Bisfenol A'nın sıfır değerlikli alüminyum ile hidrojen peroksit ve persülfat varlığında ileri oksidasyonuna su bileşenlerinin etkisi

Türkiye, Dünya Sağlık Örgütü tarafından yakın bir tarihte (5-10 yıldan kısa bir süre içerisinde) su sıkıntısına maruz kalacak başlıca 15 ülke arasında gösterilmektedir. Bu nedenle atıksuların geri kazanımı, yeniden kullanımı, arıtıldıktan sonra emniyetli bir şekilde tüketilebilmeleri ve/veya atıksuların doğal alıcı su ortamlarına deşarj edilebilmeleri için, su kaynaklarında miktarları giderek artan öncelikli kirleticilerin etkin bir şekilde arıtılmaları gerekmektedir. Bu amaçla çeşitli ileri arıtma yöntemlerinin kullanılabilirliği ve arıtma performansları son yıllarda pek çok çalışmaya konu olmuştur. İleri arıtma yöntemleri arasında ileri oksidasyon prosesleri, biyolojik olarak zor ayrışan veya toksik, 'sorunlu' mikrokirleticilerin su ve atıksudan giderimi amacıyla başarılı bir şekilde uygulanmaktadır. İOP'nin su ve atıksu arıtımında uygulanabilirliğine karar vermek için proseslerin sadece performans ve ekonomik bazında analizleri yeterli değildir; söz konusu arıtma proseslerinin özellikle gerçek doğal su matrislerinde, çeşitli organik ve inorganik su bileşenlerin varlığında performansların ve ekotoksikolojik etkilerinin de değerlendirilmesi önemlidir. Bu kapsamda toksisite testeleri en az konvansiyonel, kolektif çevre parametreleri kadar dikkate alınmalı, kirleticilerin ileri oksidasyonu sırasında biyotoksik etkilerinin de tespit edilip değerlendirilmesi gereklidir. Yapılan çalışmalar sonucunda, endokrin bozucu bileşiklerin üreme sistemi üzerinde kalıcı etkilere, hormonsal kaynaklı kanser risklerine hatta obeziteye dahi sebep olabileceği belirtilmiştir. Yaygın üretimi ve kullanımı sebebiyle endokrin bozucu bileşiklerin başında gelen Bisfenol A, atıksu deşarjı, tehlikeli atık depolama sahalarından kaynaklı sızıntılar, üretim proseleri ya da depolama tesislerinden dökülme yoluyla çevreye yayılabilmektedir. BPA epoksi reçine üretiminde, içecek ve gıda ürünlerinde kullanılan metal kutuların iç yüzeyinde bulunan kaplamalarda ve sağlık sektörü gibi birçok sektör ve alanda yoğun olarak kullanılmaktadır. Tüm bu nedenlerden ötürü, bu bileşiklerin doğrudan ve dolaylı olarak oluşturabilecekleri toksik etkilerden korunabilmek için, etkili bir şekilde arıtılarak doğal ortamdan uzaklaştırılmaları gerekmektedir. Bu çalışmanın ilk kısmında, biyolojik olarak ayrışması güç hatta ayrışamayan, toksik etkilere sahip endokrin bozucu bir bileşik olan BPA kirleticisinin, hidrojen peroksit ve persülfat oksidanları kullanılarak, sıfır değerlikli aluminyum ile ileri oksidasyonu ve bu oksidasyona su bileşenlerinin etkisi incelenmiştir. Bu deneysel çalışma kapsamında, pH 3'te Klorür, Nitrat, Sülfat ve Fosfat gibi inorganik ve hümik asit gibi organik bileşenlerin, Sıfır Değerlikli Aluminyum (SDA; 1 g/L) ile aktive edilmiş Hidrojen Peroksit (HP; 0,25 mM) veya Persülfat (PS; 0,25 mM) oksidanları varlığında Bisfenol A (BPA; 8,8 mM; 2 mg/L) giderimine olan etkisi incelenmiştir. Bu organik ve inorganik su bileşenleri reaksiyon çözeltisine ilave edilmediği takdirde, PS/SDA arıtma prosesi HP/SDA arıtma prosesine göre BPA giderim verimi (sırasıyla %72 ve %100 BPA giderimi ile sonuçlanmıştır) ve kinetiği açısından daha üstün bulunmuştur. HP/SDA arıtma prosesinin Nitrat ilavesinden (50 mg/L) fazla etkilenmediği, bunun yanında 250 mg/L olarak ilave edilen klorürün PS/SDA arıtma prosesi üzerinde herhangi önemli bir etkisi olmadığı gözlenmiştir. İnorganik anyonların BPA giderimi üzerine olumsuz etkisi genellikle artan yük ile doğru orantılı olarak aşağıdaki sırayla artış göstermiştir: HP/SDA arıtma prosesi için NO3- <Cl-=SO42-<PO43- ve PS/SDA arıtma prosesi için Cl- < NO3-<SO42-<PO43-. Hümik asit (10 mg/L çözünmüş organik karbona karşı gelmektedir) ilavesiyle, BPA giderim verimlerini HP/SDA arıtma prosesi için %24, PS/SDA arıtma prosesi için ise %57 değerlerine azaldığı sonucuna varılmıştır. Seçilen tüm inorganik ve organik su bileşenlerini içeren ve sentetik bir atıksu/su numunesini temsil eden çözünen madde karışımında ise BPA giderim verimleri, HP/SDA ve PS/SDA arıtma proseslerinin uygulamasından sonra sırasıyla %46 ve %43'e düşmüştür. Hümik asit-inorganik su bileşenleri karışımı ile yapılan 120 dakikalık deneylerin sonunda %30- 47 ve % 47-57 çözünmüş organik karbon giderim verimleri elde edilmiştir. Çalışmanın ikinci kısmında ise BPA ve bozunma ürünlerinin akut toksik etkisi incelenmiştir. Bir deniz fotobakterisi olan Vibrio fischeri ile yapılan akut toksisite deneyleri sonucunda, V. fischeri inhibisyonu özellikle PS/SDA arıtma prosesi için azalma göstermiştir.