Relations between landfill stabilization and microbial diversity


Thesis Type: Postgraduate

Institution Of The Thesis: Marmara University, Faculty of Engineering, Environmental Engineering, Turkey

Approval Date: 2004

Thesis Language: English

Student: EMİNE GİRGİN

Supervisor: BARIŞ ÇALLI

Abstract:

DÜZENLİ KATI ATIK DEPO SAHALARININ STABİLİZASYONU VE MİKROBİYAL DAĞILIMI ARASINDAKİ İLİŞKİ Düzenli depolama, evsel katı atığın bertaraf edilmesinde yaygın olarak kullanılan en ekonomik yöntemdir. Türkiye'de işletimde olan düzenli depo sahalarının yetersizliği nedeniyle, önümüzdeki yıllarda saha sayısında önemli bir artış beklenmektedir. Depo sahasındaki stabilizasyon; 30-50 yıla kadar süren stabilizasyon prosesi sırasında oluşan sızıntı suyu ve biyogazın çevreye ve topluma karşı olumsuz etkileri nedeniyle izlenmelidir. Bu çalışmada, depo sahasının hangi stabilizasyon evresinde olduğunu belirlemek için farklı sızıntı suyu numunelerine çeşitli deneyler uygulandı. Sonuçlar gösterdi ki sızıntı suyunun kimyasal karakterizasyonu ve biyogaz üretim potansiyeli, zaman kaybı ve yüksek maliyet göz ardı edildiğinde, depo sahasının stabilizasyon fazını belirlemede iyi birer gösterge olabilir. Kimyasal karakterizasyon ve biyogaz üretim potansiyeli testine alternatif olarak, depo sahalarındaki mikroorganizmaların tanımlanması stabilizasyon fazlarının belirlenmesinde faydalı olabilir. Bu amaçla FISH, PCR, DGGE gibi daha az maliyet, zaman ve işçilik gerektiren moleküler mikrobiyoloji teknikleri sızıntı suyu numunelerinden konsantre edilen biyokütleye uygulandı. Bahsi geçen metotlar kullanılarak farklı stabilizasyon fazlarındaki depo sahası sızıntı suyu numuneleri asidojenik ve metanojenik olarak tanımlandı. Sızıntı suyunda 0,45'ten büyük BOD5:COD oranları ve birkaç istisna dışında 1,2'nin üzerindeki TKN:NH3-N oranları asidojenik fazı gösterdi. Ayrıca yüksek biyogaz üretim potansiyeli ve asidojenik sızıntı suyu karakteristiği arasında iyi bir korelasyon bulundu. Son olarak sızıntı suyu numunelerinde tanımlanan asetat kullanan Methanosarcina türleri depo sahasında asidojenik fazı gösterdi. Eylül, 2004 Emine GİRGİN ABSTRACT RELATIONS BETWEEN LANDFILL STABILIZATION AND MICROBIAL DIVERSITY Landfilling is the most economical and commonly used method for disposal of municipal solid wastes. In Turkey, a significant increase in landfill number is expected in ensuing years since currently operated sanitary landfills are inadequate. Stabilization in the landfill should be monitored due to social and environmental impacts of leachate and biogas, which is formed during stabilization process that takes up to 30-50 years. In this study, different experiments were applied on different leachate samples to identify in which stabilization phase the landfill is in. Results indicated that, chemical characteristics and biogas production potentials of leachate samples may be good indicators in identification of the stabilization phase in the landfill. However, high time requirements and experimental costs are drawbacks of these experiments. As an alternative to chemical characterization and biogas production potential test, identification of landfill microorganisms may be usefull in determination of stabilization phase in the landfill. For this purpose, less costly and lower time and labour requiring molecular microbiology techniques such as FISH, PCR and DGGE were applied to biomass concentrated from leachate samples. By using the aforementioned experiments, landfill leachate samples in different stabilization phases were identified as acidogenic and methanogenic. BOD5:COD ratios higher than 0.45 and with some exceptions TKN:NH3-N ratios above 1.2 in leachate represented acidogenic phase. Moreover, a good correlation was found between high biogas production potential and acidogenic leachate characteristic. Finally, acetoclastic Methanosarcina species identified in leachate samples indicated acidogenic phase in the landfill. September, 2004 Emine GİRGİN