Yapay sulak alanlarda kavak ve söğüt türleri kullanılarak bor kirliliğinin biyoarıtımı
Phytoremediation of boron pollution in constructed wetland by using poplar and willow species
Yazar: GÖZDE ÇITIR KASIM
Danışman: YRD. DOÇ. DR. KUBİLAY YILDIRIM
Gaziosmanpaşa Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyomühendislik = Bioengineering ; Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Bor toksisitesi = Boron toxicity ; Kavak ağacı = Populus ; Söğüt = Willow

Özet:
Bor (B) toksisitesi dünyada genişleyen bir çevre sorunu olup, bu çalışma ile, yapay sulak alanlarda (YSA) kavak (populus) ve söğüt (salix) türlerinin bor uzaklaştırma performansı araştırılmıştır. Test edilen türler, beş farklı bor konsantrasyonu (0.5, 5, 10, 20 ve 40 ppm) içeren simüle atık su ile işlemden geçirilmiştir. Çalışma sonucunda, 5 ppm bor uygulamasında YSA'nın sudaki borun % 65 ± 5.3'ini temizlendiğini, 40 ppm borda ise bu verimliliğin % 45 ± 4.6'ya düştüğünü göstermiştir. Saksı içerisindeki toprak, kum ve çakıl karışımının (sediment) bor uzaklaştırma üzerindeki ortalama etkisi, tüm bor uygulamaları için yaklaşık %20-21 iken, yüklenen borun geri kalan kısmı YSA'dan % 35-54 oranında filtrelenmiş atık su tarafından uzaklaştırılmıştır. Bu nedenle, bitki türlerinin bor uzaklaştırma üzerindeki fiili etkisi 5 ppm ile 40 ppm bor uygulamaları arasında % 45'den % 25'e kadar değişmektedir. YSA'da fitoekstraksiyon ile bor uzaklaştırma verimi %13-10 arasında değişirken, borun kalan kısmı (% 31-15) kavak ve söğüt köklerinin etkisi ile saksı toprağında stabilize edilmiştir. Dolayısıyla, bu ağaç türleri, toprağın filtreleme kapasitesini arttırarak, rizosfer çevresinde borun fitostabilizasyonunu sağlamıştır. Bor uzaklaştırma yeteneği açısından, P.nigra ve S.anatolica, fitoekstraksiyonla YSA'da en yüksek bor uzaklaştırma kapasitesine sahipken, S.alba, P.alba ve S.babylonica yüksek fitostabilizasyon performansı  göstermiştir. Çalışmada bor yüklü ağaç ve yaprak dokularından elde edilen ahşap panellerin yanma direnci test edilmiştir. Bor yüklü panellerin yanma toleransının kontrollerden çok daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Dolayısı ile, kavak ve söğüt türleri  ile YSA ve kirli alanlardaki borun uzaklaştırılması veya stabilizasyonuna ek olarak, endüstri için yüksek kaliteli ahşap malzemeler üretmek de mümkün görünmektedir.

Abstract:
Boron (B) toxicity is an expanding environmental problem throughout the world. The purpose of this study was to investigate B removal performance of poplar and willow species in constructed wetland (CW). These species were treated with simulated wastewater having five B concentrations (0.5, 5, 10, 20 and 40 ppm). The results of the study indicated that 65 ± 5.3% of B was removed from the wastewater in 5 ppm B treatment while the same efficiency decreased to 45 ± 4.6% at 40 ppm B supply. The average effect of sediment on B removal was found to be approximately 20-21% for all B treatments while the remaining part of the loaded B was removed from the CW within effluent (35-54%). Therefore, actual effects of the species on B removal was ranged from 45% to 25% between 5 and 40 ppm B treatments. B removal within plant body (Phytoextraction) comprised 13-10% of total loaded B in CW while the remaining part of the loaded B (31-15%) was stabilized into the sediment with the effects of poplar and willow roots. Therefore, these tree species had an important potential for remediation of wastewater in CW by increasing the filtering capacity of the sediment and leading to phytostabilization of B around the rhizosphere. In terms of their B removal ability, P.nigra and S.anatolica had the highest B removal capacities with phytoextraction while S.alba, P.alba and S.babylonica had more phytostabilization performance in CW. B loaded wood and leaf tissues were mixed and used for production of wooden panels in the study. Then a combustion test was applied on these panels and the results of the tests revealed much higher burning tolerance of the B loaded panels compared to controls. Therefore, in addition to their effective usage in B removal in CWs, B loaded tissues could be also used to produce high quality wooden material for the industry.