Tunceli ili düzensiz katı atık depolama alanı zemin özellikleri ve sızıntı suyunun karakterizasyonu

Abstract

Tunceli düzensiz katı atık depolama sahasının mevcut ve olası çevresel risklerinin belirlenmesi ve belirlenen çevresel riskler için çözüm önerilerinin üretilmesi bu tez çalışmasının amacını oluşturmaktadır. Bu amaçla; Atık depolama sahasının jeolojisi, zemin özellikleri ve sızıntı suyunun karakteristiği ayrıntılı olarak çalışılmış ve konu ile ilgili ilk bilimsel veriler bu tez kapsamında elde edilmiştir.Jeolojik çalışmalardan elde edilen verilere göre; atık sahasının bulunduğu alan ve civarında tüf ve volkanik kumtaşı ardalanmasından oluşan volkaniklastik kayalar bulunmaktadır. Tüf ve volkanik kumtaşından alınan örneklerin petrografik incelemesi sonucunda volkaniklastik kayaların andezitik-dasitik bileşimde ve çok çatlaklı, kırıklı, faylı olduğu belirlenmiştir. Atık tabanında yer alan doğal zemin 40-50 cm kalınlıkta olup volkaniklastik kayaların ayrışmasından oluşmuştur. Bu doğal zeminin XRD difraktomları ile belirlenen mineralojik bileşimi kil (simektit)+feldispat (plajiyoklas)+kuvars+hornblend ve hematit olup, bu minerallerin kaynağı atık alanındaki volkaniklastik kayalardır. Zemin örnekleri üzerinde laboratuarda yapılan deneyler sonucunda, atık tabanındaki doğal zeminin özgül ağırlık değerlerinin 2,45 ile 2,70, geçirimlilik değerlerinin de 10-5 ile 10-8 cm/s arasında değiştiği tespit edilmiştir. Kıvam ve tane boyu değerleri bakımından birleştirilmiş zemin sınıflandırma sistemine (USCS) göre çoğunlukla kötü derecelenmiş kum-silt karışımı (SM) zemin sınıfındadır.Katı atık depolama sahasından çıkan sızıntı suyunun arazide (sıcaklık, pH, oksidasyon redüksiyon potansiyeli ve iletkenlik) ve laboratuarda (BOİ5, KOİ, alkalinite, SO42-, Cl-, ortofosfat, NH4+-N, TKA, TKM, TUKM, AKM, Ca2+, Mg2+, Na+, K+, Fe2+, Mn2+, Zn2+, Cu2+ ve Cd2+) yapılan fiziksel/kimyasal analizleri altı istasyonda 12 ay boyunca periyodik olarak sürdürülmüştür. Elde edilen biyolojik olarak kullanılabilir organik madde miktarı ve hafif alkali pH değerleri, atık kütlesinde baskın safhanın metanojenik evre olduğunu göstermiştir. İstasyon noktalarına ait ortalama BOİ5 ve KOİ değerleri sırasıyla 70 ve 425 mg/L olarak ölçülmüş, ortalama BOİ5/KOİ oranı ise 0,20 olarak hesaplanmıştır. Ortalama NH4+-N değeri 70 mg/L, ortofosfat değeri ise 11 mg/L'dir. TKM ve AKM için ortalama değerler 4681 mg/L ve 144 mg/L iken, iletkenlik değerleri 2,99 ile 15,73 mS arasında değişmektedir. Yağışlı aylarda (Aralık-Nisan arası) seyrelme süreçleri ile sızıntı suyu kirlilik yükünde bazı parametreler yönünden azalmalar olsa da atık kütlesinde geçerli olan hidrolojik rejim süreçleri sızıntı suyunun çevresel risk faktörlerini yüksek tutmaktadır.Atık sahasının tabanında yer alan doğal zeminin geçirimliliğinin çoğunlukla 10-7'den küçük ve doğal zeminin altındaki kayaların fazla çatlaklı ve kırıklı olması, bu alandaki zeminin atık sahası tabanı için uygun olmadığını göstermiştir. Denetimsiz olarak çevreye yayılan sızıntı suyunun organik ve inorganik kirlilik yükü düşünüldüğünde, hem kurak hem de yağışlı dönemde etkileşimde bulunduğu doğal alanları ve yüzeysel su kaynaklarını kirletmektedir. Elde edilen jeolojik veriler atık kaynaklı sızıntı suyunun bu alandaki yeraltı suyunu kirletme riskinin de bulunduğunu düşündürmektedir.Anahtar Kelimeler: Karakterizasyon, Sızıntı Suyu, Katı Atık, Düzensiz Depolama, Zemin, Jeolojik Yapı, Tunceli.

Tunceli Province Unsanitary Solid Waste Landfill Site Soil Properties and Characterization of Leachate The aims of this thesis are to determine existing and potential environmental risks of Tunceli unsanitary waste disposal site and to propose solutions for determined environmental risks. For this purpose, the geology and soil properties of waste disposal site and characteristics of leachate have been studied in detail and the first scientific data on the subject have been obtained within the scope of this thesis.According to data obtained from geological studies, volcaniclastic rocks that consist of alternation of volcanic sandstone and tuffs are present in the disposal site area and around it. As a result of petrographical analyses of samples taken from volcanic sandstone, it has been determined that volkaniclastic rocks are in andesitic-dasitic form and very crackled, fractured and faulted. Natural soil at the base of the waste is 40-50 cm thick and consists of disintegration of volcaniclastic rocks. The mineralogical composition of this natural soil determined by XRD difractoms is clay (smectite)+feldspar (plagioclase)+quartz+hematite and hornblende and the sources of these minerals are volkaniclastic rocks in waste site. As a result of experiments on samples conducted in laboratory, it was determined that specific gravity values of natural soil at the base of waste and permeability values vary between 2.45-2.70 and 10-5-10-8 cm/s respectively. According to the unified soil classification system (USCS), in terms of texture and grain size values, it is often in poorly-graded sand?silt mixture (SM) soil class.Physical/chemical analyses of the landfill leachate from solid waste disposal site area conducted in the laboratory (BOD5, COD, alkalinity, SO42-, Cl-, orthophosphate, NH4+-N, TKN, TS, TVS, SS, Ca2+, Mg2+, Na+, K+, Fe2+, Mn2+, Zn2+, Cu2+ and Cd2+) and field (temperature, pH, oxidation-reduction potential, conductivity) were carried on at six stations periodically for 12 months. The obtained amount of organic matter that can be used biologically and slightly alkaline pH values showed that the dominated phase in the waste mass is at methanogenic stage. The average BOD5 and COD values of station points were measured as 70 and 425 mg/L respectively and also the average BOD5/COD ratio was calculated as 0.20. Average NH4+-N value is 70 mg/L and orthophosphate value is also 11 mg/L. When the average values of TS and SS are 4681 mg/L and 144 mg/L, the conductivity values vary between 2.99 mS and 15.73 mS. Although there are reductions in pollution load with dilution processes in terms of some parameters, the hydrological regime processes valid in waste mass keep the environmental risk factors of the leachate high.Permeability of natural soil which is lower than 10-7 at the base of waste site and very fractured and crackled rocks under natural soil showed that the soil in this area is not appropriate for a base of the waste site. When the inorganic and organic pollution load of leachate spreading to environment uncontrolled is considered, it pollutes surface water resources and natural areas interacting with during both rainy and dry seasons. Obtained geological data suggest that there is a risk for groundwater pollution by the leachate emerging from this site.Key Words: Characterization, Leachate, Solid Waste, Unsanitary Disposal, Soil, Geological Structure, Tunceli.