Ergene havzasındaki yüzeysel sularda perflorooktan sülfonat (PFOS) ve perflorooktanoik asit (PFOA) bileşiklerinin konsantrasyon tayini ve arıtılabilirliklerinin değerlendirilmesi

Abstract

Gerek evsel/kentsel gerekse endüstriyel atık suların, arıtıldıktan sonra alıcı su ortamlarına herhangi bir olumsuz etki olmadan deşarj edilebilmeleri için, su kaynaklarında miktarları giderek artan kalıcı organik kirleticilerin etkin bir şekilde giderilmesi gerekmektedir. Birleşmiş Milletler Çevre Programı-UNEP tarafından hazırlanan ve kalıcı özellik göstermeleri sebebiyle çevre ve insan sağlığını olumsuz olarak etkileyen maddelerin kullanılmasına yasaklama ve sınırlama getiren Kalıcı Organik Kirleticilere ilişkin Stockholm Sözleşmesi, 23 Mayıs 2001 tarihinde imzalanan ve 17 Mayıs 2004 tarihinde yürürlüğe giren küresel nitelikli bir anlaşmadır. Bu sözleşmeye ülkemiz 12 Ocak 2010 tarihi itibariyle taraf olmuştur. Ülkemizde "Yerüstü Su Kalitesi Yönetmeliği" kapsamında PFOS ve türevleri, yerüstü su kaynakları için öncelikli maddeler olarak belirlenmiş ve bu kimyasallara çevresel kalite standardı getirilmiştir. Ergene Havzası'nda toplam 1500'e yakın sanayi tesisi ve işletme bulunmaktadır ve bu tesislerin yaklaşık 700'e yakını su kullanan ve atık su oluşturan tesislerdir. Tekstil atık suyu başta olmak üzere birçok atık suyun içinde bulunan PFOS ve PFOA kirleticilerinin başta Çorlu ve Çerkezköy olmak üzere bölgedeki yüzeysel su kaynaklarında da tespit edilmesi beklenmektedir. Bu bileşiklerin Ergene Havzası'ndaki su ortamlarında hangi seviyelerde olduğuyla ilgili kapsamlı bir çalışmaya rastlanmamıştır. Bu projede, endüstriyel faaliyetler ile yoğun bir şekilde kirletilmiş bulunan Ergene Havzası'ndaki yüzeysel sulardan (Çorlu ve Çerkezköy Bölgeleri) kış, ilkbahar ve yaz mevsimlerinde, her mevsimde 2 kere olmak üzere numune alınmış ve PFOA ve PFOS konsantrasyonları tayin edilmiştir. Bu kirleticilerin konsantrasyonlarının belirlenmesinde BS ISO 25101-2009 ekstraksiyon metodu ve LC-MS/MS cihazı kullanılmıştır. Bu kimyasalların giderimi için sentetik numuneler hazırlanarak, Aktif Karbon Adsorpsiyonu, Sülfat Radikali Bazlı Oksidasyon ve Nanofiltrasyon yöntemleri ile PFOS ve PFOA giderim çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmaların sonucunda, bu kirleticilerin giderimi için toz aktif karbon ile yapılan çalışmaların daha iyi sonuç verdiği ve giderim verimlerinin %90'ın üzerinde olduğu; nanofiltrasyon ile giderim verimlerinin değişik membranlar için farklı basıçlarda %50-90 arasında değiştiği; farklı persülfat dozlarında ve farklı sıcaklıklarda sülfat radikali ile oksidasyon çalışmaları sonunda ise, PFOS kirleticisinin hiç giderilemediği, PFOA kirleticisinin de 2 saatlik oksidasyon süresi sonunda yaklaşık % 50 giderildiği ve 5 saat sonunda verimin %90'lara ulaştığı tespit edilmiştir.

It is necessary to discharge treated domestic or industrial wastewater into receiving water environment by eliminating any adverse effect arising from persistent organic pollutants of which its concentration have been increasing in water sources. Stockholm Convention is a global treaty on Persistent Organic Pollutants (POPs), that was signed on 23 May 2001 and entered into force 17th May 2004. Turkey became a part of this convention on 12 January 2010. In our country PFOS and its derivatives have been identified as specified pollutants for surface water resources within the context of "Surface Water Quality Management Regulation". There are approximately 1500 industrial plants and enterprises in the Ergene Basin, and nearly 700 of these facilities are water-consuming and wastewater-generating. These PFOS and PFOA pollutants, which are found in wastewater, especially in textile wastewater, are expected to be present in surface water resources in Çorlu and Çerkezköy Region. There is no comprehensive study on the concentrations of these compounds in water environments in the Ergene Basin. In this project, samples were taken from surface waters (Çorlu and Ergene Rivers) in the Ergene Basin, which was heavily polluted by industrial activities, in winter, spring and summer seasons, twice in each season and PFOA/PFOS concentrations were determined. BS ISO 25101-2009 extraction method and LC-MS/MS were used to determine the concentration of these pollutants. Synthetic samples were prepared for the removal studies of these chemicals and for that Activated Carbon Adsorption, Sulfate Radical Based Oxidation and Nanofiltration methods were performed. The results of the study revealed that powder activated carbon for the removal of these pollutants yielded better results and the removal efficiencies were above 90%. The removal efficiencies with nanofiltration ranged between 50-90% using different membranes. At the end of the oxidation with sulphate radical at different persulphate doses and different temperatures studies, it was found that PFOS pollutant could not be removed at all, PFOA pollutant was removed by 50% after 2 hours of oxidation time and the yield reached 90% after 5 hours.