Diuron'un (herbisit) kontrollü taşınması ve salınımı için supramolekül katkılı metal organik kafeslerin kullanımı
Use of supramolecule doped metal organic frameworks for controlled transport and release of diuron (herbicide
Yazar: MUKADDES SAKLAN
Danışman: PROF. DR. ELİF ÖZYILMAZ
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Kimya = Chemistry ; Ziraat = Agriculture

Özet:
Hızla artan dünya nüfusu, gıda talebini karşılamak için herbisit kullanımının artmasına neden olmuştur. Ancak bu artış sonucunda ortaya çıkan yaygın herbisit türlerinden biri olan Diuron (DU), çevresel toksik etkileriyle endişe verici bir seviyeye ulaşmıştır. Aşırı kullanımı su, hava ve toprak kirliliğine neden olarak ekosistemler ve insan sağlığı için ciddi bir tehdit oluşturmaktadır. Son yıllarda, Zeolitik İmidazolat Kafesler (ZIF-8), çevre dostu bir pestisit taşıma ve uygulama seçeneği sunarak, kontrollü salınım yoluyla herbisitlerin çevresel etkisini önemli ölçüde azaltmaktadır. Bu çalışmada DU, SCX4 (p-sülfokaliks[4]aren dikarboksilik asit) ile etkileşime girerek Fe3O4 varlığında Zn bazlı MOF ile kapsüllenmiştir. Hazırlanan KMP-1 (DU@Fe3O4@ZIF-8) ve KMP-2 (DU@SCX4@Fe3O4@ZIF-8) nanokompozitleri karakterizasyonları, salınımı ve in-vitro uygulamaları yapıldı. SCX4 varlığında ve yokluğunda KMP-2 ve KMP-1 nanokompozitlerinde DU'nun yükleme etkinliği (DL%) sırasıyla %73 ve %55 olarak hesaplanmıştır. KMP-1 ve KMP-2'nin hazırlanan manyetik geri kazanım performansı, sırasıyla %80 ve %88'e varan tatmin edici bir alım oranına ulaştıklarını göstermiştir. Chenopodium album ile yapılan in vitro çalışmalarda, DU, KMP-1 ve KMP-2'nin salınım yüzdeleri sırasıyla %25, %10 ve %3'tür. Ayrıca toprakta en fazla tutulan KMP-2, DU'ya göre toprakta 8 kat daha fazla tutulmuş ve daha düşük toprak geçirgenliğine sahip olmuştur. Bu çalışma, DU'nun çevresel etkilerini azaltma ve maliyetleri düşürme hedeflerine yönelik etkileyici çözümler sunarak sürdürülebilir bir gelecek için sağlam bir temel oluşturmayı amaçlamaktadır.

Abstract:
The rapidly increasing world population has led to an increase in the use of herbicides to meet food demand. However, Diuron (DU), one of the common herbicide species that emerged as a result of this increase, has reached an alarming level with its environmental toxic effects. Its overuse causes water, air and soil pollution and poses a serious threat to ecosystems and human health. In recent years, Zeolitic Imidazolate Cages (ZIF-8) offer an environmentally friendly pesticide transport and application option, significantly reducing the environmental impact of herbicides through controlled release. In this study, DU was encapsulated with Zn-based MOF in the presence of Fe3O4 by interacting with SCX4 (p-sulfocalix[4]arene dicarboxylic acid). The prepared KMP-1 (DU@Fe3O4@ZIF-8) and KMP-2 (DU@SCX4@Fe3O4@ZIF-8) nanocomposites were characterised, released and applied in vitro. The loading efficiency (DL%) of DU in KMP-2 and KMP-1 nanocomposites in the presence and absence of SCX4 was calculated as 73% and 55%, respectively. The prepared magnetic recovery performance of KMP-1 and KMP-2 showed that they achieved a satisfactory uptake rate of up to 80% and 88%, respectively. In in vitro studies with Chenopodium album, the release percentages of DU, KMP-1 and KMP-2 were 25%, 10% and 3%, respectively. In addition, KMP-2, which was the most retained in the soil, was retained in the soil 8 times more than DU and had lower soil permeability. This study aims to provide a solid foundation for a sustainable future by offering impressive solutions towards the goals of reducing the environmental impacts of DU and reducing costs.