Yıl 2019, Cilt , Sayı 16, Sayfalar 855 - 862 2019-08-31

Fotokatalitik yöntemlerle pestisit giderimi: Clothianidin örneği

Güray Salihoğlu [1] , Gizem Evrim Dilcan [2] , Mojca Kralj [3] , Polonca Trebse [4]


Neonikotinoid grubu pestisitler, nikotine benzeyen davranışlarıyla sinirdokularını etkileyen insektisitlerdir. Bu insektisit grubunun özellikle balarısı kolonileri üzerindeki ölümcül etkileri bilinmektedir. Bunun yanındaki diğer olumsuz ekolojik etkileri nedeniyle bazı türlerinin kullanımı çeşitli ülkelerde yasaklanmıştır. Neonikotinoid grubundan bir insektisit türü olan Clothianidin, su ve toprak gibi çevresel ortamlarda bulunabilen yasaklanmış insektisit türlerinden biridir. Clothianidin kalıcı ve yüksek hareketliliğe sahip, hidrolize dirençli, yeraltısuyuna ve yüzeysel sulara sızma potansiyeline sahip bir neonikotinoid grubu pestisit türü olarak bilinmektedir. Clothianidinin görünür ışık karşısındaki fotodegradasyon davranışını belirlemek ve arıtma formülasyonları geliştirmek bu kirleticilerle kirlenmiş atıksuların yönetiminde önemlidir. Bu çalışmanın amacı, Clothinanidin’in ileri oksidasyon yöntemleriyle giderim etkinliğini araştırmaktır. Çalışma kapsamında Clothianidin’in UV-A, UV-C ışınları karşısındaki kararlılığının yanında TiO2 ve oksijen desteği ile su içerisindeki fotokatalitik bozunması da araştırılmıştır. Clothianidinin sulu çözeltisi 0-120 dakika arasında değişen süreler boyunca UV-A, UV-A+TiO2, UV-A+TiO2+O2 ve UV-C uygulamalarına tabi tutulmuş, süreç esnasında değişen Clothianidin konsantrasyonu HPLC analizleriyle izlenmiştir. UV-A uygulamasına tabi tutulan çözeltideki Clothianidin düzeyinin sabit kaldığı, kirleticinin herhangi bir bozunmaya uğramadığı gözlenmiştir. Ancak TiO2 varlığında yapılan UV-A uygulaması, herhangi bir giderim etkisi göstermeyen UV-A uygulamasına göre uygulama süresiyle artan bir Clothianidin giderim eğilimiyle sonuçlanmıştır.  UV-A+TiO2 uygulamasının %42 oranında bir giderimle sonuçlandığı görülmüştür. UV-A+TiO2 sürecine oksijen ilave edilerek yapılan uygulamada ise oksijenin Clothianidin’in bozunmasına olumlu bir etkisinin olduğu, giderim veriminin artarak %42’den %69 düzeyine ulaştığı görülmüştür. UV-C uygulaması ile 5 dakika gibi kısa bir sürede %99’a varan bir giderim verimi elde edilmiştir. TiO2 ve oksijen varlığında gerçekleştirilen fotokatalik yöntemin ve özellikle UV-C uygulamasının diğer yöntemlerden çok daha etkili olduğu ve arıtma çözümlerinde tercih edilebileceği sonucuna varılmıştır.

Neonikotinoid, ileri arıtma, TiO2, UV-A, UV-C, Fotoliz
  • Affam, A. C., & Chaudhuri, M. (2013). Degradation of pesticides chlorpyrifos, cypermethrin and chlorothalonil in aqueous solution by TiO2 photocatalysis. Journal of Environmental Management, 130, 160-165. doi: 10.1016/j.jenvman.2013.08.058
  • Anderson, J. C., Dubetz, C., & Palace, V. P. (2015). Neonicotinoids in the Canadian aquatic environment: A literature review on current use products with a focus on fate, exposure, and biological effects. Science of The Total Environment, 505, 409-422. doi: 10.1016/j.scitotenv.2014.09.090
  • Badawy, M. I., Ghaly, M. Y., & Gad-Allah, T. (2006). Advanced oxidation processes for the removal of organophosphorus pesticides from wastewater. 194(1-3), 166-175.
  • Banic, N. D., Abramovic, B. F., Sojic, D. V., Krstic, J. B., Fincur, N. L., & Bakovic, I. P. (2016). Efficiency of neonicotinoids photocatalytic degradation by using annular slurry reactor. Chemical Engineering Journal, 286, 184-190. doi: 10.1016/j.cej.2015.10.076
  • Burrows, H. D., Canle, M., Santaballa, J. A., & Steenken, S. (2002). Reaction pathways and mechanisms of photodegradation of pesticides. Journal of Photochemistry and Photobiology B-Biology, 67(2), 71-108. doi: Doi 10.1016/S1011-1344(02)00277-4
  • Bustos, N., Cruz-Alcalde, A., Iriel, A., Cirelli, A. F., & Sans, C. (2019). Sunlight and UVC-254 irradiation induced photodegradation of organophosphorus pesticide dichlorvos in aqueous matrices. Science of The Total Environment, 649, 592-600. doi: 10.1016/j.scitotenv.2018.08.254
  • Cernigoj, U., Stangar, U. L., & Trebse, P. (2007). Degradation of neonicotinoid insecticides by different advanced oxidation processes and studying the effect of ozone on TiO2 photocatalysis. Applied Catalysis B-Environmental, 75(3-4), 229-238. doi: 10.1016/j.apcatb.2007.04.014
  • Chiron, S., Fernández-Alba, A. R., Rodriguez, A., & García-Calvo, E. (2000). Pesticide chemical oxidation: state-of-the-art. Water Research, 34, 366-377.
  • Chu, W., & Wong, C. C. (2004). The photocatalytic degradation of dicamba in TiO(2) suspensions with the help of hydrogen peroxide by different near UV irradiations. Water Research, 38(4), 1037-1043. doi: 10.1016/j.watres.2003.10.037
  • De Laat, J., Gallard, H., Ancelin, S., & Legube, B. (1999). Comparative study of the oxidation of atrazine and acetone by H2O2/UV, Fe(III)/UV, Fe(III)/H2O2/UV and Fe(II) or Fe(III)/H2O2. Chemosphere, 39(15), 2693-2706. doi: Doi 10.1016/S0045-6535(99)00204-0
  • EU. (2013). Commission Implementing Regulation (EU) No 485/2013 of 24 May 2013. Official Journal of the European Union, L 139/12.
  • Fırat, Ö., & Aytekin, T. (2018). Neonikotinoid insektisit thiamethoxamın Oreochromis niloticus’ta oksidatif stres parametreleri üzerine etkisi. BAUN Fen Bil. Enst. Dergisi, 20(2), 224-234.
  • Fujishima, A., & Zhang, X. T. (2006). Titanium dioxide photocatalysis: present situation and future approaches. Comptes Rendus Chimie, 9(5-6), 750-760. doi: 10.1016/j.crci.2005.02.055
  • Goulson, D. (2013). REVIEW: An overview of the environmental risks posed by neonicotinoid insecticides. Journal of Applied Ecology, 50(4), 977-987. doi: 10.1111/1365-2664.12111
  • Hashimoto, K., Irie, H., & Fujishima, A. (2005). TiO2 photocatalysis: A historical overview and future prospects. Japanese Journal of Applied Physics Part 1-Regular Papers Brief Communications & Review Papers, 44(12), 8269-8285. doi: 10.1143/Jjap.44.8269
  • Jeschke, P., & Nauen, R. (2008). Neonicotinoids - from zero to hero in insecticide chemistry. Pest Management Science, 64(11), 1084-1098. doi: 10.1002/ps.1631
  • Jeschke, P., Nauen, R., Schindler, M., & Elbert, A. (2011). Overview of the Status and Global Strategy for Neonicotinoids. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 59(7), 2897-2908. doi: 10.1021/jf101303g
  • Kohler, H. R., & Triebskorn, R. (2013). Wildlife Ecotoxicology of Pesticides: Can We Track Effects to the Population Level and Beyond? science, 341(6147), 759-765. doi: 10.1126/science.1237591
  • Konstantinou, I. K., & Albanis, T. A. (2003). Photocatalytic Transformation of Pesticides in Aqueous Titanium Dioxide Suspensions Using Artificial and Solar Light: Intermediates and Degradation Pathways. Applied Catalysis B: Environmental, 42, 319-335.
  • Kovganko, N. V., & Kashkan, Z. N. (2004). Advances in the synthesis of neonicotinoids. Russian Journal of Organic Chemistry, 40(12), 1709-1726. doi: DOI 10.1007/s11178-005-0089-y
  • Le, T. D. H., Scharmuller, A., Kattwinkel, M., Kuhne, R., Schuurnann, G., & Schafer, R. B. (2017). Contribution of waste water treatment plants to pesticide toxicity in agriculture catchments. Ecotoxicology and Environmental Safety, 145, 135-141. doi: 10.1016/j.ecoenv.2017.07.027
  • Lorret, O., Francova, D., Waldner, G., & Stelzer, N. (2009). W-doped titania nanoparticles for UV and visible-light photocatalytic reactions. Applied Catalysis B-Environmental, 91(1-2), 39-46. doi: 10.1016/j.apcatb.2009.05.005
  • Martin, M. M. B., Perez, J. A. S., Lopez, J. L. C., Oller, I., & Rodriguez, S. M. (2009). Degradation of a four-pesticide mixture by combined photo-Fenton and biological oxidation. Water Research, 43(3), 653-660. doi: 10.1016/j.watres.2008.11.020
  • Schneider, J., Matsuoka, M., Takeuchi, M., Zhang, J. L., Horiuchi, Y., Anpo, M., & Bahnemann, D. W. (2014). Understanding TiO2 Photocatalysis: Mechanisms and Materials. Chemical Reviews, 114(19), 9919-9986. doi: 10.1021/cr5001892
  • TOB. (2018). Neonicotinoid Grubu Aktif Maddelerin Yasaklanması ve Kısıtlanması Kararı. TC Tarım ve Orman Bakanlığı, Gıda ve Kontrol Genel Müdürlügü, Karar Yazısı, Sayı :81466379-320.04.02-E.3768012, Tarih: 19.12.2018.
  • Tokumoto, J., Danjo, M., Kobayashi, Y., Kinoshita, K., Omotehara, T., Tatsumi, A., . . . Hoshi, N. (2013). Effects of Exposure to Clothianidin on the Reproductive System of Male Quails. Journal of Veterinary Medical Science, 75(6), 755-760. doi: 10.1292/jvms.12-0544
  • USEPA. (2003). Fact Sheet for Clothianidin. United States Environmental Protection Agency (7501C), Office of Prevention, Pesticides and Toxic Substances, Name of Chemical: Clothianidin, Reason for Issuance: Conditional Registration, Date Issued: May 30, 2003.
  • Whitehorn, P. R., O'Connor, S., Wackers, F. L., & Goulson, D. (2012). Neonicotinoid Pesticide Reduces Bumble Bee Colony Growth and Queen Production. science, 336(6079), 351-352. doi: 10.1126/science.1215025
  • Yamamoto, A., Terao, T., Hisatomi, H., Kawasaki, H., & Arakawa, R. (2012). Evaluation of river pollution of neonicotinoids in Osaka City (Japan) by LC/MS with dopant-assisted photoionisation. Journal of Environmental Monitoring, 14(8), 2189-2194. doi: 10.1039/c2em30296a
  • Zabar, R., Dolenc, D., Jerman, T., Franko, M., & Trebse, P. (2011). Photolytic and photocatalytic degradation of 6-chloronicotinic acid. Chemosphere, 85(5), 861-868. doi: 10.1016/j.chemosphere.2011.06.107
Birincil Dil tr
Konular Mühendislik
Bölüm Makaleler
Yazarlar

Orcid: 0000-0003-0714-048X
Yazar: Güray Salihoğlu (Sorumlu Yazar)
Kurum: Bursa Uludağ Üniversitesi
Ülke: Turkey


Orcid: 0000-0002-7712-7806
Yazar: Gizem Evrim Dilcan
Kurum: BURSA ULUDAĞ ÜNİVERSİTESİ
Ülke: Turkey


Orcid: 0000-0001-7165-4456
Yazar: Mojca Kralj
Kurum: University of Ljubljana
Ülke: Slovenia


Orcid: 0000-0003-4979-1336
Yazar: Polonca Trebse
Kurum: University of Ljubljana
Ülke: Slovenia


Tarihler

Yayımlanma Tarihi : 31 Ağustos 2019

Bibtex @araştırma makalesi { ejosat600236, journal = {Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi}, issn = {}, eissn = {2148-2683}, address = {}, publisher = {Osman SAĞDIÇ}, year = {2019}, volume = {}, pages = {855 - 862}, doi = {10.31590/ejosat.600236}, title = {Fotokatalitik yöntemlerle pestisit giderimi: Clothianidin örneği}, key = {cite}, author = {Salihoğlu, Güray and Dilcan, Gizem Evrim and Kralj, Mojca and Trebse, Polonca} }
APA Salihoğlu, G , Dilcan, G , Kralj, M , Trebse, P . (2019). Fotokatalitik yöntemlerle pestisit giderimi: Clothianidin örneği. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi , (16) , 855-862 . DOI: 10.31590/ejosat.600236
MLA Salihoğlu, G , Dilcan, G , Kralj, M , Trebse, P . "Fotokatalitik yöntemlerle pestisit giderimi: Clothianidin örneği". Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi (2019 ): 855-862 <https://dergipark.org.tr/tr/pub/ejosat/issue/45333/600236>
Chicago Salihoğlu, G , Dilcan, G , Kralj, M , Trebse, P . "Fotokatalitik yöntemlerle pestisit giderimi: Clothianidin örneği". Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi (2019 ): 855-862
RIS TY - JOUR T1 - Fotokatalitik yöntemlerle pestisit giderimi: Clothianidin örneği AU - Güray Salihoğlu , Gizem Evrim Dilcan , Mojca Kralj , Polonca Trebse Y1 - 2019 PY - 2019 N1 - doi: 10.31590/ejosat.600236 DO - 10.31590/ejosat.600236 T2 - Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi JF - Journal JO - JOR SP - 855 EP - 862 VL - IS - 16 SN - -2148-2683 M3 - doi: 10.31590/ejosat.600236 UR - https://doi.org/10.31590/ejosat.600236 Y2 - 2019 ER -
EndNote %0 Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi Fotokatalitik yöntemlerle pestisit giderimi: Clothianidin örneği %A Güray Salihoğlu , Gizem Evrim Dilcan , Mojca Kralj , Polonca Trebse %T Fotokatalitik yöntemlerle pestisit giderimi: Clothianidin örneği %D 2019 %J Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi %P -2148-2683 %V %N 16 %R doi: 10.31590/ejosat.600236 %U 10.31590/ejosat.600236
ISNAD Salihoğlu, Güray , Dilcan, Gizem Evrim , Kralj, Mojca , Trebse, Polonca . "Fotokatalitik yöntemlerle pestisit giderimi: Clothianidin örneği". Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi / 16 (Ağustos 2019): 855-862 . https://doi.org/10.31590/ejosat.600236
AMA Salihoğlu G , Dilcan G , Kralj M , Trebse P . Fotokatalitik yöntemlerle pestisit giderimi: Clothianidin örneği. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi. 2019; (16): 855-862.
Vancouver Salihoğlu G , Dilcan G , Kralj M , Trebse P . Fotokatalitik yöntemlerle pestisit giderimi: Clothianidin örneği. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi. 2019; (16): 862-855.