Yarı mamül çimento ürünlerinde ICP spektrometresi ile eser element incelemesi

Abstract

YARI MAMUL ÇİMENTO ÜRÜNLERİNDE ICP SPEKTROMETRESI İLE ESER ELEMENT İNCELENMESİ Murat KORAL Anahtar Kelimeler: Çimento, Eser element, Emisyon, ICP Özet: Çimento sanayii, oldukça büyük miktarlarda katı malzemeyi çok çeşitli ekipmanlarda işleyen ve Türkiye'de kurulan en eski endüstri kollarından biridir. Modern beton yollar, binalar, barajlar gibi yapılar, içinde bulunduğumuz ve bitirmekte olduğumuz yüzyılda bu endüstrinin büyüdüğüne ve geliştiğine işaret etmektedir. Çevre kirliliği de bu sektörün genişlemesiyle birlikte artmıştır. Sektörün, Çevre Bakanlığı ile yaptığı anlaşma sonucu Hava Kalitesi Korunması Yönetmeliği'nde (H.K.K.Y.), toz emisyonundaki eser inorganik maddeler çevre etkileri açısından incelenmiştir. Bu maddeler H.K.K.Y.'de kanserojen ve kanserojen olmayan iki gruba herbir grup ise üç farklı sınıfa ayrılmış ve her sınıf için debi sınırlamasına da bağlı olarak emisyon sınırları getirilmiştir. Klinker üretimi için kullanılan hammaddeler, kireçtaşı ve kilden veya bunların doğal karışımı olan kalkerli marndan oluşmaktadır. Klinker daha sonra değişik katkı maddeleriyle karıştırılarak farklı tiplerde çimento üretilmektedir. Hammaddelerin kimyasal bileşiminde genel olarak zararlı maddeler bulunmamaktadır. Ancak, özellikle kentsel alanlarda kurulu fabrikaların yüksek üretim kapasiteleri, yüksek emisyonları ve çok sayıda kaynaklan olması nedeniyle eser elementler ciddi problemler yaratabilmektedir. Bu çalışmada Türkiye'nin değişik yerlerinde bulunan çimento fabrikalarından alınan döner fırın ana bacası farin tozu örneklerine, Thermo Jarell Ash firması portland çimentosu analiz yöntemi modifiye edilerek uygulanmış ve eser element (Be, Hg, Cd, Cr, Pb, As, Ni, Se, Te, Tl, V, Sb, Ba, Zn, Co, Sr, Cu, Bi, Mo, Ca, ve Mg) içeriklerinin analizi ICP (endüktif olarak eşleşmiş plazma) spektrometresinde yapılmıştır. Daha sonra sonuçlar H.K.K.Y.'de belirtilen sınır değerlerle ve ayrıca hesaplanan emisyon faktörleri literatür değerleriyle karşılaştırılmış ve bu fabrikaların eser element emisyonlarının H.K.K.Y. sınır değerlerinin altında ve hesaplanan eser element emisyon faktörlerinin literatürde verilen değerlerle uyum içinde olduğu bulunmuştur.

Murat KORAL Keywords: Cement, Trace element, Emissions, ICP Abstract: Cement industry is one of the oldest established sector of the industry in Turkey and as a nature of cement production, it processes large amount of solid materials at various equipments. Structures such as modern highways, buildings and barrages indicate the rapid and enormous growth rate of the cement industry in the country. Environmental pollution increased simultaneously with this rapid growth of the sector. As a result of the signed protocol between the cement industry and Ministry of Environment, in relation with Turkish Air Quality Protection Regulation, trace amounts of inorganic materials in particular particle emissions of cement industry were investigated for their environmental impact. In the above mentioned regulation these trace elements were divided in two groups. Each group also were subdivided into three classes and emission limits were defined for each classes and limits also were related to the mass flowrate of the waste gases. Raw materials used for clinker production include limestone, clay and marn which is their natural mixture. Different types of cement were produced from clinker by mixing various additives. Normally raw materials do not contain harmful chemicals in their composition. But higher production capacities of cement plants and various sources of waste gases of the cement industry can create serious problems due of the their trace elements content. In this study, the modified analytical methods of portland cement proposed by Thermo Jarrell Ash were applied to farina dust samples received from rotating kilns. Analysis of trace element contents (Be, Hg, Cd, Cr, Pb, As, Ni, Se, Te, Tl, V, Sb, Ba, Zn, Co, Sr, Cu, Bi, Mo, Ca, and Mg) of dust samples were performed by ICP (Inductively Coupled Plasma) spectrophotometer produced by Thermo Jarrell Ash. The results of the analysis were compared with the limits established in the Turkish Air Quality Protection Regulation. This comparison indicated that trace element emissions of these factories were quite below the limits and calculated emission factors were in good correlation with the data published in the literature.