Atık sulardan ağır metallerin giderilmesinde doğal zeolitlerin kullanılması: Klinoptilolitin çinko, kurşun ve kadmiyum için iyon değişim kapasitesi
Usage of natural zeolite in removal of heavy metals from wastewater: Ion exchange capacity for zinc, lead and cadmium with clinoptilolite
Yazar: ASLI USTA DİKMEN
Danışman: PROF. DR. MÜJGAN ÇULFAZ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Bilimleri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Ağır metaller = Heavy metals ; Doğal zeolit = Natural zeolite ; Kadmiyum = Cadmium ; Kurşun = Lead ; Çinko = Zinc ; İyon değişimi = Ion exchange

Özet:
Günümüzün önemli çevre sorunlarından biri atık sulardaki ağır metallerin yarattığı kirliliktir. Bu çalışmada; atık sularda yer alan kurşun, çinko ve kadmiyum ağır metallerinin doğal zeolitlerden olan klinoptilolit kullanılarak iyon değişimi yöntemi ile uzaklaştırılması olanakları araştırılmıştır.Çalışmanın ilk basamağında orijinal numunenin kimyasal analizi yapılmış ve X-ışını kırınım desenleri çıkarılmıştır. Daha sonra, klinoptilolitin tek iyon formuna dönüştürülmesi işlemi sodyum iyonu kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Bu işlem sonucunda sodyum formundaki klinoptilolitin ham klinoptilolite göre % 80 oranında sodyuma doyduğu belirlenmiştir.Çalışmanın ikinci basamağında sodyum formuna dönüştürülmüş klinoptilolit numuneleri 0,1 N derişimindeki Pb (NO3)2, Cd(NO3)24H2O, Zn(NO3)26H2O çözeltileri ile gram klinoptilolit/mililitre çözelti oranı 1/100 olacak şekilde muamele edilmiştir. Deneyler sonucunda yapılan sodyum, kalsiyum, magnezyum, potasyum, kurşun, kadmiyum, çinko kimyasal analizleri ve bu analiz neticesinde elde edilen ölçüm sonuçları kullanılarak çözeltide bulunan kurşun, çinko, kadmiyum katyonlarından klinoptilolit bünyesinde yer alan sodyum iyonlarının değişim miktarları belirlenmiştir. Çalışmamızda sodyum formundaki klinoptilolitlerde gerçek iyon değişim kapasitesi belirlenmeye çalışılmıştır. Sodyum formundaki klinoptilolitin kimyasal analizine göre teorik iyon değişim kapasitesi sodyum iyonu için 1,6 milieşdeğergram sodyum / gram klinoptilolit olarak belirlenmiştir. Deneysel çalışmamızın sonucu gerçek kapasite ise; Çinko için; 0,785-1,224 meşg/ g klinoptilolit, Kurşun için; 0,97-1,288 meşg/ g klinoptilolit, Kadmiyum için; 0,83-1,2332 meşg/ g klinoptilolit aralığında belirlenmiştir.

Abstract:
One of the important environmental problems is the pollution caused by the heavy metals in wastewater. In the present work, it is investigated the possibilities of removing the heavy metals that lead, zinc and cadmium in wastewater by an ion exchange method using clinoptilolite which is a natural zeolite.In the first part of the study the chemical analysis of the original clinoptilolite has been carried out and X-ray diffraction patterns. Following this step, clinoptilolite has been converted into homo ionic form by using sodium ion. As a result of this procedure, it has been observed that the clinoptilolite in sodium form is saturated with sodium by 80 % to raw clinoptilolite.In the second part of the study the clinoptilolite samples converted into sodium form is treated with 0,1 N concentration of Pb(NO3)2, Cd(NO3)24H2O, Zn(NO3)26H2O solution, where the g-zeolite to solution ratio was 1/100. Using the results of chemical analysis of sodium, calcium, magnesium, potassium, lead, cadmium zinc and measurements in the scope of the experiments has been determined the exchange ratio of sodium ions within clinoptilolite with lead, zinc, cadmium cations. Our study tried to identify the real ion exchange capacity in sodium formed clinoptilolites.As a result of chemical analysis that the clinoptilolite in sodium form has been determined 1,6 meq g-sodium / g?clinoptilolite for theoretical ion exchange capacity. As a result of our tests it has been identified that real capacity for lead, 0,97-1,288 meq g-sodium / g?clinoptilolite, real capacity for cadmium, 0,83-1,2332 meq g-sodium / g?clinoptilolite, real capacity for zinc 0,785-1,224 meq g-sodium / g?clinoptilolite.