9 Ocak 2017 Pazartesi

Toprak Erozyonu Ve Önlenmesi

EROZYON NEDİR

Erozyon (toprak aşınımı), toprağın aşınmasını önleyen bitki örtüsünün yokedilmesi sonucu koruyucu örtüden yoksun kalan toprağın su ve rüzgarın etkisiyle aşınması ve taşınması olayıdır. Erozyonun başlıca nedeni, toprağı koruyan bitki örtüsünün yokolmasıdır. Arazi eğimi, toprak yapısı, yıllık yağış miktarı, iklim faktörleri, bitki örtüsü, toprak ve bitkiye yapılan çeşitli müdahaleler, erozyonun şiddetini belirleyen öğelerdir.

TEMA'nın erozyonla mücadeleye bu kadar önem vermesinin altında, erozyonun ülkemizin yaşam koşullarını olumsuz etkileyecek kadar büyük bir tehlike olması yatmaktadır. Erozyon, Türkiye'nin gıda açısından kendine yeterli bir ülke olmasını tehlikeye düşürmektedir. Ülkemizin topraklarının % 73'ü şiddetli erozyon tehlikesine maruzdur. Rüzgar ve yağmur, verimli toprakları sürükleyerek, baraj göllerine, akarsu yataklarına ve denizlere taşımaktadır. Ülke yüzeyinden bir yılda kaybedilen toprak miktarı yaklaşık 1.4 milyar tondur. Sadece tarım alanlarından kaybedilen verimli toprak miktarı ise yaklaşık 500 milyon ton/yıl'dır. Bu topraklarla birlikte mineral ve organik madde de kaybedilmektedir. Türkiye'nin kimyevi gübrelere ayırdığı yıllık kaynağın 4.5 trilyon lira olduğu düşünülürse, ekonomik kaybın büyüklüğü daha net anlaşılabilir. Erozyonla kaybedilen bir başka değer ise sudur. Kaybolan toprak yüzünden her yıl yaklaşık 50 milyar m3 yağış depolanamamaktadır. 

Erozyon toplumsal sorunların artmasına da yol açmaktadır. Yanlış arazi kullanımı, tarım alanlarının verimini azaltmaktadır. Doğduğu ve büyüdüğü yerde geçim şansı ortadan kalkan insanların, kentlere göçmekten başka seçeneği kalmamaktadır. Köyden kente göç ise, alt yapının yetersiz olduğu kentlerdeki ekonomik ve toplumsal sorunları daha da ağırlaştırmaktadır.

Barajlar ve yeraltı suları da, erozyonun etkilerinden nasibini almaktadır. Yerinden kopup giden topraklar, baraj göllerini doldurarak su depolama hacimlerini azaltmakta ve barajların ömrünün kısalmasına neden olmaktadır. Erozyon sonucunda toprağın altındaki cansız tabaka (ana kaya) ortaya çıkmaktadır. Faydalı toprak katmanlarını kaybeden arazilerde çölleşme başlamaktadır. NASA'nın yaptığı bir araştırmaya göre, erozyonun şiddetlenerek devam etmesi halinde Türkiye'nin büyük bir bölümü 55 yıl sonra çöl olacaktır. Toprakları çölleşen bir ülkenin temel sorunları, açlık, sussuzluk, işsizlik ve iç göç olacaktır.

EROZYONUN BOYUTLARI

Erozyon, dünyada ve ülkemizde günümüzün en büyük çevre sorunlarından biri ve belki de en önemlisidir. Erozyon; neden olduğu toprak kayıpları bakımından hafif, orta, şiddetli ve çok şiddetli olarak sınıflandırılmaktadır. Hafif erozyon, üst toprağın %25’ine kadar aşınmış ve taşınmış olmasıdır. Orta derecede erozyon, üst toprağın %25-75’ininaşınıp taşınmış; şiddetli erozyon, üst toprağın %100’ü ile alt toprağın %25’inin aşınıp taşınmış; çok şiddetli erozyon ise, alt toprağın %25-75’inin aşınarak taşınmış olmasıdır.

Dünya kurulduğundan bugüne kadar, hem toprak oluşumu hem de erozyon sürekli olarak dünyanın her yerinde az veya çok meydana gelmektedir. Ancak burada her iki olay arasında doğal bir denge söz konusudur. Zararlı boyutta toprak kayıplarına neden olan, hızlandırılmış erozyondur. Bu bakımdan erozyon, doğal erozyon ve hızlandırılmış erozyon olarak da sınıflandırılabilir. Doğal erozyon, insan müdahalesi olmaksızın toprağın aşınması ve bir yerden başka bir yere taşınması anlamına gelir. Burada bütünüyle doğanın kendi iç hareketliliği söz konusudur. Doğal erozyon çoğunlukla zararlı olmayıp, diğer bir ifadeyle toprak ve bitki örtüsünü tahrip edici nitelikte değildir. Hatta toprak yenilenmesini sağladığından yararlı olarak bile düşünülebilir. Hızlandırılmış erozyon ise insanların çeşitli nedenlerle bir arazideki toprağı gevşetmeleri ve bitki örtüsünü tahrip etmeleri sonunda, toprağı suyun ve rüzgarın aşındırma ve sürükleme gücüne karşı dirençsiz hale getirmeleri ile ortaya çıkar. Bu olumsuz müdahaleyi takiben toprakta yoğun bir aşınma ve taşınma görülür.

Hızlandırılmış erozyonun meydana geldiği arazide toprak miktarı giderek azalır ve belli bir süre sonra bütünüyle yok olur. Geride sadece çıplak ve sert bir zemin kalır. Böyle bir materyal üzerinde tarımsal faaliyetlerin sürdürülmesi mümkün olmadığından,.arazi zamanla sahibi veya kullanıcısı tarafından terk edilir. Ancak üzerinde, onu koruyacak olan bir bitki örtüsü ve herhangi bir bitkisel gelişimi sağlayacak olan toprak tabakası bulunmadığından, erozyonun şiddeti giderek daha da artar ve arazi tamamıyla derelerle bölünüp parçalanmış halde elden çıkar.

Daha öncede belirtildiği gibi erozyon, toprağın çeşitli sebeplerden dolayı aşındırılması ve oluştuğu yerden başka bir yere taşınıp biriktirilmesi olayıdır. Bu olayda etkili olan bazı doğal faktörler vardır. Bunlar; iklim, topoğrafya, toprağın yapısı, bitki örtüsü vb. olarak sıralanabilir. Bu doğal faktörlerin erozyonu nasıl etkilediği birer örnekle şöyle açıklanabilir:

İklimin temel öğeleri, başta yağış ve sıcaklık olmak üzere, rüzgar, nem, ışık vb.dir. İklime bağlı olarak bir bölgedeki yağış yoğunluğunun (şiddetinin) çok fazla olması, toprağın erozyona uğrama derecesini artırır. Bunun yanında yağışın miktarı, süresi, damla büyüklüğü ve düşüş hızı, yağışın mevsimlere göre dağılımı da erozyon oluşumunda etkilidir.

Topografya, bir arazi parçasının eğimini, yüksekliğini, yöneyini (bakışını), pürüzlülüğünü vb. yüzey yapısını gösteren bir kavramdır. Yağışla birlikte düşünüldüğünde topografya da erozyon oluşumunda etkilidir. Örneğin, aynı yağış şiddetinde, eğimin fazla olduğu yerlerde toprağın sürüklenmesi daha kolay olmaktadır.

Toprağın yapısına bağlı olarak, erozyon bazı yerlerde daha fazla ya da daha az meydana gelebilir. Örneğin içinde bol miktarda organik madde (humus) bulunması halinde aşınmaya karşı daha dirençli olan killi toprak, erozyon oluşumunu yavaşlatabilir. Toprağın işleniş biçimi, mekanik bileşimi (tane iriliği dağılımı), içerdiği organik ve inorganik maddelerin miktarı da erozyona eğilimi üzerinde oldukça etkilidir. Organik maddenin diğer bir etkisi de toprağın yapısını geliştirmek, toprak taneciklerini kümeleştirmek suretiyle infiltrasyon (toprağın suyu emme ve geçirme gücü) kapasitesini artırarak yüzey akışı ve dolayısıyla erozyonu önlemesidir.

Erozyon oluşumunu etkileyen en önemli faktör bitki örtüsüdür. Bitki örtüsünün sıklığı, çeşidi, bitkilerin kök dağılımı, yaşam süresi vb. nitelikleri, toprağın aşınma, taşınma miktarında ve hızında etkili olur. Örneğin çok yıllık odunsu bitki topluluğu sınıfına giren ormanlar, toprağı en iyi koruyan bitki örtüleridirler. Bitkiler kökleriyle toprağı tutarak erozyona neden olan yüzey akışını azaltır. Aynı zamanda yaprakları ve dallarıyla yağmur damlalarının hızını da keserler. Böylece de damlaların toprağa doğrudan çarpmak suretiyle ve toprak kümelerini parçalamasını ve daha kolay taşınabilir hale gelmesini engellerler. Odunsu ve otsu bitkiler, özellikle birlikte bulunduklarında, toprak erozyonunu etkili olarak önleyen doğal koruyuculardır.

Erozyon, aşınma ve taşınmayı yaratan doğal kuvvetlerin çeşidine göre de sınıflandırılabilir. Bu sınıflamaya göre erozyon su, rüzgar, yerçekimi, buzul, dalga, çığ vb. olmak üzere bölümlere ayrılır. Bunların her birinin ayrı ayrı oluş şekli vardır. 

TÜRKİYE'DE EROZYON

Dünyada olduğu gibi Türkiye'de de toprak kaybı sürecinin en önemli etkeni erozyondur. Arazi eğimi, iklim, bitki örtüsü ve toprak özelliklerinin etkileşimi sonucu oluşan doğal erozyonun yanısıra, insanın doğaya müdahalesi temeline dayanan bir dizi yapay etgen, erozyonu bir afet niteliğine dönüştürmektedir.

Türkiye kara yüzeyinin %90’ında çeşitli şiddetlerde erozyon cereyan etmektedir. Arazinin %63'ü çok şiddetli ve şiddetli, %20'si ise orta şiddetli erzyonla karşı karşıyadır. Ülke genelinde yaklaşık 67 milyon hektarlık bir arazide toprak giderek yok olmaktadır. Erozyon büyük ölçüde tarım alanlarında yaşanmaktadır.


İşlenen tarım alanların %75'inde (yaklaşık 20 milyon Ha) yoğun erozyon görülmektedir. Diğer bir anlatımla Türkiye tarım alanlarının ancak 5.0 milyon hektarlık bölümünde erozyon yoktur. Su ve rüzgar erozyonu tüm ülke topraklarının %86.5'inde cereyan etmekte, rüzgar erozyonu 506 bin hektarlık bir yayılımla daha çok kural iklime sahip olan Konya ve dolaylarında görülmektedir. 

Türkiye'de akarsularla birlikte alandan taşınan toprak, ABD'nin 7, Avrupa'nın 17 ve Afrika'nın 22 katı daha fazla düzeydedir. Fırat Nehri, yılda 108 milyon ton, Yeşilırmak 55 milyon ton toprak taşımaktadır. Her yıl Keban barajı'na 32 milyon, Karakaya Barajı'na 31 milyon ton toprak birikmektedir. Erozyonla yılda 90 milyon ton bitki besin maddesi toprak birlikte yitirilmektedir. Her yıl tarım alanlarından 500 milyon ton, tüm ülke yüzeyinden 1,4 milyar ton verimli üst toprak, erozyonla kaybedilmektedir. Kaybedilen bu topraklar, 25 cm kalınlığında, yaklaşık 400 bin hektar genişliğinde bir araziye eşdeğerdir. 

Yanlış toprak kullanımı, yanlış tarım uygulamaları, kent, sanayi, ulaşım ve benzeri yatırımların yanlış konumlanması süreci ise erozyonun hızını arttırdı. Afet nitelikli erozyon yetmezmiş gibi, tarım arazileri, özellikle de verimli tarım arazileri, tarım dışı kullanımlarla açık bir saldırı ve talanla karşı karşıya. 1978-1996 yıllarında amaç dışı tarım toprağı %33 artmış ve betonlaşarak elden çıkan verimli tarım toprağı 600 bin hektara, yani verimli alanların yaklaşık onda birine yaklaşmıştır.

ORMANLAR VE EROZYON

Erozyonun etkisinin azaltılmasında ve önlenmesinde en etkin bitki örtüsü ormanlardır. Orman; ağaçlar, diğer bitkiler, hayvanlar ve diğer mikroorganizmalardan oluşan canlı varlıklar ile ısı, ışık, hava, su gibi fiziksel çevre unsurlarından oluşan ve bunların birbirleriyle karşılıklı etkileşim içinde bulunduğu doğal bir ortamdır. Orman bitki örtüsü, kök, gövde, yaprak ve dallarıyla erozyon oluşumuna fırsat vermez. Bitki kökleri farklı kalınlıkta, sıklıkta ve uzunlukta olup,özellikle kılcal saçak kökler toprağı bir ağ gibi sarar, toprağın su ya da rüzgarla aşınıp taşınmasını engeller.

Bitkilerin gövdeleri, yüzey akış suyunun hızını keser. Özellikle eğimli alanlarda, eğim yönünde hareket eden yüzey akış suyunun hızlanmasını engeller, toprağın yağış sularıyla taşınmasını önleyerek, suyun toprağa sızmasını sağlar. Bitkilerin dal ve yaprakları da erozyonu engellemede etkilidirler. Dal ve yapraklar, yağmur damlalarının hızla toprağa çarpmasını ve toprak yüzeyindeki agregatları (kümeleri) parçalamasını engeller. Böylece, toprak parçacıklarının dağılıp yüzey akış sularıyla taşınmasını önler.

Orman topraklarının kendine has özellikleri de, erozyonun önlenmesinde etkilidir. Orman ağaçları, yapraklarını dökünce toprak üzerinde bir organik örtü oluştururlar. Buna “ölü örtü” adı verilir. Toprak yüzeyini yorgan gibi kapatan bu organik tabaka, toprakta yaşayan canlıların soğuktan korunmalarını sağlar ve bu canlıların besin kaynağını oluşturur. Özellikle mikroorganizmaların, besin elde etmek amacıyla ayrıştırdığı bu örtüden humus adı verilen bir organik madde kitlesi oluşur.

Humusun ve organik maddenin çeşitli ayrışma ürünlerinin toprağa karışmasıyla, toprak sünger gibi gözenekli, kırıntılı (Granüler, agregatlı) sağlam ve esnek bir nitelik kazanır. Oluşan granüller yağmur damlalarının darbe etkisine ve yüzey akış suyuna karşı dayanıklıdır. Böylece humuslu toprak, yağış sularının kolay emilmesini ve gözeneklerde depolanmasını, fazla suyun derinlere sızmasını sağlar. Suyun yüzeysel akışa geçmesini ve toprağın taşınmasını engeller. Ayrıca bu ölü örtü, yağmur damlalarının toprak yüzeyine doğrudan çarparak toprak granüllerini parçalamasına olanak vermez.

Ormanlar, toprak oluşumunda da önemli rol oynarlar. Ağaçların derinlere kadar giden kökleri, kayalara basınç yaparak ve salgılar üreterek toprak ana materyalinin parçalanma ve ayrışmasında etkili olur. Aynı şekilde, bitki örtüsünün yaratmış olduğu ılımlı iklim ve kendine özgü toprak canlıları, toprak oluşumunun hızlanmasına yardımcı olur. Ölü örtünün ve ayrışma ara ürünlerinin etkilerinin de eklenmesiyle, derin, verimli, fiziksel ve kimyasal koşullarının uygun olduğu, iyi bir toprak gelişim ortamı sağlanmış olur.

Ormanlar rüzgar erozyonunun engellenmesinde de, önemli rol oynarlar. Ormandaki ağaçlar ve diğer bitkiler, rüzgarın hızını yavaşlatarak, yönünü değiştirerek, toprak yüzeyini örterek rüzgar erozyonunu önlerler.

Ormanlar yer yer, çok büyük yanlış yapılarak genellikle tarım ve mera alanlarına çevrilmek suretiyle yok edilmektedir. Erozyon oluşumunu engellemede önemli rol oynayan ormanların korunması ve geliştirilmesi konusunda her türlü önlemin alınması kaçınılmazdır. Ormanların mera ve tarım alanlarına dönüştürülmek maksadıyla yakılması, yakacak ve yapacak temini maksadıyla kaçak olarak kesilmesi mutlaka durdurulmalıdır. Orman içindeki boş yerlerin teras dikimi yapılarak ağaçlandırılması, ağaç kesiminin kontrol altına alınması, ormanların korunması için gerekli eğitim ve öğretimin verilmesi, kamuoyunun bilinçlendirilmesi gibi teknik ve yasal önlemler mutlaka alınmalıdır.

Eğimli alanlarda ağaçlandırma ile erozyon kontrolü yapılıncaya kadar, bu yerlerin öncelikle otsu bitkilerle örtülerek ilk planda toprağın yerinde tutulması sağlanmalıdır.

TARIM ALANLARI VE EROZYON

Tarım alanları, toprak yapısı ve iklim özelliklerine göre farklılıklar gösterir. Her tarım arazisinde her çeşit bitki yetişmez. Bu nedenle tarım alanlarının etüt edilerek arazi kullanım yeteneklerine göre sınıflandırılması ve her yetenek sınıfındaki toprakların kullanım planlarının yapılması gerekir. Tarım alanlarının, başta amacı ve yeteneği dışı olmak üzere, yanlış kullanılması, toprak ve su korumaya yönelik tarla içi önlemlerin alınmamış olması gibi etkenler, toprağın işlevini ve verimliliğini kaybetmesine neden olmaktadır. Verimsizleşen toprak üretim gücünü de kaybeder.   Toprağın dış mekanik etkilere dayanıklılığı azalır. Fiziksel özellikleri bozularak, su emme, iletme, havalanma yeteneği zayıflar. Su karşısında derhal dağılan balçıklaşan bir durum alır. Öte yandan toprağın yüzeyini örterek onu yağmur damlalarının darbe etkisinden koruyacak olan bitki örtüsü zayıflar, toprak çıplaklaşır. Bütün bu olumsuz koşullar altında, yağacak olan en basit bir sağanakta toprak erozyonu başlar. 

Tarım alanlarında eğim genellikle %0-10 arasında kabul edilmiş olup, toprak kültür bitkilerinin ihtiyacını karşılayacak kadar derindir. Taban suyu yaklaşık 1 m’den daha aşağıdadır. Yüksek tarım arazilerinde ise taban suyu bulunmaz. Eğimi %10’dan daha fazla olan araziler toprak işlemeli tarım yapmaya uygun değildir. Buralar mera veya ormana tahsis edilmelidir. Aksi halde toprak erozyonu kaçınılmaz olur. Ya da çok zorunlu ise ancak arazi teraslanarak eğim azaltıldıktan veya diğer kültürel önlemler alındıktan sonra tarım yapılabilir.

Tarım alanları ve bu alanlarda erozyonun önlenmesine ilişkin özet bilgiler şöyle sıralanabilir:

• Tarım alanları; genellikle toprağı işleyerek daha çok tek yıllık kültür bitkilerinin yetiştirildiği arazilerdir.
• Toprağın her yıl ve sıkça işlenmesi nedeniyle çok ciddi bir erozyon tehlikesiyle karşı karşıyadırlar.
• Özellikle eğimi fazla olan yerlerde erozyon riski çok yüksektir. Bu nedenle toprak ve su korumalı tarım yapılmalıdır.
• Toprak ve su korumalı tarım için “Arazi Kullanma Yeteneği Sınıfları”na göre toprak kullanma önlemleri alınmalıdır.
• Arazi Kullanma Yetenek Sınıfları toplam sekiz adet olup, bunlardan ilk dört sınıf (I., II., III., IV. Sınıf) toprak işlemeli tarıma elverişlidir. Geriye kalan V., VI., VII. sınıf araziler mera ve orman için, VIII. sınıf araziler ise ancak doğal orman ve yaban hayatının sürdürülmesi ya da çeşitli arazi ihtiyaçları için (yerleşim, turizm, sanayi) uygun olan alanlardır.
• Tarım arazilerinin yetenek sınıfı numaraları büyüdükçe alınması gerekli toprak koruma önlemleri artar.
• Her yetenek sınıfı için öngörülen önlemler alınmadığı taktirde erozyon şiddetlenir.
• Bunların dışında tarım topraklarının hatalı işlenmesi de erozyonu artırır.

Hatalı toprak işleme;

1. Toprağa uygun olmayan alet kullanılması,
2. Toprağın sürekli aynı derinlikte işlenmesi,
3. Toprağın eğim doğrultusunda işlenmesi,
4. Toprağın tav dışında işlenmesi,
5. Toprağın çok sık işlenmesi vb. dir.

• Kış döneminde uzun süre toprak yüzeyinin çıplak (bitkisiz) bırakılması, özellikle hatalı toprak işleme ile birlikte, eğimli tarım alanlarında çok tehlikeli boyutta erozyona yol açar.
• Tarım alanlarında sıkça meydana gelen erozyon çeşitleri;

1. Yağmur damlası erozyonu (Darbe etkisi),
2. Yüzey erozyonu (Tabaka erozyonu),
3. Oluk erozyonu (Parmak erozyonu) dur.

Daha seyrek olarak;

4. Oyuntu erozyonu (Yarıntı erozyonu) da görülebilir.

MERALAR VE EROZYON

Meralar, toprakların erozyona karşı korunmasında önemli role sahip, otsu doğal bitki örtüsü içeren alanlardır. Taban suyu derinde olan, sığ topraklı, genellikle kıraç, eğimli ve engebeli arazilerde bulunan, kısa boylu ve seyrek bitkiler içeren meralar, hayvan otlak alanları olarak kullanılırlar.

Mera bitkileri, toprağı örterek erozyonu engellemede önemli rol oynar. Arazinin eğimi, erozyonu arttıran etkenlerden biridir. Özellikle fazla eğimli mera alanlarında, bitki örtüsü yüzey akışının hızını ve miktarını azaltmada çok önemli hizmet görür. Bitki örtüsü yağmur damlalarının toprağa hızla çarpmasını ve toprak parçacıklarının dağılmasını engeller, böylece erozyonu önleyici etkide bulunur.

Toprağın erozyona karşı dayanıklı olmasını sağlayan en önemli özelliklerinden biri de, toprağın organik madde yönünden zengin olmasıdır. Organik maddeler toprak granüllerinin suya ve dış etkenlere karşı direncini artırır. Diğer bitki türlerine oranla, toprağı organik madde yönünden daha çok zenginleştiren meralar, yağmur sularının toprağa sızarak depolanmasına hizmet eder, yüzey akışını engelleyerek toprağın taşınmasını ve dolayısıyla erozyonu önler. Meraların otlak alanı olarak kullanılması, hayvanların serbestçe dolaşması, organik madde yönünden zenginleşmesinde önemli etkiye sahiptir.

Meraların bozulmasının ve yok olmasının başlıca nedenleri; düzensiz, erken ve aşırı otlatmanın yanısıra, buraların tarım arazilerine dönüştürülmesidir. Meralarda toprak işlendiği takdirde, arazi eğimi erozyonu hızlandırır. Sığ olan toprak kısa zamanda verimsizleşir. Doğal bitki örtüsü yok olur, arazi çıplaklaşır. Toprak yeterli ürün vermediği için bir süre sonra terk edilir. Doğal bitki örtüsünün tahribine bağlı olarak, ağır erozyon zararına maruz kalır. Meralarda tarım alanları açılması, bu arazilerin daralmasına ve geri kalan meraların aşırı ve erken otlatılmasına yol açar. Bu da, meraların zayıflamasına, bitki örtüsünün tahrip olmasına, dolayısıyla erozyona uğramasına neden olur.

Meralarda erozyona karşı alınabilecek önlemlerden bazıları;

• Düzensiz, zamansız ve aşırı otlatmadan vazgeçilmesi, meraya gelişme fırsatı verilmesi,
• Münavebeli otlatma yapılması,
• Meraların sahiplenilmesine izin verilmemesi,
• Yem bitkileri tarımına ağırlık verilerek meraların yükünün hafifletilmesi,
• Mera ıslah çalışmaları yapılması, bu kapsamda teraslama ve diğer teknik

işlemlerle beraber, meranın tohumlanması ve gübrelenmesi vb. sayılabilir.

EROZYONUN ZARARLARI

• Bitki örtüsünün yok olması, erozyonun yanı sıra toprak kayması, taşkın ve çığ felaketlerini artırır. 
• Verimsizleşen ve yok olan tarım arazileri üzerinde yaşayanları besleyemez duruma gelip, kırsal kesimden kentlere doğru göçü arttırarak, büyük ekonomik ve toplumsal sorunlara yol açar. 
• Meraların yok olması hayvancılığın gerilemesine neden olurken, gelirin azalması ve iş olanağının daralması sonucunu doğurur. Bitki örtüsünün yok olması, erozyonun yanı sıra toprak kayması, taşkın ve çığ felaketlerini artırır. 
• Erozyon sonucu taşınan verimli topraklar, baraj göllerini doldurarak, ekonomik ömürlerini kısaltır. 
• Yeşil örtü ve toprağın elden gitmesi ile ortaya çıkan iklim değişikliği ve bozulan ekolojik denge sonucunda, vahim boyutlarda doğal varlık kaybedilerek ekonomik zarara uğratır. 
• Bitki örtüsü ve toprağın olmadığı bir yüzey, kar ve yağmur sularını emmemediğinden, doğal su kaynakları düzenli ve sürekli olarak beslenemez. 
• Kaybedilen toprak örtüsünün yeniden oluşması için binlerce yıl gerekir. 

Erozyon, dünyada ve ülkemizde farklı boyutlarda meydana gelmekte ve giderek büyük bir tehlike oluşturmaktadır. Dünyadaki akarsular; deniz, göl ve barajlara farklı miktarlarda toprak taşır. Bunda, toprak özellikleri, topoğrafik yapı, bitki örtüsü, iklim gibi faktörler etkilidir. Güçlü bitki örtüsüne ve organik madde yönünden zengin topraklara sahip olan yerlerde erozyon meydana gelmez.

Dünyamızda erozyon oluşumu farklı boyutlardadır. Çeşitli kıtalarda meydana gelen erozyon miktarı, onların büyüklüklerine göre değil, yukarıda sayılan özelliklerine bağlı olarak gerçekleşir. Dünyada bitki örtüsü giderek azalmakta, toprak verimsizleşmekte ve erozyon oluşumu artmaktadır. 

Ülkemiz erozyona aşırı duyarlıdır. Ülkemizin topoğrafik yapısı, iklimi, bitki örtüsü ve toprak özellikleri erozyon oluşumuna olanak verir. Ülkemizde; bitki örtüsünün insanlar tarafından tahrip edilmesi, yanlış arazi kullanımı ve hatalı toprak işleme erozyonu engelleyici önlemlerin alınmaması veya uygulanmaması gibi faktörler erozyonu arttırmaktadır.

Bitki örtüsü erozyonu engeller. Ormanlar, erozyonu engelleyen en önemli bitki örtüsüdür. Toprağın parçalanmasını ve taşınmasını önler. Tarım arazileri ve meralar da erozyonu önlemede etkilidir. Tarım alanlarının yanlış kullanılması, koruyucu önlemlerin alınmaması gibi etkenler bu alanların yok olmasına ve topraklarının verimsizleşmesine yol açarak erozyon oluşumunu arttırır. Aynı şekilde mera alanlarının tahrip edilmesi ve buralarda düzensiz otlatmanın yapılması sonucu erozyon meydana gelir. Tarım alanları ve meralardaki bitki örtüsü, toprağı koruyarak toprağın parçalanmasını, yüzeysel akışı ve erozyon oluşumunu azaltır. Bu nedenle, orman, mera ve kültür bitki örtülerinin korunmasına yönelik her türlü önlemin alınması zorunludur.

YER KAYMALARI VE YER GÖÇMELERİ ( HEYELAN)

Yeryüzü şekilleri dünyanın değişik yerlerinde farklı özellikler gösterir. Bazı yerlerde çok yüksek dağlar sıralar halinde uzanırken bir başka yerlerde düzlükler çok geniş alanlara yayılmıştır. Bazı yerlerde buzulların oluşturduğu şekiller bulunurken başka yerlerde rüzgarların biriktirdiği kumullar görülmektedir. İşte bütün bu şekiller iç ve dış kuvvetlerin etkileri sonucu ortaya çıkar. Dış kuvvetlerin etkisiyle yeryüzünde; yüksek yerler aşınmakta, buradan kopartılan metaryeller taşınarak çukur yerlere doldurulmaktadır.

HEYELAN

Toprak kayması, kayma, göçme, kayşo, eşilme.Kayalardan, yamaç döküntüsünden ya da topraktan oluşmuş kütlelerin çekimin etkisi altında yerlerinden koparak yer değiştirmesi hareketlerine heyelan denir. Genel olarak; heyelan terimi ile belirtilen bu hareketler, yer değiştiren kütlenin boyutuna, su ile dolgunluk derecesine, hareketin hızına ve biçimine göre asıl heyelan, göçme, kayma ve toprak kayması adıyla dört tipe ayrılır.

1. Asıl Heyelan : Asıl heyelanda su ile tamamı ile dolgunlaşmamış büyük bir kütle, örneğin büyük bir dağ yamacı kaymaya elverişli hale gelen bir taban üzerinde yer değiştirir. Bunlar yeryüzünde önemli değişikliklere yol açarlar; vadileri tıkayabilir, yerleşmelerin harap olmasına sebep olabilirler. Tortum Gölü bir heyelan kütlesinin Tortum Çayı vadisini tıkamasıyla oluşmuştur.
2. Göçme : Yamaçtaki yamaç kütlelerinin bir kaşığa benzeyen içbükey kopma yüzeyleri boyunca hafifçe dönerek yer değiştirdikleri heyelan tipidir. Kayan kısımlardan her biri geriye doğru meyilleşmiş basamaklar oluşturur. Yamaçların alttan akarsular, dalgalar gibi etkilerle oyulması, denge açısını aşan yol yarmaları göçme tipindeki heyelanların başlıca nedenlerindendir.
3. Kayma : Bir tabakanın ya da tabakalar kümesinin altta su ile dolgunlaşarak kayganlaşmış kili bir tabaka ile çekim etkisi ile aşağıya doğru yer değiştirmesidir.
4. Toprak Kayması : Çamur akıntılarına benzerlik gösteren bir heyelan tipidir. Su ile doygun hale gelen yüzeysel gereçlerin, molozların ya da toprağın kıvamlı bir hamur gibi yavaş yavaş yer değiştirmesi şeklinde olur.

HEYELANI OLUŞTURAN ETKENLER

1. Eğim : Cisimlerin hareketini kolaylaştıran bir etkendir. Yamaç eğimi arttıkça yer çekimi etkisi de artar. Yer kaymasının gerçekleşmesinde büyük rol oynar.Eğimli bölgelerde etekleri aşınan bir yamaç üst kısımdaki ağırlıkları taşıyamaz.
2. Su : Toprağın altındaki kil tabakasının suları emerek kaygan bir çamur yığını oluşturması da heyelana yol açar. Bu nedenle kar erime dönemlerinde fazla yağış alan yerlerde heyelan olayı fazladır. Kar erimesi ve yağmurlarla, üstteki geçirimli tabakadan sızan sular alttaki geçirimsiz tabakaya gelerek geçirimsiz tabakanın üzerinde birikir. Geçirimsiz tabakanın üst yüzeyi, suyu emerek kaygan bir özellik kazanır. Böylece üstte suya doymuş ve gevşek hale gelmiş olan tabaka, alttaki kaygan yapı ve fazla eğimin etkisiyle yamaç boyunca kayar. Bunun için büyük ve yaygın heyelan olayları şiddetli yağışlardan sonra meydana gelir.
3. Tabakaların Yapısal Özelliği : Heyelanın oluşabilmesi için suyu sızdıran tabakanın altında kil tabakasının bulunması gerekir. Geçirimli tabakadan sızan sular alttaki geçirimsiz tabakanın gevşemesine neden olur. Ana kütleden zor kopan kayalar heyelanı azaltır.Tabakaların uzanışı heyelanı etkiler. Yamaç eğimine paralel ise böyle yerlerde kaymalar kolay olur.
4. Bitki Örtüsünün Tahribi : Bitki örtüsü, yamaçlardaki toprağı tutan kaymasını engelleyen etkendir. Bunun için heyelanların çoğu çıplak yamaçlarda olmaktadır. Ağaçların tahrip edilmesi heyelanları kolaylaştırır.
5. Beşeri Faktör : Doğal etkenlerin dışında heyelana neden olan beşeri faktörler vardır. İnsanlar çeşitli nedenlerle yamacın doğal eğimini bozarlar. Yol, kanal, tünel ve baraj yapımı sırasında yamacın bir bölümü oyularak denge bozulur. Bu durumda kaymalara neden olur.

TÜRKİYE’DE YER KAYMALARI VE GÖÇMELERİ

Engebeli yerler geniş yer kapladığından Türkiye’nin her bölgesinde büyüklü küçüklü yer göçmelerine ve kaymalarına rastlanır. Heyelanı oluşturan etmenlere göre yurdumuzda bazı yerlerde az bazı yerlerde ise çok sık meydana gelir. Heyelanın en çok görüldüğü yer Karadeniz Bölgesidir. Bunun nedeni; arazinin dik oluşu, yağışın fazla düşmesi, arazinin killi tabakalardan oluşmasıdır. Ülkemizdeki heyelanların %50 sinin Karadeniz Bölgesinde olduğu görülmektedir.

İç bölgelerde yer kaymaları ilkbaharda meydana gelir.Bu dönemde yağışlar artmakta, böylece toprak suya doymaktadır. Bu yüzden yurdumuzdaki heyelanların %65 ‘nin ilkbahar aylarında, %25 ‘i kış aylarında meydana gelmektedir. Az engebeli yerlerinde heyelan gerçekleşmez. Örneğin; Güneydoğu Anadolu Bölgesi heyelanın en az olduğu bölgedir. Heyelan büyük felaketlere yol açar. Örneğin 1988 yılında meydana gelen Trabzon yakınındaki Çatak’taki heyelanda 64 kişi hayatını yitirmiştir. Ayrıca önemli ölçüde maddi kayıplar meydana gelmiştir. Göçme olayının bir türü de maden ocaklarının tavanlarının çökmesiyle gerçekleşir. Bu tür göçme olaylarına ülkemizde daha çok maden çıkarılan yerlerde rastlanır. Yer altından taş kömür çıkarıldığı için Zonguldak çevresinde yer altında büyük boşluklar oluşur. Bu boşluklar göçmelere neden olur. Bu tür göçmelerde maden işçisi hayatlarını yitirmişlerdir.

Heyelandan Korunma Yolları

• Ormanların korunması
• Ağaçlandırmaya hız verilmesi
• Heyelanın bol olduğu yerlerde kara ve demir yolu geçirilmemesi
• Yerleşim merkezlerinin heyelanlı bölgeye kurulmaması
• Yamaç dengesinin bozulmaması
• Yol, köprü, maden ocağı gibi alt yapı tesislerinin yapımı sırasında yamacın doğal profilinin bozulmaması gerekmemektedir.

8 Ocak 2017 Pazar

Transfer Baskı

Termo baskı yöntemi bir kağıt taşıyıcı üzerinde bulunan pigment boyalarının oluşturduğu bir şeklin, ısı ve basınçla dokunmuş yüzeye aktarılmasıdır. Baskı işleminden sonra kağıt taşıyıcı kaldırılır.

Basılmış pigment boyalar elastiki ve suya dayanıklıdır. Kağıt taşıyıcılar ofset baskı tesislerinde hazırlanabilirler. Kağıt taşıyıcılara özel termo baskı boyaları ile basılan şekiller ısı ve basınçla sentetik veya başka sentetik malzemelere aktarılır. Burada olay katı haldeyken doğrudan gaz haline geçme işlemidir. 180 ile 210 derecede, ısı etkisi ile boya buharlaşır ve bu boya buharı basılacak malzemenin içine nüfuz eder. Bu yöntemle sentetik dokumalar, özelikle de poliester materyaller veya uygun bitim işlemine sahip pamuklu dokumalar yıkamaya has olarak basılır veya boyanırlar. Örgü ve dokumaların yanısıra halılarda, banyo yer döşemelerinde, duvar halılarında kullanım alanı vardır. Aynı şekilde tahta sunta, poliester kaplamalı malzemeler bu yöntemle basılabilir.

Termo baskı, bu amaç için geliştirilmiş özel presler ile gerçekleştirilir. Termo baskıda özel teknik gereksinmelerin gerçekleşmesi gerekir. Bunlar, eşit olarak dağılmış, ayarlanmış baskı basıncı, tam kontrol edilen ısı ve baskı zamanıdır. Tüylü yüzeylere yapılan baskıda baskı basıncının tam homojen olması gerekir. Termo baskı işleminde “hayali resimler” denilen olay meydana gelebilir. Bu presin açılmasında pres işleminin sona ermesinde ortaya çıkar. Pres açıldığında, süblime ısısındaki pres plakası ile birlikte termo baskı kağıdı kısa zaman için kalkar. Nedeni statik elektriklenme veya emme tesiridir. Kalkmış olan termo baskı kağıdı saniyeden daha kısa süre içerisinde tekrar baskı yapılmış zemine düşer ve ikinci bir baskı işlemi başlatabilir bu durum hayali resimlerin ortaya çıkmasına neden olabilir. Bu hatayı önlemek için, presler ayarlanabilen açılma hızı ile çalışır. 2 x 3 m büyüklüğündeki presler bile emme ve vakum kuvvetleri kaybolacak derecede yavaş açılabilirler.

TRANSFER BASKI

Kağıda aktarılmış süblime olma (yani, ısı etkisiyle buharlaşma) özelliğindeki boyarmaddenin, ısı ve basınç etkisi ile kumaşa transferi işlemidir. Bu yöntemde, desen önce dispers boyarmaddeler ile kağıda basılır. Sonra kumaşa aktarılır. Şekilde transfer baskılı kumaş ve basılmış kağıt görülmektedir.

En basit şekli ile yöntemin prensibi, Şekilde görülmektedir. Şekilde bir transfer baskı tesisinde işlem akışı verilmiştir. Şekil bu makinenin transfer baskı ünitesinin açık görünümünü anlatmaktadır.

Bu basılı kağıt transfer kağıdı olarak anılır, daha sonra baskıcı tarafından kullanılacak zamana kadar depolanır.

A. Transfer Baskının Uygulama Yerleri

Süblime özelliği gösteren tek boyarmadde sınıfı, dispersiyon boyarmaddeleridir. Bu nedenle, transfer baskıya uygun tek boyarmadde sınıfıdır. Sadece bu tip boyarmaddelerle renklendirilebilecek olan liflerle çalışmak gereği, işlemin kullanımını sınırlar.

Bu lifler; poliester, asetat, triasetat, akrilik, poliamid (naylon) lifleridir. En fazla poliester ve poliester karışımları için uygundur.

Transfer baskı uygulamasında kullanılan lifler; 

% 78 Poliester,

% 16 Tekstüre poliester,

% 1 Poliamid,

% 1 Poliakrilnitril,

% 1 Asetat şeklindedir

Doğal elyaf boyarmaddeyi almaz, fakat zarar da görmez.

- Pamuk boyarmaddeyi ancak uygun bir ön muameleye tabi tutulmuşsa alır ve özel olarak pamuk için hazırlanmış kağıtlar kullanımında netice verir. Pamuk/poliester dokumalarda buna lüzum yoktur, fakat ön işlemin uygulanması boyarmadde verimini arttırır.

- Özel kağıtların kullanımı ile akrilik baskısı da mümkündür.

- Poliester pamuk karışımlarının transfer baskısında, verim açısından pamuk % 30’un altında olmalıdır.

- Poliester/yün karışımlarında yün % 20 olmalıdır. Daha yüksek olursa yün zarar görür.

- Poliamid 6 ve 6.6 aynı koşullarda baskı yapıldığında, poliamid 6’nın sertliği ve boyama koyuluğu daha fazla ortaya çıkar. Poliamid mümkün derece açık tonlarda 180-200°C transfer yapılmalıdır.

- Poliakrilnitril liflerinin transfer baskısında; yüksek temperatürde lifin sararması, boyut stabilitesinin zayıflaması, dispers boyarmaddelerin poliakrilnitrile anfinitesi düşük olduğundan, boyarmadde veriminin düşük olması sorunları vardır. Poliakrilnitril için özel olarak (bazik boyarmaddelerle) basılmış transfer kağıtları vardır.

Boyarmaddelerin nüfuzunun yüksek ısıları zorunlu kılması sebebiyle, poliesterin termoplastik şekil bozuklukları tehlikesini ortaya çıkardığından, süblime ve difuzyon temperatürleri önemlidir.

İşlem bir dereceye kadar bilinen çıkartma işlemidir, nispeten kolaydır.

Transfer baskı, metraj kumaşların basılması ile ilgilidir. Bununla beraber, işlem giysi parçalarının, halıların basılması için de kullanılmaktadır.

Metraj baskılarda transfer baskı kesiksiz, diğerlerinde kesiklidir.

B. Transfer Baskının Avantajları

1) Rulo ve şablon baskılar gibi başka bir işleme gerek duyulmaz (kurutma, buharlama, yıkama ve tekrar kurutma gibi)

2) Kağıt kontrol edilebilir ve baskının iyi çıkmadığı kağıtlar baskıdan önce ayrılabilir. İkinci kalite transfer baskılı kumaş, pratikte hiç bulunmaz. Halbuki, şablon ve rulo baskıcılıkta % 5 ile 10 arasında ikinci kalite bulmak mümkündür.

3) Yer ihtiyacı azdır, işlem maliyeti daha ucuzdur.

4) İşlem kolaydır,

5) Enerji, su tasarrufu vardır,

6) Atık su problemi yoktur,

7) İnce detaylı desenlerin basılması mümkündür.

C. Transfer Baskının Dezavantajları

1) Basılacak ve basılmış kağıt stoku,

2) Baskıdan sonra elyafın tutumu sertleşir,

3) Hacimli kumaşlara basılamaz, uygulanabilirlik sınırlıdır,

4) Uygulandığı lif çeşidi sınırlıdır,

5) İstenmeyen parlaklık elde edilir,

6) Boyarmadde verimi yetersizdir.

Sertlik: Özellikle tekstüre kumaşlarda görülür. Temperatür ve basıncı mümkün olduğunca azaltarak önlem alınabilir. Bunun için; kolay süblime olan, süblimasyon haslığı düşük olan boyarmaddeler kullanılır.

Boyarmadde verimi: Kolay süblime olan boyarmaddelerde, transfer baskı açısından boyarmadde verimi çok yüksektir. Fakat, bu boyarmaddenin tekrar süblime olması da kolaydır. Düşük sıcaklıklarda ütü gerektirir.

Haslıklar: Transfer baskı ile poliesterde elde edilen yaş haslıklar çok iyidir. Poliamidde koyu ve orta tonlarda yaş haslıklar düşüktür.

D. Transfer Baskı Kağıdı

Transfer baskı kağıtlarının basılmasında, boyarmaddenin; buhar basıncı, difuzyon katsayısı süblime temperatürü (1780-230°C), molekül ağırlığı (<400) dikkate alınarak seçilmesi gerekir.

Kağıtların dispersiyon boyarmaddeleriyle hazırlanan baskı patı ile basılması; rulo, rotasyon ya da film-druck baskı yöntemine göre gerçekleştirilir.

Transfer baskı kağıdı yalnızca bir kez kullanılır. Kağıt, ısıtılmış tambur ile blanket arasında kumaş ile yüz yüze getirilerek, ısı ve basınç etkisiyle üzerindeki boyarmaddeyi kumaşa transfer eder.

Kağıt, solvent esaslı patlarla basılacaksa emme yeteneğinin az, sulu patlarla basılacaksa emme yeteneğinin çok olması gerekir.

Emme yeteneğine göre boyarmadde değişik verim gösterir.

Emme yeteneği yüksek olduğunda, boyarmadde kağıdın arka yüzeyine geçecek ve boyarmadde verimi düşecektir. Kağıdın az, fakat yeterli emme yeteneğine sahip olması gerekir. Baskı patının büyük kısmının kağıt üzerinde kalması isteniyorsa binder kullanılır.

Transfer bakıcılıkta baskıcı ya da aracı, baskılı kağıdı, bu çok özel kağıtları üreten firmaların birinden sipariş eder. Bu kağıt, tasarımcının yarattığı desene uygun olarak basılmıştır. Baskıcı, ya büyük partilerde özel desen bastırır ya da hazır desenli kağıtlardan seçerek kullanır.

E. Transfer Baskı Makineleri

Uygulamadaki iki sistem;

- Kalandır tip transfere baskı makineleri,

- Pres tip transfere baskı makineleridir.

Kalandır Tip Transfer Baskı Makineleri

Metraj baskılarda en yaygın kullanılan bu tip transfer baskı makinelerinde; kumaş, ısıtılabilen bir tambur ile blanket arasından, basılacak yüzü ile transfer kağıdının baskılı yüzü, yüz yüze gelecek şekilde 200°C’de geçirilir.

Şekilde bu tip transfer baskı ünitesi ve Şekil .. aynı makinenin transfer baskı bölümü yer almaktadır.

Şekil.. , Şekilde ise vakum emmeli ve dar dokuma transfer baskı üniteleri verilmiştir.

Temperatür, basılacak kumaş cinsine göre değişmektedir. 50°C ile 230°C arasında çalışılır (Monti Antonio).

Kumaş tambura yapışıktır ve tambur içindeki vakum sayesinde yüksek temperatür altında kağıttan süblime olan boyarmadde kumaş içine emilir.

Baskılar makineden çıktıklarında hazır basılmış kumaş halindedirler. Herhangi bir ard işlem gerekmez.

Bu tip makinelerde lamine kumaşların üretimi de mümkündür.

Pres Tip Transfer Baskı Presleri

Bu makineler hazır giysi parçalarının baskısı için uygun olup, tela yaptırma işlevini de üstlenmektedir. Daha modern tesislerde transfer baskı yapılacak parçalar konveyör bant üzerine yerleştirilmekte ve bant sonsuz hareket etmektedir.

F. Boyarmaddenin Kağıttan Kumaşa Geçişine Etki Eden Faktörler

Bunlar; - Boyarmaddenin yapısı,

Mamulün yapısı,

Transfer koşullarıdır.

Temperatür hassasiyeti ± 1°C olmalıdır. Boyarmadde molekülünde ufak bir değişiklik, boyarmadde alımında % 50’ye varan değişikliğe yol açar.

Transfer baskıda; ısı, kalander basıncı, kalış süresi elde edilen sonucu etkiler.

Boyarmadde ile tekstil mamulü arasında bir denge vardır. Süre iyi ayarlanmamışsa, kağıttan elyafa geçen boyarmadde, tekrar elyaftan kağıda geçer.

FLOK BASKI

Flok baskı; kumaş yüzeyine belirli bir desene göre yapıştırıcı aktarıldıktan sonra, floklama yapılması ve desen ile aynı floklamanın elde edilmesidir.

Yapıştırıcı aktarılmış kumaş yüzüne flokları (tüyleri) aktarmak için iki yöntem vardır: 

- Mekanik floklama ve 

- Elektrostatik floklama.

Her iki yöntemin de yüzeye farklı ve özgün bir teması vardır.

A. Mekanik Floklama

Mekanik floklamada lifler kumaş üzerine, kumaş açık en şeklinde floklama odacığından geçmekte iken serpilir.

Mekanik dövücüler kumaşın titreşim yapmasına sebep olurlar. Tüylerin bir çoğu (ama hepsi değil) kumaşa dik olarak tutunmuş duruma gelir.

B. Elektrostatik Floklama

Yapıştırıcı kaplanmış bir yüzeye, yüksek voltajlı elektrostatik alanda flok uygulama yöntemidir. Elektrostatik floklamada, flok partikülleri elektrostatik olarak yüklenmişlerdir. Bu da, liflerin tümünün kumaşa dik olarak tutunmasını sağlar. Bu yöntem; daha yavaş ve daha pahalı olmasına karşılık, mekanik yönteme nazaran daha üniform ve yoğun floklama sağlar.

Yapıştırıcı ile kaplanmış kumaş, elektrikli bir alan üzerinden geçer. Bu alanda elyafı bir elektrik alandan ikinciye doğru zorlayan bir atmosfer oluşturulur ve bunun yardımı ile floklama yapılır. Elyaflar elektriksel alanda pozitif yüklenir ve hava yardımı ile negatif yüklü zemin üzerine püskürtülür.

Elyaf, daha çok zemin yüzeyine dik olarak düşer ve uçları yapıştırıcı maddeye saplanarak sabitleşir. Elyafın yapıştırıcı içine saplanma derinliği elektriksel alanın şiddetine bağlıdır. Floklama makinelerinde kumaş hızı; yüzey floklama işlemlerinde 3-6 m/dak, desenli floklama işlemlerinde 6-10 m/dak’dır.

Uygun desenler ile nakış ve dantel taklitleri üretmekte mümkündür.

Kontinü sistemle iplikler de floklanabilmektedir. Tişört üzerine floklama ile desenler oluşturmak, son zamanlarda oldukça yaygınlaşmıştır. Flokajlı kumaş daha sonra bir fiksaj fırınından geçirilir.

Zeolit

Yeni Sayfa 1

Zeolit kelime olarak kaynayan taş anlamında olup 1756 yılında İsveç’li Mineralog Fredric Crnostdet tarafından bulunmuştur. İlk bulunan zeolitlerin tümü volkanik kayaç boşluklarından nadir olarak gözlenen hidrotermal oluşumlu zeolitlerdir. Bu nadir oluşumların yeterli rezerv vermemesinden dolayı sentetik zeolitlerin üretimi ön plana çıkmıştır. Bugün 40’dan fazla doğal, 150’den fazla sentetik zeolit bulunur.

Zeolitlerin sınıflaması :

1- Zeolitin Özellikleri

- Zeolitler çerçeve silikat yapısında kimyasal olarak alkali ve toprak alkali katyonlar içeren sulu alimino silikat bileşimli bir mineral grubudur.
- Yapılara içerisinde boyutları 3-10 A arasında kanal ve boşluklar bulunur.
- Zeolitin temel yapı birimi SİO4 veya AlO4 dört yüzlülerdir.
- Zeolitlerin hemen hepsi tatlı veya tuzlu su içeren sığ ve derin denizlerde volkanik malzemelerin bozuşarak su ile etki tepki ilişkisine girmesi sonucu oluşur.
- Zeolitin karışık yapı gösteren kristallerin arasında boşluklar 3-13 arası angström (1010m) olup çok ince boşluklarda iyonlar ve su kolayca hareket edebilmektedir.

Boşlukların toplam kristal hacmine oranı %20 ile %50 arasında değişmektedir. Bunu göze alarak başlıca zeolit mineralleri şunlardır:

Zeolitin Adı Bileşimi Boşluk Kısmı % Sertliği İyon Değiştirme Kapasitesi (milekivalan/gr) Özgül Ağırlığı gr/cm3
Şabazit (Ca,Na)2 (Al2Si4O12). 6H2O 47 4,5 3,84 2,05-2,10
Fojasit Na58 (Al58Si134O384) .24H2O 47   3,39 -
Stilbit Ca5 (Al10Si35O90). 35H2O 39 3,5-4 - 2,10-2,20
Hölandit Ca4 (Al8Si28072) .24H2O 39 4 2,91 2,18-2,20
Erionit (Na,Ca,K)9 (Al9Si27O72).27H2O 35   3,12 2,02-2,08
Klinoptiloit (Na3,K3) (Al6Si30O72) .24H2O 34   2,16 2,16
Lamontit Ca4 (Al8Si16O48) 16H2O 34 3 4,25 2,20-2,30
Filipsit (Na K)10 (Al10Si22O64).20H2O 31 4,5 3,31 2,15-2,20
Ferrierit (Na2Mg2) (Al6Si30O72). 18H2O 28   2,33 -
Mordenit Na8 (Al8Si40O96).24H2O 28   2,29 2,12-2,15
Natrolit Na16 (Al16Si24O80) .16H2O 23 5-5,5 5,26 2,20-2,26
Analsim Na16 (Al16Si32O96).16H2O 18 5,5 4,54 2,24-2,29
YAPAY ZEOLİTLER          
Linde X Na86 (Al86Si1360384).26H2O 50   4,73 -
Linde A Na12 (Al12Si12O48) 27H2O 47   5,48 1,99
Zeolit K H K2Al2Si4O2. nH2O  
Zeolit Na2(Al2Si7)O18. 7H2O   : Stellerite (Na-) – Stellerite (Na-) Zeolit
Zeolit Ba2Al2Si4013 CI12 . 2,3H2O
Zeolit Ba2Al2Si309 CI . 0,9H2O
Zeolit Ba2Al2Si4013 Br2 . 2H2O
Zeolit Ba2Al2Si309 Br . 1,6H2O

- İyon Değiştirme:

Bileşime silisyum yerine alüminyumun geçmesi hasıl olmaktadır. Çünkü (+3) değerle doğan yük eksikliğibileşime alkali veya toprak alkalilerin girmesine yol açmaktadır. Bunlarda kristal çatısına zayıf bağlandığından zeolitin içinde bulunduğu çözeltideki misafir iyonlarla kolayca yer değişirler

- Absorbalık

Zeolitin absor balığı yapabilme özelliği absorbon herhangi bir katı yüzeyin gazları veya katı madde çekip üstüne tutması şeklinde değil de kurutularak hasıl olan mikro boşluklarına bazı gazların ve suların girerek tutulması şeklindedir.

- Dehidrasyon

Isıtıldıktan sonra orijinal kristal yapıları koruyup koruyamamak zeolitler için önemlidir. Bazı zeolitler 300 0C kadar ısıtılınca bozulurlar. Kristallerinin ilk konumu kaybolur. Bünyeyi terk eden su bir daha geri dönmez. O yüzden bu derecenin altında kullanırlar ve dehidrasyon değeri azdır.

Bunlar holondit, lamonit, natrolit ve stilbit türü zeolitlerdir.

Bunların dışındaki zeolitler 700-800 0C’a kadar ısıtılır ve hiçbir özelliği bozulmaz. Bunlar yüksek dehidrasyon değeri sahiptir.

2- Zeolitin Kullanım Olanakları :

Zeloit mineralleri: iskelet yapılarında boşluklar ve kanallar içermelerinden dolayı, bu boşoluk ve kanallardaki suların yüksek sıcaklıklarda-yapılan bozulmadan-kaybedebildiklerinden dolayı ve iskelet yapısına gevşek bağlı olarak, değiştirilebilir özellikte bulunan katyonlara sahip olmaları dolayısıyla;

Adsorbsiyon

İyon Değişimi

Dehidrasyon

alanlarında başarıyla kullanılır.

Doğal(özellikle klinoptilotit, şabazit, mordenit) ve sentetikzeolitlerin kullanıldıkları alanları şu şekilde özetlemek mümkündür.

Kirlilik Kontrolü

Radyoaktif atıklarda radyoaktif iyonların(özellikle Sr9, Cs137) tutulmasında, atık suların ve kapalı su ortamlarının temizlenmesinde, tarımsal ve hayvansal atıkların temizlenmesi, özellikle fazla amonyumun tutulmasında, petrol sızıntıların temizlenme işlemlerinde kullanılan karışımlarda esas ürün olarak, baca gazlarında, SO2 adsorbsiyonunda, CO2 absorbsiyonunda, havanın oksijen ve azotun ayrılması ve böylece oksijen ve azot eldesinde doğal ve sentetik zeolitler kullanılmaktadır.

Enerji Uygulamaları

Zeolitlerin enerji alanındaki uygulamaları: kömürün gazlaştırılması, doğal gaz saflaştırılması, CO2 ve suların adsorbsiyonu, güneş enerjisi kullanımı, ısı transferi, petrol üretimi, petrol rafinerilerinde katalizör görevi şeklinde özetlenebilir. Bu uygulama alanlarında zeolit tek başına veya çeşitli kimyasal karışımlarda katkı olarak kullanılmaktadır.

Tarım ve Hayvancılık

Tarım ve hayvancılıkta zeolitlerin kullanıldığı uygulamalar şu şekilde tariflenebilir: Toprak düzenleyici olarak, gübreye katkı maddesi şeklinde. Tarımsal mücadelede ilaç taşıyıcı olarak. Çeşitli iyonların tutması ve uzun zamanda yavaş yavaş geri vermesinden dolayı hayvancılıkta yeme katkı maddesi olarak. Bilhassa amonyumu yüksek seçicilikli olarak tutmasından dolayı kümes altlıkları, evcil hayvan altlıları şeklinde, dışkıların kötü kokusunun giderilmesinde ve özellikle büyük ytavuk çiftliklerinde tehlike oluşturan amonyak buharlaşmasının önlenmesinde.

Madencilik ve Metallurji

Gerek diyajenetik gerekse hidrotermal oluşum biçimlerinde özel ortam belirttiklerinden dolayı, bazı cevherleşmelerinin aranmasında önem teşkil ederler. Örneğin; analsim türü seolit minerali ile bor oluşumlarının tuzla-alkalin gölsel havzalarında sıkça gözlenen birliktelikleri gibi. Metolurjide, özellikle ağır metallerin belli seçicilik sırasında zeolitler tarafından tutulmasından dolayı, ağır metalli atık sıvıların temizlenmesinde, zararlı dumanların adsorbsiyonunda da zeolitler kullanılmaktadır.

Diğer Uygulamalar

Kağıt üretiminde iyi kalitede, mürekkebi az dağıtan, kolay kesilebilen kağıt eldesinde kullanılırlar. Özellikle klinoptilolit -10 mikrona öğütüldüğünde aşındırma indeksi %3’den az, parlaklığı 80 civarında bir malzeme özelliği kazanır.

Açığa çıkan kirecin nötrleşmesini sağlamasından dolayı puzolan çimentosu eldesinde, ayrıca, hafif, dayanıklı ve kolay kesilip işlenebilirliği nedeniyle yapı taşı olarak kullanılırlar.

Adsorban karekteri ile ilgili olarak bazı tıbbi uygulamalarda da zeolitlerden faydalanmaktadır.

Sentetik zeolitler(özellikle zeolit A, ZSM-5 ve daha nadiren X, Y, L)ise deterjan yapıcı ana madde olarak, deterjan sektöründe fosfat yerine, yaygın olarak kullanılırlar. Ayrıca, hidrokarbon ayırmalarında katalizör olarak, kirlilik kontrolünde ve oksijen ve azot ayırmalarında, doğal zeolitlerden olduğu gibi sentetik zeolitlerden de faydalanılırlar.

3- Nitelikler ve Sınırlamalar:

Doğal ve sentetik zeolitler emprüteleri açısından önemli farklılıklar gösteririler. Sentetik zeolitler çeşitli parametrelerin denetlenmesi ile istenilen saflıkta üretilebilirler. Moleküler elek ve katalizör olabilme gibi kullanımlarda sentetik zeolitler tercih edilirken, doğal zeolitler sıvı taşıyıcı, atık su, su ürünleri, oksijen eldesi, kağıtçılık, tarım ve besicilik alanlarında absorban ve iyon değiştirici olarak kullanılmaktadır.

Doğal zeolitlerin kullanımında mineral tipi, kimyası, iç yüzey alanları, boşluk hacmi ve boyutu, tane boyutu ve bunlara bağlı olarak iyon değişimi ve adsorbsiyon kapasiteleri gibi nitelikler önemlidir. Çizelge 2’de dünyadan bazı doğal ve sentetik zeolitlerin ve fiziksel karakteristikleri verilmiştir.

4- Ülkemizde ve Dünyada Rezerv, Üretim, Tüketim ve Ticareti:

Doğal zeolitlerin dünya ölçeğinde yüz milyarlarca ton olarak ifade edilecek rezervi bulunur. Diğer bir ifade ile rezerv azlığı hususunda bir sorun olduğu söylenemez. Özellikle 1950’li yıllardan itibaren, camsallığı bozulmuş piroklastik kayaçların önemli bir bölümünün zeolitli oldukları anlaşılmış ve volkanotortul seriler içerisinde yaygın zeolit oluşumları saptanmıştır. ABD, İtalya, Yeni Zelanda, bu şekilde saptanmış ilk ve büyük ölçekli zeolitler volkaniklerin bulunduğu ülkeler olmuştur. Daha sonraki yıllarda Amerika, Avrupa ve Asya kıtalarında çok çeşitli zeolit oluşumları ortaya konmuştur.

Gerek yaygınlık gerekse kullanım payı açısından en önemli zeolit minerali klinoptilolitdir. Mordenit , şabazit, eriyonit analsim diğer yaygın türlerdir.

Ülkemizde, özellikle Batı Anadolu ve Trakya’da 1970’li yıllardan itibaren yapılan çalışmalar ile geniş yayılımlı çeşitli zeolit, oluşumları ortaya konmuştur. Başlıca zeolit minerali klinoptilolitdir. Analsim diğer önemli mineral olup, mordenir, enyonit, flipsit ve şabazit nadir oluşumlar olarak saptanmıştır. Ülkemizin kesin zeolit rezerv tespit çalışması bulunmamaktadır. Bunun başlıca nedeni henüz bilinen zeolit oluşumlarının bir çoğunda volkanikler içersindeki zeolitli zomların sınırlarının belirlenmemiş olmasıdır. Ancak bazı bölgeler için (Gördes, Bigadiç, Emet, Kırka, Karamürsel) gerek zeolit gerekse kayaç içersindeki zeolit oranları ile ilgili yapılan ayrıntılı çalışmalar milyarlarca ton zeolitli tüf rezervini ortaya koymuştur. Özellikle Gördes ve Bigadiç’de kayaç içersindeki zeolit oranı ortalama %80 civarındadır. Gördes-Dede tepe klinoptilolitli tüfleri Enli Madencilik Şirketi tarafından 25 kg’lık paketlerde ve çeşitli boyut aralarında 2000 ton/ay mertebesinde ihraç edilmektedir. Türkiye’nin zeolit oluşumları zeolit mineral türleri ile birlikte aşağıda verilmiştir.

 Gördes, Manisa Holandit       Klinoptilolit Analsim    
Bigadiç, Balıkesir Klinoptilolit Analsim      
Emet, Kütahya Klinoptilolit Analsim      
Kırka, Eskişehir Holandit Klinoptilolit Flipsit    
Mustafakemalpaşa, Bursa Holandit Klinoptilolit      
KeşanEnez, Edirne Mordenit Klinoptilolit      
Keşan Uzunköprü, Edirne   Klinoptilolit        
Gelibolu, Çanakkale Klinoptilolit        
Şile, İstanbul  Mordenit        
Karamürsel Yalova, Yalova Klinoptilolit        
Beypazarı, Ankara Analsim Klinoptilolit Wairakit Şabazit  
Gediz, Kütahya Analsim Klinoptilolit      
Şaphane, Kütahya Klinoptilolit        
Urla, İzmir  Analsim        
Ürgüp, Nevşehir Analsim Klinoptilolit Şabazit Eriyonit Mordenit
Çankırı Çorum Şabanözü  Analsim        
Kalecik Ankara Analsim        
Polatlı Ayaş Nallıhan Çayırhan Analsim        
Sandıklı, Afyon Şabazit Analsim Klinoptilolit    

5- Yerine Geçebilecek Mineraller, Geri Kazanma Olanakları:

Zeolitler, aşağıda verilen alanlardaki uygulamalardabirçok mineral, kayaç ve bileşiklerin yerine

Hayvan Besiciliğinde: bentonit ,sepiyolit, dolomit, jips, iodin, demir oksit, kireç taşı, manyezit, manganez, perlit, fosfatlar, tuz, sülfür, talk, vermikülit yerine,

Taşıyıcı Olarak: Atapulij / sepiyolit, bentonit, diyamtomit, kaolin, pumis, talk, vermikülit, yerine.

Detejan Yapıcı Olarak: Sodyum tripolifosfat, sodyum silikat, sitrat yerine.

Hafif Agrega Olarak: Killer, perlit, pomza, şeyl, vermikülit yerine.

Molüküler Elek Olarak: Aktif karbon, aktif killer, toz alimüna, atapuljit, /sepiyolit, bentonit, silis jeli yerine.

Hayvan altığıolarak: Diyomit, atapulij/sepiyolit, bentonit, kaolin yerine zeolitler kullanılabilmektedirler.

Zeolitler çeşitli durumlarda temizlenir ve geri kazanılabilir. Adsorpsiyon ve değişim alanlarındaki kullanımlarından sonra zeolitlerin ısıtma-buharlaştırma ve çeşitli değişimler ile geri kazanımları mümkündür.

6- Değerlendirme

Doğal zeolit minarelleri (özellikle; klinoptilolit, mordenit, şabazit) gün geçtikce daha fazla kullanım alanı için, aranılan endüstriyel hammadde durumundadır. Uygulama alanları itibariyle birçok sektörü ilgilendirir. Zeolitler, gerek bilimsel çalışmalar gerekse ticari uygulamalar açısından yer bilimleri, fizik, kimya, ziraat, inşaat disiplinlerinin ve hatta tıbbın ilgi alanındadır.

Ülkemiz doğal zeolitler açısından ideal jeolojik ortamlara sahiptir. Öncelikle, bugün için bilinen zeolit oluşumlarının ayrıntılı yerbilimleri çalışmalarının tamamlanmasına ve sonrasında teknolojik karakteristiklerinin belirlenmesine, öte yandan, muhtemel zeolit oluşumlarının aranıp bulunmasına yönelik çalışmalar son yıllarda ivme kazanmış olup, yapılacak çalışmalar ile Türkiye zeolit oluşumlarının uygulama alanlarına yönelik olarak tüm parametreleri ile ortaya konması beklenmelidir. Zeolit madenciliği ülkemiz için henüz çok yenidir. Zeolit ruhsat alanları gün geçtikçe çoğalmasına karşın, az sayıda şirket doğrudan madencilik yapmaktadır. Zeolitli pirokrastik kayaçların pirokrastik kayaç olmaları açısından değil, zeolit olması yönünden değerlendirilmesinde yarar bulunmaktadır. Zeolitin kullanım alanlarına yönelik ürün haline getirilmesi, bu ürünün tanıtımı ve gerek iç piyasaya sunum gerekse uluslar arası pazara girmesi Türkiye Zeolit üreticileri açısından önemli sorunlardır.