Fe(II)'nin atmosferik oksijenle oksidasyonuna SO4=, NO3? ve hümik maddelerin etkisinin incelenmesi
The effects of SO4=, NO3? and humic substances on the oxidation of Fe(II) with atmospheric oxygen
Yazar: ŞEFİKA ALBAYRAK GÜMÜŞ
Danışman: DOÇ. DR. NEŞE TÜFEKÇİ
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Su kalitesi = Water quality ; Su kirleticiler = Water pollutants ; Su kirliliği-kimyasal = Water pollution-chemical ; Çevre = Environment

Özet:
Demir, yerkabuğunda en çok bulunan metaldir. Toprak ve kayalar içerisinde FeO3 ve FeS2 gibi çözünmez demir bileşikleri halindedir. Anaerobik şartlar altında +2 yükseltgenme basamağına indirgenebilirler. Bu durum, yağmur suyu yeraltına doğru akarken, içindeki çözünmüş oksijenin organik madde tarafından tüketilmesi nedeniyle meydana gelir. Demirin suda çözünmesi istenmez. Demir içeren sular hava ile temas ettiklerinde bulanık ve renkli bir hal alır, bu yüzden estetik nedenlerle kötü sular sınıfına girerler. Oksitlenmiş demir suda kahverengimsi bir renk oluşturur. Yüzeysel suların demir konsantrasyou 1 mg/l'yi geçmez çünkü hava ile temas halindedir. Fakat yeraltı suları fazla miktarda demir ihtiva ederler çünkü bu sular oksijence yoksun karbondioksitçe zengin sulardır.Sudan demir giderimi içme ve kullanma açısından olduğu kadar, özellikle bazı endüstriler açısından da çok büyük öneme sahiptir. Bu sebepten dolayı da demir giderim yöntemlerinin daha verimli duruma gelmesi gerekmektedir.Bilindiği gibi gibi demir gideriminde en sık kullanılan yöntem hava ile oksidasyon prosesidir. Bu çalışmada, içme suyu kaynaklarında özellikle mevsimsel değişmelerin meydana geldiği aylarda artış gösteren demir konsantrasyonlarının istenilen limitlere düşürülmesinde organik ve inrganik maddelerin konsantrasyon bazında etkilerinin incelenmesiyle bu konuda alınması gereken önlemler konusunda yol gösterici olmak hedeflenmiştir.Birinci bölümde çalışmanın amaç ve kapsamı açıklanmış ve önemi vurgulanmıştır. Ikinci bölümde çalışma ile ilgili genel bilgiler verilmiştir. Üçüncü bölümde ise deneysel çalışmalarda kullanılan malzeme ve yöntem tanımlanmıştır. Deneysel çalışmalarda öncelikle Fe(II) çözeltisinden, bir seri numune alınarak, bu numunelerin spektrofotometrede absorbans değerleri okunmak suretiyle Fe(II) konsantrasyonları ile absorbans arasındaki değişim grafiği çizilerek kalibrasyon eğrileri elde edilmiştir. Sonrasında ise Fe(II)= 1mg/l, pH=6.7, sıcaklık: 250C ve alkalinite: 2x10-2 eq/l deney şartlarında sırasıyla farklı konsantrasyonlardaki SO4=, NO3? ve hümik asidin Fe(II) oksidasyonuna etkisi incelenmiştir. Dördüncü bölümde deney sonuçlarına yer verilerek, bulgular ortaya konmuştur. Elde edilen sonuçlara göre, SO4= ve NO3?'ın Fe(II) oksidasyonunu yavaşlattığı, hümik asidin ise önce hızlandırıp sonrasında yavaşlattığı görülmüştür. Beşinci bölümde bulgular üzerinde yorumlar yapılmıştır. Son olarak altıncı bölümde ise önerilere yer verilerek bu konuda yol gösterici olmak istenmiştir.Anahtar Kelimeler: Fe(II), oksidasyon, sülfat (SO4=), nitrat (NO3-), humik maddeler.

Abstract:
Iron is relatively abundant in the earth?s crust. Iron exists insoluble form as FeO3 and FeS2 in soil and rocks. It can be reduced +2 in an anaerobic conditions. It happens because of while rainwater run to underground, dissolved oxygen in the rainwater is expended by organic materials. It is not wanted to be iron dissolving in water. Because if iron dissolves in water, water seems turbid and coloured. Oxidizing iron composes brown colour in water. Iron concentration of surface waters don?t exceed of 1 mg/l. because surface waters are in touch with air. But ground waters involves much iron. Because these waters are lacking of oxygen. Also these waters has largely carbon dioxide.Removal of iron is important both drinking and industrial usage. For this reason iron removal processes must be more efficient.As is known, oxidation with atmospheric oxygen process is the most widely-used method in iron removal. This project will be helpful to-Use the air oxidation for achieving desired limits of Fe(II), which are increase in summer months.-Investigate the effects of organic and inorganic matter concentrations and to find the control strategies about this subject.In the first chapter, the importance and the general objectives of the study are defined in detail. In the second chapter, general informations are given about the study. In the third chapter, material and method of the experimental study are defined. In the experimental studies, firstly calibration curve was plotted for analysing Fe(II) concentration in spectrofotometer. Samples were taken from Fe(II) solution and their absorbans were read in spectrofotometer. Afterwards effects of SO4=, NO3? and humic acid on the oxidation of Fe(II) with atmospheric oxidation were examined in the conditions of Fe(II)= 1mg/l, pH=6.7, temperature: 250C and alkalinity: 2x10-2 eq/l. In the forth chapter experimantal results are specified.According to the results, it was seen that Fe(II) oxidation decreases at the presence of SO4=, NO3? and humic substances accelarates the Fe(II) oxidation at the beginning of the experiment, then the oxidation decreased with the time rate. In the fifth chapter some explanation was made according to the findings. Finally in the sixth chapter some suggestion was made to guide the other works about this subject.Key Words: Fe(II), oxidation, sulphate (SO4=), nitrate (NO3-), humic substances.