Sunan: Ahmet Börüban Makina Mühendisi, Şirket Müdürü
KARE Mühendislik Çevre Teknolojileri Sanayi ve Tic. A.Ş. A.O.S.B. 23. Cadde no:28 ADANA /TURKEY Tel: +90 322 394 4464 E-mail: ahmet48@yahoo.com Web:www.kareeng.com Proje: ÇELİKHANE CÜRUFUNDAN VE TUFALİNDEN BİTKİ BESİN ELEMENTLERİNİN GERİ KAZANIMI VE BU ELEMENTLERİN BİTKİ BÜYÜMESİNE ETKİSİ Hizmet Veren: Prof. Dr. Nurcan KÖLELİ Mersin Üniversitesi Çevre Mühendisliği Bölümü, danışman Nihai Faydalanıcı: Kare Mühendislik Çevre Teknolojileri San. ve Tic. A.Ş.
ÖZ: Bu projenin amacı, demir-çelik endüstrisinden kaynaklanan ve tehlikesiz atık olarak nitelendirilen çelikhane cüruf ve haddehane tufalinden Fe ve diğer bitki besin elementlerinin geri kazanımı ve bu elementlerin bitki büyümesine etkisini ortaya koymaktır. Bu amaçla, tufal, ark ocağı cürufu ve ızgara altı cürufu örneği alınarak projede materyal olarak kullanılmıştır.
Türkiye demir çelik sektöründe, üretim faaliyetleri sonucu yüksek miktarda çelikhane cürufu ve haddehanelerden tufal çıkmaktadır. Birikmiş olan çelikhane cüruf miktarı 80-100 milyon ton arasında olabileceği tahmin edilmektedir. Tehlikesiz atık olarak nitelendirilen cüruf ve haddehane tufalinin atık yönetimi konusu ülkemiz demir-çelik sektörünün geneli için olduğu gibi bölge firmaları açısından da önemli bir sorundur. Bu sektörde yine atık olarak çıkan yüksek fırın cürufu çimento fabrikaları tarafından satın alınıp çimento içine katkı maddesi olarak eklenmektedir.
Çelikhane cüruflarının başlıca kullanım alanları: Erozyon kontrol agregası, dolgu malzemesi olarak kullanılır, Kara yolları yapımında alt taban dolgu agregası olarak kullanılır, Demir yolları ve geçitlerde kullanılır, Maden drenajlarında kullanılır. Düzenli depolama alanlarında örtü malzemesi olarak kullanılır, Bahçe düzenleme agregası olarak kullanılır, Deniz dolgusu ve rıhtım inşaatları ile kum kapama işlerinde kullanılır. Bitümlü agrega gibi karıştırılarak yüzey işlemlerinde (kaldırım yüzeyleri) kullanılır.
Demir, bitkide klorofil gibi önemli bileşiklerin yapı taşını oluşturur ve bunun bitkide yeterince bulunmaması kloroz (sarılık) oluşmasına neden olur. Kloroz fizyolojik bir hastalıktır ve demir eksikliği nedeniyle oluşmaktadır. Demire bağlı klorozu oluşturan nedenler aşağıdaki şekilde özetlenebilir: Toprakta yeteri miktarda demir bulunmaması nedeniyle kloroz oluşur. Kurak iklim koşullarında toprak suyunun reaksiyonu genellikle kalevidir. Başka bir deyişle toprak kireçlidir. Serbest demir böyle topraklarda kireç tarafından tutulduğu için bitki topraktan demiri alamaz ve kloroz oluşur.
Toprakta suyun fazlalığı ve köklerin yeterince havalanmaması halinde bitki öz suyu kalevileşir ve demir alınamadığı için kloroz oluşur. Işık yoğunluğunun çok fazla olması yine hücre özsuyunun kalevileşmesine neden olacağından kloroz görülür. Piyasada ticari olarak satılan demir gübresinin çoğu EDDHA ve EDTA ile şelatlanmış sıvı formdadır, ithal edilmiştir. Çukurova Bölgesi tarım topraklarında demir noksanlığı önemli bir sorun olup giderilmesi gerekmektedir.
Saksı Denemesi: Demir içeriği yüksek olan ark ocağı cüruftan elde edilen iki sıvı gübrenin mısır ve buğdayda kuru madde verimi, klorofil içeriği ve Fe alımına etkisini araştırmak amacıyla Mersin Üniversitesi Çevre Mühendisliği Bölümü laboratuarında yürütülen saksı denemesinde mısır ve buğday bitkisi yetiştirilmiştir. Laboratuar şartlarında yapılan denemede 100 g toprağa ekimden iki hafta sonra çözelti halinde 0, 4 ve 8 mg/kg dozlarında ark ocağı cürufundan hazırlanmış FeEDTA, FeNO 3 çözeltisi uygulanmıştır. Toplam iki ay süre ile yetiştirilen bitkilerde yetişme süresince fenolojik gözlem yapılarak genç ve yaşlı yapraklarda klorofil içeriği SPAD değeri olarak belirlenmiştir.
Fotoğraf 1: Demir şelat farklı dozlarda uygulandı, mısır bitkisi gelişimi üzerinde etkileri gözlendi. 1 nolu saksı demir-şelat verilmedi Diğer saksılara 4 ve 8 ppm demir şelat verildi
Fotoğraf 2: Demir nitrat farklı dozlarda uygulandı, mısır bitkisi gelişimi üzerinde etkileri gözlendi. 1 nolu saksıya demir nitrat Verilmedi. Diğer saksılara 4 ve 8 ppm demir nitrat verildi.
Çizelge 7. Farklı Fe Dozlarında Yetiştirilen Mısır Bitkisinin SPAD Değeri, Kuru Madde Verimi ve Fe Konsantrasyonu Uygulama Doz mg/kg Kuru Madde (KM) g/1 bitki SPAD Yaşlı SPAD Genç Fe konsantrasyonu mg/kg KM Kontrol 0 0,50 28 23 15 Curuf- EDTA 4 0,89 15 6 31 Curuf- EDTA 8 0,93 27 17 73 Curuf-NO 3 4 0,65 28 23 34 Curuf-NO 3 8 1,03 27 26 52
Çizelge 8. Farklı Fe Dozlarında Yetiştirilen Buğday Bitkisinin SPAD Değeri, Kuru Madde Verimi ve Fe Konsantrasyonu Uygulama Doz mg/kg Kuru Madde (KM) g/1 bitki SPAD Yaşlı SPAD Genç Fe konsantrasyonu mg/kg KM Kontrol 0 0,03 17 17 110 Curuf- EDTA 4 0,08 15 6 298 Curuf- EDTA 8 0,08 14 12 271 Curuf-NO 3 4 0,11 22 8 198 Curuf-NO 3 8 0,11 20 20 195
Analitik saflıktaki FeNO 3 ve Fe-EDTA dan hazırlanan sıvı gübreler, ızgara altı curufdan hazırlanan Fe içeriği yüksek besin çözeltisi ile karşılaştırıldığında buğday ve mısır gelişimine etkisi benzer bulunmuştur. Bu bulgu hazırlanan besin çözeltisinin hem tarım topraklarında Fe eksikliğinin giderilmesi hem de ekonomik olarak büyük kayıplara sebep olan tehlikesiz atık niteliği taşıyan cürufun ekonomiye kazandırılması açısından önem kazanmaktadır.
Kısaca Pazar Fiyatları Demir nitrat katı olarak piyasada genellikle %98 saflıkta bulunuyor. Uluslarası fiyatları FOB bazında 580.-$/ton ile 1.935 $/ton arasında değişiyor. Yurt içi fiyatları 17.- TL/kg ile 47.- TL/kg arasında değişiyor. Demir şelatlı gübreler genellikle %4 ile %6 arasında Fe-EDTA ihtiva eder, fiyatları da uluslararasında FOB bazında 2000.-$/ton ile 5000.-$/ton arasındadır. Yurt içi fiyatları da 14.-TL/kg ile 25.-TL/kg aralığındadır.
SONUÇLAR VE ÖNERİLER Tufal ve cürufun içerisinde bulunan demir miktarının yüksek olması ve demir iyonunun ise bitkiler için mutlak gerekli bir mikro besin elementi olması oldukça önemlidir. Bitkilerde Fe, klorofilin oluşumunu sağlar. Özellikle fazla kireçli topraklarda kloroz daha çok görülür. Çünkü kireç, bitkiye yarayışlı durumda bulunan az miktardaki demiri de toprağa adsorbe eder ve yararsız duruma sokar. Demir noksanlığı ile meydana gelen klorozun giderilmesi Fe gübrelemesi ile mümkündür.
SONUÇLAR VE ÖNERİLER Türkiye nin değişik bölgelerinden toplanan çok sayıda toprak örneğinde yapılan analizlere göre demir eksikliği % 27 lik bir oranla çinkodan sonra en yaygın olan mikro element eksikliği sorunudur. Türkiye nin bitkisel üretim amaçlı kullanılabilir alanının yaklaşık 7.5 milyon hektarında demir eksikliğinin olabileceğini göstermektedir. Hem tarım topraklarında demir eksikliğinin giderilmesi hem de ekonomik olarak büyük kayıplara sebep olan cüruf ve tufalin ekonomiye kazandırılması amacıyla yapılan bu AR-GE projesi elde edilen bulgular ile hedefe ulaşmıştır.
SONUÇLAR VE ÖNERİLER Toksik düzeyde element içermeyen curuftan elde edilen çözeltilerin demir iyonunun yanında B (berilyum), Mg (magnezyum), P (fosfat), K (potasyum), Ca (kalsiyum), V (vanadyum) gibi bitkiler için mutlak gerekli besin maddelerini de içermektedir. Çevresel açıdan önemli bir sorunun çözümü hem de bitki besin elementi olarak kullanım amacıyla şimdiye kadar kullanılmış ve kullanılmakta olan bitki besin elementi üretimine yeni bir bakış açısı oluşturacaktır. Gelecekte atık üreten demir-çelik işletmelerinin yanına yapılacak gübre üretim tesisleri ile cüruf ve tufal atık olmaktan çıkarılabilir.
Key for Advanced Research and Engineering KARE believes that resources are limited but creativity is unlimited.