Tavuk Tüyü ve Zeolitin Atıksu ile Muamelesi Sonucu Ağır Metal Konsantrasyonlarının Belirlenmesi

Year 2024, Volume: 14 Issue: 1, 234 - 248, 15.03.2024

Onur Tekoğlu , Aysun Türkmen , Çiğdem Dizdar

https://doi.org/10.31466/kfbd.1390736

Abstract

Toksik etkileri nedeniyle ağır metallerin atık sulardan giderimi hem çevre hem de canlı sağlığı açısından oldukça önemlidir. Her yeni gün daha fazla kirliliğin meydana geldiği dünyamızda bu kirlilikleri önleyecek malzemelere her zamankinden daha çok ihtiyaç duyulmaktadır. Bu noktada doğal ve ucuz malzemeler olan tavuk tüyü ve zeolit, kendilerine has yapı ve özellikleriyle atık sulardan metal gideriminde önemli avantajlar sergilemektedirler. Bu çalışmayla da atık sulardaki ağır metal kirliliği üzerine tavuk tüyünün ve zeolitin tek başına ve birlikte ne kadar etki edebileceği araştırılmıştır. Giresun’daki Boğacık Deresinden alınan su numuneleri tavuk tüyü ve zeolit ile muamele edilmiştir. Tavuk tüyü ile zeolit malzemesi farklı gramajlarda tek tek ve karışım halinde kolonlara yerleştirilmiştir. Kolondan alınan su numuneleri ICP-MS cihazı ile analiz edilmiştir. Sonuç olarak, zeolit ve tavuk tüyü için değerlendirme yapıldığında; zeolitin, elementleri bünyesinde tutmasında daha etkili olduğu ve adsorplama kapasitesinin daha yüksek olduğu görülmüş olup Al, Zn, Fe gibi elementlerin hem tavuk tüyünde hem de zeolitte uzun süre suda bekletilmesi ile adsorplamayı daha iyi yaptığı düşüncesine varılmıştır. Gramaj farklılığının tek başına muamelede tavuk tüyü ve zeolit için etkili olmadığı fakat birlikte kullanımında zeolitin gramajının fazla olması daha iyi adsorplama yaptığı düşüncesini ortaya çıkarmıştır.

Keywords

Ağır metal, Tavuk tüyü, Zeolit, ICP-MS, Atık su

Ethical Statement

Yapılan çalışmada araştırma ve yayın etiğine uyulmuştur.

Supporting Institution

Giresun Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri (BAP) Komisyon BaşkanlığI

Project Number

FEN-BAP-A-250221-42

Thanks

Bu çalışmaya FEN-BAP-A-250221-42 nolu proje kapsamında desteklerinden dolayı Giresun Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri (BAP) Komisyon Başkanlığına teşekkür ederiz.

Determination of Heavy Metal Concentrations as a Result of Treatment of Chicken Feather and Zeolite with Wastewater

Abstract

Due to their toxic effects, the removal of heavy metals from wastewater is very important for both the environment and living health. In our world where more pollution occurs every day, materials that will prevent this pollution are needed more than ever. At this point, chicken feather and zeolite, which are natural and cheap materials, exhibit significant advantages in metal removal from wastewater with their unique structure and properties. In this study, it was investigated how much effect chicken feather and zeolite could have on heavy metal pollution in wastewater, individually and together. Water samples taken from Boğacık Stream in Giresun were treated with chicken feathers and zeolite. Chicken feather and zeolite material were placed in columns in different weights, individually and as a mixture. Water samples taken from the column were analyzed with the ICP-MS device. As a result, when evaluation is made for zeolite and chicken feather; It has been observed that zeolite is more effective in retaining the elements and has a higher adsorption capacity, and it has been concluded that elements such as Al, Zn, Fe are better adsorbed by keeping both chicken feathers and zeolite in water for a long time. It is thought that the difference in grammage is not effective for chicken feather and zeolite when used alone, but when used together, the higher the grammage of the zeolite, the better the adsorption.

Keywords

Heavy metal, Chicken feather, Zeolite, ICP-MS, Wastewater

Project Number

FEN-BAP-A-250221-42

References

• Al-Asheh S., Banat F. (2003), “Adsorption of Phenol Using Different Types of Activated Bentonites”, Separation and Purification Technology, 33:1-10.
• Ali, R.M., Hamada, H.A., Hussein, M.M. and Malash, G.F. (2016). Potential of using green adsorbent of heavy metal removal from aqueous solutions: Adsorption kinetics, isotherm, thermodynamic mechanism and economic analysis. Ecological Engineering, 91, 317-332.
• Aymaz, R. (2009). Isparta Antalya Burdur üretim işletmelerinin çevre konularına ve çevre muhasebesine yaklaşımlarına ilişkin bir araştırma. Yüksek Lisans Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi, Sosyal Bilimler Enstitüsü, Isparta.
• Bartels, T. (2003). Variations in the morphology, distribution, and arrangement of feathers in domesticated birds. Journal of Experimental Zoology Part B: Molecular and Developmental Evolution, 298(1), 91-108.
• Bilgin, Ö. (2009). Gördes zeolitlerinin hammaddesel özelliklerinin incelenmesi ve değişik sektörlerde kullanılabilirliğinin araştırılması. Doktora Tezi, Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İzmir.
• Can, C. E. (2018). İtakonik asidin anyonik reçineler kullanılarak sulu fazlardan ayrımı. Yüksek Lisans Tezi, Selçuk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Konya.
• Cesur, N. (2010). Sulu çözeltilerden ağır metal iyonlarının kimyasal olarak modifiye edilmiş tavuk tüyü ile uzaklaştırılması. Yüksek Lisans Tezi, Ege Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İzmir.
• Chatterjee, S., Lee, M.W. and Woo, S.H. (2010). Adsorption of congo red by chitosan hydrogel beadsim pregnated with carbon nanotubes. Bioresource Technology, 101 (6), 1800-1806.
• Chinta, S.K., Landage, S.M. and Yadav, K. (2013). Application of chicken feathers in technical textiles. International Journal of Innovative Research in Science, Engineering and Technology, 2 (4), 1158-1165.
• Çufadar, F. (2020). Şabazit minerali (zeolit) ile sentetik boyaların sulu çözeltilerden uzaklaştırılması. Yüksek Lisans Tezi, Selçuk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Konya.
• Ersoy, B. (2000). Çeşitli katyonik yüzey aktif maddelerin klinoptilolit (doğal zeolit) üzerine adsorpsiyon mekanizmalarının incelenmesi ve modifiye klinoptilolit ile sıvılardaki non-iyonik organik kirleticilerin tutulması. Doktora Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
• Fan, X. (2008). Value-added products from chicken feather fibers and protein. Ph. D. Dissertation, Auburn University, Department of Polymer and Fiber Engineering, Auburn, Alabama, USA.
• Fernbank Science Center (2011). Feather structure and types of feathers. Web site: http://fsc.fernbank.edu/Birding/feathers.htm.
• Grant, D.C., Skriba, M.C. and Saha, A.K. (1987). Removal of radioactive contaminants from westvalley waste streams using natural zeolites. Environmental Progress & Sustainable Energy, 6, 104-109.
• İlhan, S., Nourbakhsh, N.M., Kılıçarslan, S. and Özdağ, H. (2004). Removal of chromium, lead and copper ions from industrial waste waters by staphylococcus saprophyticus. Turkish Electronic Journal of Biotechnology, 2, 50-57.
• Jones, L. N., Riven, D. E. and Tucker, D. J. (1998). Handbook of fiber chemistry. New York: Marcel Dekker, Inc.
• Karakaya Çelik, M. ve Karakaya, N. (1998). Sistematik mineraloji. Konya: Bizim Büro Basımevi.
• Martinez-Hernandez, A. L. and Velasco-Santos, C. (2012). Keratin fibers from chicken feathers: structure and advances in polymer composites. Keratin: Structure, Properties and Applications. Nova Science Publishers, Inc.
• Misra, M., Kar, P., Priyadarshan, G. and Licata, C. (2001). Keratin protein nano-fiber for removal of heavy metals and contaminants. MRS Symposium Fall (pp. 1-7). Boston.
• Özbolat, G. ve Tuli, A. (2016). Ağır metal toksisitesinin insan sağlığına etkileri. Arşiv Kaynak Tarama Dergisi, 25(4), 502-521.
• Özdemir, G. ve Kocatürk, S. (2010). İşlem görmüş tavuk tüyü kullanılarak sulu çözeltilerden ağır metal iyonlarının uzaklaştırılması. IX. Ulusal Kimya Mühendisliği Kongresi (s. 356-362). Ankara: Gazi Üniversitesi.
• Özer, Ç. (2007). Endüstriyel atık sulardan kaynaklanan nikelin klinoptilolit kullanımı ile giderimi. Yüksek Lisans Tezi, Sakarya Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Sakarya.
• Reddy, N. and Yang, Y. (2007). Structure and properties of chicken feather barbs as natural protein fibers. Journal of Polymers and The Environment, 15(2), 81–87.
• Rona, E. B. (2019). Endüstriyel atık sulardaki ağır metallerin çeşitli adsorbanlar kullanılarak giderilmesi. Yüksek Lisans Tezi, Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
• Saravanan, K. (2012). Exploration on amino acid content and morphological structure in chicken feather fiber. Journal of Textile and Apparel Technology and Management, 7(3), 1-6.
• Schmidt, W. F. and Jayasundera, S. (2004). Microcrystalline avian keratin protein fibres, Natural fibers, plastics and composites. F.T. Wallenbergerand N.E. Weston (Ed.) Kluwer Academic Publishers: Boston.
• Schmidt, W. F. and Line, M. J. (1996). Physical and chemical structures of poultry feather fiber fractions in fiber process development. Nonwovens Conference TAPPI Proceedings (pp. 135-141). Tennessee.
• Seyitoğlu, M. F. (2011). Sulu çözeltiden metilen mavisinin bazı biyosorbentler ile uzaklaştırılması. Yüksek Lisans Tezi, Dicle Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Diyarbakır.
• T.C. Çevre ve İklimlendirme Bakanlığı (2008) RG-13/2/2008-26786)
• Türkman, A., Aslan, Ş. ve Ege, İ. (2001). Doğal zeolitlerle atıksulardan kurşun giderimi. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi, 3(2), 13-19.
• Türkmen, A. ve Aras, S. (2011). İskenderun Körfezi’nde deniz suyu ve sedimentte oluşan ağır metal birikiminin incelenmesi. Karadeniz Fen Bilimleri Dergisi, 1(3), 1-23.
• Türkmen, M., Türkmen, A., Tepe, Y., Tore, Y. and Ates, A. (2009). Determination of etals in fish species from Aegean and Mediterranean Seas. Food Chemistry, 113(1), 233- 237.
• Uzun, F. (2014). Doğal adsorban olarak zeolit (Bigadiç/Balıkesir) ile sulardan ağır metal gideriminin incelenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Aksaray Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Aksaray.
• Uzun, M. (2010). Tavuk tüyü ile dünyayı kurtarmak. Bilim ve Teknik Dergisi, 516, 82-85.
• Yıldız, S. (2019). Hidrotermal yöntem kullanılarak sentezlenen nanoparçacıklar ile sulardan ağır metal gideriminin incelenmesi. Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Üniversitesi, Cerrahpaşa Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, İstanbul.
• Zhang, H. (2014). Biosorption of heavy metals from aqueous solutions using keratin biomaterials. Doctoral Thesis, Universitat Autonoma de Barcelona, Facultat de Ciencies, Departament de Quimica, Barcelona, Spain.