Assessment of Environmental Impacts of Aggregate Mining with the Life Cycle Approach; an Example of Cebeci̇ Aggregate Quarries

Abstract

Agrega Madenciliğinde Çevresel Etkilerin Yaşam Döngüsü Yaklaşımı ile Değerlendirilmesi: Cebeci Agrega Ocakları Örneği

Abstract

Günümüzde madencilik ve sürdürülebilirlik konusuna yönelik küresel ilgi giderek artmakta, bu da madencilik endüstrisinin daha sürdürülebilir bir yapıya dönüştürülmesi gerekliliğini ön plana çıkarmaktadır. Bu süreçte sürdürülebilir uygulamaların benimsenmesi ve çevresel etkilerin en aza indirgenmesi büyük önem taşımaktadır. Agrega, beton ve asfalt üretiminde kullanılan kum, çakıl, kırma taş gibi doğal yapı malzemelerin genel adıdır. Bir ülkenin yapısal büyüme ve gelişimi, artan nüfusu ile endüstriyel ve altyapı yatırımlarının gerekliliği, agregayı dünya çapında zorunlu stratejik hammaddelerden biri haline getirmektedir. Bu çalışmanın amacı, İstanbul ili Sultangazi ilçesi Cebeci Köyünde yer alan, kumtaşı ve kireçtaşlarının agrega olarak üretildiği taş ocaklarındaki madencilik faaliyetlerinin çevresel etkilerini değerlendirmektir. Bu kapsamda, ilk olarak kumtaşları ve kireçtaşlarının üretildiği taş ocakları ve yakın çevresinin jeolojisi incelenmiştir. Daha sonra, yaşam döngüsü değerlendirmesi (YDD) yöntemi kullanılarak, agrega ocak faaliyetlerinin kazı ve patlatma, yükleme ve taşıma, kırma ve eleme ve stok sahasına nakliye gibi süreçleri sisteme dahil edilmiştir. YDD analizi GaBi Education yazılımı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre; kumtaşı ve kireçtaşı agrega ocak faaliyetleri küresel ısınma potansiyeli değerlerinin 1,98 ile 2,30 kg CO2 eşd./ton arasında değiştiği tespit edilmiştir Madencilik faaliyetlerinde kullanılan ağır makineler ve ekipmanların yüksek enerji ihtiyacını karşılamak için temin edilen elektrik ve kullanılan dizel yakıtın küresel ısınma potansiyelini arttıran en önemli unsurlar olduğu görülmüştür.

Keywords

• Agrega madenciliği
• kumtaşı
• kireçtaşı
• yaşam döngü değerlendirmesi
• çevresel etki

References

1. Awuah-Offei, K., & Adekpedjou, A. (2011). Application of life cycle assessment in the mining industry. The International Journal of Life Cycle Assessment, 16(1), 82–89. https://doi. org/10.1016/j.eiar.2018.05.005
2. Başçetin, A., Adıgüzel, D., & Tuylu, S. (2017). The investigation of CO2 emissions for different rock units in the production of aggregate. Environmental Earth Sciences, 76(279). https:// doi.org/10.1007/s12665-017-6602-0
3. Bendouma, S., Serradj, T., & Vapur, H. (2020). A case study of the life cycle impact of limestone quarrying on the environment. International Journal of Global Warming, 22(4), 432–447. https://doi.org/10.1504/IJGW.2020.10033384
4. Blengini, G. A. (2009). Life cycle of buildings, demolition, and recycling potential: A case study in Turin, Italy. Building and Environment, 44(2), 319–330. https://doi.org/10.1016/j. buildenv.2008.03.007
5. De Bortoli, A. (2023). Understanding the environmental impacts of virgin aggregates: Critical literature review and primary comprehensive life cycle assessments. Journal of Cleaner Production, 415, 137629. https://doi. org/10.1016/j.jclepro.2023.137629
6. Durucan, S., Korre, A., Muñoz-Meléndez, G., & Chane-Kon, L. (2003). Mining life cycle modeling for environmental control and waste minimization. International Mining Congress and Exhibition of Turkey - IMCET 2003.
7. Finnveden, G., Hauschild, M. Z., Ekvall, T., & Guineé, J. B. (2009). Recent developments in life cycle assessment. Journal of Environmental Management, 91(1), 1–21. https://doi. org/10.1016/j.jenvman.2009.06.018
8. GaBi Educational Software. (2012). GaBi Educational User Manual. Stuttgart, Germany: Thinkstep. Journal of Geological Engineering 48 (2) 2024

9. Gonçalves, J. P., Tavares, L. M., & Toledo Filho, R. D. (2007). Comparison of natural and manufactured fine aggregates in cement mortars. Cement and Concrete Research, 37(6), 924–932. https://doi. org/10.1016/j.cemconres.2007.03.009
10. Gözübol, A. M., & Aysal, N. (2008). Cebeciköy kireçtaşı ocaklarında litolojik ve yapısal kökenli işletme sınırları. İstanbul Yerbilimleri Dergisi, 21(1), 25–35.
11. ISO. (2006a). ISO 14040:2006: Environmental management - Life cycle assessment - Principles and framework. Geneva, Switzerland: International Organization for Standardization.
12. ISO. (2006b). ISO 14044:2006: Environmental management - Life cycle assessment - Requirements and guidelines. Geneva, Switzerland: International Organization for Standardization.
13. Jullien, A., Proust, C., Martaud, T., Rayssac, E., & Ropert, C. (2012). Variability in the environmental impacts of aggregate production. Resources, Conservation and Recycling, 62, 1–13. https:// doi.org/10.1016/j.resconrec.2012.02.002
14. Kaya, O. (1971). İstanbul’un Karbonifer stratigrafisi. Türkiye Jeoloji Kurultayı Bülteni, XIV(2), 143– 199.
15. Kittipongvises, S. (2017). Assessment of environmental impacts of limestone quarrying operations in Thailand. Environmental and Climate Technologies, 20(1), 67–83. https://doi. org/10.1515/rtuect-2017-0011
16. Korre, A., & Durucan, S. (2009). EVA025 – Final Report: Aggregates industry life cycle assessment model: Modelling tools and case studies. American Ceramic Society. Retrieved from https://coilink.org/20.500.12592/bkn0b6 on September 11, 2024. COI: 20.500.12592/ bkn0b6
17. Öztaş Karaman, S.(2014). Türk yapı malzemesi sektörü için yaşam döngüsü etki değerlendirmesine yönelik bir model önerisi (Unpublished doctoral dissertation). İstanbul Teknik Üniversitesi, İstanbul.
18. Petavratzi, E., Kingman, S. W., & Lowndes, I. (2005). Particulates from mining operations: A review of sources, effects, and regulations. Minerals Engineering, 18(12), 1183–1199. https://doi. org/10.1016/j.mineng.2005.06.017
19. Taşkın, E. (2018). Linyit yakıtlı pilot termik santral için baca gazı emisyon azaltma seçeneklerinin yaşam döngüsü değerlendirmesi (Unpublished master’s thesis). Hacettepe Üniversitesi, Ankara.
20. Tuğrul, A., Aysal, N., Yılmaz, M., Çinku, K., Hoşgörmez, H., Gözübol, A. M., Özer, Ü., Öztoprak, S., Onat, B., Karadoğan, A., Küçükdeniz, T., & Şahin, Ü. A. (2018). Cebeci Maden Bölgesi Proje Raporu. Ankara, Turkey: T.C. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı.
21. Wilburn, D. R., & Goonan, T. G. (1998). Aggregates from natural and recycled sources: Economic assessments for construction applications: A materials flow study. U.S. Geological Survey Circular, 1176, 1–31. https://doi.org/10.3133/ cir1176
22. Yıldız, T. D. (2021). Possible effects of mining zone regulation on mining companies in Turkey and evaluation of mining companies. Resources Policy, 77, 102011. https://doi.org/10.1016/j. resourpol.2021.102011