Akademik Veri Yönetim Sistemi
24TH INTERNATIONAL ISTANBUL SCIENTIFIC RESEARCH CONGRESS ON LIFE, ENGINEERING, ARCHITECTURE, AND MATHEMATICAL SCIENCES PROCEEDINGS, İstanbul, Türkiye, 20 - 22 Şubat 2026, ss.856-867, (Tam Metin Bildiri)
Su dağıtım şebekelerinde polimer boruların küresel çapta benimsenmesi ivme kazanmakta ve geleneksel metalik ile beton altyapının yerini sistematik olarak almaktadır. Bu yaygın geçiş, temel olarak modern polimerlerin sunduğu üstün korozyon direnci ve kurulum maliyeti etkinliği ile yönlendirilmektedir. Bu eğilim, yerel su ve kanalizasyon idarelerinden alınan son raporların yüksek yoğunluklu polietilen (HDPE) boruların payında son üç yılda yaklaşık %32'lik bir artışa işaret ettiği Türkiye'de özellikle belirgindir. Ancak bu temel malzeme değişimi, uzun vadeli dayanıklılık ve sistem güvenliği ile ilgili soruları da beraberinde getirmiştir. Yüksek yoğunluklu polietilen (HDPE) ve polivinil klorür (PVC) dahil olmak üzere polimer borular, hidrolik dalgalanmalar ve kalıntı dezenfektanlara (örn. klor) maruz kalma gibi birleşik stres koşulları altında bozunmaya uğrayabilir. Genellikle oksidatif gevrekleşme olarak adlandırılan bu süreç, yüzey çatlamasına ve mikro ve nanoplastik parçacıkların kademeli olarak içme suyuna salınmasına yol açabilir. Bu tür salınımlar potansiyel bir çevresel maruziyet kaynağı oluşturabilir ve kümülatif stres senaryoları altında olumsuz sonuçlarla ilişkilendirilebilecek koşullara katkıda bulunabilir. Tekirdağ'ın Ergene ilçesinde modernleşen su şebekesine bir vaka çalışması alanı olarak odaklanan bu makale, söz konusu bozunma mekanizmalarını araştırmayı, mikroplastik salınımına ilişkin saha tabanlı değerlendirmeler yapmayı ve Yaşam Döngüsü Değerlendirmesi perspektifi aracılığıyla daha geniş çaplı çevresel etkileri değerlendirmeyi amaçlamaktadır. Bu çalışmanın önemli bir metodolojik katkısı, özellikle oksidatif kırgınlaşma süreçlerini modelleyen tahmine dayalı bir görselleştirme çerçevesi oluşturmak için konumsal (mekansal) su dağıtım şebekesi verilerinin entegrasyonudur. Analiz, bozunma dinamiklerinin bu parametrelere güçlü bir şekilde bağlı olması nedeniyle "boru malzemesi" ve "boru yaşını" kritik bağımsız değişkenler olarak tanımlamaktadır. Simüle edilen mikroplastik konsantrasyonları daha sonra benzer su sistemleri için literatürde rapor edilen değerlerle karşılaştırılmakta ve bulgular, boru hattının toplam operasyonel (hizmet) ömrü boyunca kümülatif yapısal bozunmayı ve çevresel yükü dikkate alan kapsamlı bir çerçeve içinde yorumlanmaktadır. Bu tür araştırmalar, dayanıklılığı artırmak ve uzatılmış hizmet ömürleri boyunca bozunmayla ilgili potansiyel etkileri en aza indirmek için yeni nesil su dağıtım sistemlerinin tasarımına ve malzeme seçimine yön verebilir.
The global
adoption of polymeric pipes within water distribution networks is accelerating,
systematically replacing traditional metallic and concrete infrastructure. This
widespread transition is primarily driven by the superior corrosion resistance
and installation cost-effectiveness offered by modern polymers. The trend is
particularly pronounced in Türkiye, where recent reports from local water and
sewage authorities indicate an increase of nearly 32% in the share of
high-density polyethylene (HDPE) pipes over the past three years. However, this
fundamental material shift has raised questions regarding long-term durability
and system safety. Polymeric pipes, including HDPE and polyvinyl chloride
(PVC), may undergo degradation under combined stress conditions, such as
hydraulic fluctuations and exposure to residual disinfectants (e.g., chlorine).
This process, commonly referred to as oxidative embrittlement, can lead to
surface cracking and the gradual release of micro- and nanoplastic particles
into drinking water. Such releases may represent a potential source of
environmental exposure and could contribute to conditions that may be
associated with adverse outcomes under cumulative stress scenarios. Focusing on
the modernizing water network in the Ergene district of Tekirdağ as a case
study area, this paper aims to investigate these degradation mechanisms,
conduct field-based assessments of microplastic release, and evaluate broader
environmental implications through a Life Cycle Assessment perspective. A key
methodological contribution of this work is the integration of spatial water
distribution network data to generate a predictive visualization framework,
specifically modeling oxidative embrittlement processes. The analysis
identifies “pipe material” and “pipe age” as critical independent variables, as
degradation dynamics are strongly dependent on these parameters. Simulated
microplastic concentrations are subsequently compared with values reported in
the literatüre for similar water systems, and the findings are interpreted
within a comprehensive framework that considers cumulative structural
degradation and environmental burden across the pipeline’s total operational
lifespan. Such research may inform the design and material selection of
next-generation water distribution systems to enhance durability and minimize
potential degradation-related impacts over extended service lifetimes.