Endokrin bozucu dimetil fitalatın sülfat radikali bazlı fotokimyasal ileri oksidasyon prosesleri ile gideriminin araştırılması

Canlı bünyesine harici olarak alınan, doğal veya endüstriyel kaynaklı endokrin bozucu bileşikler, doğal hormonları taklit ederek normal sentezleri ve hormonal fonksiyonları engelleme, depolanan hormonları serbest bırakma, salgı ve taşınım mekanizmalarını engelleme, bağlanma ve doğal hormonları devre dışı bırakmapotansiyelleri sebebiyle ciddi bir sağlık endişesi yaratmaktadır. Endokrin bozucu bileşikler sağlıklı canlılarda veya onların gelecekteki jenerasyonlarında endokrin sistemin çalışmasını değiştirerek, sağlık problemlerine sebep olan madde ve/veya karışımları olarak tanımlanmaktadır. Çevreye ve insan sağlığına son derece zararlı, oldukça karmaşık yapılı endokrin bozucu bileşiklerin tamamen giderilmesi veya zararsız ayrışma ürünlerine dönüştürülmesi için sülfat radikali bazlı fotokimyasal ileri oksidasyon proseslerinin uygulanması ile ilgili araştırmalar ise son yıllarda ön plana çıkmıştır. Bu deneysel çalışmada, endokrin bozucu özellikleri nedeniyle kullanımlarına yasal düzenlemeler getirilmiş, besin zinciri içinde birikmesi ve özellikle kanserojenik etkiye sahip olması nedeni ile tehlikeli kirleticiler arasında yer alan fenol ve dimetil fitalat model kirleticilerinin etkin arıtımını sağlayabilmek için sülfat radikali bazlı fotokimyasal ileri oksidasyon proseslerinin kullanılabilirliği araştırılmış ve proses performansları hidroksil radikali bazlı fotokimyasal ileri oksidasyon prosesi olan H2O2/UV-C prosesinin performası ile karşılaştırılmıştır. Çalışmada aynı zamanda DMF ve Fn model kirleticilerinin ortamda beraber bulunmaları durumunda; ileri oksidasyon hızlarında, ana madde ve toplam organik karbon giderimlerinde meydana gelen değişimler incelenmiş ve DMF'nin sülfat radikali ile ikinci derece reaksiyon hız sabitinin de belirlenmesi amaçlanmıştır. Ayrıca, seçilen model kirleticilerin incelenen fotokimyasal ileri oksidasyon prosesleri ile arıtımları sırasında ve sonunda oluşan oksidasyon ara ve son ürünlerinin tespiti gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen deneysel çalışmalarda sülfat radikali bazlı fotokimyasal ileri oksidasyon prosesleri ile DMF ve Fn model kirleticilerinin oksidasyonunun yüksek verimler ile gerçekleştiği belirlenmiştir. Giriş persülfat konsantrasyonunun persülfat/UV-C prosesine etkisinin araştırıldığı çalışmalar sonucunda; 5 mM giriş persülfat konsantrasyonunda 60 dakikalık reaksiyon süresi sonunda DMF tamamen giderilirken 120 dakikalık reaksiyon süresi sonunda % 50 TOK giderimi sağlanmıştır. DMF model kirleticisinin oksidasyonu için, incelenen tüm fotokimyasal oksidasyon proseslerinde 5 mM oksidan konsantrasyonu kullanımı ile en yüksek DMF ve TOK giderimi persülfat/UV-C prosesi ile sağlanmıştır. Fn model kirleticisi için ise çalışılan 5 mM oksidan konsantrasyonunda en verimli prosesin H2O2/UV-C olduğu belirlenmiştir. Oksidan konsantrasyonunun 30 mM değerine yükseltilmesi ile çalışılan her üç proseste gerek DMF ve Fn model kirleticileri giderim/ileri oksidasyon hızları gerekse mineralizasyon mertebeleri belirgin şekilde artmıştır. Gerçekleştirilen deneysel çalışmalarda çalışılan her üç oksidanla gerçekleştirilen fotokimyasal oksidasyon prosesi ile DMF'nin ve Fn'nin gideriminin birinci dereceden hız kinetiğine uyum sağladığı belirlenmiştir. DMF ve Fn model kirleticilerinin ortamda beraber bulunmaları durumunda (DMFo = Fno = 0.515 mM) DMF için hesaplanan giderim hızlarının çalışılan her üç proses için de (persülfat/UV-C kDMF = 0,0192 dak-1; peroksimonosülfat/UV-C kDMF = 0,0529 dak-1; H2O2/UV-C kDMF = 0,05 dak-1) DMF'nin ortamda tekil olması durumu için hesaplanan hızlara (persülfat/UV-C kDMF = 0,0715 dak-1; peroksimonosülfat/UV-C kDMF = 0,071 dak-1; H2O2/UV-C kDMF = 0,0765 dak-1) nazaran azaldığı belirlenmiştir. Bununla birlikte Fn giderim hızları H2O2/UV-C ve okson/UV-C prosesleri için aynı mertebelerde kalırken (kFn ? 0,075 dak-1) persülfat/UV-C prosesinde (kFn ? 0,108 dak-1) artmıştır. DMF model kirleticisinin sülfat radikali ile ikinci derece reaksiyon hız sabitinin belirlenmesi amacı ile yürütülen çalışmalar sonucunda, ikinci derece reaksiyon hız sabiti 1,32x 109 M-1 s-1 olarak bulunmuştur. DMF ve Fn model kirleticilerinin, incelenen fotokimyasal ileri oksidasyon prosesleri ile arıtımları sırasında ve sonunda oluşan oksidasyon ara ve son ürünlerinin tespiti için gerçekleştirilen araştırmalar sonucunda, DMF model kirleticisinin oksidasyonu alkil zincirinden başlayarak gerçekleştiği ve ilk aşama oksidasyon ara ürünü olarak fitalik asitin oluştuğu görülmüştür. Fn model kirleticisinin oksidasyonu sırasında oluşan ara ürünler ise benzokinon, hidrokinon ve katekhol olarak belirlenmiştir.