Farklı boyutlarda demiroksit (Fe3O4), grafenoksit (GO) nanopartikül ve Fe3O4@grafenoksit (GO) nanokompozitlerin sentezi, içme sularındaki arsenik ve nitrat giderilmesinde kullanımı ve tıbbi sülükler (Hirudo verbana) üzerine etkisinin incelenmesi
Synthesis of ironoxide (Fe3o4), graphenoxide (GO) nanoparticles and Fe3O4@graphenoxide (GO) nanocomposites in different sizes, their use in the removal of arsenic and nitrate in drinking water and investigation of their effects on medicinal leeches (Hirudo verbana)
Yazar: HAMDİ EKİZOĞLU
Danışman: PROF. DR. ERDAL YILMAZ
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Zootekni Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Su Ürünleri = Aquatic Products

Özet:
Bu araştırma, içme sularından arsenik ve nitratın giderilmesi için farklı boyutlarda demir oksit (Fe3O4) nanopartiküllerin (NP'lerin), Fe3O4-Grafen oksit (GO) nanokompozitlerin (NK'lerin) sentezlenmesi ve sentezlenen NK'lerin boronik asit molekülleri ve etilen diamin tetra asetik asit (EDTA) ile fonksiyonlaştırılarak ideal adsorbent olarak kullanılabilirliğini belirlemek amacıyla yapılmıştır. 
Çalışmanın ikinci aşamasında adsorban olarak kullanılması planlanan Fe3O4 NP'ler, GO ve Fe3O4-GO NK'lerin biyo-uyumlulukları, canlı üzerinde etkileri tıbbi sülükler (Hirudo verbana) kullanılarak ve 96 saat süre maruziyet ile araştırılması hedeflenmiştir.
İçerisinde ayrı ayrı hazırladığımız arsenik ve nitrat bulunan içme suyuna 1 mg olacak şekilde NP ve NK' ler ilave edilmiş ve en iyi arsenik ve nitrat adsorbe eden nanopartikül saptanmıştır. Denemede bu dört adet ve boyutları farlı olan NP ve NK' ler kullanılmıştır. İçme suyunda en çok arsenik ve nitrat adsorbe eden malzemenin demir oksit nanopartikül (Fe3O4) olduğu sonucuna varılmıştır.
Çalışmanın ikinci aşaması; herhangi bir ilave içermeyen içme suyu kontrol grubu, kontrol suyuna 0.25, 0.75 ve 1 mg olacak şekilde demir oksit NP karıştırılarak oluşturulan gruplar 4 grup 2 tekerrür ve her tekerrürde 15 sülüğün bulunduğu 120 adet (Hirudo verbana) tıbbi sülük ile yapılmıştır. Deneme 96 saat sonra sonlandırılmıştır. Araştırma sonunda, tıbbi sülüklerin bulunduğu kabın içerisindeki su ve sülüklerin kuru maddesi ICP-MS cihazı ile ağır metal analizi yapılarak belirlenmiştir. 
Tıbbi sülüklerin 0.25, 0.75 ve 1 mg olacak şekilde demir oksit NP'le maruz kaldıklarında sülük suyunda ve sülüğün kuru maddesindeki ağır metal birikimleri istatistiksel olarak anlamlı bulunmuştur (P<0.05).
Sonuç olarak, içme suyundan arsenik ve nitrat için en iyi adsorban demir oksit nanopartikül olmuş ve tıbbi sülükler üzerinde olumsuz bir etki yaratmadığı kanaatine varılmıştır.  
Anahtar kelimeler: İçme suyu, arsenik, nitrat, nanopartikül, nanokompozit, adsorpsiyon, tıbbi sülük, ağır metal.

Abstract:
This research aims to synthesize different sizes of iron oxide (Fe3O4) nanoparticles (NPs), Fe3O4-Graphene oxide (GO) nanocomposites (NCs) for the removal of arsenic and nitrate from drinking water, and to synthesize the synthesized NCs with boronic acid molecules and ethylene diamine tetrachloride. It was carried out to determine its usability as an ideal adsorbent by functionalizing it with acetic acid (EDTA).
In the second stage of the study, it was aimed to investigate the biocompatibility and effects on living organisms of Fe3O4 NPs, GO and Fe3O4-GO NCs, which are planned to be used as adsorbents, using medical leeches (Hirudo verbana) and exposure for 96 hours.
1 mg of NPs and NCs were added to the drinking water containing arsenic and nitrate, which we prepared separately, and the nanoparticle that best adsorbed arsenic and nitrate was determined. These four NPs and NCs with different sizes were used in the experiment. It was concluded that the material that adsorbs the most arsenic and nitrate in drinking water is iron oxide nanoparticle (Fe3O4).
In the second phase of the study; Drinking water control group without any additives, groups created by mixing 0.25, 0.75 and 1 mg of iron oxide NP into the control water, were made with 4 groups, 2 replicates and 120 medical leeches (Hirudo verbana), with 15 leeches in each repetition. The trial was terminated after 96 hours. At the end of the research, the water in the container containing the medicinal leeches and the dry matter of the leeches were determined by heavy metal analysis with the ICP-MS device.
When medicinal leeches were exposed to 0.25, 0.75 and 1 mg of iron oxide NP, heavy metal accumulations in the leech juice and dry matter of the leech were found to be statistically significant (P<0.05).
As a result, it was concluded that iron oxide nanoparticle was the best adsorbent of arsenic and nitrate from drinking water and did not have a negative effect on medicinal leeches.
Key Words: Drinking water, arsenic, nitrate, nanoparticle, nanocomposite, adsorption, medical leech, heavy metal.