Biyokütle ve modifiye biyokütle kullanılarak kirlilik gideriminin analitiksel yöntemlerle araştırılması

Abstract

Endüstriyel gelişmelerin ve nüfusun artışıyla birlikte, ağır metal içeren atıksuların üretimi ve çevreye salınması oldukça yaygınlaşmıştır. Bu tez kapsamında, tiyosalisilik asit (TS) modifiye Isatis tinctoria L. (Brassicaceae) (TS-I), Pb(II) ve Cd(II); TS modifiye sodyum aljinat (TS-A) ise Cu(II) ve Cd(II) iyonlarının biyosorpsiyonunda biyosorban olarak kullanılmıştır. Elde edilen biyosorbanların karakteristik özelliklerini ortaya koyabilmek amacıyla FTIR, SEM, elementel, termal ve zeta potansiyel analiz yöntemlerinden yararlanılmıştır. Kesikli sistemde pH, biyosorban miktarı, sıcaklık, temas süresi ve başlangıç metal iyonları derişimi gibi faktörlerin biyosorpsiyona etkisi incelenmiştir. TS-I üzerine Pb(II) ve Cd(II) iyonları biyosorpsiyonunun denge süreleri sırasıyla 30 ve 40 dk, Cu(II) ve Cd(II) iyonlarının TS-A üzerine biyosorpsiyonunun dengeye ulaşması için gereken süre ise, 25 dk olarak belirlenmiştir. Biyosorpsiyon denge verileri değerlendirilerek çeşitli kinetik ve izoterm modellere uygunluğu araştırılmıştır. Ayrıca metal iyonlarının yarışmalı ortamdan, tekli ve ikili sistemde bulunduğu sentetik atıksu ortamından biyosorpsiyon verimleri de incelenmiştir. Sürekli sistemde akış hızı ve biyosorban miktarının biyosorpsiyona etkisi araştırılmış, metal iyonlarına ait kırılma eğrileri oluşturulmuştur. Biyosorbanların tekrar kullanılabilirliğini ortaya koyabilmek amacıyla da biyosorpsiyon-desorpsiyon döngüleri gerçekleştirilmiştir.Anahtar Kelimeler: Ağır metal biyosorpsiyonu, Modifikasyon, İmmobilizasyon, Kinetik, İzoterm

The production of effluents containing heavy metals has grown a lot and its release to the environment has become widespread with the industrial development and population growth. In this study, thiosalicylic acid (TS) modified Isatis tinctoria L. (Brassicaceae) (TS-I) and TS immobilized alginate (TS-A) were intended to be used as biosorbents in the biosorption of Pb(II), Cd(II) and Cu(II), Cd(II) ions, respectively. FTIR, SEM, elemental, thermal and zeta potential analysis methods were used to reveal the characteristics of biosorbents. The effects of pH, biosorbent amount, temperature, contact time and initial metal ions concentration on the biosorption were investigated in a batch system. The equilibrium of the biosorption of Pb(II) and Cd(II) ions on TS-I were determined to be reached in 30 and 40 minutes, respectively. Also, the biosorption equilibrium of Cu(II) and Cd(II) ions on TS-A occured in 25 minutes. The biosorption equilibrium data were evaluated and their suitability for various kinetic and isotherm models were investigated. In addition to this, the competitive biosorption of metal ions from the solutions and the biosorption yields for metal ions at a single and binary system from the synthetic wastewater were also investigated. In a continuous system, the effect of flow rate and biosorbent amount on the biosorption was investigated and the breakthrough curves of metal ions were formed. Biosorption-desorption cycles were also carried out to demonstrate the reusability of biosorbents.Keywords: Heavy metal biosorption, Modification, Immobilization, Kinetic, Isotherm