Çeşitli adsorbanlar kullanılarak sulu ortamlardaki arsenik giderimi

Abstract

Arsenik ortamda birden fazla oksidasyon durumunda bulunabilir ancak doğal sularda genellikle As(III) ve As(V)'in inorganik formunda bulunur. Biyolojik sistemler için, As(III) As(V)'e göre daha toksiktir.Arsenik giderimi için ana yöntemler; koagülasyon, flokülasyon ve çökeltme,membran filtrasyon, iyon değiştirme ve adsorpsiyondur. Genellikle adsorpsiyon umut vaat eden bir yöntem olarak kabul edilir. Ayrıca su kaynaklarından arseniğin uzaklaştırılmasında adsorpsiyon, ekonomik bir yöntem olarak gösterilmektedir.Bu çalışmada, atomik absorpsiyon spektrofotometresi kullanılarak adsorpsiyon metodu ile çeşitli adsorbanlar kullanılarak sulu ortamlardan arsenik giderimi ölçülmüştür. Arseniği gidermede daha başarılı olan adsorbanlar seçilmiştir. Bu adsorbanlar ponza taşı, FeCl3 ile muamele edilmiş ponza taşı ve FeCl3 + NaOH ile muamele edilmiş ponza taşıdır. Adsorpsiyon yöntemi batch olarak gerçekleştirilmiş olup daha sonra ortamda kalan arsenik iyonları hidrür oluşturma tekniği ile alevli atomik absorpsiyon spektrofotometresi kullanılarak ölçümler alınmıştır. Bu çalışmada temas süresi, ortam pH'ı, sıcaklık ve derişim gibi parametrelerin adsorpsiyona etkisi incelenmiştir. Daha sonra adsorpsiyon izoterm grafikleri çizilip adsorpsiyon türü belirlenmiş ve kullanılan adsorbanların kapasiteleri hesaplanıp arsenik iyonları için en uygun adsorban tespit edilmiştir.Bu çalışmaların sonucunda; optimum temas süresi, ponza için 60 dk, FeCl3 ile modifiye edilmiş ponza için 60 dk ve NaOH ve FeCl3 ile modifiye edilmiş ponza için ise 120 dk olarak belirlenmiştir. Optimum sıcaklık, ponza için 35 ºC, FeCl3 ile modifiye edilmiş ponza için 35 ºC ve NaOH ve FeCl3 ile modifiye edilmiş ponza için ise 30 ºC olarak belirlenmiştir. Ponza ve FeCl3 ile modifiye edilmiş ponza için endotermik reaksiyon verirken, NaOH ve FeCl3 ile modifiye edilmiş ponza için ekzotermik reaksiyon verir. Optimum pH, ponza için 6.0, FeCl3 ile modifiye edilmiş ponza için 9.0 ve NaOH ve FeCl3 ile modifiye edilmiş ponza için ise 5.0 olarak belirlenmiştir. En yüksek adsorpsiyon kapasitesine sahip konsantrasyon, ponza için 1500 µg/L, FeCl3 ile modifiye edilmiş ponza için 1500 µg/L ve NaOH ve FeCl3 ile modifiye edilmiş ponza için ise 1500 µg/L olarak belirlenmiştir. Bu üç adsorban da Freundlich izotermine uygunluk sağlar.

Arsenic can be present in more than one oxidation state, but is usually found in inorganic form of As (III) and As (V) in natural waters. As for biological systems, As (III) is more toxic than As (V).The main methods for arsenic removal; coagulation, flocculation and precipitation, membrane filtration, ion exchange and adsorption. Generally, adsorption is considered a promising method. In addition, adsorption has been shown as an economical method for the removal of arsenic from water sources.In this study, arsenic removal from aqueous media was measured by usingadsorption method by using adsorption method using atomic absorption spectrophotometer. Adsorbents which were more successful in removing arsenic were selected. These adsorbents are pumice stone, pumice stone modified with FeCl3 and pumice stone modified with FeCl3 and NaOH. The adsorption method was carried out in batch and then the arsenic ions in the medium were measured by hydride formation technique using flame atomic absorption spectrophotometer.In this study, the effect of parameters such as contact time, ambient pH, temperature and concentration on adsorption was investigated. Then, adsorption isotherm graphs were drawn and the adsorption type was determined and the capacities of the adsorbents used were calculated and the most suitable adsorbent for arsenic ions was determined.As a result of these studies; optimum contact time was 60 min for pumice, 60 min for pumice modified with FeCl3, and 120 min for pumice modified with NaOH and FeCl3.The optimum temperature was 35 ºC for pumice, 35 ºC for pumice modified with FeCl3 and 30 ºC for pumice modified with NaOH and FeCl3. It gives an endothermic reaction for pumice modified with pumice and FeCl3, while it exothermic for pumice modified with NaOH and FeCl3.The optimum pH was 6.0 for pumice, 9.0 for pumice modified with FeCl3, and 5.0 for pumice modified with NaOH and FeCl3.The concentration with the highest adsorption capacity was 1500 µg / L for pumice, 1500 µg / L for pumice modified with FeCl3 and 1500 µg / L for pumice modified with NaOH and FeCl3. All three adsorbents are compatible with Freundlich isotherm.