Sucul ortamdan ağır metal iyonlarının modifiye edilmiş doğal materyaller kullanılarak giderimi
The removal of heavy metal ions from the aquatic environment using modified natural materials
Yazar: HAFİZE NAGEHAN KÖYSÜREN
Danışman: DOÇ. DR. ŞÜKRÜ DURSUN
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Adsorpsiyon = Adsorption ; Ağır metal iyonları = Heavy metal ions ; Ağır metaller = Heavy metals

Özet:
Bu tez çalışmasında Pb(II), Ni(II) ve Cr(VI) iyonlarının kimyasal olarak modifiye edilmiş kayısı (Prunus armeniaca L.) çekirdeği kabuğu ve sığır kuyruğu (Verbascum cheiranthifolium BOISS. var. cheiranthifolium) bitki materyalleri kullanılarak adsorpsiyonu incelenmiştir. Ağır metal gideriminde modifikasyon metotlarının adsorpsiyon kapasitesini yükseltici etkileri arastırılmıstır. Modifikasyondan önce ve sonra kayısı (Prunus armeniaca L.) çekirdeği kabuğu ve sığır kuyruğu (Verbascum cheiranthifolium BOISS. var. cheiranthifolium) bitki materyallerinin yapısı FTIR ve SEM analizleri ile oluşturulmuştur. Modifikasyon işlemlerinde HCl, NaOH ve Fenton reaktifleri kullanılmıştır. Ayrıca, HCl, NaOH ve Fenton ile modifiye edilen kayısı (Prunus armeniaca L.) çekirdeği kabuğu ve sığır kuyruğu (Verbascum cheiranthifolium BOISS. var. cheiranthifolium) bitki materyalleri ile kinetik, izoterm ve termodinamik çalışmalar oluşturulmuştur. Adsorpsiyon işlemlerinden sonra kayısı (Prunus armeniaca L.) çekirdeği kabuğu ve sığır kuyruğu (Verbascum cheiranthifolium BOISS. var. cheiranthifolium) bitki materyallerinin tekrar kullanılabilirliğini belirlemek amacı ile rejenerasyon çalışmaları da yapılmıştır. Uygulanan modifikasyon işlemlerinin neden olduğu ilave maliyetler hesaplanmış ve bu maliyetler klasik yöntemlerle de karşılaştırılmıştır. Ham kayısı (Prunus armeniaca L.) çekirdeği kabuğu ve sığır kuyruğu (Verbascum cheiranthifolium BOISS. var. cheiranthifolium) bitki materyallerinin arıtımda suya verdikleri KOI 910-1430 mg/L aralığında görülürken, bu değer modifiye adsorbanlarda 10-90 mg/L seviyelerinde olduğu görülmüştür. Giderim verimleri ağır metal konsantrasyonu ile değişmekle birlikte modifiye kayısı (Prunus armeniaca L.) çekirdeği kabuğu icin %92'e, modifiye sığır kuyruğu (Verbascum cheiranthifolium BOISS. var. cheiranthifolium) bitki materyali icin ise %72'e kadar çıkmıştır. Adsorpsiyon kapasiteleri ise adsorban ve modifikasyon çeşidine göre 1 mg/g ile 90 mg/g arasında bulunmuştur. Sonuç olarak, kayısı (Prunus armeniaca L.) çekirdeği kabuğu ve sığır kuyruğu (Verbascum cheiranthifolium BOISS. var. cheiranthifolium) bitki materyallerinin adsorpsiyon kapasitelerinin klasik adsorbanlarla kıyaslanabilecek ölçüde olduğu ve atık sulardan ağır metallerin arıtımında ekonomik bir şekilde kullanılabileceği görülmüştür.

Abstract:
The removal of Pb(II), Ni(II) and Cr(VI) ions from aqueous solutions using chemically modified apricot kernel shells (Prunus armeniaca L.) and Verbascum cheiranthifolium BOISS. var. cheiranthifolium were investigated in this thesis. Chemical modification methods effects on the adsorption capacity improvement for removal of heavy metals have been investigated. Structures of apricot kernel shells (Prunus armeniaca L.) and Verbascum cheiranthifolium BOISS. var. cheiranthifolium materials before and after modifications were examined by the FTIR and SEM analyses. HCl, NaOH and Fenton reactives were used for the modification processes. The investigation of kinetic, isotherm and thermodynamic parameters were also studied for HCl, NaOH and Fenton modified apricot kernel shells (Prunus armeniaca L.) and Verbascum cheiranthifolium BOISS. var. cheiranthifolium materials. The rejeneration processes were studied for the determination of apricot kernel shells (Prunus armeniaca L.) and Verbascum cheiranthifolium BOISS. var. cheiranthifolium materials?s reusability after the adsorption processes. Additional costs for applied modification processes were calculated and they were compared with the classical methods. The chemical oxygen demand residues in treated water by raw apricot kernel shells (Prunus armeniaca L.) and Verbascum cheiranthifolium BOISS. var. cheiranthifolium materials decreased from 910-1430 mg/L to 10-90 mg/L with the modification processes. The removal efficiencies changed with heavy metal concentration in water sample and increased up to 92% for apricot kernel shells (Prunus armeniaca L.), increased up to 72% for Verbascum cheiranthifolium BOISS. var. cheiranthifolium materials. The adsorption capacities were found between 1 mg/g and 90 mg/g according to type of adsorbent and modification methods. As a result, it was revealed that adsorption capacities and costs of adsorbents were compatible with conventional adsorbents.