Sentetik sularda pestisit gideriminde optimum elektrokimyasal yöntemin araştırılması
Investigation of the optimum electrochemical method of pesticide removal in synthetic water
Yazar: MUHAMMET FURKAN CİCERALİ
Danışman: PROF. DR. EBUBEKİR YÜKSEL
Gebze Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Bu tezde, yüzeysel sulardan pestisit bileşiklerin gideriminde elektrokimyasal
arıtmanın etkinliğinin araştırılması amaçlanmıştır. Pestisit, zirai mücadele
uygulamalarında kullanılan her türlü kimyasal maddelerdir. Zararlı organizmaları
engellemek, kontrol altına almak, zararlarını azaltmak amacıyla kullanılmaktadır.
Dirençli yapıları nedeniyle yüzeysel su kaynakları, toprak ve kanalizasyon sistemleri
gibi farklı çevresel ortamlarda birikme eğilimi gösterirler. Pestisitler, farklı su
ortamlarında mikro veya nano-g/L konsantrasyon aralığında bulunurlar. Bu çalışmada,
sentetik olarak belirli konsantrasyonlarda hazırlanan su numunelerinden beş farklı
pestisit bileşiğinin gideriminde; başlangıç pH'ı, akım yoğunluğu, elektroliz süresi,
elektrot materyalinin çeşidi gibi farklı deneysel koşulların etkisi test edilmiştir.
Deneylerde anot ve katot malzemesi olarak demir (Fe) ve alüminyum (Al) gibi suda
çözünür elektrotlar kullanılmıştır. Prosesin verimliliği, kromatografik analiz (LCMS/MS)
 yardımıyla deney öncesi ve sonrası pestisit konsantrasyonları ölçülerek
belirlenmiştir. Çalışma sonucunda pH değişiminden en çok etkilenen bileşiğin
Thiacloprid olduğu ve pH değişiminin giderim verimliliği üzerinde en etkili parametre
olduğu sonucuna ulaşılmıştr. Demir elektrottan üretilen hidroksit floklarının,
alüminyum elektrota göre daha düşük akım yoğunluklarında benzer giderme
verimlerine ulaştığı görülmüştür. Çalışmadaki bütün pestisitlerin giderimi dikkate
alındığında Al'nin (optimum koşulları altında) daha yüksek giderme verimlerine
ulaştığı tespit edilmiştir. Optimum koşullar, Fe elektrot çifti için pH 7, akım yoğunluğu
10 A/m2 ve 20 dk. elektroliz süresi olarak ortaya çıkarken, Al elektrot çiftinin
kullanımında ise pH 7, akım yoğunluğu 40 A/m2 ve 20 dk elektroliz süresi olarak
bulunmuştur. Deltamethrin, Lambda-Cyhalothrin, Spinosad A, Thiacloprid ve
Methiocarb maddelerinin Fe elektrot çifti ile optimum şartlardaki giderim
verimlilikleri sırasıyla %98.77, %91.94, %85.15, %57.55 ve %96.10 olarak; Al
elektrot çifti için sırasıyla %99.21, %96.92, %92.52, %98.41 ve %99.40 olarak elde
edilmiştir.

Abstract:
This study aimed to investigate electrochemical treatment's effectiveness in
removing pesticide compounds from surface waters. Pesticides are chemicals used in
agricultural control applications. It is used to prevent, reduce harmful organisms. Due
to their resistant nature, they accumulate in different environments like surface water
sources and sewage systems. Pesticides are found in aquatic environments in micro or
nano-g/L concentration range. In this study, the removal of five different pesticide
compounds from water samples prepared synthetically at certain concentrations; the
effect of different experimental conditions such as pH, current density, electrolysis
time, type of electrode was tested. Water-soluble electrodes like iron (Fe) and
aluminum (Al) were used as anode and cathode materials in experiments. The
efficiency of process was determined by measuring the pesticide concentrations before
and after the experiment with chromatographic analysis (LC-MS/MS). It has been
observed that hydroxide flocs generated from the iron electrode achieve similar
removal efficiencies at lower current densities than that of the aluminum electrode.
Considering the removal of pesticides in study, it was determined that Al reached
higher removal efficiencies. Optimum conditions are pH 7 for Fe pair, a current density
10 A/m2, and 20 min while pH 7, 40 A/m2 of the current density, and 20 min of
electrolysis time were found for Al pair. The removal efficiencies of Deltamethrin,
Lambda-Cyhalothrin, Spinosad A, Thiacloprid and Methiocarb with Fe pair under
optimum conditions were 98.77%, 91.94%, 85.15%, 57.55%, and 96.10%,
respectively while the Al pair exhibited 99.21%, 96.92%, 92.52%, 98.41%, and
99.40% of removal efficiencies.