Brij30&reg; noniyonik yüzey aktif maddesinin PS/UV ve H2O2/UV ileri oksidasyon yöntemleri ile arıtımı.

Bir noniyonik yüzey aktif madde olan alkol etoksilatların sucul davranışları ve arıtılabilirlikleri konusunun araştırmacıların dikkatini çekmesi 1990'lı yılların sonuna tekabül etmektedir. Bu yıllarda noniyonik YAM'ların en önemli sınıfı olan nonil fenol etoksilatların ve bunların parçalanma ürünlerinin endokrin bozucu etkilerinin saptanmasını takiben araştırmacılar ve yetkililer alarma geçmişşlerdir. Bu tehlikeli sucul etkilerin fark edilmesiyle üretim ve kullanımları kısıtlanan NPE'leri ikame edecek bir noniyonik YAM arayışı neticesinde AE'ler tercih edilmeye dolayısıyla daha fazla üretilmeye ve tüketilmeye başlanmıştır. 'Yeşil deterjanlar' olarak bilinen bu kimyasallar her ne kadar yüksek biyolojik bozunabilirlik özelliklerine sahiplerse de, her geçen gün artan, endişe verici miktarda tüketimleri sebebiyle özellikle çevresel araştırmalarda dikkati hak eden bir konuma gelmişlerdir. NPE'ler gibi AE'ler de parçalandıklarında kendilerinden daha toksik parçalanma ürünlerine dönüşebilmektedirler. Biyolojik arıtım kademesinde yüksek verimlerde giderilen AE'lerin hangi parçalanma ürünlerine dönüştüklerinin takibi ve bu ürünlerin sucul akıbetinin izlenmesi çevresel açıdan son derece önemlidir. Zira bu maddeler ihtiva ettikleri hidrofobik yapı sebebiyle organik yüzeylere adsorplanma eğilimi göstermektedirler. AE'lerin yüzeye tutunma özellikleri ve gerek kimyasal gerek biyokimyasal parçalanma ürünlerinin oluşturduğu risk sebebiyle takibi ve arıtma optimizasyonu bugün henüz yeterince anlaşılmamış olsa da son derece önemlidir. Bu amaçla yapılabileceklerin başında AE'lerin oksidasyon ürünlerinin tanımlanması, sorpsiyon özelliklerinin modellenmesi, özellikle yoğun bir biçimde 'arıtıldıkları' vurgulanan biyolojik arıtma tesislerindeki arıtılmış atıksu-arıtma çamuru hacimlerindeki dağılımlarının ortaya konulması yer almaktadır. AE'lerin gelişen teknolojinin çevre mühendisliği ve su arıtımı alanına devrim niteliğinde bir armağanı olan ileri oksidasyon prosesleriyle arıtım alternatiflerinin ortaya konulması gerekmektedir. AE'lerin ileri oksidasyon prosesleri ile arıtımının araştırılmasını gerekli kılan bir başka sebep, bu teknolojinin endüstriyel ve evsel atıksu arıtımında giderek artan kullanımıdır. İleri oksidasyon prosesleri biyolojik parçalanmaya dirençli organik bileşiklerin, ilaç kalıntılarının, tekstil boyar maddelerinin başta olmak üzere birçok kirleticinin sulardan arıtımında büyük başarılar göstermiştir. Ancak çok çeşitli yapıda kirleticilerin atıksularda bir arada bulunması sebebiyle atıksularda yaygın bulunan her bir kirletici maddenin İOP'ye maruz bırakıldıklarındaki davranışlarının bilinmesinde fayda vardır. Örnek vermek gerekirse tekstil boyar maddelerinin İOP ile etkin bir biçimde arıtıldığı bilinmektedir. Yine tekstil atıksularında yüksek konsantrasyonlarda bulunan AE'lerin bu ileri oksidasyon prosesleriyle nasıl bir reaksiyon verdiğini bilmeden bu teknolojilerin tekstil atıksularına uygulanmaları tehlikeli sonuçlar doğurabilir. İleri oksidasyon proseslerinin diğer tüm arıtma yöntemlerinde olduğu gibi toksisite testleri yapılmadan uygulanması çevresel açıdan risklidir. Tez çalışması kapsamında AE model kirleticisi olarak seçilmiş olan polioksi etilen (4) loril eter, ticari ismiyle Brij 30 kimyasalının H2O2/UV ve PS/UV ileri oksidasyon prosesleriyle arıtımı araştırılmıştır. Bu amaçla distile su ve biyolojik arıtımdan geçmişş evsel atıksu ortamında ileri oksidasyon deneyleri yürütülmüştür. Oksidasyon şartlarının Brij 30 arıtma verimine etkisini saptamak ve proses optimizasyonu yapmak için pH, Brij 30 konsantrasyonu, oksidan konsantrasyonu, klorür konsantrasyonu, çözelti medyası, UV dalga boyu gibi parametreler deney başlangıç koşullarında kontrollü olarak değiştirilmiştir. Uygulanmış olan ileri oksidasyon proseslerinin Brij 30 kirleticisini arıtma verimi, çözeltide Brij 30 ve toplam organik karbon konsantrasyonlarındaki azalışla takip ve ifade edilmiştir. Oksidasyon çözeltisinde zaman bağlı oksidan konsantrasyonu ve pH takibi yapılmıştır. Elde edilen arıtma verimleri deneysel koşullar baz alınarak karşılaştırılmıştır. Deneylerin distile su ortamının yanında arıtılmış evsel atıksuda da yürütülmüş olması sayesinde arıtılmış evsel atıksuda bulunan iyonların Brij30'un H2O2/UV ve PS/UV prosesleriyle arıtım verimlerine etkisi tespit edilmiştir. İleri oksidasyon proseslerinden elde edilen Brij 30 arıtma verimleri ışığında seçilen deneysel koşullar için oksidasyon esnasında sucul zehirlilikte gerçekleşen değişimi takip etmek amacıyla Vibrio fischeri toksisite testleri uygulanmıştır. Ön işlemler ile toksisite testlerine uygun hale getirilen numunelerde başlangıç, 15. ve 30. dakika akut toksisiteleri belirlenmiştir. Distile su ortamında PS/UV-C oksidasyonu esnasında oluşan radikallerin TOK bileşeniyle verdikleri görünür birinci dereceden reaksiyonların hız sabitleri hesaplanarak proses performansları bu açıdan de değerlendirilmiştir. Yapılmış olan araştırmalar sonucunda model alkol etoksilat kirleticisi olarak seçilen Brij30'un sucul çözeltilerden arıtmı amacıyla PS/UV-C prosesinin kullanımı çözeltide bulunan ana kirletici madde ve organik içerik giderim verimi, toksisitede gerçekleşen azalış ve çözeltide bulnan iyonların proses verimine etkisi göz önüne alındığında uygun bulunmuştur. H2O2/UV-C prosesiyle Brij 30 arıtımında ise kısa sürede yüksek giderim verimlerine ulaşılmasına karşın; sucul toksisitenin dikkate alınması gereken öncelikli unsurlardan biri olduğu deneysel verilerle ortaya konmuştur.