Sudan kadmiyum ve kromun ceratophyllum demersum l. kullanılarak gideriminin araştırılması
Investigation on removal of cadmium and chromium from water by employing Ceratophyllum demersum L.
Yazar: CANSU YÜKSEL
Danışman: PROF. DR. MEHMET EMİN AYDIN
Necmettin Erbakan Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Çevre Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Atık su arıtma = Waste water treatment ; Ağır metal kirliliği = Heavy metal pollution ; Fitoremediasyon = Phytoremediation ; Kadmiyum = Cadmium ; Krom = Chromium ; Tilki kuyruğu = Foxtail

Özet:
Bu çalışmada Ceratophyllum demersum L. bitkisi kullanılarak sulardan kadmiyum ve krom metallerinin fitoremediasyon yöntemi ile giderimlerinin araştırılması amaçlanmıştır. Fitoremediasyon teknolojisi, kirletici unsurların bitkiler yardımı ile giderilmesidir. Fitoremediasyon yönteminde solar enerji kullanıldığı için ekstra enerjiye ihtiyaç yoktur, yerinde arıtım yapıldığı için sistemin kurulması gibi ekstra maliyet yükü de gerektirmez. Ceratophyllum demersum L. bitkisi ağır metal hiperakümülatör bitkisidir. Yapılan çalışmada deiyonize su ve gerçek atıksu olarak Koski Atıksu Arıtma Tesisinin (AAT) giriş ve çıkış suları kullanılmıştır. Farklı bitki miktarlarında (2, 2.5, 5, 7.5 g/L) numuneler hazırlanarak farklı maruziyet sürelerinde (6, 12, 18, 24, 48 sa) kadmiyum ve krom metallerinin giderimleri araştırılmıştır. Farklı bitki konsantrasyonlarında ve maruziyet süreleri sonunda bitkilerin yaş ve kuru ağırlıkları, atıksudan kalan ve bitki bünyesine alınan ağır metal miktarları, atıksu pH değişimleri, biyokonsantrasyon faktörü (BKF) değerleri ve ağır metal giderim verimleri incelenmiştir. Bitki miktarları ve maruz kalma süreleri arttıkça kadmiyum ve krom giderimlerinin arttığı gözlenmiştir. Kadmiyum giderim veriminin en yüksek değeri yaklaşık %80.3 olarak 2.5 g/L bitkinin kullanıldığı 48 sa maruziyet süresi sonunda, kromun en yüksek giderim verimi %100 olarak 7.5 g/L bitkinin kullanıldığı 24 sa maruziyet süresi sonunda elde edilmiştir. BKF değerleri maruziyet süreleri arttıkça artış göstermiştir. Kadmiyum ve krom metallerinin birlikte gideriminin gerçekleştirildiği çalışma sonuçlarında ise kadmiyum için en yüksek giderim verimi %90, krom için %80.8 olarak 5 g/L bitkinin kullanıldığı ve 48 sa maruziyet süresi sonunda elde edilmiştir. Evsel atıksu arıtma tesisi giriş ve çıkış suları ile hazırlanan numuneler için kadmiyum ve kromun giderim verimleri değerlendirildiğinde her iki metal için de en iyi giderim verimleri AAT giriş suları çalışmasında elde edilmiştir. AAT giriş suyunda yaklaşık en yüksek %82.5 kadmiyum giderimi, AAT çıkış suyunda ise en yüksek %41.7 oranla yine kadmiyum giderimi tespit edilmiştir. Bitkinin kadmiyum giderim seçiciliğinin kroma göre daha yüksek olduğu gözlenmiştir. Tüm bu veriler incelendiğinde Ceratophyllum demersum L. bitkisi fitoremediasyon yöntemiyle sulardan kadmiyum ve krom giderimi için kullanılabilir olduğu görülmüştür.

Abstract:
In this study, it was aimed to investigate the removal of cadmium and chromium metals from waters by phytoremediation method using Ceratophyllum demersum L. plant. Phytoremediation technology is the removal of pollutants with the help of plants. Since solar energy is used in the phytoremediation method, there is no need for extra energy, and it does not require extra cost, such as the installation of the system, since on-site treatment is carried out. Ceratophyllum demersum L. is a heavy metal hyperaccumulator plant. In the study, inlet and outlet water of Koski Wastewater Treatment Plant (WWTP) were used as deionized water and real wastewater. The removals of cadmium and chromium metals were investigated at different exposure times (6, 12, 18, 24, 48 h) by preparing samples at different plant amounts (2, 2.5, 5, 7.5 g/L). At different plant concentrations and at the end of exposure times, the fresh and dry weights of the plants, the amount of heavy metals remaining in the wastewater and taken into the plant, wastewater pH changes, bioconcentration factor (BKF) values and heavy metal removal efficiencies were investigated. It was observed that cadmium and chromium removals increased as plant amounts and exposure times increased. The highest value of cadmium removal efficiency was obtained at the end of 48 h exposure period, when 2.5 g/L plant was used as approximately 80.3%, and the highest removal efficiency of chromium was obtained 100% at the end of 24 h exposure period when 7.5 g/L plant was used. BKF values increased as the exposure time increased. In the results of the study in which cadmium and chromium metals were removed together, the highest removal efficiency was obtained as 90% for cadmium and 80.8% for chromium, at the end of 48 h exposure time when 5 g/L plant was used. When the removal efficiencies of cadmium and chromium were evaluated for the samples prepared with domestic wastewater treatment plant inlet and outlet water, the best removal efficiencies for both metals were obtained in the WWTP inlet water study. Approximately 82.5% cadmium removal was found in WWTP inlet water, and the highest cadmium removal rate in WWTP effluent was 41.7%. It was observed that the cadmium removal selectivity of the plant was higher than that of chromium. When all these data were examined, it was seen that Ceratophyllum demersum L. plant can be used for cadmium and chrome removal from waters by phytoremediation method.