Bacillus türü bazı mikroorganizmalar üzerine ağır metallerin biyosorpsiyonu

Abstract

Katı ya da sıvı yüzeylerine çarpan gazlar ya da çözünen maddelerin bu yüzeylerde tutunmalarına adsorpsiyon denir. Adsorpsiyon çevre kirliliğini gidermede yaygınca kullanılan etkili yöntemlerden biridir. Bununla beraber adsorpsiyonda maliyet önemli bir parametredir. Bu nedenle zararlı atıkların işlenmesi için düşük maliyetli yerel kaynakların kullanımı çevresel biyoteknolojinin gelişimi için önemlidir.Bu çalışmada maliyeti çok düşük olan Basil türü bir mikroorganizma olan Bacillus subtilis bakterisi adsorplayıcı olarak kullanılarak sulu çözeltiden Ni(II) iyonları uzaklaştırıldı. Adsorpsiyon çalışmalarında başlangıç konsantrasyonu, sıcaklık, pH, adsorbent dozu ve zamanın etkisi incelendi.Belirli miktardaki adsorplayıcı, başlangıç derişimi belli metal iyonu çözeltisinin belli miktarı ile karıştırılarak, zamanla denge derişimindeki azalma ölçülerek kinetik veriler elde edildi ve denge süresi belirlendi. Bu kinetik veriler psödo-birinci ve psödo-ikinci mertebe hız modellerinde değerlendirilerek adsorpsiyon hız sabitleri hesaplandı. Farklı sıcaklıklardaki hız sabitleri kullanılarak aktifleşme enerjisi hesaplandı.Adsorplayıcının sabit miktarı ile derişimleri farklı bir seri çözelti belirlenen denge uygun süresince çalkalandı ve denge süresi sonunda çözeltiler analiz edilerek denge derişimleri belirlendi. Denge derişimine karşı birim miktar adsorplayıcı üzerinde adsorplanan metal iyonu miktarı grafiğe geçirilerek adsorpsiyon izotermleri elde edildi. Adsorpsiyon izoterm verileri Freundlich ve Langmuir izoterm modellerinde değerlendirilerek adsorpsiyon izoterm sabitleri ve yine bu veriler yardımı ile serbest enerji değişimi ( ? G), entalpi değişimi ( ? H) ve entropi değişimi ( ? S) gibi termodinamik parametreler hesaplandı.Ayrıca Ni (II), Cd (II), Cu (II) ve Pb (II) iyonlarının, ikili ve üçlü karışım halindeki yüzde adsorpsiyon miktarı (% A) değerleri belirlenerek bu metal iyonlarının adsorpsiyon rekabeti incelendi. Ayrıca adsorpsiyon miktarı üzerine adsorbent dozunun etkisi de incelendi.

Adherence of the striking gases or the dissolved substances onto a solid or liquid surface is called adsorption. It is a method used widely to remove environmental pollution. However, cost is an important factor in adsorption and thus use of the low-cost local resources to process harmful wastes is necessary for development of environmental biotechnology.In the present study, Ni(II) ions were removed from the aqueous solution by using Bacillus subtilis bacteria, a low-cost and Bacillus sb. type microorganism and effect of the initial concentration, temperature, pH, adsorpbent dosage and time on adsorption was investigated.For this purpose, a certain amount of the adsorbent was mixed with a certain amount of solution the metal ion, initial concentration of which is specified, and reduction in the equilibrium concentration with the time was measured, and so the kinetic data were obtained and the equilibrium time was found. Adsorption rate constants were calculated by assessing these kinetic in pseudo-first and pseudo-second order rate models and activation energy was calculated by using these rate constants at various temperatures.A fixed amount of the adsorbent was shaken with a series of the solutions with different concentrations for equilibrium time and the equilibrium concentrations were established by analyzing the solutions after equilibrium time. Adsorption isotherms were obtained by plotting the amount of the metal ions adsorbed onto a unit amount of the adsorbent versus the equilibrium concentration. Adsorption isotherm constants were calculated by assessing the adsorption isotherm data in Freundlich and Langmuir isotherm models and again by the aid of these data, free energy change (?G), enthalpy change (?H) and entropy change (?S) were calculated.Furthermore, amounts of percent adsorption (A %) of Ni (II) ions as double and triple mixture were found and adsorption competition of these metal ions were investigated and effect of the adsorbent dosage on the amount of adsorption were studied as well.