Tartrazinin ultrasonikasyon ve ultraviyole destekli yöntemle sulardan gideriminin araştırılması
Investigation of the removal of tartrazine from water by ultrasonication and ultraviolet assisted method
Yazar: ZHALALADDIN JABBIYEV
Danışman: DOÇ. DR. ERDAL YABALAK ; PROF. DR. AHMET MURAT GİZİR
Mersin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Kimyasal atıklar, tatlandırıcılar ve renklendiriciler içme sularına karıştığında insan sağlığı başta olmak üzere diğer canlıların sağlığını tehdit etmektedir. Tartrazin azo boyarmadde grubuna ait olan bir sentetik renklendirici olup ambalajlı gıda besinleri, alkolsüz meşrubat içecekleri ve daha birçok alanda kullanılan bir katkı maddesidir. Çevreye ve içme sularına karışarak sağlığımızı tehdit eden bu boyar maddenin sulardan giderilmesi için etkili ve çevre dostu yöntemler gerekmektedir. Literatürde tartrazin ile ilgili yapılan birçok degradasyon yöntemlerinden en etili olanları ultraviyole ışınlaması veya farklı ekstraksiyon teknikleri veya adsorpsiyon ile giderime dayanmaktadır. Yapılan bu çalışma tartrazinin sulardan giderilmesi için ultraviyole ışınlaması ve ultrasonik ses ve H2O2 kombine sisteminin kullanılmasına dayanmaktadır. 
Ön deneme çalışmalarında ultraviyole ve ultrasonikasyon yöntemleri beklendiği verim alınmadığı için UV/ H2O2 / Ultrasonik destekli kombine degradasyon sistem yöntemi ile yüksek verim elde edilmiştir. 3D grafiklerinde bu üç sistemin kombinasyonu ile H2O2'nin daha etkili olduğunu göstermiştir. Bu kombine degradasyon sisteminde ultrasonik ses dalgalarının titreşimiyle HO• radikalinin oluşumu ve ultraviyole ışını ile degradasyon işlemini tetikler ve yüksek verim elde ederek renk giderimini sağlar.
Cevap Yüzey Metodu (CYM) deney prosesinin oluşturulması ve en uygun hale getirilmesi için kullanılan, değişken parametrelerin uyumunu çözümleyen istatistiğe dayalı bir modelleme tekniğidir. CYM ile tartrazinin sulardan giderimi için uygulanan bu yeni yöntemin optimizasyonu sağlanmış olup tahmini değerler belirlenmiş ve tahmin edilen değerlerin deneysel değerlere yakınlığı ile karşılaştırılmıştır. Prosesin güvenilirliğini değerlendirmek için ANOVA testi yapılmıştır. Modelin F ve p değerleri sırasıyla 67,77 ve <0.0001 olarak elde edilmiştir. R2 ve düzeltilmiş R2 sırasıyla 0,9839 ve 0,9694 olarak elde edilmiştir. Cevap yüzey metodunun merkezi kompozit tasarımına göre uygulana modelde tartrazin, %71,93 Amplitüd, 90 dakika işlem süresinde ve 10 mM H2O2'de %90,96 oranında giderilmiştir.

Abstract:
Chemical wastes, flavorings, and colorants threaten the health of other living things, especially human health when mixed with drinking water. Tartrazine is a synthetic colorant belonging to the azo dyestuff group and is an additive used in packaged foods, soft drinks, and many more. Effective and environmentally friendly methods are required to remove this dyestuff, which threatens our health by mixing with the environment and drinking water. Among the many degradation methods in literature, the most effective ones are based on removal by ultraviolet irradiation or different extraction techniques or adsorption. This study is based on the use of a combined system of ultraviolet irradiation, ultrasonic sound and H2O2 to remove tartrazine from water.

High efficiency was obtained with the UV/ H2O2 / Ultrasonic assisted combined degradation system method, since the ultraviolet and ultrasonication methods did not achieve the expected efficiency in the pre-trial studies. In 3D graphics, it has been shown that H2O2 is more effective with the combination of these three systems. In this degradation combined system, the vibration of ultrasonic sound waves triggers the formation of HO radicals and the degradation process with ultraviolet rays and provides high efficiency and color removal.

The Response Surface Method (RSM) is a statistical modeling technique that analyzes the fit of variable parameters, used to establish and optimize the experimental process. Optimization of this new method for the removal of tartrazine from waters by RSM has been achieved and estimated values have been determined and compared with the closeness of the estimated values to the experimental values. ANOVA test was performed to evaluate the reliability of the process. F and p values were obtained as 67.77 and <0.0001, respectively. R2 and adjusted R2 were obtained as 0.9839 and 0.9694, respectively. According to the central composite design of the response surface method, tartrazine was removed by 71.93% Amplitude, 90 minutes treatment time and 90.96% in 10 mM H2O2 in the model applied.