Modifiye edilmiş killerle ağır metallerin uzaklaştırılması
Removal of heavy metals with modified bentonite
Yazar: MEHTAP DUMAN PARLAK
Danışman: YRD. DOÇ. DR. SEVGİ KOCAOBA
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Analitik Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Kimya = Chemistry ; Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Atomik soğurma spektroskopi = Atomic absorption spectroscopy ; Bakır = Copper ; Bentonit = Bentonite ; Biyosorpsiyon = Biosorption ; Kadmiyum = Cadmium ; Phanerochaete chrysosporium = Phanerochaete chrysosporium ; İmmobilizasyon = Immobilization

Özet:
Su kirliliğinin kontrolünde en önemli konulardan biri, çok düşük konsantrasyonlarda bile canlı organizma üzerinde ciddi toksik etkiye sahip olan ağır metallerin atıksulardan uzaklaştırılmasıdır. Toksik etkiye sahip ağır metalleri çevreden giderebilmek için yeni ve alternatif teknolojilerin geliştirilmesine ihtiyaç vardır.Ağır metallerin önzenginleştirilmesinde ekstraksiyon, birlikte çöktürme, elektrolitik zenginleştirme ve iyon değiştirme gibi bir çok yöntem kullanılmaktadır. Mikroorganizmaların biyosorban olarak kullanılması diğer önzenginleştirme yöntemlerine kıyasla yüksek geri kazanım, ekonomik avantajlar, basitlik ve çevresel koruma açısından daha iyi bir alternatif yöntemdir.Bu çalışma kesikli yöntem ve kolon yöntemi kullanılarak Cu(II) ve Cd(II) iyonlarının Phanerochaete chrysosporium ile immobilize edimiş bentonit üzerine biyosorpsiyonunu baz almaktadır. pH, adsorban miktarı, başlangıç konsantrasyonu, karıştırma süresi gibi parametrelerin adsorpsiyon üzerine etkileri kesikli yöntemle; akış hızı, elüent cinsi, elüent hacmi, girişim iyonları, zenginleştirme faktörü, kapasite miktarı ve kolonun yeniden kullanabilirliği gibi parametrelerin adsorpsiyon üzerine etkisi ise kolon yöntemiyle çalışılarak araştırılmıştır.Sonuç olarak bentonitin adsorban olarak kullanıldığı çalışmada optimum konsantrasyon değeri 10 mg/L, optimum pH değeri 4,5, optimum karıştırma zamanı 30 dakika, ve optimum adsorban miktarı 0,2 g olarak belirlenmiştir. Bunun yanı sıra Phanerochaete chrysosporium ile immobilize edilmiş bentonit adsorban olarak kullanıldığında optimum pH değeri 5, optimum adsorban miktarı 0,2 g, optimum akış hızı 2,5 mL/dak. olarak bulunmuştur. Elüent olarak 1M HCl çözeltisinden 10 mL kullanılarak Cu ve Cd metalleri için % 99-100 geri kazanım elde edilmiştir. Bentonit ile immobilize edilmiş Phanerochaete chrysosporium tarafından Cu ve Cd metallerinin uzaklaştırılma yüzdeleri % 93 ve % 92 bulunurken, bentonit tarafından uzaklaştırılma yüzdeleri % 70 - 71 ve % 74 olarak bulunmuştur. Elde edilen sonuçlar Phanerochaete chrysosporium ile immobilize edilmiş bentonitin Cu ve Cd metallerinin uzaklaştırılmasında ve geri kazanımında iyi bir performansa sahip olduğunu gösteriyor.

Abstract:
Monitoring and removal of heavy metal ions that cause serious toxic effects on living organism even at very low concentration, from wastewater is one of the most important subject in water pollution control. There is a need to develop innovative and alternative technologies that can remove toxic heavy metal pollutants from environment.Many methods, such as extraction, coprecipitation, electrodeposition and ion exchange, have been used for preconcentration of trace metals. The microorganisms as biosorbent for metals has become a good alternative to the other preconcentration methods as regards higher recovery, economical advantages, simplicity and environmental protection.This study is based on the biosorption of cupper(II) and cadmium(II) ions on bentonite with immobilized Phanerochaete chrysosporium using column and batch-type methods. Effects of factors such as pH, concentration, amount of adsorbent, stirring time on adsorption were investigated using batch-tpe method and other parameters such as flow rate, elution solution, interfering ions, column reuse, capacity, preconcentration factor were studied in column.As a result, optimum conditions of the study in which bentonite used as adsorban were found to be a concentration of 10 mg/L, pH of 4.5, stirring time of 30 minutes and 0.2 g of bentonite. On the other hand, optimum conditions of the study in which immobilized bentonite used as adsorban were found to be pH of 5, 0.2 g of bentonite with immobilized Phanerochaete chrysosporium, flow rate of 2.5 mg/L. Recoveries of Cu and Cd were 99 - 100 %, 1M, 10 mL HCl solution used as eluant. Removal values of Cu and Cd were 93 % and 92 % respectively with immobilized bentonite,whereas, removal of Cu and Cd were 70-71 % and 74 % respectively with bentonite. The results obtained show that bentonite with immobilized bentonite performed well for the removal and recovery of Cu and Cd.