Dökme kimyasal çökeltme ve Fenton süreçlerinin birleşimiyle taze ve eski depolama sahası sızıntı suyunun biyobozunurluğunun artırılabilirliğine ilişkin fizibilite çalışması

Depolama Sahalarının Altındaki Suyun Önemi

Her çöplük sızıntı yapar. Yağmur suyu çöp yığınları arasından süzülürken çözünmüş kimyasallar, metaller ve azot bileşikleri karışımı alır ve sızıntı suyu adı verilen koyu bir sıvı oluşturur. Bu sızıntı suyu düzgün şekilde arıtılmazsa nehir ve yeraltı sularına sızarak içme suyunu ve ekosistemleri tehdit edebilir. Bu makalenin temelinde yatan çalışma pratik bir soru sorar: bu inatçı, yüksek oranda kirlenmiş sıvıyı doğanın kendi mikroorganizmalarının daha kolay tamamlayabileceği bir hâle getirmek mümkün mü?

Çöplerimizin Altındaki Gizli Sıvı

Sızıntı suyu sadece kirli su değildir. Kurşun ve arsenik gibi ağır metalleri, yüksek düzeyde amonyumu ve kolay parçalanmayan uzun ömürlü organik maddeleri içerebilir. Bileşimi bir depolama sahası yaşlandıkça değişir. “Taze” bölümlerde, yaklaşık beş yıldan daha genç alanlarda, sızıntı suyu kolayca sindirilebilen organik madde bakımından zengindir; bu nedenle biyolojik arıtma oldukça iyi çalışabilir. “Eski” bölümlerde, on yıldan daha yaşlı alanlarda ise kolay besin maddeleri tükenmiş olup geriye humik ve fulvik asitler gibi zorlu, karmaşık moleküller ve artan amonyum seviyeleri kalır. Bu daha eski sızıntılar arıtılması daha zor ve maliyetli olup geleneksel biyolojik sistemleri zorlayabilir.

Üç Aşamalı Bir Arıtma Treni

Araştırmacılar, aynı iklim ve jeoloji altında taze ve eski sızıntıyı doğrudan karşılaştırmaya imkân veren hem genç hem de yaşlı atık zonlarına sahip Tahran yakınlarındaki Aradkooh depolama sahası kompleksine odaklandı. Üç ana adımdan oluşan bir arıtma dizisini test ettiler. Önce pH’yı yükseltmek ve çözünen metalleri çökelip ayrışabilecek katı partiküller hâline getirmek için basit ve ucuz bir toz olan kireç eklediler. İkinci olarak, suyu güçlü alkali hâle getirip hava kabarcıkları vererek amonyumu sudan gaz fazına geçirip uzaklaştırdılar. Üçüncü olarak, hidrojen peroksit ve demirin reaksiyona girerek son derece reaktif hidroksil radikalleri ürettiği ve dirençli organik molekülleri parçalayarak saldırdığı Fenton adı verilen kimyasal yöntemi kullandılar.

Zor Kirliliği Mikroorganizmalar İçin Kolaylaştırmak

Çalışma ekibi başarısını, mikroorganizmaların materyali tüketmek için ihtiyaç duyacağı oksijen miktarını toplam organik yüke karşı kıyaslayan yaygın bir göstergeyi izleyerek değerlendirdi. Daha yüksek değerler suyun biyobozunurluğunun daha iyi olduğunu gösterir. Sadece kireç uygulaması ağır metalleri önemli ölçüde uzaklaştırdı ve strippig (ayırma) adımı sonrasında amonyumu yaklaşık %93 azalttı; ayrıca hem taze hem de eski sızıntılarda bu biyobozunurluk indeksini hafifçe iyileştirdi. Asıl dönüşüm Fenton aşamasından sonra gerçekleşti. Kullanılan hidrojen peroksit ve demir miktarını ile reaksiyon süresini dikkatle ayarlayarak araştırmacılar bu indeksi iki kattan fazla artırmayı başardılar. Taze sızıntıda yaklaşık 0,29’dan 0,67’ye, eski sızıntıda ise yaklaşık 0,23’ten 0,73’e yükselerek her ikisini de biyolojik arıtmanın çok daha etkili olabildiği bir aralığa taşıdı.

Güçlü Bir Kimyasal Aracın İncelikli Ayarı

Fenton prosesi, nasıl yürütüldüğüne bağlı olarak ya yardımcı olabilir ya da zararlı olabilir; bu yüzden araştırmacılar üç faktörün birlikte nasıl çalıştığını haritalamak için istatistiksel tasarım araçları kullandılar: hidrojen peroksit ile demir oranı, peroksit toplam dozu ve reaksiyon süresi. Çok az peroksit veya demir yeterli reaktif radikal üretmediği halde çok fazlası bu radikalleri tüketen işe yaramaz yan reaksiyonlara yol açtı. Tatlı nokta taze ve eski sızıntı arasında biraz farklılık gösterse de her iki durumda da ılımlı bir peroksit‑demir oranı, neredeyse asidik koşullar ve yaklaşık bir saat ile biraz üzerinde reaksiyon süreleri kirletici giderimi ile geliştirilmiş biyobozunurluk arasında en iyi dengeyi sağladı.

Laboratuvardan Gerçek Dünyadaki Çöplüklere

Sonuç olarak, kireç ve Fenton’un birleşimi hem taze hem de eski sızıntıdan toplam organik yükün %80’den fazlasını uzaklaştırdı, toksik metaller ve amonyumu keskin şekilde azalttı ve çok inatçı bir atık suyu biyolojik sistemlerin çok daha rahat idare edebileceği bir hâle getirdi. Bir okuyucu için ana mesaj, nispeten basit bir kimyasal adımlar dizisinin çöplüklerden sızan tehlikeli sıvıyı çok daha güvenli ve temizlemesi daha kolay hâle getirebileceğidir. Yazarlar, bu yöntemler yaygın olarak uygulanmadan önce mühendislerin pilot ölçekli sistemlerde test etmeleri, ilave çamur ve kimyasal kullanımını yönetmeleri ve maliyetleri optimize etmeleri gerektiğini not ediyor. Ancak bu çalışma, çöpler gömüldükten on yıllar sonra bile daha temiz suya ve daha güvenli depolama sahalarına giden umut verici bir yol gösteriyor.

Atıf: Rasolevandi, T., Naddafi, K., Hassanvand, M.S. et al. Feasibility study on enhancing the biodegradability of fresh and old landfill leachate using combined chemical precipitation and Fenton processes. Sci Rep 16, 14154 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42622-9

Anahtar kelimeler: çöp alanı sızıntı suyu, atık su arıtma, ileri oksidasyon, çevre kirliliği, su kalitesi