Yeşil Nohut Kabuğu Atıklarının Sulu Çözeltiden Pb+2 Biyosorpsiyonunda Değerlendirilmesi

Kübra Korkmaz; Hasan Sayğılı

doi:10.53433/yyufbed.960478

EN TR

Evaluation of Green Chickpea Shell Waste in Pb (II) Biosorption from Aqueous Solution

Abstract

In this study, removal of lead Pb(II) ion known as a toxic heavy metal from the aqueous media using green chickpea shell (YNK) as a new alternative has been investigated. Biosorption studies were carried out according to the batch method. The necessary conditions for optimum Pb(II) removal have been determined and temperature dependent kinetic and isotherm studies have been carried out. The kinetic data obtained as a result of the studies have been evaluated in pseudo-first, pseudo-second and intra-particle diffusion models to determine kinetic model. Isotherm data have been evaluated in Langmuir and Freundlich isotherm models. Optimum conditions have been determined for Pb(II) ion biosorption with YNK as 0.1 g biosorbent dose and at 40 oC temperature . In the study, the maximum biosorption capacity has been found to be 30.8 mg/g for Pb(II) ion. In addition, the isotherm data have been found to be favorable to Langmuir isotherm model (R2 = 0.99) and the most appropriate kinetic model has been determined to be the pseudo first order reaction model (R2 =0.99). The study showed that YNK waste, has a certain biosorption capacity and this waste can be used as a low-cost and environmentally friendly alternative

Keywords

Green chickpea shell, Biosorption, Lead, İsotherm, Kinetics

Yeşil Nohut Kabuğu Atıklarının Sulu Çözeltiden Pb+2 Biyosorpsiyonunda Değerlendirilmesi

Abstract

Bu çalışmada, toksik bir ağır metal olarak bilinen kurşun Pb(II) iyonunun, yeni bir alternatif olarak yeşil nohut kabuğu (YNK) kullanılarak sucul ortamdan giderimi araştırılmıştır. Biyosorpsiyon çalışmaları kesikli yönteme göre yürütülmüştür. Optimum Pb(II) giderimi için gerekli koşullar belirlenerek sıcaklığa bağlı kinetik ve izoterm çalışmaları yapılmıştır. Çalışmalar sonucunda elde edilen kinetik veriler, yalancı birinci, yalancı ikinci ve parçacık içi difüzyon modellerinde değerlendirilerek kinetik model tespiti yapılmıştır. İzoterm verileri ise Langmuir ve Freundlich izoterm modellerinde değerlendirilmiştir. Pb(II) iyonunun YNK ile biyosorpsiyonunda, optimum koşullar biyosorbent dozu 0,1 g ve sıcaklık 40 oC olarak saptanmıştır. Çalışmada, maksimum biyosorpsiyon kapasitesi Pb(II) iyonu için 30,8 mg/g olarak bulunmuştur. Ayrıca izoterm verilerinin Langmuir izoterm modeline uygun olduğu (R2 =0,99) bulunmuş olup, yalancı birinci derece reaksiyon modelinin ise kinetik açıdan en uygun model olduğu (R2 =0,99) tespit edilmiştir. Çalışma, YNK atığının belli bir biyosorplama kapasitesinin olduğunu ve bu atığın düşük maliyetli çevreci bir alternatif olarak kullanılabileceğini ortaya koymuştur.

Keywords

Yeşil nohut kabuğu, Biyosorpsiyon, Kurşun, İzoterm, Kinetik

References

Ahluwalia, S. S., & Goyal, D. (2007). Microbial and plant derived biomass for removal of heavy metals from wastewater. Bioresource technology, 98(12), 2243-2257. doi: 10.1016/j.biortech.2005.12.006
Arslanoğlu, H., & Tümen, F. (2015). Sitrik Asitle Modifiye Edilmiş Şeker Pancarı Küspesi ile Sulu Çözeltilerden Pb (II) ve Cd (II) Giderilmesi. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 27(1), 85-99.
Basu, M., Guha, A. K., & Ray, L. (2017). Adsorption of lead on cucumber peel. Journal of Cleaner Production, 151, 603-615. doi: 10.1016/j.jclepro.2017.03.028
Bhattacharjee, C., Dutta, S., & Saxena, V. K. (2020). A review on biosorptive removal of dyes and heavy metals from wastewater using watermelon rind as biosorbent. Environmental Advances, 2, 100007. doi: 0.1016/j.envadv.2020.100007
Chen, B., & Chen, Z. (2009). Sorption of naphthalene and 1-naphthol by biochars of orange peels with different pyrolytic temperatures. Chemosphere, 76(1), 127-133. doi:10.1016/j.chemosphere.2.2009.02.004
Cruz, C. C., Da Costa, A. C. A., Henriques, C. A., & Luna, A. S. (2004). Kinetic modeling and equilibrium studies during cadmium biosorption by dead Sargassum sp. biomass. Bioresource technology, 91(3), 249-257. doi: 10.1016/S0960-8524(03)00194-9
Demirbas, E., Kobya, M., Senturk, E., & Ozkan, T. (2004). Adsorption kinetics for the removal of chromium (VI) from aqueous solutions on the activated carbons prepared from agricultural wastes. Water Sa, 30(4), 533-539.
Demirbaş, E. (2003). Adsorption of cobalt (II) ions from aqueous solution onto activated carbon prepared from hazelnut shells. Adsorption Science & Technology, 21(10), 951-963. doi: 10.1260/02636170360744380
Freundlich, H. M. F. (1906). Over the adsorption in solution. Journel of Physical Chemistry, 57(385471), 1100-1107.
Göksungur, Y., Üren, S., & Güvenç, U. (2005). Biosorption of cadmium and lead ions by ethanol treated waste baker's yeast biomass. Bioresource technology, 96 (1), 103-109. doi:10.1016/j.biortech.2003.04.002

Gundogdu, A., Ozdes, D., Duran, C., Bulut, V. N., Soylak, M., & Senturk, H. B. (2009). Biosorption of Pb (II) ions from aqueous solution by pine bark (Pinus brutia Ten.). Chemical Engineering Journal, 153(1-3), 62-69. doi:10.1016/j.cej.2009.06.017
Gupta, V. K., Rastogi, A., & Nayak, A. (2010). Biosorption of nickel onto treated alga (Oedogonium hatei): application of isotherm and kinetic models. Journal of colloid and interface science, 342(2), 533-539. doi:10.1016/j.jcis.2009.10.074
Güneş, S. (2018). Artık materyal kullanılarak adsorpsiyon yöntemi ile atıksulardan kurşun giderimi. Pamukkale Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Denizli.
Hall, K. R., Eagleton, L. C., Acrivos, A., & Vermeulen, T. (1966). Pore-and solid-diffusion kinetics in fixed-bed adsorption under constant-pattern conditions. Industrial & Engineering Chemistry Fundamentals, 5(2), 212-223. doi:10.1021/i160018a011
Hanif, M. A., Nadeem, R., Bhatti, H. N., Ahmad, N. R., & Ansari, T. M. (2007). Ni (II) biosorption by Cassia fistula (Golden Shower) biomass. Journal of Hazardous Materials, 139(2), 345-355. doi: 10.1016/j.jhazmat.2006.06.040
Ho, Y. S., & McKay, G. (1999). Pseudo-second order model for sorption processes. Process biochemistry, 34(5), 451-465. doi: 10.1016/S0032-9592(98)00112-5
Jaishankar, M., Tseten, T., Anbalagan, N., Mathew, B. B., & Beeregowda, K. N. (2014). Toxicity, mechanism and health effects of some heavy metals. Interdisciplinary toxicology, 7(2), 60-72. doi: 10.2478/intox-2014-0009
Kavcı, E. (2021). Direct Red BWS tekstil boyası adsorpsiyonunun Taguchi L9 (34) ortogonal deney tasarımı ile araştırılması. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 10(1), 358-363.
Kavitha, D., & Namasivayam, C. (2007). Experimental and kinetic studies on methylene blue adsorption by coir pith carbon. Bioresource technology, 98(1), 14-21. doi: 10.1016/j.biortech.2005.12.008
Kelly-Vargas, K., Cerro-Lopez, M., Reyna-Tellez, S., Bandala, E. R., & Sanchez-Salas, J. L. (2012). Biosorption of heavy metals in polluted water, using different waste fruit cortex. Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C, 37, 26-29. doi: 10.1016/j.pce.2011.03.006
Lagergren, S. K. (1898). About the theory of so-called adsorption of soluble substances. Sven. Vetenskapsakad. Handingarl, 24, 1-39.
Langmuir, I. (1918). The adsorption of gases on plane surfaces of glass, mica and platinum. Journal of the American Chemical society, 40(9), 1361-1403. doi: 10.1021/ja02242a004
Morosanu, I., Teodosiu, C., Paduraru, C., Ibanescu, D., & Tofan, L. (2017). Biosorption of lead ions from aqueous effluents by rapeseed biomass. New biotechnology, 39, 110-124. doi: 10.1016/j.nbt.2016.08.002
Öztürk, M., Yıldız, S., & Aslan, Ş. (2020). Nikel (II) İyonlarının Atık Çay’a Biyosorpsiyonu: Denge, Kinetik ve Termodinamik Çalışmaları. Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi, 8(4), 985-998. doi: 10.21923/jesd.742918
Reddad, Z., Gérente, C., Andrès, Y., Ralet, M. C., Thibault, J. F., & Le Cloirec, P. (2002). Ni (II) and Cu (II) binding properties of native and modified sugar beet pulp. Carbohydrate polymers, 49(1), 23-31. doi:10.1016/S0144-8617(01)00301-0
Robinson, T., Chandran, B., & Nigam, P. (2002). Effect of pretreatments of three waste residues, wheat straw, corncobs and barley husks on dye adsorption. Bioresource technology, 85(2), 119-124. doi:10.1016/S0960-8524(02)00099-8
Şener, A., & Ünal, M. Ü. (2008, Mayıs). Gıda sanayii atıklarının biyoteknolojik yöntemlerle değerlendirilmesi. Türkiye 10. Gıda Kongresi, Erzurum.
Taşar, Ş., Kaya, F., & Özer, A. (2014). Biosorption of lead (II) ions from aqueous solution by peanut shells: equilibrium, thermodynamic and kinetic studies. Journal of Environmental Chemical Engineering, 2(2), 1018-1026. doi: 10.1016/j.jece.2014.03.015
Vijayaraghavan, K., Palanivelu, K., & Velan, M. (2006). Biosorption of copper (II) and cobalt (II) from aqueous solutions by crab shell particles. Bioresource technology, 97(12), 1411-1419. doi: 10.1016/j.biortech.2005.07.001
Wan, S., Ma, Z., Xue, Y., Ma, M., Xu, S., Qian, L., & Zhang, Q. (2014). Sorption of lead (II), cadmium (II), and copper (II) ions from aqueous solutions using tea waste. Journal of Industrial and Engineering Chemistry Research, 53(9), 3629-3635. doi: 10.1021/ie402510s
Weber Jr, W. J., & Morris, J. C. (1963). Kinetics of adsorption on carbon from solution. Journal of the sanitary engineering division, 89(2), 31-59. doi: 10.1061/JSEDAI.0000430
Weber, W. J. (1972). Physiochemical processes for water quality control.
Yağcı, S., Altan, A., Göğüş, F., & Maskan, M. (2006, Mayıs). Gıda atıklarının alternatif kullanım alanları. Türkiye 9. Gıda Kongresi, Bolu.
Yargıç, A. Ş., Şahin, R. Y., Özbay, N., & Önal, E. (2015). Assessment of toxic copper (II) biosorption from aqueous solution by chemically-treated tomato waste. Journal of Cleaner Production, 88,152-159.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Engineering

Journal Section

Research Article

Authors

Kübra Korkmaz ^*
0000-0001-9338-7205
Türkiye

Hasan Sayğılı
0000-0003-4900-8268
Türkiye

Publication Date

December 31, 2021

Submission Date

July 1, 2021

Acceptance Date

November 4, 2021

Published in Issue

Year 2021 Volume: 26 Number: 3

DOI

https://doi.org/10.53433/yyufbed.960478

IZ

https://izlik.org/JA56LN52MA

APA

Korkmaz, K., & Sayğılı, H. (2021). Yeşil Nohut Kabuğu Atıklarının Sulu Çözeltiden Pb+2 Biyosorpsiyonunda Değerlendirilmesi. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 26(3), 143-154. https://doi.org/10.53433/yyufbed.960478

AMA

1.Korkmaz K, Sayğılı H. Yeşil Nohut Kabuğu Atıklarının Sulu Çözeltiden Pb+2 Biyosorpsiyonunda Değerlendirilmesi. YYU JINAS. 2021;26(3):143-154. doi:10.53433/yyufbed.960478

Chicago

Korkmaz, Kübra, and Hasan Sayğılı. 2021. “Yeşil Nohut Kabuğu Atıklarının Sulu Çözeltiden Pb+2 Biyosorpsiyonunda Değerlendirilmesi”. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 26 (3): 143-54. https://doi.org/10.53433/yyufbed.960478.

EndNote

Korkmaz K, Sayğılı H (December 1, 2021) Yeşil Nohut Kabuğu Atıklarının Sulu Çözeltiden Pb+2 Biyosorpsiyonunda Değerlendirilmesi. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 26 3 143–154.

IEEE

[1]K. Korkmaz and H. Sayğılı, “Yeşil Nohut Kabuğu Atıklarının Sulu Çözeltiden Pb+2 Biyosorpsiyonunda Değerlendirilmesi”, YYU JINAS, vol. 26, no. 3, pp. 143–154, Dec. 2021, doi: 10.53433/yyufbed.960478.

ISNAD

Korkmaz, Kübra - Sayğılı, Hasan. “Yeşil Nohut Kabuğu Atıklarının Sulu Çözeltiden Pb+2 Biyosorpsiyonunda Değerlendirilmesi”. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 26/3 (December 1, 2021): 143-154. https://doi.org/10.53433/yyufbed.960478.

JAMA

1.Korkmaz K, Sayğılı H. Yeşil Nohut Kabuğu Atıklarının Sulu Çözeltiden Pb+2 Biyosorpsiyonunda Değerlendirilmesi. YYU JINAS. 2021;26:143–154.

MLA

Korkmaz, Kübra, and Hasan Sayğılı. “Yeşil Nohut Kabuğu Atıklarının Sulu Çözeltiden Pb+2 Biyosorpsiyonunda Değerlendirilmesi”. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, vol. 26, no. 3, Dec. 2021, pp. 143-54, doi:10.53433/yyufbed.960478.

Vancouver

1.Kübra Korkmaz, Hasan Sayğılı. Yeşil Nohut Kabuğu Atıklarının Sulu Çözeltiden Pb+2 Biyosorpsiyonunda Değerlendirilmesi. YYU JINAS. 2021 Dec. 1;26(3):143-54. doi:10.53433/yyufbed.960478

Evaluation of Green Chickpea Shell Waste in Pb (II) Biosorption from Aqueous Solution

Abstract

Keywords

Yeşil Nohut Kabuğu Atıklarının Sulu Çözeltiden Pb+2 Biyosorpsiyonunda Değerlendirilmesi

Abstract

Keywords

References

Details

Primary Language

Subjects

Journal Section

Authors

Publication Date

Submission Date

Acceptance Date

Published in Issue

DOI

IZ

Cite