Ağır metal kirliliği olan toprakların bitkilerle arıtımı ve bitkilerin piroliz yoluyla değerlendirilmesi

Abstract

Bu tezde, kurşun (Pb), kadmiyum (Cd) ve çinko (Zn) ile kirlenmiş toprakların bitkilerle arıtım (fitoremediasyon) tekniği ile iyileştirilmesi amaçlanmıştır. Tez, metallerle kirlenmiş toprakların bitkilerle temizlenmesi, kirlenen bitkilerin piroliz yoluyla değerlendirilmesi ve arıtım yöntemlerinin MCDM (Çok Ölçütlü Karar Verme) teknikleri ile karşılaştırılması olmak üzere üç aşamada gerçekleştirilmiştir. Tezin ilk aşamasında, laboratuvarda Pb, Cd ve Zn içerikli bileşiklerin ilâvesiyle oluşturulan model topraklara ayçiçeği (Helianthus annuus), mısır (Zea mays) ve kanola (Brassica napus) ekilmiştir. İkinci aşamada, bitki bileşimlerini belirlemek için, elementel analiz (C, H, N, S), nem, kül, uçucu madde ve sabit karbon analizleri yapılmıştır. Kirlenmiş bitkiler, 240 cm3'lük paslanmaz çelik (380S) sabit yatak bir reaktörde 500 °C sıcaklık ve 35 °C/dak ısıtma hızında piroliz edilmiştir. Pirolizden sonra, katı ve sıvı ürünlerin metal içeriği ve özellikleri belirlenmiş ve ayrıca katı üründe toksisite (Toxicity Characteristic Leaching Procedure, TCLP) analizi yapılmıştır. Üçüncü aşamada ise, ağır metallerle kirlenmiş toprakların arıtımı için en uygun yöntemin belirlenebilmesi ve karar vericilere destek olmak amacıyla, ANP (Analitik Serim Süreci) ve ELECTRE III (Elimination Et Choix Traduisant la Réalité) teknikleriyle, biyolojik arıtım, elektrokinetik, fitoremediasyon, fiziksel izolasyon, toprak yıkama ve vitrifikasyon yöntemleri değerlendirilmiştir. Sonuç olarak, topraktan en iyi metal giderimi kanolayla sağlanmıştır. Piroliz sonucunda ağır metallerin katı üründe stabilize edildiği ve yapılan ANP ve ELECTRE III analizleri sonrasında da en uygun arıtım yönteminin fitoremediasyon olduğu belirlenmiştir.