Investigation of soil and water characteristics of North Cyprus Umar Musa Isa; Supervisor: Rana Kıdak

Yazar: Katkıda bulunan(lar):Dil: İngilizce Yayın ayrıntıları:Nicosia Cyprus International University 2013Tanım: XIV, 76 p. col.table 30.5 cm CDİçerik türü:
  • text
Ortam türü:
  • unmediated
Taşıyıcı türü:
  • volume
Konu(lar):
Eksik içerik
1 CHAPTER ONE
1 INTRODUCTION
1 Background and Scope of the Problem
2 Scope of Thesis
2 Thesis Objectives
2 Thesis Organization
3 Literature Review
8 CHAPTER TWO
8 XRF AND ION CHROMATOGRAPHY TECHNIQUES
8 Introduction
8 Ion Chromatography
10 Mechanism
11 Components of Ion Chromatography
11 Basic Principle of Ion Chromatography
12 Detection
12 Conductivity Detection
12 Pulsed Amperometric Detection
14 Major Ions
16 Factors İnfluecing concentration of major ions in natural groundwater
19 Carbonate Dissolution and Precipitation
21 Evapotranspiration
21 Sulphate Reduction
22 Other Removal Processes
22 X-Ray fluorescense (XRF)
22 Basic XRF Setup
23 XRF Theory
23 X-Rays
24 Elastics and Inelastics X-Ray Scatterings
27 Characteristics Radiation and its Measurement
28 XRF Spectrometer
28 EDXRF Spectrometer
30 WDXRF Spectrometer
32 CHAPTER THREE
30 CLASSICAL TECHNIQUES FOR CHEMICAL ANALYSIS
32 Introduction
32 Data treatment and Filtering
33 Evaluated software
33 ArcGIS
34 MODFLOW
35 Classical study techniques for chemical analysis
36 Piper Plot
36 Circular and Pie diagrams
38 Schoeller Diagram
38 CHAPTER FOUR
38 CLASSICAL TECHNIQUES FOR CHEMICAL ANALYSIS
38 Introduction
38 Schedule and Location for Sample collection
40 Collection of Field Data and Samples
40 Field Testing
40 Surface Water Samples
41 Groundwater samples
42 Materials and Methods
42 Materıals
42 Methods
42 XRF Analysis
44 IC Analysis
47 CHAPTER FIVE
47 RESULTS AND DISCUSSION
47 Introduction
47 Major Ion Concentrations
55 Charge-Balance (Reaction Error Analysis for Major Ions)
56 Schoeller Diagram
61 XRF results
67 Characteristics of Metals according to properties
68 Conceptual Models from laboratory analysis and field observations
71 CHAPTER SIX
71 CONCLUSION AND RECCOMENDATIONS
71 Conclusion
72 Recommendation
73 REFERENCES
Özet: 'Abstract In this thesis, soil and water samples from several different points within North Cyprus were collected and investigated. This investigation was also conducted to exploit the fact that the scale of industrial activities that took place over the centuries heavily affected the North Cyprus environment. Analysis of samples was carried out at the laboratory using X-Ray fluorescence technique (XRF). XRF is a quick and non-destructive analytical method used to identify and determine the concentrations of elements present in samples. XRF is capable of measuring elements ranging from boron (atomic number 5) to uranium (atomic number 92). Large concentration of Copper (Cu), Iron (Fe), and aluminium (Al) were found in the Lefke region than in Girne and Magusa. Potassium concentration was higher in Magusa while significant amount of Phosphorus was only detected from sample collected from Girne. Further analyses were carried out on the water samples using ion chromatography technique. The major ion concentrations in the water samples were analyzed and the geochemical data obtained were displayed using the appropriate methods. Water samples from the three locations indicated high level of Chloride concentration in the sample collected from Girne. The hardness of water sample was also analyzed. Higher concentrations from the three locations were observed in October than March in the subsequent year. This is attributed to seasonal changes. Phosphate and Nitrogen were also detected in Lefke as a result of the agricultural activities occurring in the region. Alkalinity values were almost same for each region which was around 3mg as CaCO3/L and it was not affected by seasonal change. Finally, statistical modeling computations were carried out for selected areas to represent topography of regions as a mathematical expression and to carry out modeling the physicochemical processes that results contaminant transportation in groundwater. This study also can be further improved by analyzing detailed geological and hydrogeological information of the regions for a complete modeling program. Keywords: XRF, Soil and Water Analyses, North Cyprus, Modelling. Özet Bu çalışmada Kuzey Kıbrıs'ın değişik bölgelerinden toplanan toprak ve su numunelerinin karakterizasyonu yapılmıştır. Kuzey Kıbrıs'ta yapılan endüstriyel faaliyetler sonucu çevrede yarattıkları kimyasal etkilerin araştırmasına açısında bu tez çalışması bir örnek teşkil etmektedir. Analizler XRF tekniği kullanılarak yürütülmüştür. XRF hızlı ve örneği bozmadan analizine olanak veren analitik bir metod olup örnekler içerisindeki elemental kompozisyonu ortaya çıkarmakta kullanılmıştır. XRF Boron'dan (Atom numarası 5) Uranyum'a kadar (Atom numarası 92) olan elementleri analiz edebilmektedir. Toprak numunelerinden elde edilen sonuçlar ışığında Bakır (Cu), Demir (Fe) ve Aluminyum (Al) bulunma oranları Lefke bölgesinde Girne ve Gazi Magusa bölgelerine oranla daha yüksek gözlenmiştir. Bunun yanı sıra Potasyum (K) Gazi Magusa'da yüksek oranda bulunmuş ve Fosfor (P) elementi ise sadece Girne bölgesinde rastlanmıştır. Toprak örneklerine ek olarak bu bölgelerden alınan su örneklerinde major anyon ve katyon analizleri İyon Kromatografi tekniği ile saptanarak jeokimyasal bir veri elde edilmeye çalışılmıştır. Üç değişik bölgede alınan su örneklerinde klor iyonunun konsantrasyonu en yüksek Girne bölgesinde gözlenmiştir. Sulardaki sertlik mevsimsel olarak Kasım ayında Mart ayına göre daha fazla bulunmuştur. Fosfat ve azot bileşikleri Lefke bölgesinde daha sık rastlanılmış ve bu durum yoğun tarımsal faaliyetlerin gerçekleştiği alanda ortaya çıkmıştır. Su örneklerindeki alkalinite değerleri üç bölge için yaklaşık olarak birbiriyle benzeyen değerlerde 3 mg/L CaCO3 civarında gözlenerek bu değer mevsimsel olarak değişime uğramamıştır. Son olarak çalışılan bölgelerdeki topografik özelliklerin matematiksel modellenmesi çalışmaları yapılmış ve bu sayede fizikokimyasal prosesler sonucunda gerçekleşen yeraltısularında kirletici taşınımı gibi önem arzeden olayların modellenmesinin gerçekleştirilmesine olanak sağlanmıştır. Bu çalışmada oluşturulan model için bölgelerde daha detaylı jeolojik ve hidrojeolojik bilgiler toplanarak model parametrelerinin içerisinde eklenmesi ve kuvvetlendirilmesi ileriki çalışmalar tavsiye edilir. Anahtar Kelimeler: XRF, Toprak ve Su analizleri, Kuzey Kıbrıs, Modelleme. '
Materyal türü: Thesis

Includes CD

Includes references (73-75 p.)

'Abstract In this thesis, soil and water samples from several different points within North Cyprus were collected and investigated. This investigation was also conducted to exploit the fact that the scale of industrial activities that took place over the centuries heavily affected the North Cyprus environment. Analysis of samples was carried out at the laboratory using X-Ray fluorescence technique (XRF). XRF is a quick and non-destructive analytical method used to identify and determine the concentrations of elements present in samples. XRF is capable of measuring elements ranging from boron (atomic number 5) to uranium (atomic number 92). Large concentration of Copper (Cu), Iron (Fe), and aluminium (Al) were found in the Lefke region than in Girne and Magusa. Potassium concentration was higher in Magusa while significant amount of Phosphorus was only detected from sample collected from Girne. Further analyses were carried out on the water samples using ion chromatography technique. The major ion concentrations in the water samples were analyzed and the geochemical data obtained were displayed using the appropriate methods. Water samples from the three locations indicated high level of Chloride concentration in the sample collected from Girne. The hardness of water sample was also analyzed. Higher concentrations from the three locations were observed in October than March in the subsequent year. This is attributed to seasonal changes. Phosphate and Nitrogen were also detected in Lefke as a result of the agricultural activities occurring in the region. Alkalinity values were almost same for each region which was around 3mg as CaCO3/L and it was not affected by seasonal change. Finally, statistical modeling computations were carried out for selected areas to represent topography of regions as a mathematical expression and to carry out modeling the physicochemical processes that results contaminant transportation in groundwater. This study also can be further improved by analyzing detailed geological and hydrogeological information of the regions for a complete modeling program. Keywords: XRF, Soil and Water Analyses, North Cyprus, Modelling. Özet Bu çalışmada Kuzey Kıbrıs'ın değişik bölgelerinden toplanan toprak ve su numunelerinin karakterizasyonu yapılmıştır. Kuzey Kıbrıs'ta yapılan endüstriyel faaliyetler sonucu çevrede yarattıkları kimyasal etkilerin araştırmasına açısında bu tez çalışması bir örnek teşkil etmektedir. Analizler XRF tekniği kullanılarak yürütülmüştür. XRF hızlı ve örneği bozmadan analizine olanak veren analitik bir metod olup örnekler içerisindeki elemental kompozisyonu ortaya çıkarmakta kullanılmıştır. XRF Boron'dan (Atom numarası 5) Uranyum'a kadar (Atom numarası 92) olan elementleri analiz edebilmektedir. Toprak numunelerinden elde edilen sonuçlar ışığında Bakır (Cu), Demir (Fe) ve Aluminyum (Al) bulunma oranları Lefke bölgesinde Girne ve Gazi Magusa bölgelerine oranla daha yüksek gözlenmiştir. Bunun yanı sıra Potasyum (K) Gazi Magusa'da yüksek oranda bulunmuş ve Fosfor (P) elementi ise sadece Girne bölgesinde rastlanmıştır. Toprak örneklerine ek olarak bu bölgelerden alınan su örneklerinde major anyon ve katyon analizleri İyon Kromatografi tekniği ile saptanarak jeokimyasal bir veri elde edilmeye çalışılmıştır. Üç değişik bölgede alınan su örneklerinde klor iyonunun konsantrasyonu en yüksek Girne bölgesinde gözlenmiştir. Sulardaki sertlik mevsimsel olarak Kasım ayında Mart ayına göre daha fazla bulunmuştur. Fosfat ve azot bileşikleri Lefke bölgesinde daha sık rastlanılmış ve bu durum yoğun tarımsal faaliyetlerin gerçekleştiği alanda ortaya çıkmıştır. Su örneklerindeki alkalinite değerleri üç bölge için yaklaşık olarak birbiriyle benzeyen değerlerde 3 mg/L CaCO3 civarında gözlenerek bu değer mevsimsel olarak değişime uğramamıştır. Son olarak çalışılan bölgelerdeki topografik özelliklerin matematiksel modellenmesi çalışmaları yapılmış ve bu sayede fizikokimyasal prosesler sonucunda gerçekleşen yeraltısularında kirletici taşınımı gibi önem arzeden olayların modellenmesinin gerçekleştirilmesine olanak sağlanmıştır. Bu çalışmada oluşturulan model için bölgelerde daha detaylı jeolojik ve hidrojeolojik bilgiler toplanarak model parametrelerinin içerisinde eklenmesi ve kuvvetlendirilmesi ileriki çalışmalar tavsiye edilir. Anahtar Kelimeler: XRF, Toprak ve Su analizleri, Kuzey Kıbrıs, Modelleme. '

1 CHAPTER ONE

1 INTRODUCTION

1 Background and Scope of the Problem

2 Scope of Thesis

2 Thesis Objectives

2 Thesis Organization

3 Literature Review

8 CHAPTER TWO

8 XRF AND ION CHROMATOGRAPHY TECHNIQUES

8 Introduction

8 Ion Chromatography

10 Mechanism

11 Components of Ion Chromatography

11 Basic Principle of Ion Chromatography

12 Detection

12 Conductivity Detection

12 Pulsed Amperometric Detection

14 Major Ions

16 Factors İnfluecing concentration of major ions in natural groundwater

19 Carbonate Dissolution and Precipitation

21 Evapotranspiration

21 Sulphate Reduction

22 Other Removal Processes

22 X-Ray fluorescense (XRF)

22 Basic XRF Setup

23 XRF Theory

23 X-Rays

24 Elastics and Inelastics X-Ray Scatterings

27 Characteristics Radiation and its Measurement

28 XRF Spectrometer

28 EDXRF Spectrometer

30 WDXRF Spectrometer

32 CHAPTER THREE

30 CLASSICAL TECHNIQUES FOR CHEMICAL ANALYSIS

32 Introduction

32 Data treatment and Filtering

33 Evaluated software

33 ArcGIS

34 MODFLOW

35 Classical study techniques for chemical analysis

36 Piper Plot

36 Circular and Pie diagrams

38 Schoeller Diagram

38 CHAPTER FOUR

38 CLASSICAL TECHNIQUES FOR CHEMICAL ANALYSIS

38 Introduction

38 Schedule and Location for Sample collection

40 Collection of Field Data and Samples

40 Field Testing

40 Surface Water Samples

41 Groundwater samples

42 Materials and Methods

42 Materıals

42 Methods

42 XRF Analysis

44 IC Analysis

47 CHAPTER FIVE

47 RESULTS AND DISCUSSION

47 Introduction

47 Major Ion Concentrations

55 Charge-Balance (Reaction Error Analysis for Major Ions)

56 Schoeller Diagram

61 XRF results

67 Characteristics of Metals according to properties

68 Conceptual Models from laboratory analysis and field observations

71 CHAPTER SIX

71 CONCLUSION AND RECCOMENDATIONS

71 Conclusion

72 Recommendation

73 REFERENCES

Araştırmaya Başlarken  
   Sıkça Sorulan Sorular