Zeolit destekli nano boyutlu sıfır değerlikli demir/persülfat ile sulu ortamlardan ibuprofen giderimi
Ibuprofen removal from aqueous medium by zeolite-supported nano-scale zero-valent iron/persulfate
Yazar: EMİNE ARACI
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MÜSLÜN SARA TUNÇ
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Farmasötikler, yüksek miktarda tüketimlerinden dolayı çeşitli faaliyetler yoluyla sucul ortamlara doğrudan veya dolaylı olarak girebilmektedir. Çevrede bulunmaları insan ve ekolojik sağlık için bir tehdit oluşturabilmektedir. Bu nedenle, bu kirleticilerin alıcı ortamlara verilmeden önce atıksulardan giderilmesi gerekmektedir. Son yıllarda, farmasötik gibi kirleticilerin gideriminde sülfat radikali bazlı ileri oksidasyon proseslerin kullanımı ile ilgili çalışmalar ön plana çıkmıştır.
Bu çalışmada, zeolit destekli nano boyutlu sıfır değerlikli demir (Z-nZVI)/persülfat ile sulu ortamdan ibuprofen giderimi incelenmiştir. Bunun için Z-nZVI partikülleri, destek materyali olarak zeolit kullanılarak borhidrüre dayalı sıvı fazlı indirgeme metodu ile sentezlenmiştir. Sadece persülfat ve sadece Z-nZVI ile karşılaştırıldığında, Z-nZVI ile persülfatın birlikte kullanımı ibuprofen gideriminde çok daha etkili olmuştur. 
Çalışmada, Z-nZVI/persülfat ile ibuprofen giderim verimi üzerinde zeolit:nZVI kütle oranı, başlangıç çözelti pH'ı, Z-nZVI miktarı, persülfat konsantrasyonu, başlangıç ibuprofen konsantrasyonu, klorür ve bikarbonat anyonu ve humik asit gibi faktörlerin etkisi bir seri kesikli deney ile değerlendirilmiştir. Z-nZVI/persülfat sistemde ibuprofen giderimi için en etkili zeolit:nZVI kütle oranı 1:1 olarak belirlenmiştir. Çözeltinin orijinal pH'ında ibuprofen giderim verimi yüksek bulunmuştur. 0.2 g/L'e kadar Z-nZVI miktarındaki artış ile giderim verimi artarken 0.2 g/L'nin üzerinde dozajlarda azalmıştır. Persülfat konsantrasyonundaki artış ile ibuprofen giderim verim artmıştır. Başlangıç ibuprofen konsantrasyonundaki artış ile giderim verimi azalmıştır. Deneysel çalışmada Z-nZVI/persülfat sistemde ibuprofen giderimi yüksek verimler ile gerçekleşmiştir. Z-nZVI/persülfat sistemde  ibuprofen gideriminde baskın radikal tür sülfat radikali olmuştur.


Anahtar Kelimeler: İbuprofen Giderimi, İleri Oksidasyon, Persülfat, Sülfat Radikali, Zeolit, Z-nZVI

Abstract:
Pharmaceuticals can enter the aquatic environment directly or indirectly through various activities because of their high consumption. Their presence in the environment may pose a threat to human and ecological health. Therefore, these pollutants must be removed from wastewater before they are given to the receiving environment. In recent years, studies on sulphate radical based advanced oxidation processes have gained importance for the removal of pollutants such as pharmaceutical.
In this study, the removal of ibuprofen from aqueous solution by zeolite supported nano-scale zero-valent iron (Z-nZVI)/persulfate was investigated. Therefore, Z-nZVI was synthesized by the borohydride-based chemical reduction method in laboratory using zeolite as a support material. The combination of Z-nZVI and persulfate was very more effective for the removal of ibuprofen  in comparison to nZVI alone and persulfate alone. The most effective zeolit:nZVI mass ratio was determined as 1:1 for the removal of ibuprofen in Z-nZVI/persulfate system.
In the study, the effect of factors such as zeolite:nZVI mass ratio, initial solution pH, Z-nZVI amount, persülfate concentration, initial ibuprofen concentration, chloride and bicarbonate anions and humic acide on ibuprofen removal efficiency by Z-nZVI/persulfate were evaluated through a series of batch experiments. The most effective zeolite: nZVI mass ratio for ibuprofen removal in the Z-nZVI/persulfate system was 1:1. Ibuprofen removal efficiency was found to be high at the original pH of the solution. With the increase in Z-nZVI up to 0.2 g/L, the removal efficiency increased, but decreased at dosages above 0.2 g/L. The removal efficiency increased with increasing persulfate concentration. With the increase in ibuprofen concentration, the removal efficiency decreased. In this experimental work, complete removal of ibuprofen were realized by the use of Z-nZVI/persulfate system. The dominant radical for the removal of ibuprofen by Z-nZVI/persulfate was sulfate radical.

Key words: İbuprofen Removal, Advanced Oxidation, Persulfate, Sulfate Radical, Zeolite, Z-nZVI