Sudan nikel ve çinkonun Ceratophllyum demersium L. ile gideriminin optimize edilmesi
Optimizing on removal of nickel and zinc from water by employing Ceratophyllum demersum L.
Yazar: MİHRİBAN YÜKSEL
Danışman: PROF. DR. MEHMET EMİN AYDIN
Necmettin Erbakan Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Atık su = Waste water ; Ağır metaller = Heavy metals ; Fitoremediasyon = Phytoremediation ; Nikel = Nickel ; Su bitkileri = Water plants ; Çinko = Zinc

Özet:
Bu çalışmanın amacı, atıksulardaki nikel (Ni+2) ve çinko (Zn+2) in vitro koşullarda çoğaltılan Ceratophyllum demersum L. su bitkisi kullanılarak fitoremediasyon yöntemiyle giderim yönteminin optimize edilmesidir. Fitoremediasyon, kirleticilerin bitkiler kullanılarak arıtılması teknolojisidir. Bu teknoloji kirlilik oluşturduğu alandan organik ve inorganik maddeler, bitki kullanılarak bertaraf edilebilmektedir. Fitoremediasyon yerinde arıtım sağlar, ekstra enerjiye gereksinimi yoktur, doğal kaynaklara zarar vermez ve yüksek kabul görür. Ceratophyllum demersum L. ağır metal toleransının etkisiyle hedeflenen giderimi gerçekleştirebilen bir makrofittir. Çalışmada deiyonize su ve Koski Atıksu Arıtma Tesisinin (AAT) girişi ve çıkışından alınan gerçek atıksu kullanılarak farklı bitki konsantrasyonlarda iki tekrar ve kontrol amaçlı numuneler hazırlanmış Ni+2 ve Zn+2 giderim şartları optimize edilmiştir. Farklı bitki konsantrasyonlarında (0-7.5 g/L) ve maruz bırakılma süresi (6-48 sa) sonunda bitkilerin taze ve kuru ağırlıkları, atıksuda kalan ve bitki bünyesine alınan ağır metal miktarları, atıksu pH değişimleri, biyokonsantrasyon faktörü (BKF) ve ağır metal giderim verimleri incelenmiştir. Bitki konsantrasyonu ve maruz kalma süresi arttıkça Ni+2 ve Zn+2 gideriminin arttığı gözlenmiştir. 7.5 g/L bitki kullanımı ile 48 sa maruz kalma süresi sonunda Zn+2'da %85, Ni+2'de ise %100 giderim verimi elde edilmiştir. Aynı şartlarda BKF değeri Zn+2 için 1260 mg/kg, Ni+2  içinse 1902 mg/kg olarak tespit edilmiştir. Ni+2 ve Zn+2 birlikte gideriminin gerçekleştirildiği çalışma sonuçlarında ise 0.5 mg/L Ni+2 ve Zn+2 içeren durumda giderim veriminin değişmediği ancak konsantrasyonun artması durumunda Ni+2  gideriminin %70, Zn+2 giderimin ise %80 değerlerine azaldığı görülmüştür. AAT giriş ve çıkış atıksuyunda Ni+2 ve Zn+2  giderim sonuçları değerlendirildiğinde ise her iki atıksuda da Ni+2 ve Zn+2 için yaklaşık olarak %70 giderim verimi elde edilmiştir. Farklı koşullarda optimize edilen, iyi bir biyobelirteç ve metal biriktirebilme yeteneği olan Ceratophyllum demersum L. su bitkisinin fitoremediasyon yöntemiyle Ni+2 ve Zn+2 ile kirlenmiş su ortamlarının arıtımı için etkin bir şekilde kullanılabileceğini görülmüştür.

Abstract:
The aim of this study is to optimize the removal of nickel (Ni+2) and zinc (Zn+2) in wastewater by phytoremediation method using aquatic plant Ceratophyllum demersum L. grown in vitro. Phytoremediation is the technology of treating pollutants using plants. Organic and inorganic substances can be disposed of using plants from the area where this technology creates pollution. Phytoremediation provides on-site treatment, does not need extra energy, does not harm natural resources, and is accepted. Ceratophyllum demersum L. is a macrophyte that can perform targeted removal due to heavy metal tolerance. In the study, two repetition and control samples of different plant concentrations were prepared using deionized water and real wastewater taken from the entrance and exit of the Koski Wastewater Treatment Plant (WWTP) and the removal conditions of  Ni+2 and Zn+2 were optimized. Fresh and dry weights of plants, amounts of heavy metals left in wastewater and taken into the plant body, wastewater pH changes, bio-concentration factor (BCF) and heavy metal removal yields were examined at different plant concentrations (0-7.5 g/L) and exposure time (6-48 hr). It was observed that Ni+2 and Zn+2 removal increased as plant concentration and exposure time increased. With 7.5 g/L plant use, 85% removal efficiency was achieved in Zn+2 and 100% in Ni+2 at the end of the 48 hr exposure period. In the same conditions, BCF value was determined as 1260 mg/kg for Zn+2 and 1902 mg/kg for Ni+2. In the results of the study, where Ni+2 and Zn+2 were carried out together, it was observed that the removal efficiency did not change in the case containing 0.5 mg/L Ni+2 and Zn+2, but if the concentration increased, Ni+2 removal decreased by 70% and Zn+2 removal decreased by 80%. When the removal results of Ni+2 and Zn+2 were evaluated in AAT inlet and outlet wastewater, approximately 70% removal efficiency was achieved for Ni+2 and Zn+2 in both wastewaters. Ceratophyllum demersum L. water plant, which is optimized under different conditions and has a good biomarker and metal accumulation ability, can be used effectively for the treatment of Ni+2 and Zn+2 contaminated water environments by phytomediation method.