ÇEV452 TEHLİKELİ ATIK YÖNETİMİ DERSİ FİNAL ÖDEVİ METİL TERSİYER BÜTİL ETER (MTBE) Lİ BENZİN İLE KİRLENMİŞ ARAZİNİN ISLAHI ÇALIŞMASI

Transkript

1 BÜLENT ECEVİT ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ÇEVRE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ÇEV452 TEHLİKELİ ATIK YÖNETİMİ DERSİ FİNAL ÖDEVİ METİL TERSİYER BÜTİL ETER (MTBE) Lİ BENZİN İLE KİRLENMİŞ ARAZİNİN ISLAHI ÇALIŞMASI Danışman: Öğr. Gör. Özgür ZEYDAN Asiye AKSOY ZONGULDAK, 2012

2 İÇİNDEKİLER İÇİNDEKİLER... 1 METİL TERSİYER BÜTİL ETER (MTBE) Lİ BENZİN İLE KİRLENMİŞ ARAZİNİN ISLAHI ÇALIŞMASI MTBE Hakkında Genel Bilgiler ve MTBE nin Özellikleri MTBE nin Benzine Katılması MTBE nin Çevresel Etkileri MTBE li Benzinle Kirlenmiş Arazinin Islahı... 4 SONUÇ... 5 KAYNAKLAR

3 METİL TERSİYER BÜTİL ETER (MTBE) Lİ BENZİN İLE KİRLENMİŞ ARAZİNİN ISLAHI ÇALIŞMASI 1.MTBE Hakkında Genel Bilgiler ve MTBE nin Özellikleri MTBE moleküler formülü C 5 H 12 O olan metanol ve izobütilenin kimyasal reaksiyonu sonucu oluşan bir bileşiktir. Uçucu, kolay tutuşabilen, renksiz, suda çözünebilen bir sıvıdır (Baus ve ark., 2005). MTBE, karakteristik bir kokuya sahip uçucu organik bir bileşik (VOC) olarak tanımlanmaktadır. Oda sıcaklığında renksiz bir sıvıdır. Isı, alev veya kıvılcıma maruz kaldığında yüksek derecede yanıcı ve parlayıcıdır. Buharının hava ile karışımı patlayıcı madde oluşturabilmektedir. Stabil olmayan (kararsız) bir asit solüsyonudur. Yandığında tahriş edici, korozif veya toksik etkili gazlar üretebilmektedir (HSDB, 1997). Şekil 1.1 de MTBE nin moleküler yapısı verilmiştir. Şekil 1.1 MTBE nin moleküler yapısı ( Aktaş, 2008) MTBE, benzin içerisinde karışabilir, su, alkol ve diğer eterler içerisinde çözünebilir özelliktedir. MTBE, fiziksel herhangi bir karıştırma gereksinimi olmaksızın benzin ve su içerisinde eşit olarak dağılabilmektedir ( Solmaz ve ark., 2009). Ayrıca MTBE nin bir takım fiziksel ve kimyasal özellikleri Çizelge 1.1 de listelenmiştir. Çizelge 1.1 MTBE nin birtakım özellikleri (Aktaş, 2008) Molekül ağırlığı, g/mol Kırılma indisi Kaynama noktası, 0 C

4 Erime Noktası, 0 C -109 Yoğunluk, g/cm Buhar Basıncı, mmhg 245 (25 0 C) Parlama Noktası, 0 C -28 Suda Çözünürlük, g /100 ml 5.1 Oktan sayısı MTBE nin Benzine Katılması MTBE yüksek oktan sayısı değerine sahip olması nedeniyle yakıt katkısı olarak kullanıldığında yakıt karışımının oktan sayısını arttırarak motorun sıkıştırma oranının artırılmasına olanak sağlamaktadır (Sezer ve Bilgin, 2002). Pahalı bir metottur. Ancak bu tür maddelerin katılması ile egzozdan atılan hidrokarbon ve karbon monoksit kirliliğini %15 oranına kadar azaltmak mümkündür(öztürk, 2004). Oktan sayısı 87 olan benzinin oktan sayısı iki sayı artırmak için bir litre benzine 0.1 litre MTBE ilave etmek gereklidir (Öztürk, 2004). 3. MTBE nin Çevresel Etkileri MTBE, yüksek oktan sayısı içermesi, benzinle iyi karışabilme özelliği ve depolamada dayanıklılık gibi özelliklerine dayanarak birçok ülke tarafından kullanılmasının yanında, son yıllarda toksik ve karsinojenik özelliklerinden dolayı ve özellikle de yaz aylarında buharlaşma miktarının diğer eterlere göre daha yüksek olması bakımından alternatif eterlerin sentezlenmesine yol açmıştır. Motorlu taşıtların egzozlarından çevreye bırakılan yanmamış MTBE, serbest kaldığında büyük bir kısmı atmosfere yayılmakta ve az bir miktarı ise toprağa ve yeraltı suyuna geçmektedir. MTBE nin oksijen gereksinimi karşılamak için benzinde yüksek miktarda 3

5 bulunması nedeni ile insan ve çevre sağlığını tehdit ettiği ve ayrıca insanlar ve diğer canlılarda kas ve sinir sistemlerine hasar verdiği, gözde yanma ve iritasyonlara neden olduğu belirlenmiştir (Sarıçam,2008). MTBE, kimyasal özellikleri nedeniyle su ve toprak arasında kolaylıkla geçiş yapabilmekte ve taşınabilmektedir. Yeraltı depolama tanklarından ve taşınım esnasında borulardan sızma yolu ile çevresel döngüye katılabilmekte ve canlılar için tehdit oluşturabilmektedir. MTBE nin çevresel döngüdeki hareketleri ve olası kaynakları Şekil 3.1 de görülmektedir. Şekil 3.1 MTBE nin çevresel döngüdeki hareketleri (Zogoroski ve ark., 1996) 4. MTBE li Benzinle Kirlenmiş Arazinin Islahı MTBE uçucu bir sıvı olduğundan, toprak buhar ekstraksiyonu yöntemiyle kirletmiş olduğu araziden arıtılabilir. Toprak buhar ekstraksiyonu bir arazide arıtma yöntemidir. Toprak buhar ekstrasiyonu toprakların ıslahı için kullanılan yaygın ve önemli bir teknolojidir. Bu teknoloji, yeraltı suyu tabakası üzerinde toplanmış ya da kalan kirleticiler olarak, toprak yüzeyi ile yükselmiş su tablası arasındaki bölge yani doymamış toprak (vadose zon) içindeki uçucu organik bileşiklerin kolayca buharlaştırılması ve yok edilmesi için nispeten basit bir yöntemdir. Bu teknolojinin teknik yönleri, toprak çözeltisi ve toprak havası arasındaki bölmeyle toprak çözeltisinden çıkan organik buharın ayrılmasını sağlamak için doymamış toprak alanına temiz hava verilmesini kapsar. Toprak havasına 4

6 katılan buhar daha sonra vakum eksraksiyon yoluyla ortadan kaldırılır. Aşağıda Şekil 4.1 de bir toprak buhar ekstraksiyon düzeni şematik olarak gösterilmiştir (Türkoğlu, 2006). Şekil 4.1 Toprak buhar ekstraksiyonuyla kirletici giderimi ( Kocaer ve Başkaya, 2003) SONUÇ İçine metil tersiyer bütil eter katılmış olan benzinin yer altındaki bulunan depomuzdan sızması sonucu kirlenen toprağı iyileştirme çalışmaları için yapmış olduğum araştırmada, ilk önce arıtım yöntemini sağlıklı bir şekilde belirleyebilmek amacıyla MTBE bileşiğini araştırdım. Ardından benzine katılış nedenleri ve çevreye olan etkileri hakkında kısa bir bilgi verdim. MTBE nin uçucu bir bileşik olmasından yola çıkarak toprak buhar ekstraksiyonu yöntemi kullanılarak arazinin ıslah edilmesini araştırmalarım sonucu uygun gördüm. 5

7 KAYNAKLAR Aktaş, Z., (2008), Kömürlerin Isıl İşlemi Sırasında Fiziksel ve Kimyasal Özelliklerinin Değişimi, T.C. Ankara Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projesi Kesin Raporu, Ankara Baus, C., Hung, H.W., Sacher, F., Fleig, M., Brauch, H.J., (2005), MTBE in drinking water production occurrence and efficiency of treatment Technologies, Acta Hydrochimica et Hydrobiologica,33(2): HSDB, (1997), Hazardous Substances Data Bank (HSDB): t-butyl Methyl Ether, Last revised on April 23, Bethesda, Maryland: National Library of Medicine (NLM), National Toxicology Program (NTP) Kocaer, F. O., Başkaya H. S., (2003), Uludağ Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt: 8, Sayı: 1 Öztürk, M., (2004), Kurşunlu Benzin Tüketimi ve Kurşunun Etkileri, T.C. Çevre ve Orman Bakanlığı, Ankara Sarıçam, F., (2008), Benzin Katkı Maddesi Etil Tersiyer Bütil Eterin Sıvı Fazda Sentezi ve Reaksiyon Kinetiğinin İncelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Kimya Mühendisliği, Ankara Sezer, İ.ve Bilgin, A.,(2002), Benzine MTBE Katılmasının Motor Performansına Etkisi, 7. Uluslararası Yanma Sempozyumu, Ankara, Solmaz, S.K.A., Üstün, G.E., Morsünbül, T., (2009), MTBE nin Çevresel Etkileri ve Giderimine Yönelik Arıtma Teknikleri, Uludağ Üniversitesi Mühendislik- Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt:14, Sayı:2, Bursa Türkoğlu, B., (2006), Toprak Kirlenmesi ve Kirlenmiş Toprakların Islahı,Yüksek Lisans Tezi, Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Toprak Anabilim Dalı, Adana 6

8 Zogorski, J.S., Morduchowitz, A., Baehr. A.L., Bauman, B.J., Drew, R.T., Korte, N.E., Lepham, W.W., Pankow, J.F., & Washington E.R., (1996), Fuel oxygenates and water quality: Current understanding of sources, occurrence in natural waters, environmental behavior, fate, and significance, Washington, DC, Office of Science and Technology Policy, 91 pp (Final report prepared for the Interagency Oxygenated Fuel Assessment) 7