2025 yılı bölümümüz yayınları
Hydrological insights from SWOT: Comparative analysis of water surface elevation and area time series from hydrocron API
Yüzey Suyu ve Okyanus Topografyası (SWOT) misyonu, yüzey suyu dinamiklerinin yüksek çözünürlüklü küresel gözlemlerini sağlayarak karasal su kütlelerinin izlenmesini ve yönetimini geliştirmede önemli bir rol oynamaktadır. SWOT verilerinden yararlanmada kritik bir araçlardan biri de, zamansal olarak tutarlı SWOT türevi hidrolojik veri kümelerine erişimi kolaylaştıran Hydrocron arayüzüdür. Bu çalışmada, Hydrocron’dan alınan SWOT göl su seviyesi zaman serisi verileri “L2_HR_LakeSP”, dünya genelindeki altı farklı göl lokasyonunda su yüzey yüksekliği (WSE) ve yüzey alanı dinamiklerini değerlendirmek için kullanılmıştır. SWOT’un doğruluğunu ölçmek ve, hem WSE hem de yüzey alanı tahminleri için Simetrik Ortalama Mutlak Yüzde Hata (SMAPE), Mutlak Yüzde Hata (APE) ve Normalize Edilmiş Ortalama Karekök Hata (NRMSE%) gibi hata ölçütleri hesaplanmıştır. Sonuçlar, en yüksek WSE hatasının, %3,83’lük bir SMAPE ile, en küçük yüzey alanıyla karakterize edilen gölde gözlemlendiğini ve bu durumun SWOT ölçümlerinin mekansal ölçeğe duyarlı olduğunu göstermektedir. Buna karşılık, yüzey alanı tahminindeki en büyük hata, sırasıyla %19,56 ve %22,01’lik SMAPE ve APE değerleriyle en sığ gölde meydana gelmiş olup, bu da batimetrik karmaşıklığın SWOT’un tespit yetenekleri üzerindeki etkisini vurgulamaktadır. Bu yerel farklılıklara rağmen, SWOT verilerinin genel performansının oldukça umut verici olduğu ve operasyonel hidrolojik uygulamalar ve uzun vadeli su kaynakları izleme için güçlü bir potansiyel gösterdiği görülmüştür. SWOT gözlemlerinin Hydrocron gibi platformlar aracılığıyla hidrolojik modellerle entegrasyonu, misyonun hem bölgesel hem de küresel ölçeklerde iç su dinamiklerinin anlaşılmasında yararlı olacağının altını çizmektedir.
Ranking circularity levels in industrial parks: a holistic approach incorporating environmental, economic and social indicators
Bu çalışma, özellikle organize sanayi bölgelerini hedefleyen ve Circular Economy Sustainability Index (CESI) geliştirilmesi yoluyla, orta ölçekli (meso-level) bir döngüsellik derecelendirme sistemi sunmaktadır. CESI; enerji yoğunluğu, emisyon yoğunluğu, su yoğunluğu, atık yoğunluğu ve geri dönüşüm oranı olmak üzere beş ekonomik-çevresel gösterge ile sosyal bir göstergeyi altıncı boyut olarak içermektedir. Çalışmada, Adana Hacı Sabancı Organize Sanayi Bölgesi (AOSB)’nde faaliyet gösteren 22 üretim firmasının döngüsel ekonomi performansı CESI aracılığıyla değerlendirilmiştir. Türkiye’nin en önde gelen sanayi bölgelerinden biri olan AOSB, firmaların döngüsellik performansını değerlendirmek ve ülkenin yeşil sanayi dönüşümü çabasında iyileştirme alanlarını belirlemek için mükemmel bir vaka çalışması sunmaktadır. Bulgularımız, atık ve geri dönüşüm göstergelerinin döngüselliği belirlemede kritik rol oynadığını ve toplam puana %34,6 oranında katkı sağladığını; sosyal göstergenin ise %16,3 oranında katkıda bulunduğunu ortaya koymaktadır. Bu sonuçlar, döngüselliğin artırılmasında etkin atık yönetimi ve sosyal sorumluluğun önemini vurgulamaktadır.
A proposal of indoor air pollutant limit values for Turkish schools based on a literature review of emission sources, concentrations, health effects, and limits/guidelines
Limit Values Working Group (Sınır Değerler Çalışma Grubu, LVWG), Türkiye Odalar ve Borsalar Birliği (TOBB) İklimlendirme Meclisi, İç Hava Kalitesi Komitesi bünyesinde kurulmuştur. LVWG’nin görevi, iç ortamlardaki emisyon kaynakları, okullarda kirletici konsantrasyonları, sağlık etkileri ve mevcut sınır ile kılavuz değerler üzerine literatürü inceleyerek, Türk okulları için ele alınması gereken iç hava kirleticilerini belirlemek ve bunlara yönelik sınır değerler önermektir. Çalışma grubu üyeleri, bireysel uzmanlık alanlarına göre sorumluluk üstlenmişlerdir. Öneriler, grup içi tartışmalar sonrasında oybirliğiyle alınan kararlarla sonuçlandırılmıştır. Toplam 19 kirletici/kirletici grubu (karbondioksit, karbonmonoksit, azot dioksit, ozon, radon, uçucu organik bileşikler, formaldehit, trihalometanlar, polisiklik aromatik hidrokarbonlar, poliklorlu bifeniller, bromlu alev geciktiriciler, organofosfat esterleri, ftalat esterleri, partikül madde, biyoaerosoller [bakteriler, mantarlar, virüsler], mikrobiyal kirleticiler ve alerjenler) değerlendirilmiştir. Mevcut bilgi birikimi çerçevesinde, yani kirleticilerin sağlık etkileri ve iç ortamlardaki konsantrasyonları dikkate alınarak, maruziyet süresi, mevcut sınır/kılavuz değerlerin yaygınlığı ve bunların dayandığı sağlık etkileri göz önünde bulundurulmak suretiyle 11 kirletici/grup için sınır değerler önerilmiştir.
Nature-based solutions in Island water management: A case study from Bozcaada (Türkiye)
Doğa temelli çözümler (NbS), özellikle mevsimsel su kıtlığıyla karşı karşıya olan Akdeniz bölgelerinde, su kaynaklarının sürdürülebilir yönetimindeki rolleriyle giderek daha fazla tanınmaktadır. Biyolojik çeşitlilik ve iklim direnci üzerindeki faydaları iyi belgelenmiş olsa da, ekolojik kırılganlık ve su kıtlığının kesiştiği küçük ada bölgelerinde uygulamaları hakkında çok az araştırma bulunmaktadır. Bu çalışma, Bozcaada adasında (Türkiye) NbS’nin, özellikle yağmur suyu toplama sistemlerinin potansiyelini araştırarak bu boşluğu doldurmaktadır. Yüksek çözünürlüklü Dijital Yükseklik Modeli (DEM) geliştirilerek adanın su havzaları belirlenmiş ve su akış modelleri analiz edilmiştir. Bu su havzaları, su tutma potansiyeli ve yağmur suyu depolamaya uygunluğu açısından analiz edilmiştir. Ekolojik uyumluluğu sağlamak için jeolojik yapı, toprak türü ve yerli biyolojik çeşitlilik de yer seçimi sürecine dahil edilmiştir. Bu analize dayanarak, yeraltı suyu beslenmesini desteklemek ve yerel ekosistemleri korumak için besleme havuzları için en uygun yerler belirlenmiş ve tasarlanmıştır. Sonuçlar, stratejik olarak yerleştirilmiş yağmur suyu havuzlarının mevsimsel su mevcudiyetini artırabileceğini, dış kaynaklara bağımlılığı azaltabileceğini ve yıl boyunca yerli türleri destekleyebileceğini göstermektedir. Bu NbS tabanlı yaklaşım, ekolojik entegrasyon ve uzun vadeli dayanıklılığı vurgulayarak, küçük Akdeniz adalarında sürdürülebilir su yönetimi için tekrar kullanılabilir bir çerçeve sunmaktadır.
Airborne and dust-bound PBDEs indoors and outdoors in İzmir, Türkiye: A multi-route exposure – risk assessment
Bölümümüzde yürütülen ve TÜBİTAK tarafından desteklenen 118Y142 nolu araştırma projesinin önemli çıktılarından biri olan “Airborne and dust-bound PBDEs indoors and outdoors in ˙İzmir, Türkiye: A multi-route exposure – risk assessment” başlıklı makale Environmental Pollution’da yayınlandı.
Bu çalışma, İzmir’deki ev, okul ve kafe/bar/restoran gibi iç mekanlarda hava ve yer tozunda bulunan çok bromlu difenil eterlerin (PBDE) düzeylerini incelemekte ve buna bağlı maruziyet seviyeleri ile olası sağlık risklerini değerlendirmektedir.
Enhanced catalytic performance of Rhizomucor miehei lipase on di-n-butyl and diethylhexyl phthalates: insights into substrate specificity and immobilization strategy
Bu çalışmada, Rhizomucor miehei lipazının (palataz) serbest ve Halloysite nanokillere (HNC’ler) immobilize edilmiş formlarının endokrin bozucu özellik sergileyen Di-n-bütil fitalat (DnBP) ve Dietilhekzil fitalatı (DEHP) degradasyon performansı, sulu bir sistemde incelenmiştir. Enzim immobilizasyonu sonrasında, palatazın sekonder yapısındaki değişiklikler dairesel dikroizm (CD) analizleri ile araştırılmıştır. DnBP ve DEHP’nin palataza bağlanma afinitesi, moleküler yerleştirme yaklaşımlarıyla değerlendirilmiştir.
Effects of Industrial and Domestic Wastewater Treatment Plants on Microplastic Pollution in an Urban River in Türkiye
İç su sistemlerinde mikroplastik (MP) kirliliği, kalıcılığı ve potansiyel ekolojik etkileri nedeniyle giderek artan bir çevre sorunu haline gelmiştir. Bu çalışma, Türkiye’nin batısındaki iki kentsel nehir olan Nif Deresi ve Gediz Nehri’nde, evsel ve endüstriyel atık su arıtma tesislerinden (WWTP) gelen arıtılmış ve arıtılmamış atık suların etkisiyle MP’lerin oluşumu, bileşimi ve mevsimsel dinamiklerini kapsamlı bir şekilde değerlendirmektedir. Dört mevsim boyunca toplam 20 nehir suyu ve 3 sediment örnekleme istasyonu izlenmiştir. MP konsantrasyonları suda 7 ila 146 parçacık/L, sedimanlarda ise 9867 ila 136177 parçacık/kg arasında değişmiştir ve en yüksek yoğunluklar WWTP deşarjları ve kentsel altyapı yakınlarında gözlemlenmiştir. Su (59,1%) ve WWTP atık sularında (44,4%) polipropilen baskın polimer iken, sedimanlarda (60,2%) polietilen en yaygın polimerdi. MP’ler çoğunlukla 0,1–0,5 mm boyut aralığındaydı ve renkleri ağırlıklı olarak şeffaftı. İstatistiksel analizler, MP bolluğu ile kimyasal oksijen ihtiyacı, toplam askıda katı maddeler ve seçilmiş ağır metaller (ör. Zn, Cd, Ni) gibi temel su kalitesi parametreleri arasında önemli pozitif korelasyonlar olduğunu göstermiştir. MP’lerin polimerik bileşimi hem kentsel hem de endüstriyel kaynakları yansıtıyordu ve polimer profillerindeki farklılıklar mekansal ve mevsimsel faktörlerle bağlantılıydı. Avrupa tatlı su sistemlerinde bildirilen değerlerle karşılaştırıldığında, incelenen nehirlerdeki MP seviyeleri önemli ölçüde daha yüksek olup, bu durum kentsel nehir havzalarında atık su yönetiminin iyileştirilmesi ve hedefli izleme çabalarının gerekliliğini vurgulamaktadır.
An experimental study on microplastic settling velocities in different water environments: Which factors shape the settling process?
Mikroplastiklerin sucul ortamlardaki davranışlarını anlamak, yaygın varlıkları ve potansiyel ekolojik etkileri göz önüne alındığında çok önemlidir. Bu çalışmada biyofilm oluşumu ve ayrışma süreçlerinin mikroplastiklerin farklı su matrislerinde çökelme hızları üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Bu amaçla, dokuz farklı polimer tipi dört farklı koşulda (saf, biyofilm kaplı, yaşlandırılmış ve ayrışma sonrası biyofilm kaplı) üç tanımlanmış boyut kategorisinde incelenmiştir. Farklı koşullarını temsil eden toplam 648 deneysel sonuç analiz edilmiştir. Sonuçlar, 0,5 ile 4,5 mm arasında değişen mikroplastiklerin çökelme hızlarının 0,012 ile 0,154 m/s arasında değiştiğini ortaya koymuştur. Polibütilen tereftalat ve polietilen tereftalat partikülleri en hızlı çökelme hızlarını (0,154 ve 0,145 m/s) sergilerken, akrilonitril bütadien stiren en yavaş (0,012 m/s) çökelme hızını göstermiştir. Mikroplastik yoğunluğu ve boyutu çökelme hızının önemli faktörleri olarak bulunmasına rağmen su matrisi biyofilm oluşumu ve ayrışma süreçleri bu çalışmanın koşulları altında istatistiksel olarak anlamlı bir farklılık göstermemiştir. Bu durum biyofilm büyümesi için yeterli zamanın olmaması, ayrışma nedeniyle yapısal değişikliklerin sınırlı olması ve kontrollü laboratuvar ortamı ile ilişkilendirilmiştir. Biyofilm oluşumunun pürüzlü ve mat yüzeylerde daha belirgin olduğu parlak ve kaygan yüzeylerde ise daha az belirgin olduğu gözlenmiştir. Ayrıca, hava koşullarının yüzeyi değiştirdiği tespit edilmiştir. Ayrıca deneysel olarak belirlenen çökelme hızları literatürden iki farklı model kullanılarak elde edilen teorik tahminlerle karşılaştırılmıştır. Deneysel çökelme verileri ile teorik modeller arasında yapılan karşılaştırma özellikle düzensiz şekilli mikroplastikler için Waldschlager ve Schüttrumpf (2019) ve Akdogan ve Guven (2024) tarafından önerilen modellerle güçlü bir uyum olduğunu göstermiştir. Bu sonuçlar, bu tür teorik yaklaşımların belirli polimer türlerinin çökelme davranışını güvenilir bir şekilde tahmin edebileceğini göstermektedir. Genel olarak, bulgular mikroplastiklerin doğal su sistemlerindeki taşınımını ve akıbetini tahmin etmek için bu modellerin pratik uygulanabilirliğinin altını çizmekte ve gelecekteki çevresel değerlendirmeler için değerli bir temel sunmaktadır.
Analysis of microplastic flux from the Gediz River to the Aegean Sea: A modeling study for environmental management
Karasal iç sulardaki mikroplastiklerin miktarını belirlemek, kaderlerini ve taşınma mekanizmalarını anlamak ve sucul ortamlardaki durumlarını ortaya koymak kritik öneme sahiptir. Bu çalışma, Türkiye’deki Gediz Nehri Havzası’nda mikroplastik (MP) kirliliğini simüle etmek için bir matematiksel model geliştirmeyi ve kalibre etmeyi amaçlamış olup, mevcut koşullar altında MP kaderi ve taşınımına ve çeşitli yönetim senaryolarına odaklanmıştır. Temel senaryo, akış hızlarında dokuz kat fark olmasına rağmen, havzanın orta ve memba kısımlarının da önemli kirlenme gösterdiğini, ortalama konsantrasyonun 25 n/L iken aşağı akış ortalamasının 29 n/L olduğunu ortaya koymuştur. Model daha sonra atıksu arıtma tesislerinden (AAT) MP deşarjlarının azaltılması ve kollarda bitkisel bariyerlerin uygulanması dahil olacak şekilde çeşitli azaltma senaryolarının etkilerini test etmek için çalıştırılmıştır. Bitkisel bariyerlerle memba kollarındaki MP konsantrasyonlarını azaltmayı içeren Senaryo 4, tüm segmentlerde (%32) ve özellikle mansap alanında (%47) en yüksek ortalama azalmayı elde etmiştir. Buna karşılık, su geri kazanımı yoluyla kentsel ve endüstriyel atık su arıtma tesislerinden gelen atık su deşarjlarını azaltmayı amaçlayan Senaryo 1 ve endüstriyel girdileri değiştirerek Organize Sanayi Bölgesi (OSB) deşarjlarındaki MP’yi ortadan kaldırmaya odaklanan Senaryo 2, sırasıyla %20 ve %17 azalmalarla üst havzada en etkili MP azalmalarını elde etti. Yapay sulak alanlar aracılığıyla akış azaltma ve MP tutulumunu hedefleyen Senaryo 3, çoğu alanda %0’a yakın azalmalarla asgari etkiye sahip görülmüştür. Bu sonuçlar, özellikle memba ve yan kaynakların yönetiminde MP kirliliğini etkili bir şekilde azaltmak için kapsamlı yaklaşımlara olan ihtiyacı vurgulamaktadır.
A holistic overview of the applications of GRACE-observed terrestrial water storage in hydrology and climate science
Karasal Su Depolaması (TWS), hidrolojik döngünün hayati bir unsurunu temsil eder ve dalgalanmaları Dünya’nın iklimini ve ekolojik dengesini önemli ölçüde etkiler. 2002’deki lansmanından bu yana, Yerçekimi Kurtarma ve İklim Deneyi (GRACE) uydu görevi, Dünya’nın sistem bileşenleri içindeki büyük ölçekli kütle değişikliklerini gözlemleme ve analiz etme yeteneğinde devrim yaratmıştır. Bu makale, GRACE uydu gravimetrisinin kapsamlı ve güncel bir genel bakışını sunarak, hidrolojik ve iklimle ilgili çalışmalara olan ilgisini vurgulamaktadır. Çalışma, GRACE görevinin temel ölçüm ilkelerini ana hatlarıyla belirtmekte, GRACE veri ürünlerinin (küresel harmonik ve maskon çözümleri dahil) ayrıntılı bir açıklamasını sağlamakta, GRACE tabanlı araştırmalardaki ortaya çıkan eğilimleri incelemekte ve hidroloji ve iklim bilimindeki temel uygulamalarını gözden geçirmektedir. Ek olarak, GRACE verilerinin kullanımındaki temel zorlukları ele alarak gelecekteki araştırmalar ve uygulamalar için yenilikçi uygulamalarını araştırmaktadır.
Understanding the role of a specific microenvironment in personal exposure to semi-volatile organic compounds using silicone wristbands
Yarı uçucu organik bileşiklere (SVOC) yönelik kişisel maruziyetin değerlendirilmesinde, tüm solunumsal ve dermal maruziyeti kullanıcının bulunduğu mikroçevreler ve gerçekleştirdiği aktiviteler üzerinden bütüncül biçimde yansıtan pratik bir örnekleme aracı olarak silikon bileklikler (SWB) kullanılmaktadır. Bu yaklaşım, farklı maruziyet yollarının ve mikroçevresel etkilerin anlaşılmasına önemli katkı sağlamaktadır. Çalışma ortamları, bireylerin hafta içi zamanlarının yaklaşık üçte birini geçirdiği kritik mikroçevrelerdir; dolayısıyla ofis kaynaklı maruziyetin ayrıntılı olarak incelenmesi gerekmektedir. Bu çalışmada, üniversite personelinin kişisel SVOC maruziyetinin belirlenmesi ve ofis havasının toplam maruziyete olan katkısının nicel olarak ortaya konması amaçlanmıştır. Katılımcıların bileğine takılan SWB’ler ve ofislerine asılan SWB’ler aracılığıyla yedi günlük örnekleme gerçekleştirilmiştir. Bulgular, polisiklik aromatik hidrokarbon (PAH) maruziyetinin çoğunlukla ev içi yanma faaliyetleri veya açık ateş kaynaklı olduğunu; organofosfat esterleri ve ftalat maruziyetinin ise yapı malzemeleri (zemin kaplamaları, boyalar) ile tüketici ürünlerinden (örneğin yatak ve mobilya) kaynaklandığını göstermiştir. Ofislerdeki PAH seviyelerinin dış ortam havasının taşınımından, ftalatların ise tavan kaplama malzemelerinden etkilendiği belirlenmiştir. Ofis SWB’lerinden elde edilen veriler, literatürde raporlanan örnekleme hızları ve fazlar arası dağılım katsayıları kullanılarak eşdeğer hava konsantrasyonlarına dönüştürülmüş; ofis havasının toplam solunum ve dermal maruziyete katkısı sırasıyla fluorene için yüzde 83, tri(n-butil) fosfat için yüzde 51 ve tris(2-kloro izopropil) fosfat için yüzde 39 olarak hesaplanmıştır. Bu sonuçlar, kişisel örneklemeye dayalı istatistiksel analizlerle uyumludur. Sonuç olarak çalışma, belirli mikroçevrelerin bazı SVOC türlerine yönelik maruziyette kritik bir rol oynadığını ortaya koymakta ve iç ortam hava kalitesinin iyileştirilmesi ile insan sağlığı risk değerlendirmesi için önemli çıkarımlar sunmaktadır.
Nanoarchitectonics approach to graphite/starch supported bioelectrode for enhanced supercapacitor performance
Bu çalışmada, nişasta esaslı biyomalzemeler kullanılarak geliştirilen ve grafit ile desteklenen yeni bir biyoelektrot malzemesi süperkapasitör uygulamaları için sentezlenmiş ve test edilmiştir. Ticari patates nişastası ve grafit kullanılarak üretilen bu elektrot, yüksek özgül kapasitans (355.6 F/g @ 0.5 A/g) ve olağanüstü çevrimsel kararlılık (%93.5 kapasite korunumu, 5000 çevrim sonrası) göstermiştir.
Grafit oranının artırılması ile elde edilen gözenekli yapı ve yüksek yüzey alanı sayesinde elektrotun elektriksel iletkenliği ve iyon taşınım kapasitesi önemli ölçüde geliştirilmiştir. Bu yönüyle çalışma, biyobozunur ve düşük maliyetli malzemelerle çevre dostu enerji depolama teknolojilerine katkı sunmakta; özellikle taşınabilir elektronik cihazlar, hibrit araçlar ve şebeke ölçekli sistemlerde sürdürülebilir alternatifler sunmaktadır.
A comprehensive life cycle impact evaluation of hydrogen production processes for cleaner applications
Bu çalışmada; kömür gazifikasyonu, suyun elektrolizi ve hibrit karanlık fermantasyon–mikrobiyal elektroliz hücresi (DF-MEC) olmak üzere üç farklı hidrojen üretim yöntemi yaşam döngüsü değerlendirmesi (LCA) bakış açısıyla karşılaştırılmıştır. Çalışma, atmosfere yayılan emisyonlar ve çevresel etki kategorileri açısından bu yöntemlerin sürdürülebilirlik düzeylerini analiz etmektedir.
Ana bulgulara göre, elektroliz yöntemi en düşük CO₂ salınımı (6.39 kg-CO₂/kg-H₂) ve çevresel etki değerleriyle öne çıkarken, biyokütleye dayalı DF-MEC yöntemi en yüksek negatif biyojenik CO₂ salımı (−68.69 kg-CO₂/kg-H₂) ile dikkat çekmiştir. Kömür gazifikasyonu ise en yüksek toplam sera gazı salımı ve çevresel yük ile en olumsuz senaryo olarak değerlendirilmiştir.
Bu çalışma, temiz hidrojen üretimi teknolojilerinin çevresel etkilerinin bütünsel olarak anlaşılmasına ve sürdürülebilir enerjiye geçiş sürecine bilimsel katkı sağlamaktadır.
Esterase-mediated degradation of dibutyl and diethylhexyl phthalates in aqueous and soil systems
Bölümümüz araştırma görevlisi Dr. Esin Balcı, Kimya Mühendisliği Bölümü öğretim üyesi Prof. Dr. Aysun Sofuoğlu ve Kimya Bölümü öğretim üyesi Prof. Dr. Gülşah Şanlı-Muhammed tarafından hazırlanan “Sulu ve toprak sistemlerinde dibutil ve dietilhekzil ftalatların esteraz aracılı degradasyonu” başlıklı araştırma makalesi Chemosphere dergisinde yayımlanmıştır.
Bu çalışma kapsamında, İzmir Balçova jeotermal kaynaklarından izole edilen Geobacillus sp. kaynaklı esteraz enzimi ve Bacillus subtilis esteraz enzimi varlığında endokrin bozucu özellik gösteren Fitalatların su ve toprak sistemlerinde degradasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir.
Derivation of soil hydraulic properties (SHPs) using a Physics-Based inverse calibration method and International soil moisture network database
Bu çalışmada, sensör tabanlı toprak nemi verileri kullanılarak çoklu işlem tekniği aracılığıyla “ters kalibre edilmiş Toprak Hidrolik Özellikleri (SHPs)” parametreleri tahmin edilmiştir. Bu amaçla, iki farklı toprak hidrolik modeli (van Genuchten Mualem (VGM) ve Fredlund-Xing-Wang (FXW)) için bir boyutlu Richards Denklemini çözen bir sayısal model geliştirilmiştir. Toprak hidrolik parametrelerinin ters kalibrasyonu için Diferansiyel Evrim Algoritması (DEA) optimizasyon tekniğinin çoklu işlem versiyonu kullanılmıştır. FXW için kalibrasyon istatistikleri 50 ve 100 cm derinliklerde sırasıyla KGE’ (0.89 ± 0.1 ve 0.83 ± 0.23), R (0.89 ± 0.1 ve 0.85 ± 0.21) ve ubRMSE (0.017 ± 0.01 ve 0.015 ± 0.02) olarak hesaplanmıştır. VGM içinse KGE’ (0.87 ± 0.11 ve 0.78 ± 0.22), R (0.90 ± 0.08 ve 0.86 ± 0.17) ve ubRMSE (0.019 ± 0.01 ve 0.017 ± 0.01) bulunmuştur. Kullanılan yöntem, hem FXW hem de VGM için SHPs toprak hidrololik parametrelerinin tahmininde yüksek istatistiksel performans göstermiştir. Tahmin edilen SHPs değerleri farklı yöntemler kullanılarak valide edilmiştir. Bu yöntemlerden ilki olan korelasyon analizi, SHPs’lerin toprak özellikleri (kum, kil, silt) ve çevresel değişkenlerle güçlü bir ilişki olduğunu göstermiştir. Diğer bir validasyon tekniği olarak, tahmin edilen parametrelerin k-means kümeleme yöntemiyle kalibrasyon noktaları dışında farklı konumlara transfer edilip edilemeyeceği araştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar, literatürdeki hiper-çözünürlüklü haritalara benzerlik ve gelişme göstermiştir. Bu çalışmada kullanılan simülasyon modeli bazı varsayımlar ve limitasyonlar içerse de, bu çalışma ISMN veritabanının toprak hidrolik özelliklerini türetmek ve bu parametreleri kalibrasyon noktalarından farklı yerlere aktarmak için kullanılabileceğini göstermektedir. FXW, kök bölgesindeki toprak nemini belirlemede umut verici bir hidrolik model olarak öne çıkmıştır. Bundan sonraki çalışmalarda, ISMN ağındaki tüm sensörler kullanılarak elde edilecek olan toprak hidrolik parametleri ve eğitilecek pedotransfer fonksiyonlarıyla, kök bölgesindeki toprak neminin yüksek bir hassasiyetle üretilebileceği düşünülmektedir.
Cradle-to-gate life cycle assessment of heavy machinery manufacturing: a case study in Türkiye
Bu çalışmada, Türkiye’deki forklift (2. fotoğraf) ve yarı römork (3. fotoğraf) üretim süreçlerinin çevresel etkileri yaşam döngüsü değerlendirme (LCA) yöntemiyle analiz edilmiştir. Adana Hacı Sabancı Organize Sanayi Bölgesi’ndeki iki üretici firmadan elde edilen saha verileriyle yürütülen bu çalışma, çelik kullanımının çevresel etkilere olan baskın katkısını ortaya koymaktadır. Avrupa Yeşil Mutabakatı gibi politikalar göz önüne alındığında, Türkiye sanayisinin sürdürülebilirlik hedeflerine ulaşmasında bu tür çalışmalar büyük önem taşımaktadır.
Surface sediments as a sink and risk source for legacy POPs during waste management practices
Çalışma Environmental Pollution dergisinde yayımlandı.
Türkiye’deki bir gemi söküm bölgesindeki (Aliağa, İzmir) kıyı sedimanlarının endişe verici derecede yüksek PCB ve PBDE – kalıcı organik kirletici (KOK) – seviyelerine sahip olduğunu ortaya koymuştur. Bu faaliyetler sedimanları uzun vadeli kirlilik noktalarına dönüştürerek ekolojik riskler oluşturmaktadır. Bu çalışma, daha sıkı atık uygulamalarına ve KOK’lar konusunda küresel eyleme duyulan ihtiyacı vurgulamaktadır.
Life cycle assessment of black tea production and consumption in Türkiye: Insights from waste management scenarios
Bu çalışma, kişi başına çay tüketiminde dünya lideri olan Türkiye’de çay üretimi ve tüketiminin yaşam döngüsü değerlendirmesini (LCA) gerçekleştirmektedir. Çevresel sıcak noktaları belirlemeyi ve sürdürülebilir çözümler önermeyi amaçlayan bu çalışma, CCaLC2 yazılımı, CML metodolojisi ve Ecoinvent 3.0 veri tabanı kullanılarak beşikten-mezara (cradle-to-grave) yaklaşımıyla yürütülmüştür. Çalışma, yetiştirme, işleme, taşıma ve tüketim aşamalarını kapsamakta olup karbon ayak izi ve asitlenme potansiyeli gibi temel çevresel göstergelere odaklanmaktadır.
Sonuçlar, enerji yoğun demleme yöntemleri nedeniyle çevresel etkinin büyük ölçüde tüketim aşamasında yoğunlaştığını (%91) ortaya koymaktadır. Yetiştirme ve taşıma aşamalarının katkısı oldukça düşük olup her biri %4 seviyesindedir. Bu durum, enerji verimli demleme uygulamalarının teşvik edilmesi ve tüketicilerin yenilenebilir enerji kaynaklarını benimsemesinin gerekliliğini vurgulamaktadır. Çalışmada ayrıca farklı atık yönetimi stratejilerinin çevresel etkileri de incelenmiştir. Kompostlama, karbon ayak izini ve fotokimyasal oksidan oluşumunu azaltmada en faydalı yöntem olarak öne çıkarken, bazı etki kategorileri için yakma yöntemi daha avantajlı olabilmektedir.
Bu çalışma, çay demleme sürecinde enerji tüketiminin azaltılması ve yenilenebilir enerji kullanımının teşvik edilmesi gerektiğini ortaya koymaktadır. Ayrıca, Türkiye’deki çay değer zincirinin daha sürdürülebilir hale getirilmesi için kompostlamanın kritik bir atık yönetimi stratejisi olarak benimsenmesi gerektiğini vurgulamaktadır. Bu bulgular, politika yapıcılar, sanayi aktörleri ve çay tüketicileri için çevresel etkiyi en aza indirmeye yönelik bilinçli kararlar almada önemli içgörüler sunmaktadır.
Sleep quality: Design of bedroom ventilation and evaluation within the scope of current standards
Kapalı alan hava kirliliği, halk sağlığı açısından en önemli çevresel risklerden biri olarak kabul edilmektedir. Günümüzde insanlar zamanlarının yaklaşık %90’ını iç ortamlarda geçirmektedir. Bu sürenin büyük bir kısmı ise uykuya ayrılmaktadır. Bu nedenle, uyku ortamlarındaki iç hava kalitesinin uyku kalitesi üzerindeki etkisi dikkatle değerlendirilmelidir. Uluslararası havalandırma standartları (örneğin ASHRAE ve CEN) ile ülkelere özel kılavuzlar, özellikle konutlarda ve yatak odalarında uygun havalandırma tasarımı için çeşitli kriterler sunmaktadır.
Bu çalışma, yatak odalarında uygun havalandırma hızının belirlenmesinde iki farklı yaklaşımı karşılaştırmaktadır: “Havalandırma Hızı Prosedürü (VRP)” ve “İç Hava Kalitesi Prosedürü (IAQP)”. IAQP yaklaşımı, hava debisini ortamda oluşan CO₂ miktarına göre belirler. Bu yöntemde amaç, uyku alanındaki CO₂ seviyesini 750 ppm ve 1000 ppm gibi belirlenmiş üst sınırların altında tutmaktır.
Çalışmada, toplumun büyük bölümünü oluşturan yetişkin bireyler esas alınmış ve analizler hem tek kişilik hem de çift kişilik yatak odaları için gerçekleştirilmiştir. Uyku sırasında havalandırmaya ihtiyaç duyulmayan hacim (Vf), standart yatak odalarında genellikle sağlanamamaktadır (kişi başı 10–21,6 m³ arası). Bu nedenle, bu değerlerin altındaki tüm uyku alanlarında uygun havalandırma sağlanması önem taşımaktadır.
Analiz sonuçlarına göre, tipik yatak odalarında CO₂ seviyesi ilk saat içinde 750 ppm’e ulaşmakta ve yaklaşık 2 saat içinde uyku kalitesini bozacak seviyelere çıkmaktadır. Bu nedenle, farklı oda hacimlerinde ve farklı uyku süreleri için gerekli olan havalandırma debilerini gösteren bir tablo sunulmuştur. Bu tablo, CO₂ seviyesinin 750 ppm veya 1000 ppm’in altında tutulabilmesi için gereken minimum hava değişim miktarlarını göstermektedir.
Sonuçlar, standartlara göre kişi sayısı ya da alan üzerinden belirlenen havalandırma hızlarının (VRP), CO₂ seviyelerini kontrol etmek açısından her zaman yeterli olmadığını ya da kimi durumlarda gereğinden fazla olabileceğini göstermektedir. Bu nedenle, sistem tasarımında IAQP yaklaşımına dayalı, talebe göre çalışan havalandırma çözümlerine yönelmek daha uygun bir yaklaşım olarak değerlendirilmektedir.
A New Electro-Biomembrane Integrated Renewable-Based System to Produce Power, Fresh Water and Hydrogen for Sustainable Communities
Küresel ısınmanın şiddetlenmesiyle birlikte, verimli ve sürdürülebilir enerji çözümlerine duyulan ihtiyaç her zamankinden daha kritik hale gelmektedir. Son çalışmamızda, güneş enerjisiyle çalışan bir parabolik oluk kolektör (PTC) sistemini içeren elektro-biyomembran ünitesi geliştirdik. Bu sistem, güneş termal enerjisi ve biyokütleyi entegre ederek aynı anda temiz su, elektrik ve biyohidrojen üretimi sağlamaktadır.
Bu çoklu üretim sistemi, beş ana alt sistemden oluşmaktadır:
✅ PTC güneş sistemi
✅ Organik Rankine çevrimi
✅ Buhar Rankine çevrimi
✅ Çok kademeli flaş damıtma ünitesi
✅ Elektro-biyomembran reaktörü
Çalışmamız, sistem performansında güneş ışınımının önemli rolünü ortaya koyarak, yenilenebilir enerjinin etkin bir şekilde kullanılabileceğini göstermektedir. Özellikle, sistem günde 328,56 kg biyohidrojen üretimi sağlayarak sürdürülebilir hidrojen üretimi için büyük bir potansiyel sunmakta ve temiz su ile enerji üretimine katkıda bulunmaktadır.
The role of effective catalysts for hydrogen production: A performance evaluation
Hidrojen (H₂), yakıt, depolama ve endüstriyel uygulamalar için sürdürülebilir bir alternatif sunan umut verici bir temiz enerji taşıyıcısıdır. Ancak, büyük ölçekli H₂ üretimi, yüksek maliyetler ve düşük verimler nedeniyle hala sınırlıdır.
Son yıllarda, katalizör teknolojilerindeki gelişmeler, biyolojik, termo-kimyasal ve su bazlı süreçlerde verimliliği önemli ölçüde artırmıştır. Demir, nikel, titanyum oksit ve gümüş gibi katalizörler, H₂ üretim hızlarını artırmada etkili bulunmuştur. Bununla birlikte, reaktör tasarımının optimize edilmesi, katalizör dozajı, sıcaklık ve pH seviyelerinin ayarlanması performansı daha da iyileştirmektedir.
Karanlık fermantasyon (dark fermentation) sürecinde, metal katalizörlerin kullanımı, biyolojik H₂ verimini %3,2 ila %38 oranında artırmaktadır. Bu durum, katalizörlerin üretimi artırırken çevresel etkileri en aza indirme potansiyelini gözler önüne sermektedir.
Bu çalışma, sürdürülebilir hidrojen üretiminde katalizörlerin kritik rolüne vurgu yaparak, gelecek araştırmalar ve büyük ölçekli uygulamalar için temel zorlukları belirlemektedir.
Experimental study for recovery of heavy metals from contaminated soil using arbuscular mycorrhizal fungi
Toprak mikroorganizmaları, özellikle arbusküler mikorizal mantarlar, konak bitkileriyle yararlı bir simbiyotik ilişki kurarak, metal kirliliğine maruz kalmış toprakların iyileştirilmesinde kullanılmaktadır.
Bu çalışma, mantarlara bağlı fitoremediasyon (bitkisel arıtım) süreciyle ağır metallerin topraktan uzaklaştırılmasını incelemektedir. Sonuçlar, ayçiçeği bitkisinin en yüksek bakır birikimini sağladığını göstermektedir; 18,55 mg/kg.
Buna karşılık, mikroorganizma içermeyen kontrol gruplarında, ayçiçeği ve sorgum bitkilerinin bitki biyokütlesi aracılığıyla bakırı transfer etme yeteneklerinin oldukça düşük olduğu belirlenmiştir (sırasıyla 0,91 mg/kg ve 0,97 mg/kg).
Her iki bitki de mantarlar ile birlikte fitoremediasyon sürecinin, ağır metal kirliliğiyle mücadelede sürdürülebilir bir çözüm sunabileceğini ortaya koymaktadır.
A comparative evaluation of dark fermentative bioreactor configurations for enhanced hydrogen production
Yenilenebilir enerjiye olan artan talep, biyohidrojen (bioH₂) üretimine olan ilgiyi artırmış ve temiz, sürdürülebilir bir yakıt alternatifi olarak ön plana çıkarmıştır.
Çeşitli üretim yöntemleri arasında, karanlık fermantasyon (dark fermentation), büyük ölçekli ve maliyet açısından verimli bioH₂ üretimi için umut verici bir yol sunmaktadır.
Bu çalışma, biyohidrojen üretimindeki farklı biyoreaktör konfigürasyonlarını incelemektedir. Değerlendirilen biyoreaktör tipleri şunlardır:
🔹 Anaerobik kesintili ardışık reaktör (anaerobic sequencing batch reactor)
🔹 Sürekli karıştırmalı reaktör (continuous stirred reactor)
🔹 Yukarı akışlı reaktör (up-flow reactor)
🔹 Sabit yataklı reaktör (fixed-bed reactor)
🔹 Membran reaktörü (membrane reactor)
Sonuçlar, sürekli karıştırmalı reaktörlerin ekonomik olarak en yaygın kullanılan sistem olduğunu gösterirken, membran ve sabit yataklı reaktörlerin daha yüksek bioH₂ verimi sağladığını ortaya koymaktadır.
Bu çalışma, bibliyometrik analiz kullanarak biyoreaktör teknolojilerindeki tarihsel ve güncel gelişmeleri kapsamlı bir şekilde incelemekte, performansı etkileyen temel parametreleri ve verimliliği artırmaya yönelik stratejileri ele almaktadır.