Lemna gibba L.'nın tetrasiklin ve parçalanma ürünlerinin giderimindeki etkinliğinin belirlenmesi
Determination of the efficiency of Lemna gibba L. on removal of tetracycline and degradation products
Yazar: MURAT TOPAL
Danışman: YRD. DOÇ. DR. GÜLŞAD USLU ; YRD. DOÇ. DR. ERDAL ÖBEK
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2014
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Bu çalışmada, yaygın bir kullanım alanına ve geniş bir yarı ömre sahip olan, idrar ve dışkıda görülen tetrasiklin ve parçalanma ürünleri'nin Lemna gibba L. tarafından giderim etkinliği belirlenmiştir.
Bu çalışma, laboratuvar çalışması ve arazi çalışması olmak üzere iki aşamada gerçekleştirilmiştir.
Laboratuvar şartları altında yapılan çalışmalardan elde edilen sonuçlara göre, 50, 100 ve 300 µg/L konsantrasyonunda hazırlanan TC, ETC, EATC ve ATC çözeltilerinde 10 gün hidrolik bekleme süresi sonunda en iyi giderimin 50 ve 100 µg/L konsantrasyonunda TC'de, 300 µg/L konsantrasyonunda ise ETC'de gerçekleştiği belirlenmiştir. Lemna gibba L. bitkisi bünyesinde ise 50 µg/L konsantrasyonunda en iyi birikimin EATC'de, 100 ve 300 µg/L konsantrasyonunda ise en iyi birikimin TC'de olduğu gözlenmiştir.
Pilot ölçekli çalışmalardan elde edilen sonuçlara göre, EBAAT'nin en yüksek TC, EATC ve ATC giderim verimleri, sırasıyla %79,65+4,0; %64,42+2,7 ve %80,19+2,1 olarak belirlenmiştir. EBAAT çıkış atıksuları bitkili reaktöre verildiğinde bitkili reaktörün en yüksek TC, ETC, EATC ve ATC giderim verimleri sırasıyla %55,42+3,1; %89,85+1,9; %39,31+4,4 ve %63,42+2,7 olarak tespit edilmiştir. Kontrol reaktörlerinde herhangi bir giderim tespit edilmemiştir.
50, 100 ve 300 µg/L konsantrasyonunda hazırlanan TC, ETC, EATC ve ATC çözeltilerinde kinetik ve izoterm çalışmaları yapılmış ve en iyi izotermin Langmuir izotermine uyduğu belirlenmiştir. Çalışma sonucuna göre, TC50, TC100, TC300, ETC50, ETC100, ETC300 ve EATC100 konsantrasyonlarında ikinci derece kinetik, EATC50, EATC300, ATC50, ATC100 ve ATC300 konsantrasyonlarında ise pseudo birinci derece kinetik elde edilmiştir. 
Deneysel sonuçlardan elde edilen verilere göre, TC ve parçalanma ürünleri ile AKM, BOİ5, KOİ ve TOK arasında en yüksek korelasyon ETC'de, TC ve parçalanma ürünleri ile O-PO4-3 ve NH4+-N arasında en yüksek korelasyon EATC'de, TC ve parçalanma ürünleri ile NO2--N arasında en yüksek korelasyon ATC'de rastlanmıştır. TC ve parçalanma ürünlerinin giderim verimleri ile fizikokimyasal parametrelerin giderim verimleri arasındaki en iyi ilişki NO2--N ile ATC arasında olduğu belirlenmiştir.
Sonuç olarak, EBAAT çıkış sularının verildiği pilot ölçekli reaktörde Lemna gibba L.'nın tetrasiklin ve parçalanma ürünlerinin gideriminde etkili olduğu görülmüştür.  EBAAT çıkış atıksularında bulunan tetrasiklin ve parçalanma ürünlerinin Lemna gibba L. tarafından akümüle edildiği belirlenmiştir. Lemna gibba L. bitkisinin EBAAT çıkış sularının arıtılmasında ileri arıtma yöntemi olarak kullanılabileceği bu çalışmayla belirlenmiştir.

Abstract:
In this study, the removal efficiency by Lemna gibba L. of tetracycline and degradation products which have common usage area and a wide half life, seen in urea and extrecta was determined.
This study was maintained at two stages which include laboratory and field study.
According to the results obtained from study done at laboratory conditions, it was determined that the best removal in TC, ETC, EATC and ATC solutions which prepared at concentrations of 50, 100 and 300 µg/L was maintained for TC at concentration of 50 and 100 µg/L, and for ETC at concentration of 300 µg/L at the end of 10 days hydraulic retention time. It was observed that the best accumulation in 50 µg/L concentration was for EATC and the best accumulation in the body of Lemna gibba L. plant in 100 and 300 µg/L concentration was for TC.
According to the results obtained from pilot scale studies, it was determined that the highest TC, ETC, EATC and ATC removal efficiencies of EMWWTP were 79.65+4.0%; 64.42+2.7% and 80.19+2.1%, respectively. The highest TC, ETC, EATC and ATC ATC removal efficiencies of the planted reactor were obtained as 55.42+3.1%; 89.85+1.9%; 39.31+4.4% and 63.42+2.7%, respectively when the effluents of EMWWTP were given to the planted reactor. Any removal was not obtained in the control reactor. 
Kinetics and isotherm studies were done in TC, ETC, EATC and ATC solutions which prepared at concentrations of 50, 100 and 300 µg/L and it was determined that the best isotherm was fitted to Langmuir isotherm. According to the result of the study, second order kinetics was obtained for TC50, TC100, TC300, ETC50, ETC100, ETC300 and EATC100 concentrations, pseudo first order kinetics was obtained for EATC50, EATC300, ATC50, ATC100 and ATC300 concentrations.
According to the results obtained from experimental studies, the highest correlation between TC and degradation products and SS, BOD5, COD and TOC was for ETC, the highest correlation between TC and degradation products and O-PO4-3 and NH4+-N was for EATC, the highest correlation between TC and degradation products and NO2--N was for ATC. It was determined that the best relationship between removal efficiencies of TC and degradation products and removal efficiencies of physicochemical parameters was between NO2--N and ATC.
As a result, it was seen that Lemna gibba L. in the pilot scale reactor which the effluents of EMWWTP were given was efficient in the removal of tetracycline and degradation products. It was determined that tetracycline and degradation products which exist in effluents of EMWWTP were accumulated by Lemna gibba L. It was determined by this study that  Lemna gibba L.  plant could be used as advanced treatment method in treatment of EMWWTP effluents.