Sıfır değerlikli demir nanopartikülleri ile pestisit arıtımı ve optimizasyonu
Pesticide treatment and optimization with zero-valent iron nanoparticles
Yazar: GAMZE ÇOLAK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MESUT ŞAM
Aksaray Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Bilinçsiz şekilde kullanılan pestisitler hem doğamıza hem de bizlere zararlı olmaktadır. Zararlı pestisitlerin birçoğunun parçalanmasıyla ortaya çıkan metabolitler ve ana bileşiğin bizzat kendisi doğada yüksek kalıntı bırakma potansiyeline sahiptir. Bu parçalanma süreçlerinde hava ve toprak koşulları, uygulama dozları, uygulanılan ortam, uygulama zamanı gibi birçok etken önemli rol oynamaktadır. Örneğin DDT ve imidacloprid pestisitleri parçalanmadan uzun süre toprakta kalabilirken bazıları zamanla daha zararsız metabolitler oluşturabilir, yeraltı sularına karışabilir veya ortam koşullarına bağlı olarak daha zararlı metabolitler oluşturabilir. Zamanla toprak ve suda biriken pestisitlerin arındırılmasına ihtiyaç duyulmaya başlanmıştır. Bu ihtiyaç doğrultusunda değişik arındırma yöntemleri ortaya çıkmış olsa da birçoğu pahalı, zahmetli ve geniş alanlarda yetersiz kalmıştır. Kullanılan tekniklerin çoğu kimyasal arıtım temeline dayanmak ile birlikte kimyasal arıtımın pahalı ve çevre dostu bir teknik olmaması nedeni ile bu alanda daha çevre dostu, daha düşük maliyetli ve daha yüksek başarımlı yeni tekniklerin araştırılmasına ihtiyaç duyulmuştur. Bu ihtiyaca ise son yılların hızlı gelişen bilim dallarından olan nanoteknoloji oldukça olumlu bir cevap vermiştir. Makro boyuttaki bir maddenin nano boyutta bir partıküle çevrimi ile mesela sadece 1 gr ağırlığında bir demirden milyonlarca demir nanopartikülü sentezenmekte ve her demir nanopartikülünün yüzey alanı hesaplandığında makro boyuttaki az bir malzemeden çok yüksek bir yüzey alanına sahip malzeme elde edilmeltedir. Demir partıküllerinin pesitisitler ve bunlar gibi birçok bileşiğin remediasyonu üzerinde oldukça başarılı bir şekilde kullanılması da pesitisit arıtımında yüksüz demir nanopartiküllerinin kullanımı konusunda büyük bir heyecan yaratma potansiyeli taşımaktadır.
Bu çalışmada +2 veya +3 değerlikli olan demir yüksüz hale getirilerek pestisit arıtımında kullanılmak üzere hazır hale getirilmiş ve bir piretroid ester istektisiti olan Deltametrin'in arıtımında kullanılmıştır.Çalışma sonucu elde edilen giderim değerlerinin toksisiteye etkisini ortaya koymak amacı ile yüksüz demir nanopartikülleri ile muamele edilmiş örnekler için MTT testi uygulanmış ve deney sonucunda % 84 oranında detoksifikasyon oranı elde edilmiştir.

Abstract:
Pesticides used unconsciously are harmful both to our nature and to us. Metabolites resulting from the breakdown of many harmful pesticides and the parent compound itself have a high residue potential in nature. Many factors such as weather and soil conditions, application doses, application environment and time of application play an important role in these degradation processes. For example, while DDT and imidacloprid pesticides can remain in the soil for a long time without being degraded, some of them can form more harmless metabolites over time, mix into groundwater or form more harmful metabolites depending on the environmental conditions. Over time, there has been a need for decontamination of pesticides accumulated in soil and water. Although various treatment methods have emerged in response to this need, most of them are expensive, laborious and inadequate in large areas. Most of the techniques used are based on chemical treatment, but since chemical treatment is expensive and not an environmentally friendly technique, there is a need to search for new techniques that are more environmentally friendly, lower cost and higher performance. Nanotechnology, one of the fastest developing sciences of recent years, has provided a very positive response to this need. By converting a macro-sized material into a nano-sized particle, for example, billions of iron nanoparticles can be synthesized from an iron weighing only 1 g, and when the surface area of each iron nanoparticle is calculated, a material with a very high surface area can be obtained from a small macro-sized material. The highly successful use of iron particles in the remediation of pesiticides and many other compounds has the potential to create great excitement about the use of uncharged iron nanoparticles in pesiticide treatment.
In this study, +2 or +3 valence iron was made ready to be used in pesticide treatment by making it uncharged and used in the treatment of Deltamethrin, a pyrethroid ester residue. In order to reveal the effect of the removal values obtained as a result of the study on toxicity, it was treated with uncharged iron nanoparticles. MTT test was applied to the samples and as a result of the experiment, a detoxification rate of 84% was obtained.