Sürdürülebilir atık yönetimi kapsamında organik atıkların solucan ile kompostlaştırılması: İTÜ Ayazağa kampüsü örneği

Abstract

Dünya nüfusunun günden güne artmasıyla birlikte doğal kaynaklar ve hammaddeler hızla tükenmektedir. Bu hızlı tüketimin sonucu olarak katı atık oluşumu artış göstermektedir. Oluşan katı atıkların yönetimi ve bertarafı tüm dünya için önem arz etmektedir. Çünkü atıklar uygun şekilde yönetilmedikleri takdirde çevre ve insan sağlığı açısından risk oluşturmaktadır. Oluşan atık miktarını azaltabilmek ve oluşabilecek risklerin önüne geçmek amacıyla atık yönetiminde yeni yaklaşımlar ve yöntemler uygulamaya konmaktadır. Atık oluşumu tamamen engellenemese bile atık yönetiminde sürdürülebilir yaklaşımların uygulanmasıyla çevreye verilen zarar minimize edilebilmektedir. Atık yönetiminde sürdürülebilir yaklaşımlar, çevre dostu ve ekonomik atık yönetim uygulamalarını beraberinde getirirken; bazı atıkların hammadde olarak kullanılmasıyla enerji ve hammadde kaynaklarının aşırı tüketiminin önüne geçilebilmektedir. Katı atıkların önemli bir miktarını organik katı atıklar oluşturmaktadır. Organik katı atıkların bertaraf edilmesinde en sık kullanılan yöntemlerden biri ise kompostlaştırmadır. Atıkların kaynağında ayrı toplanıp kompostlaştırılmasıyla birlikte düzenli depolama tesislerine gönderilen atık miktarı azaltılabilmektedir. Ayrıca kompostlaştırma işlemi sonucunda oluşan kompost önemli bir toprak düzenleyicidir. Kompostlaştırma birçok farklı yöntemle yapılabilmektedir. Son yıllarda ilgi çeken ve kullanım sıklığı artan kompostlaştırma yöntemlerinden biri ise solucan ile kompostlaştırmadır. Organik atıkların solucan ile kompostlaştırılmasıyla oluşan vermikompost (solucan kompostu) önemli bir toprak düzenleyicidir ve organik gübre olarak değerlendirilmektedir. Organik atıkların solucanlarla kompostlaştırılması atıklardan kaynaklanan çevre kirliliğinin azaltılmasına katkı sağlarken, vermikompostun tarımda kullanılması kimyasal gübre kullanımından kaynaklanan çevresel etkilerin azaltılmasına katkı sağlayabilmektedir. Solucan ile kompostlaştırmayla organik atık yönetimine önemli bir çözüm getirilirken tarımsal girdi olarak kullanılabilecek bir ürün elde edilmektedir. Böylece çevreci, ekonomik ve sürdürülebilir atık yönetimi sağlanabilmektedir. Yapılan tez çalışmasında İstanbul Teknik Üniversitesi Ayazağa Kampüsünde oluşan organik atıkların solucan ile kompostlaştırılması araştırılmıştır. Çalışma kapsamında kampüste oluşan yemek, çim ve budama atıkları solucan ile kompostlaştırmaya tabi tutulmuştur. Kompostlaştırma işlemi için 6 metre uzunluğunda, 1,25 metre genişliğinde ve 80 cm derinliğinde yatağa sahip olan bir sürekli akış sistemli kompostlaştırma reaktörü ve Eisenia Fetida türü solucanlar kullanılmıştır. Reaktör 5 farklı bölmeye ayrılıp birim alanda eşit miktarda solucan bulunacak şekilde solucanlar reaktöre eklenmiştir. Reaktörün 5 bölmesi için kampüste oluşan atıklardan 5 farklı atık karışımı oluşturulmuştur. Karışım 1 tamamen yemek atığından, Karışım 2, %50 yemek ve %50 çim atığından, Karışım 3, %80 çim ve %20 budama atığından, Karışım 4, %40 yemek, %40 çim ve %20 budama atığından ve Karışım 5, %80 yemek ve %20 budama atığından oluşturulmuştur. Oluşturulan atık karışımları 8 haftalık bir ön kompostlaştırma işlemine tabi tutulup solucanlar için kolay tüketilebilir bir mama haline getirilmiştir. Daha sonra 5 farklı karışımla reaktörün beş farklı bölmesindeki solucanlar beslenmeye başlamıştır. Reaktör yeterli doluluğa ulaştıktan sonra ilk vermikompost hasadı yapılmış ve 1 ay süreyle 4 defa hasat yapılmıştır. Reaktöre yerleştirilen solucanların beslenmesi reaktörün üst tarafından yapılmıştır. Solucanlara mama olarak ön kompostlaştırılmış atık karışımları verilmiştir. Reaktörün üstünden besin eklendikçe solucanlar reaktörün tabanından yukarıya doğru hareket etmektedir. Reaktör tabanında bulunan bıçak sistemi sayesinde üretilen vermikompost, reaktörün tabanından hasat edilmektedir. Böylece hasat yapılırken solucanların reaktörden çıkmamaları sağlanmaktadır. Deneysel çalışmaların başında kullanılan ham atıklar, ön kompostlaştırılmış atık karışımları ve çalışmanın sonunda elde edilen vermikompost laboratuvarda analiz edilmiştir. Bu çerçevede pH, elektriksel iletkenlik, toplam katı madde, toplam uçucu katı madde, toplam kjeldahl azotu, toplam organik karbon, toplam fosfor, makro-mikro element ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Ayrıca elde edilen vermikompost numunelerinin patojen içeriği analiz edilmiştir. Elde edilen vermikompostların nem içeriği %70,7-74,3 aralığında iken organik madde içeriği %51,9-59,6 arasında değişmiştir. Vermikompostların pH değeri 7,00-7,38 aralığında değişmişken elektriksel iletkenlik değeri 4,35-5,91 mS/cm aralığında bulunmuştur. Vermikompostların toplam kjeldahl azotu içeriği ise %2,04-2,48 aralığında olmuştur. %50 yemek ve %50 çim atığı içeren Karışım 2'den elde edilen vermikompostun en yüksek azot içeriğine sahip olduğu tespit edilmiştir. Vermikompostların toplam organik karbon içeriği %25,68-32,64 aralığında bulunmuştur. Toplam organik karbon ve toplam kjeldahl azotu arasındaki ilişkiye bağlı olan karbon/azot (C/N) oranı ise 12,60-13,66 arasında hesaplanmıştır. Vermikompostların toplam fosfor ve potasyum içeriği sırasıyla 934-1.430 mg/kg ve 14.922-22.261 mg/kg ölçülmüştür. %80 çim ve %20 budama atığından oluşan Karışım 3'ten elde edilen vermikompostun en düşük fosfor ve potasyum içeriğine sahip olduğu bulunmuştur. Vermikompostlarda patojen tespiti için toplam koliform, Escherichia coli ve Salmonella analizi yapılmıştır. Hiçbir vermikompostta Salmonella tespit edilmemiştir. Buna karşın vermikompostlar toplam koliform ve Escherichia coli içerdiği tespit edilmiştir. Yapılan analizler sonucunda, elde edilen vermikompostun incelenen parametrelerin birçoğu için ulusal ve uluslararası mevzuatta belirlenen kriterlere uygun olduğu sonucuna varılmıştır. Mevzuatta belirtilen kriterleri sağlamayan parametreler toplam koliform ve Escherichia coli'dir. Bulunan patojenlerin giderilmesi için vermikompostun için 70 °C'de 1 saatlik ısıl işlem görmesi önerilmiştir. Deneysel çalışma kapsamında solucanların farklı atık karışımlarıyla beslenmelerinin çoğalmaları üzerindeki etkisini incelemek amacıyla 2 defa solucan sayımı yapılmıştır. Sayımlardan biri solucanlar atık karışımlarıyla beslenmeye başlanan ilk haftada, diğeri ise atık karışımlarıyla beslemenin tamamlandığı hafta yapılmıştır. Sayım sonuçlarına en çok artış Karışım 4 ile beslenen solucanların bulunduğu Bölme 4'te gerçekleşmiştir. En az artış ise Karışım 1 ile beslenen solucanların olduğu Bölme 1'de gerçekleşmiştir. Genel olarak en fazla solucan artışı %20 budama atığı içeren karışımlarla beslenen bölmelerde (Bölme3, Bölme 4, Bölme 5) gerçekleşmiştir. Çalışma kapsamında, kampüste oluşan organik atıkların solucanla kompostlaştırılması ve DDT'ye (Düzenli Depolama Tesisi) gönderilmesi ekonomik olarak kıyaslanmıştır. Solucanla kompostlaştırma senaryosu için yıllık toplam maliyet ve yıllık toplam kazanç hesaplanıp fayda/maliyet (F/M) oranı 1,12 olarak bulunmuştur. F/M oranının 1'den büyük olması yatırımın karlı olduğunu göstermektedir. Yapılan tez çalışması neticesinde, solucan ile kompostlaştırma tekniğinin İstanbul Teknik Üniversitesi (İTÜ) Ayazağa Kampüsünde oluşan organik atıklarının yönetiminde kullanılabileceği sonucuna varılmıştır. Üniversite kampüsleri yaşam ve iş alanlarına örnek olabileceği için buralardaki sürdürülebilirlik ve atık yönetim uygulamaları önem taşımaktadır. Bu sebeple araştırma, geliştirme ve uygulama merkezi olan üniversitelerin, örnek teşkil edecek şekilde atık yönetim yöntemleri uygulamaları sürdürülebilir kalkınma amaçlarına ulaşılabilmesi açısından önem taşımaktadır. Böylece İTÜ Ayazağa Kampüsünde solucan ile kompostlaştırma tekniğinin kullanılması benzer kurumlara örnek teşkil edecektir. Ayrıca bu tekniğin uygulanması halinde İTÜ'de Sıfır Atık Yönetiminin uygulanması konusunda önemli bir adım atılmış olacaktır. Buna ek olarak uluslararası üniversite sıralamalarında her yıl daha üst sıralamalar elde eden İTÜ, bu uygulamayla daha başarılı sonuçlar elde edebilecek ve Yeşil Kampüs kimliğini güçlendirebilecektir.