Biyokütle kullanılarak ağır metal giderimi
Removal of heavy metal by using biomass.
Yazar: MELİKE KALE
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ FERDA ÖZMAL
Dumlupınar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Biyokimya = Biochemistry
Dizin: Biyosorpsiyon = Biosorption ; Kadmiyum = Cadmium ; Kurşun = Lead

Özet:
Bu çalışmada biyokütle olarak Karaçalı Dikeni (Paliurus spina-christi MILL..) kullanılarak sulu çözeltiden kurşun (II) ve kadmiyum (II) iyonlarının uzaklaştırılması araştırılmıştır. Biyosorpsiyon sürecinin aydınlatılması amacıyla biyokütlenin FT-IR (Forier Dönüşümlü İnfrared Spektroskopisi) spektrumları, SEM (Taramalı Elektron Mikroskopu) görüntüleri alınmış ve EDX (Enerji yayılımlı X-ışını) analizleri ile karakterizasyonu yapılmıştır. Tanecik boyutu, pH, biyokütle miktarı, temas süresi, sıcaklık ve başlangıç metal iyon konsantrasyonu gibi parametrelerin biyosorpsiyon verimi üzerine etkileri incelenmiştir. Biyokütlenin her iki metali biyosorpsiyonunda 150 µm tanecik boyutu ve 40 oC sıcaklık optimum değerler olarak tespit edilmiştir. Pb (II) biyosorpsiyonunda pH 5,5 da 2 g/L biyokütle miktarı ile çalışıldığında en yüksek biyosorpsiyon verimi elde edilirken; Cd(II) nin biyosorpsiyonunda bu değerler pH 5 ve 6 g/L biyokütle miktarı olarak değişmiştir. Pb (II) biyosorpsiyonunda dengeye 50 dakikada ulaşılırken Cd (II) biyosorpsiyonunda 60 dakikada ulaşılmıştır. Elde edilen deneysel veriler Langmuir ve Freundlich izoterm modellerine uygunlanarak en iyi uyum gösterdiği modeller tespit edilmiş,  Pb (II) ve Cd (II) için biyokütlenin maksimum biyosorpsiyon kapasiteleri sırasıyla 231,7 mg/g ve 36,84 mg/g olarak bulunmuştur. Ayrıca biyosorpsiyonun kinetik parametreleri de incelenerek her iki metal içinde verilerin yalancı ikinci dereceden kinetik modele uyduğu tespit edilmiştir. Sonuç olarak Karaçalı Dikeni (Paliurus spina-christi MILL..) nin Pb (II) ve Cd (II) nin biyosorpsiyonunda etkili bir biyokütle olarak kullanılabileceğine karar verilmiştir.

Abstract:
In this study, removal of lead (II) and cadmium (II) ions from aqueous solutions by using blacktorn (Paliurus spina-christi MILL.) as a biomass was investigated. To clarify the biosorption process, the biomass was characterized by FT-IR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy) spectra,  SEM (Scanning Electron Microscope)images and EDX (Energy Dispersive X-ray ) analyses. The effect of parameters such as particle size, pH, biomass dosage, contact time and initial metal ion concentration on the biosorption yield was investigated. At the biosorption of both metals onto biomass, particle size of 150 µm and temperature of 40 oC were found to be the optimum values. Highest biosorption yield was obtained at pH 5.5 and at the the biomass dosage of 2 g/L at Pb (II) biosorption while the pH 5 and the 6 g/L were the optimum values at Cd (II) biosorption. Biosorption equilibrium was approached within 50 min. at Pb (II) but within 60 min. at Cd (II). Experimental data was applied to the Langmuir and Freundlich isotherm models to determine the best fitting model and the maximum biosorption capacity was found to be 231,7 mg/g and 36,84 mg/g for Pb (II) and Cd (II), respectively. Biosorption kinetic parameters were also studied and for both of the metals pseudo-second-order kinetic model was determined as applicable. As a result it was decided that blacktorn (Paliurus spina-christi MILL.) could be used as an effective biomass at the biosorption of Pb(II) and Cd(II).