Kesikli reaktörde fotokatalitik proseslerle pestisit giderimi
Pesticide degradation by photocatalytic processes in the batch type reactor
Yazar: HALE ARSLAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. H. CENGİZ YATMAZ
Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü / Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Kimya = Chemistry ; Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering ; Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Pestisitler = Pesticides ; Titanyum dioksit = Titanium dioxide

Özet:
Organofosfatlı bir pestisit olan ve kent/orman ilaçlamalarının yanı sıra,tarımda ürünlerin korunmasında kullanılan geniş spektrumlu ve temas etkiyesahip insektisit (böcek öldürücü) ve akarisit (örümcek öldürücü) olanmonocrotophos'un sulu çözeltilerinin fotokatalitik oksidasyonda göstereceğiperformansı saptamak ve optimum koşulları belirlemek için fotokatalitikoksidasyonla bozunum ve mineralizasyon verimleri araştırılmıştır.Fotokatalitik oksidasyon prosesi kesikli tip kuvars reaktörle, farklı dalgaboylarında ışınım yapan lambalar (UVA-White, UVA-Blue ve UVC) ve değişikyarı iletken fotokatalizör (TiO2 P-25 and Tronox, ZnO Fluka and Sigma)kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Monocrotophos için fotokatalitik oksidasyonprosesinde katalizör tipi ve uygun dalga boyu seçimi, katalizörkonsantrasyonu, başlangıç monocrotophos konsantrasyonu, pH, ışık şiddetigibi parametreler incelenmiştir. Sulu pestisit çözeltisi icin Monocrotophosgiderim verimleri konsantrasyonları HPLC analizi ve organik madde giderimiise TOC analizi ile saptanmıştır.Fotokatalitik oksidasyon deneyleri sonucunda Monocrotophos içinkullanılan katalizörler olan ZnO 'nun ve de TiO2 'nin UVC 'de en yüksekfotokatalitik giderim verimine sahip olduğu tespit edilmiştir. Ancak prosesparametrelerindeki değerlendirmeler için UVA tipi lamba seçilmiştir. Lambasayısı arttıkça giderim veriminin arttığı, pH değişikliğinin giderim verimineetkisinin olmadığı görülmüştür. Kataliz konsantrasyonunun 1.5 g/mL denitibaren çok fazla giderim verimine katkısı olmadığı, pestisit konsantrasyonunartmasıyla giderim veriminin düştüğü tespit edilmiştir. Ayrıca deneysel veriler,yalancı birinci derece hız modeli ile açıklanmıştır. Minerilizasyon sonucuverimi incelendiğinde TOC giderim veriminin belirlenen süre için düşükkaldığı gözlemlenmiştir.

Abstract:
Photocatalytic degradation and mineralization performance ofMonocrotophos (MCP) aqueous solutions was performed using semiconductor catalysts under different UV illumination. MCP is an insecticideand acaricide with wide spectrum and contact effect. It is used not only indisinfecting of urban/forest life but also protection of agriculture.Photocatalytic oxidation was carried out in the batch quartz reactor,using different type ultraviolet lamps (UVA-White, UVA-Blue and UVC) andusing different semiconductor photocatalysts (TiO2 P-25 and Tronox, ZnOFluka and Sigma). In order to evaluate photocatalytic oxidation ofmonocrotophos, different process parameters i.e. catalyst type, effect ofradiation wavelength, catalyst loading, initial MCP concentration, pH and lightintensity were examined. Removal efficiency of MCP aqueous solutions wasdetermined via HPLC analysis and the mineralization effect was determinedvia TOC analysis.As a result of photocatalytic oxidation experiments, it is found out thatZnO (Fluka) and TiO2 (P-25) catalysts had the maximum photocatalyticremoval efficiency for UVC wavelength. Whereas related removal efficiencieswere also obtained with UVA type lamps which were selected for theevaluation of other process parameters. Removal efficiency was increasedwith increasing light intensity. pH variation indicated that it did not havestrong effect on process degradation. Optimum catalyst loading was obtainedas 1.5 g/mL and removal efficiency was decreased when the pesticideconcentration was increased. In addition, experimental data was evaluatedusing pseudo first order rate model. Based on TOC data, mineralizationefficiency was lower than the MCP degradation for the current process time.