Pasif ve aktif immobilizasyon ile hazırlanan Thamnidium elegans-pirina-kitosan biyokompozitinin Cu2+ biyosorpsiyonu karakteristikleri
Cu2+ biosorption characteristics of the Thamnidium elegans-olive pomace-chitosan biocomposite prepared by passive and active immobilization
Yazar: ÜMMÜ GÜLSÜM CAN
Danışman: PROF. DR. TAMER AKAR
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Biyokimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Biyokimya = Biochemistry

Özet:
Endüstriyel kaynaklı ağır metallerin sulu ortama kontaminasyonu, su kaynakları üzerinde ciddi kirlilik problemi doğurmaktadır. Besin zinciri yoluyla canlı dokularda birikme eğilimi gösteren bu toksik kirleticilerin giderimine yönelik arıtım teknolojileri günümüzün önemli araştırma konuları arasındadır. Bu bağlamda, biyosorpsiyon sulu çözeltilerden metal iyonlarının uzaklaştırılması veya geri kazanımı için mevcut geleneksel teknolojilere potansiyel bir alternatif olarak ortaya çıkmaktadır. Bu alanda kullanılan pek çok biyosorban arasında immobilize biyosorbanlar önemli avantajları ile dikkat çekmektedir. Bu doğrultuda çalışmamızda sulu ortamdan Cu iyonlarının uzaklaştırılmasına yönelik yeni ve etkili bir alternatif immobilize biyosorban geliştirilmesi hedeflenmiştir. Bu amaçla Thamnidium elegans hücrelerinin önemli bir atık potansiyeline sahip pirina üzerine pasif immobilizasyonu ve sonuç ürünün kitosan ile aktif immobilizasyonu sağlanmıştır. Böylece bir endüstriyel atığın farklı bir kullanım alanında değerlendirilmesi sağlanmıştır. Çalışmamızda geliştirilen immobilize biyosorbanın Cu biyosorpsiyonu için kesikli ve sürekli sistemler kullanılmıştır. Biyosorpsiyonda biyosorban miktarı, başlangıç pH'sı, temas süresi, başlangıç metal iyonu derişimi, akış hızı ve iyonik şiddet gibi çalışma koşullarının etkisi incelenmiştir. Biyosorpsiyon kinetiği izlenmiş, denge biyosorpsiyon verileri Langmuir, Freundlich ve Dubinin Radushkevich izoterm modelleri ile değerlendirilmiştir. Mekanizma analizi, kırılma noktası ve rejenerasyon çalışmalarının yanı sıra, geliştirilen materyalin gerçek atıksu ortamında biyosorpsiyon potansiyeli test edilmiştir. Olası, biyosorbanmetal iyonu etkileşimleri SEM, EDX ve IR analizleri ile incelenmiştir. Sonuç olarak, geliştirilen biyosorban sistemi, sulu ortamından toksik Cu iyonlarının giderimi için alternatif olarak önerilmiştir. 

Anahtar kelimeler: Biyosorpsiyon, pirina, kitosan, Thamnidium elegans, pasif immobilizasyon

Abstract:
Contamination of industrially derived heavy metals into aqueous media causes serious problem on water resources. Treatment technologies for the removal of these toxic pollutants, which tend to accumulate in living tissues through the food chain, are among the important research topics of today.  In this context, biosorption emerges as a potential alternative to conventional technologies available for the removal or recovery of metal ions from aqueous solutions. Among the many biosorbents used in this field, immobilized biosorbents are notable for their significant advantages. Accordingly, we aimed to develop a new and effective alternative immobilized biosorbent for the removal of Cu ions from aqueous media. For this purpose, it is aimed to provide passive immobilization of Thamnidium elegans cells to olive pomace which has a significant waste potential and active immobilization of the final product with chitosan. In this way, an industrial waste evaluated in a different area of use. In our study, the immobilized biosorbent used for the Cu biosorption in batch and continuous systems. The effect of working conditions on the biosorption including the amount of biosorbent, initial pH, contact time, initial metal concentration and ionic strength were examined. Biosorption kinetics were monitored and equilibrium biosorption data were evaluated with Langmuir, Freundlich and Dubinin Radushkevich isoterm models. In addition to mechanism analysis, breakthrough and regeneration studies, biosorption potential of developed biosorbent in real wastewater was also tested. The possible biosorbentmetal ion interactions were examined by SEM, EDX and IR analyses. As a result, the developed biosorbent system was suggested an alternative for the removal of toxic Cu ions from aqueous medium.

Keywords: Biosorption, olive pomace, chitosan,  Thamnidium elegans, passive immobilization