METİL TERSİYER BÜTİL ETER (MTBE)` Lİ BENZİN İLE KİRLENMİŞ

METİL TERSİYER BÜTİL ETER (MTBE)` Lİ BENZİN İLE KİRLENMİŞ

BÜLENT ECEVİT ÜNİVERSİTESİ
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
ÇEVRE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
ÇEV452 TEHLİKELİ ATIK YÖNETİMİ DERSİ FİNAL ÖDEVİ
METİL TERSİYER BÜTİL ETER (MTBE)’Lİ BENZİN İLE
KİRLENMİŞ ARAZİNİN ISLAHI ÇALIŞMASI
Danışman: Öğr. Gör. Özgür ZEYDAN
Asiye AKSOY
2007010614003
ZONGULDAK, 2012
İÇİNDEKİLER
İÇİNDEKİLER ...................................................................................................................... 1
METİL TERSİYER BÜTİL ETER (MTBE)’ Lİ BENZİN İLE KİRLENMİŞ ARAZİNİN
ISLAHI ÇALIŞMASI ........................................................................................................... 2
1.MTBE Hakkında Genel Bilgiler ve MTBE’ nin Özellikleri .......................................... 2
2. MTBE’ nin Benzine Katılması ...................................................................................... 3
3. MTBE’ nin Çevresel Etkileri......................................................................................... 3
4. MTBE’ li Benzinle Kirlenmiş Arazinin Islahı .............................................................. 4
SONUÇ.................................................................................................................................. 5
KAYNAKLAR ...................................................................................................................... 6
1
METİL TERSİYER BÜTİL ETER (MTBE)’ Lİ BENZİN İLE KİRLENMİŞ
ARAZİNİN ISLAHI ÇALIŞMASI
1.MTBE Hakkında Genel Bilgiler ve MTBE’ nin Özellikleri
MTBE moleküler formülü C5H12O olan metanol ve izobütilenin kimyasal reaksiyonu
sonucu oluşan bir bileşiktir. Uçucu, kolay tutuşabilen, renksiz, suda çözünebilen bir sıvıdır
(Baus ve ark., 2005). MTBE, karakteristik bir kokuya sahip uçucu organik bir bileşik
(VOC) olarak tanımlanmaktadır. Oda sıcaklığında renksiz bir sıvıdır. Isı, alev veya
kıvılcıma maruz kaldığında yüksek derecede yanıcı ve parlayıcıdır. Buharının hava ile
karışımı patlayıcı madde oluşturabilmektedir. Stabil olmayan (kararsız) bir asit
solüsyonudur. Yandığında tahriş edici, korozif veya toksik etkili gazlar üretebilmektedir
(HSDB, 1997). Şekil 1.1’ de MTBE’ nin moleküler yapısı verilmiştir.
Şekil 1.1 MTBE’ nin moleküler yapısı ( Aktaş, 2008)
MTBE, benzin içerisinde karışabilir, su, alkol ve diğer eterler içerisinde çözünebilir
özelliktedir. MTBE, fiziksel herhangi bir karıştırma gereksinimi olmaksızın benzin ve su
içerisinde eşit olarak dağılabilmektedir ( Solmaz ve ark., 2009). Ayrıca MTBE’nin bir
takım fiziksel ve kimyasal özellikleri Çizelge 1.1’ de listelenmiştir.
Çizelge 1.1 MTBE’ nin birtakım özellikleri (Aktaş, 2008)
Molekül ağırlığı, g/mol
88.1492
Kırılma indisi
1.369
Kaynama noktası, 0C
55.2
2
Erime Noktası, 0C
-109
Yoğunluk, g/cm3
0.741
Buhar Basıncı, mmHg
245 (25 0C)
Parlama Noktası, 0C
-28
Suda Çözünürlük, g /100 ml 5.1
Oktan sayısı
110
2. MTBE’ nin Benzine Katılması
MTBE yüksek oktan sayısı değerine sahip olması nedeniyle yakıt katkısı olarak
kullanıldığında yakıt karışımının oktan sayısını arttırarak motorun sıkıştırma oranının
artırılmasına olanak sağlamaktadır (Sezer ve Bilgin, 2002). Pahalı bir metottur. Ancak bu
tür maddelerin katılması ile egzozdan atılan hidrokarbon ve karbon monoksit kirliliğini
%15 oranına kadar azaltmak mümkündür(Öztürk, 2004).
Oktan sayısı 87 olan benzinin oktan sayısı iki sayı artırmak için bir litre benzine 0.1 litre
MTBE ilave etmek gereklidir (Öztürk, 2004).
3. MTBE’ nin Çevresel Etkileri
MTBE, yüksek oktan sayısı içermesi, benzinle iyi karışabilme özelliği ve depolamada
dayanıklılık gibi özelliklerine dayanarak birçok ülke tarafından kullanılmasının yanında,
son yıllarda toksik ve karsinojenik özelliklerinden dolayı ve özellikle de yaz aylarında
buharlaşma miktarının diğer eterlere göre daha yüksek olması bakımından alternatif
eterlerin sentezlenmesine yol açmıştır.
Motorlu taşıtların egzozlarından çevreye bırakılan yanmamış MTBE, serbest kaldığında
büyük bir kısmı atmosfere yayılmakta ve az bir miktarı ise toprağa ve yeraltı suyuna
geçmektedir. MTBE’ nin oksijen gereksinimi karşılamak için benzinde yüksek miktarda
3
bulunması nedeni ile insan ve çevre sağlığını tehdit ettiği ve ayrıca insanlar ve diğer
canlılarda kas ve sinir sistemlerine hasar verdiği, gözde yanma ve iritasyonlara neden
olduğu belirlenmiştir (Sarıçam,2008).
MTBE, kimyasal özellikleri nedeniyle su ve toprak arasında kolaylıkla geçiş yapabilmekte
ve taşınabilmektedir. Yeraltı depolama tanklarından ve taşınım esnasında borulardan sızma
yolu ile çevresel döngüye katılabilmekte ve canlılar için tehdit oluşturabilmektedir.
MTBE’ nin çevresel döngüdeki hareketleri ve olası kaynakları Şekil 3.1’ de görülmektedir.
Şekil 3.1 MTBE’ nin çevresel döngüdeki hareketleri (Zogoroski ve ark., 1996)
4. MTBE’ li Benzinle Kirlenmiş Arazinin Islahı
MTBE uçucu bir sıvı olduğundan, toprak buhar ekstraksiyonu yöntemiyle kirletmiş olduğu
araziden arıtılabilir. Toprak buhar ekstraksiyonu bir arazide arıtma yöntemidir.
Toprak buhar ekstrasiyonu toprakların ıslahı için kullanılan yaygın ve önemli bir
teknolojidir. Bu teknoloji, yeraltı suyu tabakası üzerinde toplanmış ya da kalan kirleticiler
olarak, toprak yüzeyi ile yükselmiş su tablası arasındaki bölge yani doymamış toprak
(vadose zon) içindeki uçucu organik bileşiklerin kolayca buharlaştırılması ve yok edilmesi
için nispeten basit bir yöntemdir. Bu teknolojinin teknik yönleri, toprak çözeltisi ve toprak
havası arasındaki bölmeyle toprak çözeltisinden çıkan organik buharın ayrılmasını
sağlamak için doymamış toprak alanına temiz hava verilmesini kapsar. Toprak havasına
4
katılan buhar daha sonra vakum eksraksiyon yoluyla ortadan kaldırılır. Aşağıda Şekil 4.1’
de bir toprak buhar ekstraksiyon düzeni şematik olarak gösterilmiştir (Türkoğlu, 2006).
Şekil 4.1 Toprak buhar ekstraksiyonuyla kirletici giderimi ( Kocaer ve Başkaya,
2003)
SONUÇ
İçine “metil tersiyer bütil eter” katılmış olan benzinin yer altındaki bulunan depomuzdan
sızması sonucu kirlenen toprağı iyileştirme çalışmaları için yapmış olduğum araştırmada,
ilk önce arıtım yöntemini sağlıklı bir şekilde belirleyebilmek amacıyla MTBE bileşiğini
araştırdım. Ardından benzine katılış nedenleri ve çevreye olan etkileri hakkında kısa bir
bilgi verdim.
MTBE’ nin uçucu bir bileşik olmasından yola çıkarak toprak buhar ekstraksiyonu yöntemi
kullanılarak
arazinin
ıslah
edilmesini
araştırmalarım
5
sonucu
uygun
gördüm.
KAYNAKLAR
•
Aktaş, Z., (2008), Kömürlerin Isıl İşlemi Sırasında Fiziksel ve Kimyasal
Özelliklerinin Değişimi, T.C. Ankara Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projesi Kesin
Raporu, Ankara
•
Baus, C., Hung, H.W., Sacher, F., Fleig, M., Brauch, H.J., (2005), MTBE in
drinking water production – occurrence and efficiency of treatment Technologies,
Acta Hydrochimica et Hydrobiologica ,33(2):118-132
•
HSDB, (1997), Hazardous Substances Data Bank (HSDB): t-Butyl Methyl Ether,
Last revised on April 23, 1997. Bethesda, Maryland: National Library of Medicine
(NLM), National Toxicology Program (NTP)
•
Kocaer, F. O., Başkaya H. S., (2003), Uludağ Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık
Fakültesi Dergisi, Cilt: 8, Sayı: 1
•
Öztürk, M., (2004), Kurşunlu Benzin Tüketimi ve Kurşunun Etkileri, T.C. Çevre ve
Orman Bakanlığı, Ankara
•
Sarıçam, F., (2008), Benzin Katkı Maddesi Etil Tersiyer Bütil Eterin Sıvı Fazda
Sentezi ve Reaksiyon Kinetiğinin İncelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Gazi
Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Kimya Mühendisliği, Ankara
•
Sezer, İ.ve Bilgin, A.,(2002), Benzine MTBE Katılmasının Motor Performansına
Etkisi, 7. Uluslararası Yanma Sempozyumu, Ankara, 205-216
•
Solmaz, S.K.A., Üstün, G.E., Morsünbül, T., (2009), MTBE’nin Çevresel Etkileri
ve Giderimine Yönelik Arıtma Teknikleri, Uludağ Üniversitesi MühendislikMimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt:14, Sayı:2, Bursa
•
Türkoğlu, B., (2006), Toprak Kirlenmesi ve Kirlenmiş Toprakların Islahı,Yüksek
Lisans Tezi, Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Toprak Anabilim Dalı,
Adana
6
•
Zogorski, J.S., Morduchowitz, A., Baehr. A.L., Bauman, B.J., Drew, R.T., Korte,
N.E., Lepham, W.W., Pankow, J.F., & Washington E.R., (1996), Fuel oxygenates
and water quality: Current understanding of sources, occurrence in natural waters,
environmental behavior, fate, and significance, Washington, DC, Office of Science
and Technology Policy, 91 pp (Final report prepared for the Interagency
Oxygenated Fuel Assessment)
7