Sentetik organik kirleticilerin katalitik ozonlamayla kimyasal oksidasyonu

Bu çalışmada; sentetik organik kirleticilerden organofosforlu pestisitlerin katalitik ozonlamayla kimyasal oksidasyonu çalışılmıştır. Çalışmanın ilk aşamasında, organofosforlu pestisitler ve oksidasyon ara ürünlerinin kromatografik teknikler kullanılarak kantitatif olarak tayini için metot optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. İkinci aşamasında ise ozon (O3), UV radyasyonu, hidrojen peroksit (H2O2) ve titanyum oksit (TiO2) çeşitli kombinasyonlarla kullanılarak OPP bileşiklerinin oksidasyonunda optimum şartlar belirlenmiştir. Çalışmanın son aşamasında OPP bileşiklerinin ve oksidasyonda ara ürün olarak ortaya çıkan OPP-okson bileşiklerinin toksisitesi Lepidium sativum, Daphnia magna ve Vibrio fischeri toksisite testleri kullanılarak belirlenmiştir. Su ortamında bulunan OPP'lerin analizi için US EPA Metot 3510C sıvı-sıvı ekstraksiyon metodu uygulanmıştır. En iyi ekstraksiyon verimi 20 mL diklormetan kullanılarak elde edilmiştir. Optimize edilmiş şartlarda geri kazanım değerleri OPP bileşikleri için %82 4 ve %95 6 (Relatif Standart Sapma, RSD<%7), OPP-okson bileşikleri için 71% 5 ve 81% 6 (RSD<%7) arasındadır. OPP ve OPP-okson bileşikleri kütle seçici dedektör ile donatılmış Gaz Kromatografi cihazı kullanılarak analiz edilmiştir. Oksidasyon çalışmaları 2 L hacminde laboratuar ölçekli cam reaktörde gerçekleştirilmiştir. Ozonlama için korona akımı ile çalışan bir ozon jeneratörü kullanılmıştır. Jeneratör, akış ölçer yardımıyla, önceden belirlenen miktarda saf O2 ile beslenmiş ve üretilen ozon reaktöre difüzör sistem kullanılarak verilmiştir. Kütle transferi magnetik karıştırma yapılarak arttırılmıştır. Su ortamındaki çözünmüş ozon konsantrasyonu Spektrofotometrik Test Kit Metot (00607 Rigant Test) kullanılarak belirlenmiştir. UV ışık kaynağı olarak 254 nm dalga boyunda ışık yayan orta basınçta civalı lambalar kullanılmıştır. Deneyler 90 dakikalık süreyle gerçekleştirilmiş, istenen zaman aralıklarında numune alma musluğundan numuneler alınmıştır. Aynı deneysel şartlarda blank ve kontrol analizleri gerçekleştirilmiştir. Çalışmada O3, O3/UV, O3/H2O2/UV, O3/TiO2/UV sistemlerinin OPP bileşiklerinin oksidasyon verimi üzerine etkisi belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre O3 tek başına OPP bileşiklerini zararsız son ürünlere dönüştürmek için yetersizken O3/H2O2/UV, O3/TiO2/UV sistemleri oksidasyon verimini arttırmaktadır. Organik bileşiklerin ozonla oksidasyon prosesinde alkali şartlarda, hidroksil radikalinin etkisiyle, reaksiyon hız sabitleri artmıştır. Bileşiklerin giderim yüzdesi ozon miktarındaki artışla yükselmiştir. Ancak 2 mg/L konsantrasyonundaki ozonun daha etkili ve ekonomik olduğu tespit edilmiştir. 40 mg/L konsantrasyonundaki H2O2 ve 1 g/L konsantrasyonundaki TiO2 ozonla oksidasyon verimini optimum seviyeye çıkartmıştır. Oksidasyonu gerçekleştirilen bileşiklerin toksisitesinin tespiti için Lepidium sativum, Daphnia magna ve Vibrio fischeri toksisite testleri kullanılmıştır. O3, O3/UV, O3/UV/H2O2, O3/TiO2/UV prosesleriyle oksitlenen bileşikler Lepidium sativum ve Vibrio fischeri test organizmaları için inhibasyon etkisi yaratmamıştır. Ancak O3, O3/UV prosesleri bileşiklerin Daphnia magna test organizması için detoksifikasyonunu sağlayamamıştır. H2O2'in kullanıldığı fotolitik ozonlama prosesi ve TiO2 katalizörünün kullanıldığı katalitik ozonlama prosesi bileşiklerin Daphnia magna test organizması için detoksifikasyonunu sağlamıştır.