Serbest ve immobilize Neurospora sitophila fungal biyokütlesi ile kadmiyum iyonları ve reaktif sarısı 2 boyarmaddesinin biyosorpsiyon koşullarının araştırılması
Investigation of the biosorption conditions of cadmium ions and reactive yellow 2 dyestuff by free and immobilized fungal biomass of Neurospora sitophila
Yazar: ZERRİN KAYNAK
Danışman: DOÇ. DR. TAMER AKAR
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2011
Konu: Biyokimya = Biochemistry
Dizin: Biyosorpsiyon = Biosorption ; Kadmiyum = Cadmium

Özet:
Bu çalışmada serbest ve immobilize formdaki Neurospora sitophila fungal biyokütlesinin biyosorpsiyon potansiyeli araştırılmıştır. Hedef kirletici olarak kadmiyum iyonları ve Reaktif Sarısı 2 (RS2) tekstil boyarmaddesi seçilmiştir. Öncelikle serbest haldeki N. sitophila fungal biyokütlesi ile kesikli sistemde belirtilen kirleticiler için en uygun biyosorpsiyon koşulları belirlenmiştir. Daha sonra biyosorpsiyon özelliklerinin geliştirilmesi amacıyla N. sitophila hücreleri zeytinyağı fabrikası atığı olan pirina biyokütlesi üzerine immobilize edilmiştir. İmmobilize biyokütlenin kesikli ve sürekli akış sistemlerindeki RS2 boyarmaddesi ve Cd2+ iyonlarının biyosorpsiyonu için optimum koşullar araştırılmıştır.Desorpsiyon çalışmaları ile immobilize biyokütlenin tekrar kullanılabilirliği araştırılmış ve biyosorpsiyon-desorpsiyon özellikleri serbest biyokütle ile karşılaştırılmıştır. Sürekli sistemde büyük hacim biyosorpsiyon çalışmalarıyla geliştirilen biyosorbent sisteminin endüstriyel ölçeklerde uygulanabilirliği araştırılmıştır. Ayrıca immobilize biyokütlenin sentetik ve gerçek atıksulardaki biyosorpsiyon performansları incelenmiştir. Serbest ve immobilize formdaki biyokütle için biyosorpsiyonun kinetik ve izoterm modellemeleri yapılmıştır. Ayrıca olası biyomateryal-kirletici etkileşimleri FTIR, SEM, EDX ve zeta potansiyeli analizleri ile incelenmiş ve biyosorpsiyonun mekanizması aydınlatılmaya çalışılmıştır.Biyosorpsiyonun kinetiği Lagergren birinci dereceden kinetik modeli, yalancı ikinci derece kinetik model ve tanecik içi difüzyon modelleri ile değerlendirilmiştir. Denge biyosorpsiyon verilerine Langmuir, Freundlich ve Dubinin-Radushkevich (D-R) izoterm modellerine uygulanmıştır. Sonuçlar N. sitophila-prina immobilize biyokütle sisteminin, sulu ortamdan kadmiyum iyonlarının ve RS2 boyarmaddesinin uzaklaştırılmasında etkin ve ekonomik bir biyosorbent olabileceğini düşündürmektedir.

Abstract:
Biosorption potential of the free and immobilized form of Neurospora sitophila fungal biomass has been investigated. Cadmium ions and Reactive Yellow 2 (RY2) dye were chosen as target pollutants. The optimum batch biosorption conditions of the free form of N. sitophila were determined. In order to improve the biosorption properties N. sitophila cells were immobilized by olive pomace biomass as waste of the olive oil factory. Optimum biosorption conditions of immobilized biomass for dye and metal ions were investigated in batch and dynamic flow mode.The reusability of immobilized biomass was investigated by desorption studies and biosorption-desorption properties of this biomass was compared with the free form of biomass. Additionally, research on applicability of immobilized biomass in real and synthetic wastewater. Also, the applicability of suggested biomass in industrial scale was investigated by the biosorption studies in synthetic and real wastewater and high volume dynamic flow mode. Kinetic and isotherm models of biosorptions for free and immobilized form biomass were applied. In order to clarified the biosorption mechanism, the possible biomass-pollutant interactions were evaluated by FTIR, SEM, EDX and zeta potential analyses.Biosorption kinetically analyzed by Lagergren first order, the pseudo second order kinetic and intrapartical diffusion models. Equilibrium biosorption data were applied to Langmuir, Freundlich and Dubinin Raduskavich (D-R) isotherm models. Overall, the results indicated that the suggested biosorbent system may be an effective and economic candidate for the removal of cadmium ions and RY2 dye from aqueous solutions.