merhancag

Geri dönüşüm terim olarak, kullanım dışı kalan geri dönüştürülebilir atık malzemelerin çeşitli geri dönüşüm yöntemleri ile ham madde olarak tekrar imalat süreçlerine kazandırılmasıdır.

Tüketilen maddelerin yeniden geri dönüşüm halkası içine katılabilmesi ile öncelikle ham madde ihtiyacı azalır. Böylece insan nüfusunun artışı ile paralel olarak artan tüketimin doğal dengeyi bozması ve doğaya verilen zarar engellenmiş olur. Bununla birlikte yeniden dönüştürülebilen maddelerin tekrar ham madde olarak kullanılması büyük miktarda enerji tasarrufunu mümkün kılar. Örneğin, yeniden kazanılabilir alüminyumun kullanılması alüminyumun sıfırdan imal edilmesine oranla %35'e varan enerji tasarrufu sağlamaktadır.

Atık malzemelerin ham madde olarak kullanılması çevre kirliliğinin engellenmesi açısından da önemlidir. Kullanılmış kâğıdın tekrar kâğıt imalatında kullanılması hava kirliliğini %74-94, su kirliliğini %35, su kullanımını %45 azaltabilmektedir. Örneğin bir ton atık kâğıdın kâğıt hamuruna katılmasıyla 8 ağacın kesilmesi önlenebilmektedir.

Geri dönüşümün tarihçesi

Geri dönüşüme olan ihtiyacın başlamasında savaşlar nedeniyle ortaya çıkan kaynak sıkıntıları etkili olmuştur. Büyük devletler, II. Dünya Savaşı sırasında ülke çapında geri dönüşümle ilgili kampanyalar başlatmışlardır. Vatandaşlar özellikle metal ve fiber maddeleri toplama konusunda teşvik edilmişlerdir. ABD'de geri dönüşüm işlemi yurtseverlik anlayışında çok önemli bir yer edinmiştir. Hatta, savaş sırasında oluşturulan kaynak koruma programları, doğal kaynakları kısıtlı bazı ülkelerde (Japonya gibi), savaş sonrası da devam ettirilmiştir.

Geri dönüşüm bilincini topluma yaymak için en önemli unsurlardan biri eğitimdir. Son dönemlerde eğitim programlarında geri dönüşüme dünyada önem verilmektedir. Geri dönüşümün dünyanın geleceğine sunacağı katkılar çevre duyarlılığı başlığı altında bu programlarda yer bulmuştur. Özellikle kâğıt, plastik şişe ve kavanoz gibi kolaylıkla dönüştürülebilecek maddeler, okullarda hayata geçirilen geri dönüşüm fikirlerinin ana maddeleridir.

Geri dönüşümün başarısını eğitim kadar etkileyecek bir diğer husus ise ekonomidir. Ancak yeterli satın alma gücüne sahip tüketiciler çevreye duyarlı seçeneklere yönelebilir. Bu durum da üreticileri ürünlerindeki geri dönüştürülmüş malzeme miktarını artırmaya teşvik edebilir. Ayrıca tüketiciye geri dönüştürülecek ürünü bu sürece dâhil etme konusunda açık yönergeler vermek de oldukça önemlidir.

Geri dönüşebilen maddeler

Cam

Kâğıt

Alüminyum

Plastik

Piller

Beton

Organik atıklar

Elektronik atıklar

Demir

Tekstil

Ahşap

Metal

Solvent Bazlı Atıklar

Geri dönüşüm sembolleri ve kodları

Bazı maddelere ait geri dönüşüm sembol ve kodları aşağıda verilmiştir. Bu semboller uluslararası olarak kullanılır.

Plastik

Polietilen (Yüksek Yoğunluklu)

PVC

Polietilen (Alçak Yoğunluklu)

Polipropilen

Polistiren

Plastik (Diğer)

Kâğıt (Oluklu Mukavva)

Kâğıt (Diğer Kartonlar)

Kâğıt (Kâğıt)

Demir

Alüminyum

Ahşap (Kereste ve tahta)

Ahşap (Sıkıştırılmış Mantar)

Tekstil (Pamuk)

Renksiz Cam

Yeşil Cam

Kahverengi Cam

Tetra Pak Karton içecek kutular

Geri dönüştürme metotları

Geri dönüştürme metotları her malzeme için farklılık göstermektedir:

Alüminyum: Atık alüminyum küçük parçacıklar hâlinde doğranır. Daha sonra bu parçalar büyük ocaklarda eritilerek, dökme alüminyum üretilir. Bu sayede atık alüminyum, saf alüminyum ile neredeyse aynı hâle gelir ve üretimde kullanılabilir. 1 ton metal atığın geri dönüştürülmesi sonucunda 1300 kg ham madde tasarrufu sağlanır. Örneğin; Türkiye'de yıllık olarak toplam 2 milyon tona ulaşmaktadır.

Beton: Beton parçalar, yıkım alanlarından toplanarak kırma makinalarının bulunduğu yerlere getirilir. Kırma işleminden sonra ufak parçalar, yeni işlerde çakıl olarak kullanılır. Parçalanmış beton, eğer içeriğinde katkı maddeleri yoksa yeni beton için kuru harç olarak da kullanılabilir.

Kâğıt: Kâğıt öncelikle kâğıt hamuru hazırlamak için su içerisinde liflerine ayrılır. Eğer gerekirse içindeki lif olmayan yabancı maddeler için temizleme işlemine tabi tutulur. Mürekkep ayırıcı olarak, sodyum hidroksit veya sodyum karbonat kullanılır. Daha sonra hazır olan kâğıt lifleri, geri dönüşmüş kâğıt üretiminde kullanılır. 1 ton kullanılmış kâğıt atığının geri dönüşümü sonucunda, 16 adet yetişmiş çam ağacı ve 85 metrekarelik ormanlık alan tahrip edilmeyecektir. Örneğin; Türkiye genelinde yılda 80 milyon çam ağacı ve 40.000 hektar ormanlık arazi korunmuş olabilecektir.

Plastik: Plastik atıklar öncelikle cinslerine göre ayrılarak geri dönüşüm işlemine tabi tutulur. Cinslerine göre ayrılan geri dönüşebilir plastik atıklar, kırma makinelerinde kırılıp küçük parçalara ayrılır. İşletmeler bu parçaları doğrudan belli oranlarda, orijinal ham madde ile karıştırarak üretim işleminde kullanabildiği gibi; tekrar eritip katkı maddeleri katarak ikinci sınıf ham madde olarak da kullanabilir. 1 ton plastik ambalaj atığının geri dönüşümü sonucunda 14000 kWh enerji tasarrufu sağlanmış olur. Örneğin; Türkiye genelinde tasarruf edilebilecek enerji miktarı yıllık 4 Milyon Megawatt saattir (MWh).

Cam: Cam atıklar (şişe, kavanoz vb.) toplama kutularında toplanır ve bu atıklar renklerine göre ayrılarak geri dönüşüm tesislerine verilir. Burada atık ve katkı maddelerinden ayrılır. Burada cam kırılır ve ham madde karışımına karıştırılarak eritme ocaklarına dökülür. Bu şekilde tekrar cam olarak kullanıma geçer. Kırılan cam, beton katkısı ve camasfalt olarak da kullanılmaktadır. Camasfalta %30 civarında geri dönüşmüş cam katılmaktadır. Cam bu şekilde sonsuz bir döngü içinde geri dönüştürülebilir, yapısında bozulma olmaz. 1 ton cam atığının geri dönüşümü sonucu 100 litre benzin tasarrufu sağlanmaktadır. Örneğin; Türkiye genelindeki cam atıkların geri dönüştürülmesinden yıllık 15 milyon litre benzin tasarruf edilebilecektir.

Solvent Bazlı Atıklar: Solvent bazlı atıklar kaynama noktaları farkından yararlanılarak geri dönüşümleri sağlanmaktadır. Kirletici maddelerden solventi temizlemek için kaynama noktasına kadar solvent içeren kirleticili madde ısıtılarak solvent buharlaştırılır ve buhar tekrar soğutularak sıvı hâle getirilir. Bu sayede solvent kirletici diğer maddelerden temizlenmiş olur. İmalat sırasında açığa çıkan bu atık solventlerin geri dönüşümü sonsuz bir şekilde devam etmektedir. Çünkü arıtılıp temizlenen solventler eski özelliklerinden ayrılmadan tekrar saf hâllerine geri dönmektedirler.

Tüketici atıklarının geri dönüştürülmesi

Toplama

Genel atık akışından geri dönüştürülen maddeleri toplamak için, kamu yararı ile devlet kolaylığı ve masrafı arasındaki değiş tokuş yelpazesinde farklı yerleri işgal eden bir dizi sistem uygulanmıştır. Toplamanın üç ana grubu bırakma merkezleri, geri alım merkezleri ve kaldırım kenarında toplama şeklindedir. Geri dönüşüm maliyetinin yaklaşık üçte ikisi toplama aşamasında gerçekleşir.

Kaldırım kenarında toplama

Kaldırım kenarı toplama, çoğunlukla geri dönüştürülen malzemelerin işlem sırasında nerede sıralandığı ve temizlendiğine göre farklılık gösteren, pek çok farklı sistemi kapsar. Ana kategoriler, karışık atık toplama, karıştırılmış geri dönüştürülebilir maddeler ve kaynak ayırmadır. Bir atık toplama aracı genellikle atıkları alır.

Karışık atık toplamada, geri kazanılan atıklar geri kalan atıklarla karıştırılarak toplanır ve istenilen malzemeler ayrıştırılarak merkezi bir ayrıştırma tesisinde temizlenir. Bu, büyük miktarda geri dönüştürülebilir atığın (özellikle kağıt) yeniden işlenemeyecek kadar kirli olmasına neden olur, ancak avantajları da vardır: Kentin geri dönüştürülen atıkların ayrı toplanması için ödeme yapmasına gerek yoktur, halk eğitimine ihtiyaç yoktur ve belirli malzemelerin geri dönüştürülebilirliğindeki herhangi bir değişiklik, ayırma işleminin gerçekleştiği yerde uygulanır.

Karıştırılmış veya tek-akışlı sistemde, geri dönüştürülebilir maddeler karıştırılır ancak geri dönüştürülemeyen atıklardan ayrı tutulur. Bu, toplama sonrası temizlik ihtiyacını büyük ölçüde azaltır, ancak hangi malzemelerin geri dönüştürülebilir olduğu konusunda halk eğitimi gerektirir.

Kaynak ayrımı

Kaynak ayırma, her malzemenin toplamadan önce temizlendiği ve sıralandığı diğer uç noktadır. En az toplama sonrası sıralama gerektirir ve en saf geri dönüşüm ürünlerini üretir. Ancak, her bir materyali toplamak için ek işletme maliyeti'leri gerektirir ve geri dönüşümden kontaminasyon kaçınmak için kapsamlı halk eğitimi gerektirir. Oregon, ABD'de, Oregon DEQ çok aileli mülk yöneticileriyle anket yaptı; yaklaşık yarısı, geçiciler gibi izinsiz kişilerin toplama alanlarına erişmesi nedeniyle geri dönüştürülebilir maddelerin kontaminasyonu da dahil olmak üzere sorunlar bildirdi.

Kaynak ayırma, harmanlanmış (karışık atık) toplamanın yüksek maliyeti nedeniyle tercih edilen yöntemdi. Ancak, ayırma teknolojisindeki ilerlemeler bu ek yükü önemli ölçüde azalttı ve kaynak ayırma programları geliştiren birçok alan, "karışık toplama" (ing:co-mingled collection) olarak adlandırılan şeye geçiş yaptı.

Geri alım merkezleri

Geri alım merkezlerinde, ayrılmış, temizlenmiş geri dönüşüm ürünleri satın alınır, bu da kullanım için açık bir teşvik sağlar ve istikrarlı bir tedarik yaratır. Sonradan işlenmiş malzeme daha sonra satılabilir. Karlıysa, bu, sera gazı emisyonunu korur; kârsızsa, emisyonlarını arttırır. Geri alım merkezlerinin uygulanabilir olması için genellikle devlet sübvansiyonlarına ihtiyacı vardır. ABD Ulusal Atık ve Geri Dönüşüm Derneği tarafından hazırlanan 1993 tarihli bir rapora göre, 30 dolara yeniden satılabilen bir ton malzemeyi işlemek ortalama 50 dolar tutar.

ABD'de, karışık geri dönüştürülebilir maddelerin ton başına değeri 2011'de 180$, 2015'te 80$ ve 2017'de 100$'dı.

2017 yılında, ana bileşeni olan kumun düşük maliyeti nedeniyle cam esasen değersizdi. Benzer şekilde, düşük petrol maliyetleri plastik geri dönüşümünü engelledi.

2017'de Napa, Kaliforniya'ya geri dönüşüm maliyetlerinin yaklaşık %20'si geri ödendi.

Bırakma merkezleri

Bırakma merkezleri, atık üreticisinin geri dönüştürülen maddeleri merkezi bir konuma (kurulu veya mobil toplama istasyonu ya da yeniden işleme tesisinin kendisi) taşımasını gerektirir. Oluşturulması en kolay toplama türüdür, ancak düşük ve öngörülemeyen verimden muzdariptirler.

Dağıtılmış geri dönüşüm

Plastik gibi bazı atık malzemeler için, recyclebot geri dönüşüm robotu'ları (ing:recyclebot) adı verilen yeni teknik cihazlar, dağıtılmış geri dönüşüm biçimini mümkün kılar. Başlangıç yaşam döngüsü analizi (ing:life-cycle analysis) (LCA), kırsal bölgelerde 3D yazıcılar için filament yapmak üzere HDPE'nin bu tür dağıtılmış geri dönüşümü, ham reçine kullanmaktan veya veya ilgili nakliyeleri ile birlikte geleneksel geri dönüşüm süreçlerini kullanmaktan daha az enerji tükettiğini gösterir.

Ayrıştırma

Geri dönüşüm ayırma tesisi ve süreçlerinin videosu

Karıştırılmış geri dönüşüm ürünleri toplanıp bir malzeme geri kazanım tesisine teslim edildikten sonra, malzemelerin ayrılması gerekir. Bu, birçoğu otomatik süreçleri içeren bir dizi aşamada gerçekleştirilir ve bir kamyon dolusu malzemenin bir saatten kısa sürede tamamen ayıklanmasını sağlar. Bazı tesisler artık malzemeleri otomatik olarak ayrıştırabilir; bu tek-akışlı geri dönüşüm olarak bilinir. Otomatik sıralamaya robotik ve makine öğrenimi yardımcı olabilir. Fabrikalarda kağıt, farklı plastik türleri, cam, metaller, yiyecek artıkları ve çoğu pil türü dahil olmak üzere çeşitli malzemeler ayrılır. Bu tesislerin bulunduğu alanlarda geri dönüşüm oranlarında %30'luk artış görülmüştür. ABD'de 300'den fazla malzeme geri dönüşüm (inb: recovery) tesisi vardır.

İlk olarak, karıştırılmış geri dönüşüm ürünleri toplama aracından çıkarılır ve tek bir katmana yayılmış bir konveyör bandına yerleştirilir. oluklu mukavva ve plastik torbaların büyük parçaları, daha sonra makinelerin sıkışmasına neden olabileceğinden, bu aşamada elle çıkarılır.

Daha sonra, disk ekranlar (ing:disk screens) ve hava sınıflandırıcılar (ing:air classifiers) gibi otomatik makineler, geri dönüştürülen maddeleri ağırlığa göre ayırarak, daha hafif kağıt ve plastiği daha ağır cam ve metalden ayırır. Karton, karışık kağıttan çıkarılır ve en yaygın plastik türleri—PET (#1) ve HDPE (#2)—toplanır böylece bu malzemeler uygun şekilde toplama kanallarına yönlendirilebilir. Bu genellikle elle yapılır; ancak bazı sınıflandırma merkezlerinde, spektroskopik tarayıcılar, absorbe edilen dalga boylarına göre kağıt ve plastik türleri arasında ayrım yapmak için kullanılır. Kimyasal bileşim'deki farklılıklar nedeniyle plastikler birbirleriyle uyumsuz olma eğilimindedir; polimer molekülleri yağ ve su gibi birbirini iter.

Demir, çelik ve teneke kutu gibi demirli metal'leri ayırmak için güçlü mıknatıslar kullanılır.

Demir içermeyen metal'ler manyetik girdap akımı'larınca (ing: eddy current) atılır: Dönen bir manyetik alan indükler alüminyum kutuların etrafında elektrik akımı oluşturarak, kutuların içinde büyük bir manyetik alan tarafından itilen bir girdap akımı oluşturarak kutuları akıştan çıkarır.

Devamı

Oksijen atom numarası 8 olan ve O harfi ile simgelenen kimyasal elementtir. Oksijen ismi Yunanca ὀξύς (oksis - "asit", tam anlamıyla "keskin", asitlerin acı tadı kastedilir) ve -γενής (-jenēs) ("üretici", tam anlamıyla "sebep olan şey") köklerinden gelmektedir, çünkü isimlendirildiği zamanlarda tüm asitlerin oksijen içerikli olduğu sanılırdı. Standart şartlar altında, elementin iki atomu bağlanarak çok soluk mavi renkte, kokusuz, tatsız, diatomik yapıdaki, O₂ formülüne sahip dioksijen gazını oluşturur.

Oksijen periyodik tablodaki kalkojen grubunun üyesidir ve neredeyse diğer tüm elementlerle kolayca bileşik (başta oksitler olmak üzere) oluşturabilecek, büyük ölçüde reaktif olan bir ametaldir. Oksijen güçlü bir oksidanttır ve tüm elementler içinde ikinci en yüksek elektronegatifliğe sahiptir (sadece florun daha yüksek bir elektro negatifliği vardır) . Kütlesel olarak, hidrojen ve helyumdan sonra evrende en bol bulunan elementtir ve yer kabuğunda en bol bulunan elementtir, bu kısmın kütlesinin neredeyse yarısını oksijen oluşturur[kaynak belirtilmeli]. Serbest oksijen, sudan oksijen elde etmek için Güneş ışığını kullanan bazı fotosentetik organizmalar olmadan Dünya üzerinde bulunamayacak derecede fazla reaktiftir. O₂ elementi bu organizmalar evrildiğinde, yaklaşık olarak 2.5 milyar yıl önce, atmosferde birikmeye başladı. Diatomik oksijen gazı hacimsel olarak havanın %20.8'ini oluşturur.

Suyun kütlesinin %88'i oksijendir, bu yüzden canlı organizmaların kütlesinin büyük bir kısmını oksijen oluşturur. Organizmalardaki hem organik (proteinler, yağlar ve karbonhidratlar) hem de inorganik (dış iskelet, dişler ve kemikler) neredeyse tüm ana moleküllerin yapısında oksijen bulunur. Element halindeki oksijeni; siyanobakteriler, Algler, bitkiler üretir ve tüm kompleks yaşam biçimlerindeki canlılar hücresel solunumda kullanır. O₂ atmosferde birikmeye başlamadan önce, Dünya üzerinde evrimsel sürecin erken dönemlerinde dominant olan zorunlu anaerob organizmalar için oksijen toksik etki gösterir. Oksijenin başka bir formu (allotrop) Ozon (O₃), biyosferin morötesi radyasyondan korunmasına yüksek irtifadaki ozon tabakası yardımcı olur, ancak yeryüzüne yakın yerlerde hava kirliliğinin yan ürünü olarak çevreyi kirletici özelliği de bulunmaktadır. Daha yüksekte alçak Dünya yörüngesi irtifasında kayda değer miktarda atomik oksijen bulunur ve uzay araçlarında erozyona neden olur.

Oksijen, sıvılaştırılmış havanın ayrımsal damıtılmasıyla, zeolitlerin basınç salınım adsorpsiyonu ile kullanılarak oksijenin havadan ayrılarak yoğunlaştırılmasıyla, suyun elektroliziyle ve diğer yollarla endüstriyel olarak üretilir. Oksijenin kullanım alanları arasında çelik, plastik ve tekstil üretimi, roket yakıtı, oksijen terapisi ve hava taşıtlarında, denizaltılarda, insanlı uzay uçuş programlarında ve dalgıçlıkta yaşam destek üniteleridir.

Tarihçe

Oksijen Carl Wilhelm Scheele tarafından 1773 yılında veya daha erken yıllarda Uppsala'da ve Joseph Priestley tarafından 1774 yılında Wiltshire'da keşfedilmiştir. Fakat öncelik genellikle Priestley'e verilir çünkü onun çalışması daha önce yayınlanmıştır. Oksijen ismi, bu elementle yaptığı deneylerle o zamanlar popüler olan korozyon ve yanma ile ilgili phlogiston teorisinin gözden düşmesine sebep olan Antoine Lavoisier tarafından 1777 yılında türetilmiştir.

Özellikleri

Yapı

Standart sıcaklık ve basınçta oksijen çok soluk mavi renkte ve kokusuz bir gazdır. O₂ molekülünde iki oksijen atomu birbirlerine üçlü spin elektron dizilimiyle oluşmuş kimyasal bağlarla bağlıdır.

Oksijenin doğada kütle numaraları toplamı (15.9999, yaklaşık=) 16'dır (%99,76), 17 (%4) ve 18 (%0,20) olan üç izotopu vardır. Oksijenin atom ağırlığı 16 olarak kabul edilir. Kütle numaraları 14, 15 ve 19 olan izotopları radyoaktiftir. Fakat bu radyoaktiflerin ömrü oldukça kısadır. Oksijenin çekirdeğinde 8 proton bulunmaktadır. Kimyasal tepkimelerin hemen hemen hepsinde iki elektron alarak eksi hale geçer. Oksijen normal sıcaklıkta pasiftir; yüksek sıcaklıkta aktiftir.

Oksijenin sudaki çözünürlüğü 0 °C'de 14,6 mg/L'dir. Oksijenin kritik sıcaklığı –118,8 °C'dır. Oksijen, bu sıcaklığın üzerinde sıvılaşamaz. Yani sadece basınç ile sıvılaştırılmaz. Oksijenin kritik basıncı 49,7 atmosferdir. Bir atmosfer basınçtaki ergime noktası –218,8 °C ve kaynama noktası –183 °C dır. Belirli bir miktardaki oksijen, katı ve sıvı hallerinin her ikisinde de açık mavi ve şeffaftır. Sıvı oksijen, kuvvetli bir magnetiktir. Şayet sıvı oksijenin bir atmosfer basıncındaki bir hacmi, normal şartlar altında (760 mm Hg ve 20 °C) buharlaştırılırsa, buharın hacmi sıvı hacminin 860 misli olur. Katı oksijenin yoğunluğu –252,5 °C de 1,426 g/cm³'tür. Metallerin çok azı, sıvı halde iken oksijen absorblar (emerler). Absorblanan bu oksijen metal katılaşırken tekrar metali terk eder.

Oksijen, ₈O