Tanen içeren doğal materyaller kullanarak bazı ağır metal kirliliklerinin giderilmesi
Removal some heavy metal contamination by natural materials containing tannins
Yazar: AHMET LÜTFİ UĞUR
Danışman: PROF. DR. MAHMURE ÜSTÜN ÖZGÜR
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Bölümü / Anorganik Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2008
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Adsorbentler = Adsorbents ; Adsorpsiyon = Adsorption ; Ağır metal giderimi = Heavy metal removal ; Bakır (II) iyonu = Copper (II) ion ; Sumak özü = Sumach extract

Özet:
Çok çeşitli endüstriyel atıklardan, ağır metaller hava, toprak ve su kirliliğine neden olabilmektedir. Ağır metaller adsorpsiyon ve kimyasal reaksiyon sonucu bazı maddeler tarafından tutulabilir. Atom, iyon ya da moleküllerin bir katı yüzeyinde tutunmasıyla adsorpsiyon olayı gerçekleşir. Adsorpsiyonun atıksuların arıtımında en yaygın yol ve en etkili yöntem olarak kullanıldığı bilinmektedir. Ağır metal giderim amacı ile aktif karbon kullanan filtre yataklarında bakteri ve diğer organizmaların çokluğunun ekonomik problemler oluşturduğu belirtilmektedir. Bu nedenle antibakteriyel, antimikrobiyel ve ayrıca antikorozif etkisi bilinen tanenleri % 20- 30 oranında içeren, ülkemizde dağlık alanlarda bol miktarda yetişen sumak yaprakları ekonomik ve doğal adsorban olarak tercih edilerek Cu+2, Pb+2 ve Zn+2 iyonlarının adsorpsiyonu için optimum koşullar araştırılmıştır.Bu çalışmada belli bir konsantrasyonun üzerinde toksik etki gösteren ağır metal iyonlarından Cu+2, Pb+2 ve Zn+2 iyonlarınının batch yöntemiyle sulu çözeltilerden giderilmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla adsorban olarak sumak yaprakları, tanen-formaldehit-jelatin reçinesi ve sumak yapraklarından elde edilen tanen- formaldehit-jelatin reçinesi kullanılmıştır.Kullanılan batch sisteminde, dengeye gelme süresinin yaklaşık 120 dakika olduğu belirlenmiştir. Ağır metal giderimi adsorpsiyon dengesinin pH'a bağlı olduğu gözlenmiştir. Sumak yaprağı için, Cu+2, Pb+2 ve Zn+2 iyonlarınının adsorpsiyonunda optimum pH değerlerinin sırasıyla 8, 5 ve 7 olduğu; tanen-formaldehit-jelatin reçinesi için, Cu+2, Pb+2 ve Zn+2 iyonlarınının adsorpsiyonunda optimum pH değerleri sırasıyla 4, 5 ve 7 olduğu; sumaktan elde edilen tanen-formaldehit-jelatin reçinesi için ise, Cu+2, Pb+2 ve Zn+2 iyonlarınının adsorpsiyonunda optimum pH değerlerinin sırasıyla 4, 6 ve 6 olduğu belirlenmiştir. Sıcaklığın metal iyonu adsorpsiyonuna fazlaca bir etkisinin olmadığı belirlenmiştir. Her üç adsorbana başlangıç konsantrasyonunun etkileri Langmuir ve Freundlich izotermleri ile incelenmiştir. Adsorpsiyonun Langmuir izotermine daha çok uyduğu belirlenmiştir. Ayrıca bakır, kurşun ve çinko iyonlarının ikili ve üçlü yarışmalı adsorpsiyonları optimum koşullarda incelenmeye çalışılmıştır.

Abstract:
Heavy metals from several industrial waste, causes soil, water and air pollution. Heavy metals can be removed with adsorption and chemical reaction by some materials. Adsorption even exists with removal of atoms, ions or molecules on a solid surface. Adsorption is one of the methods commonly and efficiently used for treatment for these type of wastewaters. It has been stated, the augmentation of bacteria and other organism in filter beds, where active carbon is used to remove heavy metals, results in major economical problems. Therefore optimum conditions for removal heavy metals investigated by using sumac leaves that are known to contain tannins which have antibacterial, antimicrobial and anticorrosive effects, and that are widely grown in the highlands of our country.In this study, copper, lead and zinc as heavy metals were removed from aqueos solutions batch system with sumac leaves, tanin-formaldehyde-gelatin resins and tanin from sumac leaves- formaldehyde-gelatin resins.In batch system, it was seen that the system came to equilibrium at about 120 minutes. It was observed that removal metal from aqueous solution depended on pH value but not temperature. It was also seen that optimum pH values in adsorption of Cu+2, Pb+2 and Zn+2 ions were 8, 5 and 7 relatively, for sumac leaves; 4, 5 and 7 relatively for tanin- formaldehyde- gelatin resins; 4, 6 and 6 relatively for tanin for sumac leaves- formaldehyde- gelatin resins. pH and T data were analysed and conformace to Langmuir and Freundlich isoterms were checked. Besides double and triple competitive adsorption of copper, lead and zinc ions are tried to analyze in optimum conditions.