Şekil 4.44. UV-DEA Uygulamaları sonunda sanayi bölgesi çamurundaki PAH konsantrasyonları a) 15 oC b) 45 oC
4.4.4.Sanayi bölgesi çamurundan buharlaşan ve cidarlarda yoğuşan PAH konsantrasyonları
4.4.4.1.Sıcaklık ve UV uygulamaları
UV ışıkları kapalı ve açıkken gerçekleştirilen PAH giderim uygulamaları sonunda çamurdan buharlaşan PAH türleri ve konsantrasyon değerleri Şekil 4.45’teki gibidir.
UV uygulamalarında, 24 saat sonunda iç ortam havasında 3-5 halkalı türler tespit edilmiştir. Sıcaklık uygulamalarında ise yalnız 3-4 halkalı türlerin buharlaştığı
0 1 10 100 1000 10000
Phe Ant Fl Pyr BaA Chr BbF BkF BaP InP DahA BghiP
PAH Konsantrasyonu (ng/g KM)
PAH Türleri
Giriş PAH Kons. %5 DEA %20 DEA
0 1 10 100 1000 10000
Phe Ant Fl Pyr BaA Chr BbF BkF BaP InP DahA BghiP
PAH Konsantrasyonu (ng/g KM)
PAH Türleri
Giriş PAH Kons. %5 DEA %20 DEA
b)
129
görülmüştür. Sıcaklık ve UV uygulamalarında, buharlaşan türlerin %50’den fazlası 3 halkalı türlerden oluşmuştur. PAH türlerinde halka sayısı arttıkça moleküler ağırlık artmakta ve uçuculuk özelliği azalmaktadır (Wang ve ark., 2005). Hafif türlerin konsantrasyonunun daha fazla olması uçuculuk özelliklerine bağlanabilir. Kentsel, otomotiv ve gıda çamurlarında da buharlaşan PAH’ların büyük çoğunluğunun 3 halkalı hafif türlerden oluştuğu tespit edilmiş olup buharlaşmanın çamur tipinden ziyade PAH türlerinin uçuculuk özelliğine bağlı olduğu ortaya konmuştur. UV lambaları kapalıyken 15 oC ve 35 oC’de buharlaşan ∑12 PAH miktarı 74 ng/m3 ve 55 ng/m3’tür. UV uygulaması sırasında 15 oC’de 105 ng/m3 ve 45 oC’de 185 ng/m3 PAH iç ortam havasında tespit edilmiştir.
Şekil 4.45. Sıcaklık ve UV uygulamalarında sanayi bölgesi çamurundan buharlaşan PAH konsantrasyonları
Sıcaklık ve UV uygulamaları sonunda düzenek cidarları temizlenerek cidarlarda biriken PAH’lar örneklenmiştir. 24 saat sonunda cidarlarda ölçülen PAH konsantrasyonları Şekil 4.46’daki gibidir. Sıcaklık ve UV uygulamaları sırasında düzenek cidarlarında 3-4 halkalı PAH türleri bulunmuştur. Özellikle 3 halkalı türlerden Phe’nin ve 4 halkalı türlerden Pyr konsantrasyonunun yoğuşma miktarlarının diğer türlere nazaran yüksek olduğu tespit edilmiştir. Çamurdan buharlaşan türlerin büyük kısmını 3-4 halkalı türlerin oluşturduğu dikkate alındığında düzenek cidarlarında da bu türlerin birikiminin
0 1 10 100 1000
Phe Ant Fl Pyr BaA Chr BbF BkF BaP InP DahA BghiP Buharlaşan PAH Konsantrasyonu (ng/m3)
PAH Türleri
PUF, 15 C PUF, 35 C
PUF, UV, 15 C PUF, UV, 45 C
130
fazla olması makuldür. PAH’ların cidarlarda tutunmasının aşağıdaki gibi gerçekleştiği düşünülmektedir;
Yüksek buhar basıncına sahip olan 3-4 halkalı hafif türler buharlaşma yoluyla çamurdan havaya geçer.
Düzenek içindeki 24 saatlik ortalama nispi nem değeri %73 seviyelerindedir.
Düzeneğin iç cidarlarında oluşan nemlenme PAH’ların cidarlarda tutunması için bir yüzey oluşturur,
İç ortam havasındaki PAH’ların bir kısmı PUF kolununa gitmeden düzenek cidarlarındaki nemli yüzeyde tutulur.
Şekil 4.46. Sıcaklık ve UV uygulamaları sonunda düzenek cidarlarındaki PAH konsantrasyonları
4.4.4.2. UV-TiO2 ve UV-DEA uygulamaları
UV-TiO2 ve UV-DEA uygulamalarında çamurdan buharlaşan PAH konsantrasyonlarının sıcaklık ve çalışılan dozlara bağlı olarak farklılık gösterdiği tespit edilmiş olup elde edilen sonuçlar Şekil 4.47’de verildiği gibidir. %5 TiO2 içeren örneklerde 15 oC’de 97 ng/m3, 45 oC’de ise 37 ng/m3 PAH çamurdan havaya geçmiştir.
%20 TiO2 dozu için bu değerler sırasıyla,116 ng/m3 ve 117 ng/m3’tür. PAH gideriminin yüksek olduğu %20 TiO2 dozunda çamurdan havaya geçen PAH miktarları da daha fazladır. UV-DEA uygulamalarının sonuçları incelendiğinde, %5 DEA içeren örneklerde sıcaklığın 25 oC’den 45 oC’ye çıkmasıyla buharlaşan PAH miktarı 97
0 1 10 100 1000
Phe Ant Fl Pyr BaA Chr BbF BkF BaP InP DahA BghiP
PAH Konsantrasyonu (ng/g KM)
PAH Türleri Cidar, 15 C Cidar, 35 C Cidar, UV, 15 C Cidar, UV, 45 C
131
ng/m3’ten 221 ng/m3’e yükselmiştir. %20 DEA içeren örneklerde ise 15 oC’de 10 ng/m3, 45 oC’de ise 53 ng/m3 PAH çamurdan buharlaşmıştır. UV-TiO2 uygulamalarında olduğu gibi UV-DEA uygulamalarında da PAH gideriminin fazla olduğu DEA dozunda (%5) havaya geçen PAH miktarı daha yüksek çıkmıştır. Bu sonuçlar, otomotiv çamurlarındakilerle benzerlik göstermiştir. UV-TiO2/DEA uygulamalarında, PAH gideriminin fazla olduğu çalışma koşullarında çamurdaki PAH ların bir kısmının parçalanarak Phe, Ant gibi hafif türlere dönüşüp buharlaştığı bunun yanında bir kısım PAH’ların radikallerle etkileşime girerek PAH-dione, PAH-quinone gibi farklı bileşik gruplarını oluşturduğu düşünülmektedir. Benzer şekilde, kentsel ve gıda çamurlarında elde edilen sonuçlar UV-TiO2 uygulamaları neticesinde PAH giderim verimleri artarken havaya geçen PAH miktarlarının azaldığını göstermiş olup bu durum OH. radikali varlığında PAH’ların farklı bileşik gruplarına dönüşmüş olmasına bağlanmıştır (Wang ve ark 2009, Oliveira ve ark. 2004, Kubat ve ark. 2000)
Şekil 4.47. Sanayi bölgesi çamurundan buharlaşan PAH konsantrasyonları a)UV-TiO2 Uyg. b) UV-DEA Uyg.
Sıcaklık ve UV uygulamalarında olduğu gibi UV-TiO2 ve UV-DEA uygulamalarında da cidarlarda yoğuşan PAH’ların büyük çoğunluğu 3 halkalı türlerden oluşmaktadır (Şekil 4.48). TiO2 ilave edilen örneklerde buharlaşan PAH’ların ortalama %76’sının 3 halkalı Phe ve Ant türlerinden oluştuğu tespit edilmiştir. UV-DEA uygulamalarında bu değer
%65 seviyelerindedir. UV-TiO2 uygulamalarında %5 TiO2 içeren örneklerde 15 oC ve 45oC’de, cidarlarda biriken Σ12 PAH konsantrasyonları sırasıyla, 485 ve 351 ng/g KM,
%20 TiO2 içeren örneklerde bu değerler sırasıyla, 1106 ng/g KM ve 22 ng/g KM’dir. Buharlaşan PAH Konsantrasyonu (ng/m3)
PAH Türleri
132
Düşük sıcaklıkta cidarlardaki PAH birikiminin daha fazla olduğu görülmüştür. %5 DEA içeren örneklerde 15 oC ve 45 oC’de sırasıyla 553 ng/g KM ve 26 ng/g KM kadar PAH birikimi olurken %20 DEA içeren örneklerde bu değerler sırasıyla, 1138 ng/g KM ve 47 ng/g KM’dir. 24 saatlik süreçte düzenek içinde ölçülen ortalama nispi nem değerleri UV-TiO2 uygulamalarında %69, UV-DEA uygulamalarında %74’tür. Düzeneğin cidarlarında oluşan ve deneyler esnasında gözlemlenen nemli yüzeyde PAH birikiminin özellikle 15 oC’de yüksek seviyelerde olduğu görülmüştür. Sıcaklık ve UV uygulamalarında olduğu gibi bu uygulamalarda da sıcaklık artışı cidarlardaki PAH birikimini sınırlamıştır.
Şekil 4. 48. Cidarlarında yoğuşan PAH konsantrasyonları a) UV-TiO2 Uyg. b) UV-DEA Uyg. açık hava-TiO2 uygulamalarında da TiO2 miktarındaki artışla daha fazla PAH çamurdan giderilmiştir. Bu sonuçlar, otomotiv çamurlarındaki sonuçlarla benzerlik göstermektedir. Açık hava uygulamalarında, TiO2’nin etki mekanizması gereği, ışık
0
PAH Konsantrasyonu (ng/g KM)
PAH Türleri
Cidar, 5% TiO2,15°C cidar, 20% TiO2,15°C cidar, %5 Ti, 40 C. cidar, %20 Ti, 40 C..