Modeling of leachate production from the İzaydaş sanitary landfill: A case study

Abstract

ÖZET Katı atıkların depolanması, günümüzde en büyük çevresel problemlerden birisidir. Düzenli depolama sahaları, evsel ve endüstriyel kaynaklı katı atıkların uzaklaştırılmasında en ekonomik ve en etkili çözüm yoludur. Fakat düzenli depolama sahalarında depolanan katı atıklar, çeşitli potansiyel tehlikeler içermektedir. Bu problemlerden en önde geleni, sızıntı sularının çevreye kontrolsüz olarak yayılmasıdır. Düzenli depolama sahasına dışarıdan gelen ve/veya katı atıkların ayrışma reaksiyonları sonucu ortaya çıkan sızıntı suları, yüzeysel su kaynaklan, toprak ve yeraltı sularını kirletici etki taşır. Bu problem, biyolojik ve kimyasal ayrışmaya direnç gösteren ve yapısını yıllar boyu koruması beklenen tehlikeli atıklardan kaynaklanan sızıntı sularının dahil olması ile çok daha büyük bir önem kazanır. Dolayısıyla, düzenli depolama sahalarından aktif haldeyken ve kapatılması sonrasında kaynaklanan sızıntı suyu miktarının hesaplanması, bu sahaların inşaa ve işletme safhalarının en önemli yanını oluşturur. Bu araştırmanın amacı, İzmit ilinde yer alan İzaydaş Düzenli Depolama Sahasından kaynaklanacak olan potansiyel sızıntı suyu miktarının belirlenmesidir. İzaydaş Düzenli Depolama Sahası, 25 yıllık toplam depolama ömrü ve 3,163,000 m3iivk evsel ve 970,000 m3 'lük endüstriyel atık kapasitesi ile Türkiyenin en büyük katı atık depolama tesisisidir. Katı atık sahasından kaynaklanan potansiyel sızıntı suyu miktarının belirlenmesi için kullanılan sayısal modeller, HELP (Katı Atık Sahası Hidrolojik Performans Değerlendirmesi) ve Su Dengesi Modelidir. Amerikan Çevre Koruma Örgütü (EPA) tarafından geliştirilmiş olan HELP, değişken iklim koşulları altında çeşitli kati atık sahası bileşenlerini göz önüne alarak sızıntı suyu miktarını hesaplayabilen bir kütle denge modelidir. Su Denge Modeli ise Thorthwahe ve Benfratello formüllerinin Ms Excel platformunda uygulanmasıdır. İzaydaş Düzenli Depolama Sahasından kaynaklanan sızıntı suyunun modellenmesi için gerçekleştirilen bu çalışma, çeşitli kademelerden oluşmaktadır. Öncelikle, sahada depolanan evsel katı atık ile günlük örtü ve dengeleyici bariyer olarak kullanılan toprak örneklerinin hidrolik özellikleri belirlenmiştir. Bu örneklerin toplam poroziteleri ve doygun haldeki hidrolik geçirgenlikleri laboratuar şartlarında ölçülmüştür. Bunların yanında, arazideki normal ve minimum su tutma kapasitelerinin emprik değerleri hesaplanmıştır. Bu çalışmada kullanılan modellerin kalibrasyonu, karı atik sahasında ölçülmüş olan sızıntı suyu miktarlarının, simüle edilmiş sızıntı suyu miktarları ile karşılaştırılması sonucu elde edilmiştir. Buharlaşma derinliği, bu parametreyi etkileyen karmaşık faktörler ve arazi içerisindeki değerinin belirlenmesinin zorluğu dolayısıyla ana kalibrasyon parametresi olarak seçilmiştir. HELP model sonuçları, yeterlilik açısından potansiyel buharlaşmaya dayalı Su Dengesi Modelinden elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Bu karşılaştırma sonucunda Su Dengesi Modelinden elde edilen sonuçların, sahada ölçülmüş olan sızıntı suyu miktarlarından ve HELP modeli ile hesaplanmış olan miktarlardan çok daha düşük olduğu gözlemlenmiştir. Bu araştırmada, sızıntı suyu üretiminin modellenmesi için öncelikle HELP modeli kullanılmıştır. Günümüzde aktif olan evsel katı atık lotlarından kaynaklanan ve gelecekte kaynaklanacak olan sızıntı suyu miktarları ve bu lotların son örtü ile kapatılmaları sonrasıüretecekleri sızıntı suyu miktarları modellenmiştir. Tehlikeli atık lotu ise, Türkiye Tehlikeli Atıklar Yönetmeliği doğrultusunda gerçekleştirilecek olan inşai ve yapısal değişikliklerinin, bu lottan kaynaklanacak olan sızıntı suyuna etkisi bakımından incelenmiştir. Modelleme aşamasında kullanılan önemli girdilerin, HELP modeli sonuçları üzerindeki hassasiyet analizleride ayrıca gerçekleştirilmiştir.

ÖZET Katı atıkların depolanması, günümüzde en büyük çevresel problemlerden birisidir. Düzenli depolama sahaları, evsel ve endüstriyel kaynaklı katı atıkların uzaklaştırılmasında en ekonomik ve en etkili çözüm yoludur. Fakat düzenli depolama sahalarında depolanan katı atıklar, çeşitli potansiyel tehlikeler içermektedir. Bu problemlerden en önde geleni, sızıntı sularının çevreye kontrolsüz olarak yayılmasıdır. Düzenli depolama sahasına dışarıdan gelen ve/veya katı atıkların ayrışma reaksiyonları sonucu ortaya çıkan sızıntı suları, yüzeysel su kaynaklan, toprak ve yeraltı sularını kirletici etki taşır. Bu problem, biyolojik ve kimyasal ayrışmaya direnç gösteren ve yapısını yıllar boyu koruması beklenen tehlikeli atıklardan kaynaklanan sızıntı sularının dahil olması ile çok daha büyük bir önem kazanır. Dolayısıyla, düzenli depolama sahalarından aktif haldeyken ve kapatılması sonrasında kaynaklanan sızıntı suyu miktarının hesaplanması, bu sahaların inşaa ve işletme safhalarının en önemli yanını oluşturur. Bu araştırmanın amacı, İzmit ilinde yer alan İzaydaş Düzenli Depolama Sahasından kaynaklanacak olan potansiyel sızıntı suyu miktarının belirlenmesidir. İzaydaş Düzenli Depolama Sahası, 25 yıllık toplam depolama ömrü ve 3,163,000 m3iivk evsel ve 970,000 m3 'lük endüstriyel atık kapasitesi ile Türkiyenin en büyük katı atık depolama tesisisidir. Katı atık sahasından kaynaklanan potansiyel sızıntı suyu miktarının belirlenmesi için kullanılan sayısal modeller, HELP (Katı Atık Sahası Hidrolojik Performans Değerlendirmesi) ve Su Dengesi Modelidir. Amerikan Çevre Koruma Örgütü (EPA) tarafından geliştirilmiş olan HELP, değişken iklim koşulları altında çeşitli kati atık sahası bileşenlerini göz önüne alarak sızıntı suyu miktarını hesaplayabilen bir kütle denge modelidir. Su Denge Modeli ise Thorthwahe ve Benfratello formüllerinin Ms Excel platformunda uygulanmasıdır. İzaydaş Düzenli Depolama Sahasından kaynaklanan sızıntı suyunun modellenmesi için gerçekleştirilen bu çalışma, çeşitli kademelerden oluşmaktadır. Öncelikle, sahada depolanan evsel katı atık ile günlük örtü ve dengeleyici bariyer olarak kullanılan toprak örneklerinin hidrolik özellikleri belirlenmiştir. Bu örneklerin toplam poroziteleri ve doygun haldeki hidrolik geçirgenlikleri laboratuar şartlarında ölçülmüştür. Bunların yanında, arazideki normal ve minimum su tutma kapasitelerinin emprik değerleri hesaplanmıştır. Bu çalışmada kullanılan modellerin kalibrasyonu, karı atik sahasında ölçülmüş olan sızıntı suyu miktarlarının, simüle edilmiş sızıntı suyu miktarları ile karşılaştırılması sonucu elde edilmiştir. Buharlaşma derinliği, bu parametreyi etkileyen karmaşık faktörler ve arazi içerisindeki değerinin belirlenmesinin zorluğu dolayısıyla ana kalibrasyon parametresi olarak seçilmiştir. HELP model sonuçları, yeterlilik açısından potansiyel buharlaşmaya dayalı Su Dengesi Modelinden elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Bu karşılaştırma sonucunda Su Dengesi Modelinden elde edilen sonuçların, sahada ölçülmüş olan sızıntı suyu miktarlarından ve HELP modeli ile hesaplanmış olan miktarlardan çok daha düşük olduğu gözlemlenmiştir. Bu araştırmada, sızıntı suyu üretiminin modellenmesi için öncelikle HELP modeli kullanılmıştır. Günümüzde aktif olan evsel katı atık lotlarından kaynaklanan ve gelecekte kaynaklanacak olan sızıntı suyu miktarları ve bu lotların son örtü ile kapatılmaları sonrası