gönderilecek, diğer 3 ilçenin atıkları ise uygulama proje raporlarında (Sistem Planlama Müş. Müh. Prj. Ltd. Şti., 1993) belirtildiği gibi doğrudan düzenli depolama sahasına gönderilecektir. Bu çalışmada, senaryolar oluşturulmuş ve veri hesaplamaları Ankara nın 5 ilçesinde; Çankaya, Altındağ, Keçiören, Mamak ve Yenimahalle, gerçekleştirilmiştir. Bunun nedeni, yukarıda belirtildiği gibi 3,4 ve 5. Senaryolarda (TS/MRF Sistemleri) oluşturulan katı atık yönrtimi sistemleri uygulama proje raporlarında verilen senaryolara sadece bu 5 ilçede uymasıdır. Ankara için Senaryo 3 te uygulanan KAY Sistemi en uygun yönetim sistemidir ve Sistem Planlama Müş. Müh. Prj. Ltd. Şti. tarafından ekonomik açıdan değerendirilmiş ve diğer

14 seçenekler arasından tercih edilmiştir. Sistem Planlama raporuna göre, merkezler, nüfuslara ve bölgelerin 2010 yılı atık üretim miktarlarına göre belirlenmiştir. Ankara nın ilçeleri bir kaç bölgeye ayrılmıştır. Her bölgenin belirlenen atıkları bir harita üzerinde gösterilmiştir. Bu harita ile yüksek atık yoğunluklu ve düşük atık yoğunluklu bölgeler belirlenmiştir. Raporda, haritadaki dağılım kullanılarak merkezler belirlenmiş ve bu merkezlerden atıkların toplanması, taşınması ve önerilen üç trasfer istasyonu ile Sincan-Çadırtepe Düzenli Depolama Sahası na bertaraf edilmesi üzerine hesaplamalar yapılmıştır. Bu merkezlerin, transfer istasyonlarının ve düzenli depolama sahalarının yerleri Şekil 3 te gösterilmiştir. Şekil 3 te, merkezler ve transfer istasyonları, sırasıyla, B ve T harfleri ile gösterilmiştir. Senaryo 3,4 ve 5 te bu transfer istasyonlarının ayıklama tesisiyle entegre bir biçimde olacağı (TS/MRF Sistemleri) farzedilmiştir. Senaryo 1 ve 2 de ise, katı atık doğrudan, atığı TS/MRF Sistemi ne nakletmeden, düzenli depolama sahasına taşınmaktadır. Şekil 3. Ankara Katı Atık Yönetim Planındaki Merkezler, Aktarma İstasyonları ve Düzenli Depolama Sahası

15 Senaryo 1 ve 2 için model simülasyonları, her merkezden taşınan atığın miktarı ve merkezler ile depolama sahası arasındaki uzaklıklar farklı olduğundan, bu merkezler (B1, B2, B4, B5, B6) için ayrı ayrı yapılmıştır. Ayrıca, Senaryo 3,4 ve 5 te, simülasyonlar her TS/MRF Sistemi (T1, T2, T3) için, bu merkezlere gelen atık miktarları ve merkezler, transfer istasyonları ve depolama sahası arasındaki uzaklıklar faklı olduğundan, ayrı ayrı yapılmıştır. BULGULAR VE TARTIŞMA IMW Modeli, envanter analizi evresinde toplanan veriler ile, her senaryo için çalıştırılmıştır. Gerçekleştirilen simülasyonların sonuçları, bu senaryoların ekonomik ve çevresel yönleri üzerine detaylı bilgiler sunmuştur. Sayfa sınırı nedeniyle bu bildiride senaryolar sadece çevresel profilleri bazında karşılaştırılacaktır. Tablo 1 den görülebileceği gibi en düşük enerji tüketimi Senaryo 2 de elde edilmiştir. Tüm senaryolarda, net enerji tüketimi etki kategorisine en yüksek katkı toplama evresinden kaynaklanmaktadır. Toplama evresinin net enerji tüketimi, Senaryo 2 dışındaki tüm senaryolarda, birbirine çok yakın olarak bulunmuştur. Bunun nedeni Senaryo 2 de uygulanan düşük toplama sıklığıdır. Senaryo 4 te yakma evresinde fazladan enerji üretimi gerçekleşmekte aynı zamanda da bu senaryoda daha az enerji tüketilmektedir. Bu fazladan enerji üretimi Senaryo 4 teki yakma işlemindeki girdilerin miktarından dolayıdır. Ayrıca, Senaryo 5 te de enerji üretimi gerçekleşmektedir. Ancak, Tablo 1 de de görüldüğü gibi, bu senaryodaki girdi miktarı Senaryo 4 tekinden daha az olduğundan, Senaryo 5 net enerji tüketimi kategorisine daha fazla katkıda bulunmuştur. Senaryo 5 te biyolojik proseslerin yanında enerji gerektiren organik atıkların ayıklanması için ön-ayıklama işlemi de bulunmaktadır. Bu yüzden, biyoloji arıtma evresindeki enerji tüketimi, enerji üretiminden daha yüksek olarak hesaplanmıştır. Senaryo 3, ayırma tesisi (MRF) ve düzenli depolama sahaları gibi enerji tüektimine katkıda bulunan evreleri bulundurmasına rağmen toplamda Senaryo 1 den daha az enerji kullanmıştır. Bunun nedeni ise geri dönüşüm evresinde edinilen tasarruflardır.

16 Tablo 1. Senaryoların Çevresel Performanslarının Karşılaştırılması SENARYO NESEP (GJ Th./ton işlenen atık) SW-nh (ton/ ton işlenen atık) SW-h (ton/ ton işlenen atık) GWP (kg CO 2 - eşdeğeri/ ton işlenen atık) AP (kg SO x - eşdeğeri/ ton işlenen atık) EP (kg O 2 - eşdeğeri/ ton işlenen atık) HTP (kg vücut ağırlığı/ton işlenen atık) Minimum NESEP: Yenilenemeyen Enerji Kaynağı Tüketim Potansiyeli SW-nh: Tehlikeli olmayan atık üretimi SW-h: Tehlikeli atık üretimi GWP: Küresel Isınma Potansiyeli AP: Asidifikasyon Potansiyeli EP: Ötrifikasyon Potansiyeli HTP: İnsan Toksisite Potansiyeli Katı atık kategorilerinde hem tehlikeli hem de tehlikeli olmayan katı atıklar karşılaştırılmıştır (Tablo 1). Tehlikeli olmayan katı atık miktarı cinsinden en düşük katkı Senaryo 4 te olurken, tehlikeli katı atık miktarı cinsinden en yüksek katkı yine bu kategoride gerçekleşmiştir. Senaryo 4 te katı atıklar, atık arıtma kalıntıları, enerji üretiminden ve yakıt üretiminden doğan endüstriyel katı atıklar ve düzenli depolama sahalarına gelen diğer katı atıklar şeklinde, oluşmaktadır. Senaryo 4 teki tehlikeli katı atıklar, uçucu kül gibi, termal arıtmanın artıklarından ve düzenli depolama evresindeki sızıntıların arıtımından kaynaklanmaktadır. Bununla birlikte, diğer senaryolardaki tehlikeli katı atıklar sadece düzenli depolama evresindeki sızıntıların arıtımından kaynaklanmaktadır. Bu yüzden, tehlikeli katı atık cinsinden en yüksek değerler Senaryo 4 te elde edilmiştir. Senaryo de uygulanan kaynakta azaltma nedeniyle, elde edilen ikincil maddeler, bu senaryoda, diğerlerinden daha fazladır ve bu nedenle düzenli depolama sahalarına daha az katı atık girdisi bulunmaktadır. Senaryoların küresel ısınma potansiyeli (GWP) kategorisine yaptıkları katkılar Tablo 1 de göseterilmektedir. Bu kategoriye en düşük katkı, anaerobik arıtma sonucu enerji üretimi yapılıp sera gazı emisyonlarının azaltılmasından dolayı, Senaryo 5 den kaynaklanmaktadır. Küresel ısınmaya az katkıda bulunan diğer bir seçenek ise, toplama ve düzenli depolama evrelerindeki yüksek katkılarına rağmen, uygulanan düşük toplama sıklığı nedeniyle Senaryo

17 2 olurdu. Küresel ısınmaya en çok katkıda bulunan seçenek ise, CO 2 önemli bir sera gazı olduğundan, Senaryo 4 olmuştur. Senaryo 1,3-4 ve 5 in asidifikasyon potansiyelleri birbirlerine çok yakın bulunmuştır ve bunlar asidifikasyon kategorisine en çok katkıda bulunan senaryolardır (Tablo 1). Tüm senaryolarda, asidifikasyona en büyük katkı toplama evresinde gerçekleşmektedir. Ancak, en düşük asidifikasyon potansiyeli Senaryo 2 den elde edilmiştir. Uygulanan toplama sıklığı enerji tüketimini gibi yakıtların üretiminden ve kullanımından kaynaklanan etkileri de azaltmıştır. Asidifikasyon potansiyeli cinsinden en iyi yönetim uygulaması Senaryo 2 iken en kötüsü de Senaryo 4 olarak belirlenmiştir. Ötrifikasyon etki kategorisine en büyük yük Senaryo 1 den kaynaklanmaktadır. Ayrıca, Senaryo 2 dışındaki tüm senaryoların sonuçları birbirlerine çok yakın olarak belirlenmiştir. Senaryo 2, yönetilen atık başına kg O 2 eşdeğeri ile ötrifikasyona en az katkıda bulunan senaryo olarak belirlenmiştir. Bu senaryoda uygulanan toplamanın daha az sıklıkta yapılması, ötrifikasyna en çok katkıda bulunan bu evreye yapılan ektiyi düşürmüştür. Her senaryonun değerlendirilmesi incelendiğinde toplama ve geri dönüşümden elde edilen tasarruflara katkıların sırasıyla Senaryo 1, 3, 4, 5 ve Senaryo 3, 4, 5 için eşit olarak hesaplandığı görülür. Buna rağmen, toplam fark diğer evrelerden kaynaklanmıştır. Son etki kategorisi insan toksisitesidir (Tablo 1). En yüksek katkı yönetilen ton başına kg vücut ağırlığı ile Senaryo 4 ten kaynaklanmaktadır. Bunun çoğu ise yakma işlemlerinin sonucudur. Diğer senaryolarda en çok katkıda bulunan evre ise toplama evresidir. Senaryo 2, toplama sıklığının düşüklüğünden dolayı, bu etki kategorisine en az katkıda bulunan yönetim sistemi olarak belirlenmiştir. Senaryo 3,4 ve 5 te geri dönüşüm evresinden eşit miktarda tasarruf sağlanmıştır. Bu senaryolar arasında en düşük etki potansiyeli Senaryo 3 te gözlenmiştir. Etki Değerlendirmesi aşamasının son basamağı ise değerlendirmedir. Bu safhada, farklı etkilerin önemlerinin karşılaştırılabilmesi için, farklı etkilere nispi değerler veya ağırlıklar verilmiştir. Değerlendirme safhası Etki Değerlendirmesi nin en az gelişmiş basamağıdır. Bu safhanın en önemli dezavantajı ise etkilere atanacak ağırlıkların (belirli etkilere verilecek ağırlığın) kişiye, ülkeye, vb. göre değişebilmesidir. Halen bunu yapmak için genel kabul görmüş bir yöntem yoktur (Bishop, 2000). Bu nedenle, bu çalışmada değerlendirme yapılmamıştır. İlgilenenler için, mevcut değerlendirme metodlarının detayları (Ekolojik kıtlık

18 faktörleri, çevresel yükleme faktörleri, çevresel kabul edilebilirlik faktörleri vb.) Graedel ve Allenby de (1995) anlatılmaktadır. SONUÇLAR Bu çalışma Ankara için çevresel etkileri bakımından en uygun atık yönetim sisteminin belirlenmesi için gerçekleştirilmiştir. Bu amaç, farklı katı atık yönetim sistemi seçeneklerinin karşılaştırlıması için, HBD yi bir araç olarak kullanarak gerçekleştirilmiştir. Bilindiği kadarıyla Türkiye de HBD yi bir atık yönetimi aracı olarak kullanan ilk çalışmadır. Bu çalışmanın sonuçları aşağıdakileri göstermiştir: Senaryo 2 de (Kaynakta azaltma+toplama+taşıma+düzenli Depolama) uygulanan yönetim sırası, kaynakta ayırma ve sonrasında gelen ayrılan maddelerin geri dönüşümü işlemleri nedeniyle en uygun sistem olarak belirlenmiştir. Enerji tüketimi cinsinden, atıkların daha az sıklıkta toplamasından dolayı Senaryo 2 en az enerji tüketen sistem olarak belirlenmiştir. Onu Senaryo 4 (Toplama+Taşıma+Ayırma Tesisi +Yakma+Düzenli Depolama) izlemiştir. Bu senaryoda yakma işlemi sonucu elde edilen enerji toplam enerji tüketimini düşürmüştür. Tehlikeli olmayan katı atıkların en düşük miktarı Senaryo 4 te elde edilmiştir. Ancak, en yüksek miktarda bu senaryoda ortaya çıkan tehlikeli katı madde yüksek toksisite etkilerine yol açmıştır. Küresel Isınma Potansiyeli bakımından en uygun seçenek Senaryo 5 (Toplama+Taşıma+ Ayırma Tesisi+Anaerobik Arıtım+Düzenli Depolama) olarak belirlenmiştir. Diğer senaryolarla karşılaştırıldığında, Senaryo 5 i Senaryo 2 izlemiştir. Asidifikasyon ve ötrifikasyon potansiyelleri bakımından en uygun seçenek, uygulanan daha az sıklıktakı toplama işlemimden ve kuru geri dönüştürülebilir maddelerin geri dönüştürülmesinden dolayı, Senaryo 2 olarak belirlenmiştir. En yüksek insan toksisite etkisi, termal arıtmanın uygulandığı ve üretilen tehlikeli katı maddelerin yüksek miktarda metal emisyonuna neden olabileceği, Senaryo 4 te bulunmaktadır. Bu etki kategorisine en düşük katkı ise Senaryo 2 den kaynaklanmaktadır.

19 Tablo 1 e göre Küresel Isınma ve Tehlikeli Olmayan Atık Üretimi dışındaki tüm etki kategorilerine en az katkıda bulunan seçenek Senaryo 2 dir. Bu iki kategoride ise ikinci en düşük senaryodur. Bu nedenle, Senaryo 2 çevresel ve ekonomik açıdan en iyi seçenek olarak belirlenmiştir. Literatür taramasının yanında bu çalışmada elde edilen sonuçlar ile HBD nin entegre katı atık yönetim Sistemlerine de başarıyla uygulanabileceği sonucuna varılmıştır. Aslında, atık yönetimi faaliyetlerinin de çevresel yükleri bulunmaktadır. Bundan dolayı, HBD aracı atık yönetimi faaliyetlerine de uygulanmalı ve endüstriyel ürünler ve işlemleri için en iyi çevresel seçeneklerin oluşturulmasının ve/veya geliştirilmesinin yanı sıra, en uygun çözümün de bulunmasında kullanılmalıdır. HBD 1990 ların sonundan beri tüm dünyada metodolojilerin ve gerekli veri bankalarının geliştirilmesinde kullanılmaktadır. Türkiye de ise ISO tarafından hazırlanan HBD standartlarına (ISO ) rağmen, sadece TS-ISO yayımlanmış ve bu araç henüz kullanılmaya başlanmamıştır. Daha fazla HBD çalışması yapıldıkça, sadece ürünler için değil ayrıca atık yönetimi faaliyetleri için de, daha detaylı ve ilgili veri bankaları oluşturulacak ve bu önemli çevre yönetim aracının kullanımı artacaktır. KAYNAKÇA Aprili P.G., Bergonzoni M., Buttol P., Cecchini F. and Neri P., Life cycle assessment of a municipal solid waste landfill. Proceedings Sardinia 99, CISA, Cagliari, Italy. Barlaz M., Camobreco V., Repa E., Ham R., Felker M., Rousseau C. and Rathle J., Life cycle inventory of a modern municipal solid waste landfill. Proceedings Sardinia 99, CISA, Cagliari, Italy. Barton J. R., Dalley D., Patel V. S., Life cycle assessment for waste management, Waste Management, Vol. 16, No. 1-3, pp , Berg S., Some aspects of LCA in the analysis of forestry operations. Journal of Cleaner Production 5, Bishop, P., Pollution Prevention: Fundamentals and Practice, McGraw-Hill, Inc.

20 Chang, N.B., Chen, W. C., Fuzzy controller design for municipal incinerators with the aid of genetic algorithms and genetic programming techniques. Waste Management & Research, 18, Childs M., Greenhouse gases and waste management options. ISWA Times, 2, Coombs J., The present and future of anaerobic digestion. In: Anaerobic Digestion: A Waste Treatment Technology, Elsevier Applied Science, London, Chynoweth D.P., O`Keefe D.M., Barkdoll A.W., Owens J.M., Sequential batch anaerobic composting of solid wastes, SEBAC, Wat. Sci. Tech., 27, Dobson I.D., Life cycle assessment for painting processes: putting the VOC issue in perspective. Progress in Organic Coatings. 27, Environmental Foundation of Turkey (EFT), Environmental Profile of Turkey 99, Ankara. Finkbeiner M, Hoffmann E, Kreisel G., Environmental auditing: The functional unit in the life cycle inventory analysis of degreasing processes in the metal-processing industry. Environmental Management, 21, Graedel T.E. and Allenby B.R., Industrial Ecology, Englewood Cliffs, NJ, Prentice Hall. Graedel T.E, Allenby B.R, Comrie P.R., Pollution prevention: Matrix approaches to abridged life cycle assessment. Environmental Science and Technology, 29, 134A-139A. Fuertes G.J. and Pedraza O.B., Life cycle assessment of the energy recovery from solid waste incineration, Proceedings Sardinia 99, CISA, Cagliari, Italy. International Organization for Standardisation, Environmental Management Life Cycle Assessment Principles and Framework, ISO 14040:1997 (E). Jensen A.A., Elkington J., Christiansen K., Hoffmann L., Moller B., Schmidt A., Dijk F., Final Report, LCA: A guide to approaches, experiences and information sources, Report to the European Environment Agency, August Koller M., Soyez K., Thran D., LCA of Residual Waste Treatment systems with emphasis on the mechanical biological pre-treatment, Proceedings Sardinia 99, CISA, Cagliari, Italy. Ministry of Environment (MoE), 2000, Ankara Greatercity Municipality Solid Waste Management Project, Transfer Stations, Project Description.