Zeolitlerde potasyum, amonyum ve fosfor sorpsiyon/desorpsiyon kimyası
Potassium, ammonium and phosphate sorption/desorption chemistry of zeolites
Yazar: CANAN ÇELİK
Danışman: DOÇ. DR. VELİ UYGUR
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Kilnoptilolit = Natural zeolite

Özet:
Hafif bünyeli topraklarda bitki besin elementlerini toprakta tutarak uzun süre bitkinin kullanmasını sağlayan kolloidal fraksiyonlar oldukça yetersizdir. Bu nedenle bu gibi alanlarda tarımsal yetiştiriciliğin yapılmasında gübrelemede önemli problemler olduğu gibi, verilen gübrelerin bitki kök bölgesinden yıkanması nedeniyle yeraltı ve yüzey sularında tarımsal kökenli kirlilik artışı olmaktadır. Zeolit son zamanlarda gerek atık suların içeriğinde bulunan amonyum, fosfatlar ve ağır metaller gibi çevreye zararlı bileşenlerin temizlenmesinde gerekse toprakların fiziksel ve kimyasal özelliklerinin geliştirilmesi için kullanılmaya başlanmıştır. Hatta bazı çalışmalarda doğal ve/veya sentetik olarak üretilen zeolitler farklı bitki besin elementleri ile doyurularak ekolojik gübre olarak kullanılmaya başlamıştır. Diğer taraftan yapılan çalışmalar zeolit uygulamalarıyla topraklara direk olarak uygulanan kaya fosfatlarının yapısındaki fosforun çözünürlüğüne önemli derecede katkı yaptığı bildirilmiştir. Bu bağlamda Türkiye'de 45.8 milyar ton rezerve sahip olan zeolitin tarımsal maksatla eko-gübre olarak kullanılabilirliğinin ortaya konulabilmesi için N, P ve K adsorpsiyon ve desorpsiyon özelliklerinin ortaya konulması gerekmektedir. Bu nedenle bu çalışmada önemli iki zeolit üreticisinden sağlanan farklı zeolitlerin değişen boyutlarda öğütülmesiyle elde edilen kolloidal yapıların adsorpsiyon/desorpsiyon özellikleri batch sorpsiyon tekniği kullanılarak belirlenmiştir. Ayrıca her bir elementin düşük, orta ve yüksek konsantrasyonlarda adsorpsiyon kinetikleri de belirlenmiştir. Adsorpsiyon verilerinin Freundlich ve Langmuir adsorpsiyon modelleriyle başarıyla tanımlanmıştır. Araştırma sonuçlarından zeolit materyalinin azot, fosfor ve potasyum için yavaş etkili gübre olarak, tarım alanlarından kaynaklanan NPK kirliliğinin azaltılmasında ve kirli suların arıtılmasında kullanılabileceği değerlendirilmiştir.

Abstract:
Colloidal fractions bind plant nutrients for longer periods towards increasing their availability in light textured soils. For this reason, such soils has serious fertilization problems for sustainable agricultural practices and on the other hand the fertilizers are leached away from the root zone causing increases agriculture induced pollution of ground and surface waters. Zeolites are frequently used for treating and removing the pollutants hazardous to the environments such as ammonium, phosphates and heavy metals in municipal waste waters and improving the soil physical and chemical properties in the last decades. Natural and/or synthetic zeolites saturated with different plant nutrients were even used in some studies as ecological or slow release fertilizers. On the other hand, co-application of zeolites and rock phosphates were reported to well contribute to the solubility of phosphorus. Since Turkey have got a total of 45.8 billion tonnes zeolite mineral reserves, it is necessary to elucidate the possible usage of zeolite for eco-fertilizer carrying nitrogen, phosphorus and potassium by means of adsorption/desorption properties. Thus zeolites obtained.  from two producers will be fractioned in three sizes and their effects on adsorption desorption properties by batch sorption technique. In addition sorption kinetics of the elements will be studied at low, intermediate and high concentrations. Langmuir and Freundlich sorption models satisfactorily descrıed the sorption data of N, K and P.  It can be concluded from the outcome of this study that zeolites with different sizes can be used for slow released fertilizer for nitrogen, phosphorus and potassium, controlling the non-point pollution of the elements from agricultural lands and sanitation of waste water.