Microplastics and nanoplastics transport in saturated porous media: Experimental and modeling approaches
Mı̇kroplastı̇k ve nanoplastı̇klerı̇n doymuş gözeneklı̇ ortamda taşınması: Deneysel ve modelleme yaklaşımları
- Tez No: 865324
- Danışmanlar: DOÇ. DR. BEDRİ KURTULUŞ, DOÇ. DR. PHILIPPE LE COUSTUMER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Jeoloji Mühendisliği, Geological Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez, yeraltı suyu ortamlarının ve içme suyu arıtma tesislerinin (İSAT) kritik bir bileşeni olan doygun gözenekli ortamlarda Mikroplastiklerin (MPl'ler) ve Nanoplastiklerin (NPl'ler) davranışını ve akıbetini araştırmaktadır. Analitik ve sayısal modelleme yoluyla gözenekli ortamlarda akış ve kirletici taşınmasının dinamikleri ortaya konulmaktadır. Analitik modeller, MPl'lerin çeşitli boyut ve şekil dağılımlarından kaynaklanan zorlukları ele almak için kullanılmaktadır. Konservatif izleyiciler kullanılarak hidrodinamik parametreler belirlenmiş olup, asimetrik gözenek boyutu dağılımları hakkında bilgiler elde edilmiştir. Çeşitli gözenekli ortamlarla yapılan deneyler, ortalama hızın partikül taşınımı üzerindeki etkisini açıklığa kavuşturmaktadır. Sayısal çözümler, MPl'lerin taşınmasını daha detaylı incelemek için kullanılmış olup, değişen akış hızlarında geri dönüşümlü ve geri dönüşümsüz adsorpsiyon parametrelerine odaklanılmıştır. Deneyler ve simülasyonlar aracılığıyla, adsorpsiyon kinetiği, akış dinamiği ve partikül özellikleri arasındaki etkileşim ortaya çıkarılmıştır. Ayrıca, sayısal modelin hassasiyeti deneysel sonuçlarla kıyaslanarak ortaya konmuştur. Çalışmalar daha sonra endüstriyel İSAT'ların kum filtreleri içindeki NPl'lerin taşınmasına yönelik ilerlemiştir. Araştırmalar, NPl'lerin fiziksel ve kimyasal özelliklerinin gözenekli ortamlardaki davranışları üzerindeki etkisini vurgulamaktadır. Laboratuvar deneyleri ile NPl'lerin yüzey işlevselliğinin ve yüzey aktif maddelerin filtre verimlilikleri araştırılmıştır. İSAT'larda kum filtreleme uygulamalarını geliştirmenin önemi vurgulanmaktadır. Disiplinler arası gerçekleştirilen bu çalışma, plastik kirliliğiyle mücadelede iş birliği yapılmasını vurgulamaktadır. Deneysel yaklaşımlar, sayısal modelleme ve teorik çerçeveler entegre edilerek, plastik taşınım dinamiklerinin gözenekli ortamlardaki davranışlarına ait anlayışımızı geliştirerek politik kararları ve var olan olumsuz etkileri azaltma konusundaki stratejileri destekleyici bilgi sağlamaktadır. Özetle, bu çalışma, NPl'lerin ve MPl'lerin çevresel kirletici etkilerini azaltmayı ve gelecek nesiller için temiz su kaynaklarını korumayı amaçlayan araştırmalara öncülük ederek plastik kirliliği ile ilişkili sorunlarla başa çıkmada kritik bir rol oynamayı hedeflemektedir.
Özet (Çeviri)
This thesis investigates the behavior and fate of Microplastics (MPls) and Nanoplastics (NPls) within saturated porous media which is crucial component of groundwater environments and drinking water treatment plants (DWTPs). Through analytical and numerical modeling, the study explores the dynamics of flow and contaminant transport in porous media. Analytical models are employed to address challenges posed by the diverse size and shape distributions of MPls. Hydrodynamic parameters are determined using conservative tracers, revealing insights into asymmetrical pore size distributions. Experimentation with various porous media elucidates the impact of mean velocity on particle transport. Numerical solutions re utilized to further investigate the transport of MPls, focusing on reversible and irreversible sorption parameters across varying flow rates. Through experiments and simulations, the study unveils the interaction between sorption kinetics, flow dynamics, and particle characteristics, validating the numerical model against experimental results. The discussion then turns to the transport of NPls within sand filters of industrial DWTPs. Investigations highlight the influence of physical and chemical properties of NPls on their behavior within porous media. Laboratory experiments explore the impact of surface functionalities and surfactants on filtration efficiency, emphasizing the importance of enhancing sand filtration practices in DWTPs. These interdisciplinary studies underscore the importance of collaborative efforts in addressing plastic pollution. By integrating experimental approaches, numerical modeling, and theoretical frameworks, the research advances our understanding of plastic transport dynamics in porous media, informing policy decisions and mitigation strategies. In summary, this study plays a crucial role in confronting the issues associated with plastic pollution by paving the way for ongoing research aimed at reducing its environmental effects and preserving water resources for the benefit of future generations.
Benzer Tezler
- Plastik ürünlerde mikroplastiksalım potansiyelinin incelenmesi
Investigation of microplastic release potential in plastic products
SERENAY KOCAYILDIZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Çevre MühendisliğiSakarya ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MERAL YURTSEVER
- Mikroplastik degredasyonu yapabilen bakteriyel suşların araştırılması
Investigation of bacterial strains capable of microplastic degradation
İLKNUR ERKILINÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
BiyoteknolojiNiğde Ömer Halisdemir ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ TUBA ARTAN ONAT
- Rize Sarayköy plajında deniz çöplerinin değerlendirilmesi
Assessment of marine litter on Saraykoy beach of Rize
FURKAN KARACAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Deniz BilimleriRecep Tayyip Erdoğan ÜniversitesiSu Ürünleri Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ÜLGEN AYTAN
- Investigation of the removal of microplastic from ındustrial wastewaters by classic and advanced treatment methods
Endüstriyel atik sulardan klasik ve ileri aritma yöntemleriyle mikroplastiklerin giderilmesinin araştirilmasi
NURSENA KARA
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Çevre MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEVAL BAYCAN
- Seçici ftalat tayini için kuantum noktalar içeren rasyometrik akıllı nanohidrojel sensörlerin geliştirilmesi
Development of imprinted fluorescent hydrogels containing quantum dots for phthalate analysis
HÜMA FİLİZ YILDIRIM