Bazı ağır metallerin Cystoseıra barbata (Phaeophyceae), Caulerpa racemosa (Chlorophyceae), Gracilaria verrucosa (Florideophyceae) ve Spirulina platensis (Cyanophyceae) türlerinde biyosorbsiyonu
Biosorption of some heavy metals by Cystoseira barbata (Phaeophyceae), Caulerpa racemosa (Chlorophyceae), Gracilaria verrucosa (Florideophyceae) and Spirulina platensis (Cyanophyceae)
Yazar: YELİZ CİRİK
Danışman: DOÇ. DR. YEŞİM BÜYÜKATEŞ
Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Su Ürünleri Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2011
Konu: Kimya = Chemistry ; Su Ürünleri = Aquatic Products
Dizin: Ağır metaller = Heavy metals ; Biyosorpsiyon = Biosorption ; Gracilaria verrucosa = Gracilaria verrucosa ; Spirulina platensis = Spirulina platensis

Özet:
Tez çalışmasında, dört farklı alg türünde, Cystoseira barbata (Phaeophyceae), Caulerpa racemosa (Chlorophyceae), Gracilaria verrucosa (Florideophyceae) ve Spirulina platensis (Cyanophyceae), beş farklı ağır metal çözeltisinin, Cu (II), Cd (II), Zn (II), Pb (II) ve Co (II), biyosorbsiyon özellikleri incelenmiştir. Çalışmada, modifikasyonun, pH'ın, sürenin, derişimin ve karışım metal çözeltilerinin biyosorbsiyon üzerine etkileri incelenmiş, yüklenen metal çözeltilerinin farklı kimyasallarla geri alım çalışmaları yapılmıştır.Yapılan modifikasyon işleminin C. barbata'da Cd (II) ve Co (II) iyonlarında, C. racemosa'da ise Cu (II), Cd (II) ve Co (II) iyonlarında tutunma oranını arttırdığı görülmüştür. Biyosorbsiyon kapasitesinin, çözeltinin pH'ına bağlı olarak değiştiği, asidik ortamda ağır metal iyonlarının daha fazla tutunduğu gözlenmiştir (S. platensis'de Pb (II) iyonu dışında). Kullanılan alg ve metal iyonu türüne göre, adsorbsiyon denge süresinin de değiştiği saptanmıştır. Yapılan Freundlich ve Langmuir izoterm modellerinde, seçilen metallerin biyokütleye tutunma şekillerinin (fiziksel ? kimyasal) alge göre değişiklik gösterdiği belirlenmiştir. Bu çalışmada, yapılan farklı derişimlerdeki metal karışım denemelerinde, metallerin yarıştırılmasına bakılmıştır. Ağır metal iyonlarının, karışım çözeltilerinde tutunma oranlarının değiştiği, genel anlamda, derişimin artmasıyla birlikte metallerin tutunma oranının azaldığı saptanmıştır. Adsorblanan metal iyonlarının, 0,1 M HCl ve 0,1 M HNO3 ile % 70'in üzerinde geri alındığı belirlenmiştir (S. platensis'de Pb (II) ve Co (II) iyonu hariç).Algler, polisakkarit, protein ve yağ içermeleri nedeniyle, iyon değiştirme özelliğine sahiptirler. Ağır metal iyonlarının, alglerin hücre çeperlerindeki fonksiyonel gruplara bağlanması, alg ve ağır metal türüne göre de farklılık göstermektedir. Sonuç olarak, alglerin karekterizasyonu için yapılan FTIR (Fourier dönüşümlü infrared spektrometresi) analizleri, metallerin, alglerdeki fonksiyonel gruplardan genellikle - NH, - OH ve - CH bağına bağlandığını göstermiştir.Bu çalışmada, seçilen alglerin ortamdaki ağır metalleri yüksek oranda tuttuğu belirlenmiştir. Sonuç olarak; Cu, Cd, Zn, Pb ve Co ağır metallerinin gideriminde, Cystoseira barbata, Caulerpa racemosa, Gracilaria verrucosa ve Spirulina platensis alglerinin kullanılabileceği saptanmıştır.

Abstract:
The biosorption of five different metal aqueous solutions of Cu (II), Cd (II), Zn (II), Pb (II) and Co (II) by five different algae, Cystoseira barbata (Phaeophyceae), Caulerpa racemosa (Chlorophyceae), Gracilaria verrucosa (Florideophyceae) and Spirulina platensis (Cyanophyceae), was investigated. In this study, the effects of biosorption conditions such as, modification, solution pH, contact time, initial metal concentration, mixed metal aqueous solution as well as, desorption by different chemicals were studied. According to the results of the expirement, the sorption capacity of C. barbata for Cd (II) and Co (II) and C. racemosa for Cu (II), Cd (II) and Co (II) was increased through modification. The biosorption capacity was depended on the solution?s pH and heavy metal adsorption was more in acidic medium (except Pb (II) in S. platensis). The contact time was changed depending on the type of the algae and heavy metals. In this study, Freundlich and Langmuir isotherm models showed that, the selected metal biomass adsorption types (physical and chemical) changed depending on algae groups.Competition of metal ions was investigated for different concentrations of metal solutions. It has been observed that the sorption rate of heavy metal ions was changed in mixed metal solutions, in general, with an increase in concentration, the rate of adsorption decreased. The adsorbed metal could be desorbed effectively using 0,1 M HCl and 0,1 M HNO3 by more than % 70 (except Pb (II) and Co (II) ions in S. platensis).Algae have ion exchange features since they are comprised of polysaccharides, proteins and fatty acids. The connection of heavy metal ions through functional groups in the cell walls of algae varies depending on the species of algae and the type of the heavy metal. Consequently, the Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) analysis used for the characterization of algae showed, metals were generally bound to the functional groups of algae through -NH, - OH and - CH.In this study, the selected algae removed the selected heavy metals in aquatic environment with a high rate. Consequently, Cystoseira barbata, Caulerpa racemosa, Gracilaria verrucosa and Spirulina platensis can be used in the removal of Cu (II), Cd (II), Zn (II), Pb (II) and Co (II).