Nar Kabuğundan Elde Edilen Aktif Karbon ile Meyve Suyundan Pestisit Adsorpsiyonu

Abstract

Son zamanlarda, çevre durumları ve kirlilik giderici ajanlara ilgi, kaynağı fosil olmayan aktif karbon üretimi ile ilgili araştırmalara gereksinime ivme kazandırdı. Bu nedenle, tarımsal organik lignoselülozik atık malzemeler oldukça dikkat çekmektedir. Çalışmamızda aktif karbon üretiminde nar kabuğu kullanıldı. Nar kabuğundan yüzey alanı yüksek, adsorbsiyon özelliklerine uygun ve gözenek çapı büyük aktif karbon hem fiziksel hem de kimyasal aktivasyon teknikleri kullanılarak elde edilmesi amaçlandı. Kimyasal aktivasyon çalışmalarında ZnCl2 ve AlCl3’ün yüzey alanına etkisi incelendi ve denemeler farklı sıcaklık, süre ve konsantrasyonlar denenerek gerçekleştirildi. Uygun aktif karbon prosesi belirlendi. Sulu çözelti olarak kullanılan meyve suyuna belli derişimde pestisit ve piroliz edilen aktif karbon eklenerek analize alındı. Aktif karbonun, elma suyundaki eklenen pestisiti absorblama kapasitesi ölçüldü. Analiz sonuçlarına göre bu aktif karbonun elma suyuna eklenen pestisitlerin giderimi üzerindeki etkisi incelendi. Meyve suyuna eklenen farklı miktarlardaki pestisitten sonra değişik konsantrasyonlarda aktif karbon ilave edildi. Meyve suyu-pestisit karışımı değişen sürelerde karıştırıldıktan sonra meyve suyu ekstraktı AOAC 2007 Pestisit Analiz Yöntemi ile Quetchers kit kullanılarak analiz edildi. Yapılan deneyler sonucunda aktif karbon üretiminde nar kabuğunun yüksek verimli hammadde olabileceği sonucuna varıldı. Aynı zamanda çalışma koşulları uygun hale getirildiğinde, nar suyu üretiminde atık malzeme olan nar kabuğundan üretilen aktif karbonların meyve suyundan karbendazim pestisitinin uzaklaştırılmasında kullanılabilirliği tespit edildi.

Keywords

• Adsorpsiyon
• Aktif karbon
• Nar kabuğu
• Pestisit

Pesticide Adsorption from Fruit Juice with Activated Carbon Obtained from Pomegranate Peel

Abstract

Interest in environmental conditions and decontamination agents has given impetus to research on the production of non-fossil source activated carbon. Therefore, agricultural organic lignocellulosic waste materials draw an attention. In our study, pomegranate peel was used in the production of activated carbon. It is aimed to obtain activated carbon with high surface area, suitable for adsorption properties and large pore diameter from pomegranate peel using both physical and chemical activation techniques. In chemical activation studies, the effect of ZnCl2 and AlCl3 on the surface area is investigated and experiments are carried out by trying different temperatures, durations and concentrations. The appropriate activated carbon process is determined. A certain concentration of pesticide and pyrolyzed activated carbon are added to the fruit juice used as an aqueous solution and then they are analyzed. The capacity of activated carbon to absorb the added pesticide in apple juice was measured. According to the results of the analysis, the effect of this activated carbon on the removal of pesticides added to apple juice is examined. After different amounts of pesticide added to fruit juice, different concentrations of activated carbon are added. After mixing the fruit juice-pesticide mixture for varying times, the fruit juice extract is analyzed using what is called the AOAC 2007 Pesticide Analysis Method along with using the Quetchers kit. As a result of the experiments, it is concluded that the pomegranate peel can be a highly efficient raw material in the production of activated carbon. At the same time, when the working conditions are made suitable, it is determined that the active carbons produced from the pomegranate peel, which is a waste material in the production of pomegranate juice, can be used in the removal of the Carbendazim pesticide from the fruit juice.

Keywords

• Activated carbon
• Pomegranate peel
• Pesticide
• Adsorption

References

1. U. Çömelekoğlu, A. Arpacı and B. Mazmancı, “Pestisitlerle kronik olarak karşılaşan tarım işçilerinin pestisitlerden korunma konusundaki tutumları,” 3. İşçi Sağlığı Kongresi. Ankara, 1998.
2. N. Delen, E. Durmuşoğlu, A. Güncan, N. Güngör, C. Turgut, and A. Burçak, “Türkiye’de Pestisit Kullanimi, Kalinti ve Organizmalarda Duyarlilik Azalişi Sorunlari,” Türkiye Ziraat Mühendisliği, 6, 2005.
3. Recep, A. Y., et al. "Isparta İli elma bahçelerinde yaygın kullanılan bazı ilaçların kalıntı düzeylerinin belirlenmesi."Turkish Journal of Entomology 31.4 (2007): 297-306.
4. R.C. Bansal, and M. Goyal, “Activated Carbon Adsorption,” CRC Press, Taylor and Francis, London, 2005.
5. N. Isoda, R. Rodrigues, A. Silva, M. Gonçalves, D. Mandelli, F.C.A. Figueiredo, and W.A. Carvalho, “Optimization of preparation conditions of activated carbon from agriculture waste utilizing factorial design, “ Powder Technology, 256, 175-181 2014.
6. V.K. Gupta, B. Gupta, A. Rastogi, S. Agarwal, and A. Nayak, “Pesticides removal from waste water by activated carbon prepared from waste rubber tire,” Water research, 45(13), 4047-4055, 2011.
7. Njoku, V. O., Islam, M. A., Asif, M., & Hameed, B. H. (2014). Preparation of mesoporous activated carbon from coconut frond for the adsorption of carbofuran insecticide. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 110, 172-180.
8. Ioannidou, Ourania A., et al. "Preparation of activated carbons from agricultural residues for pesticide adsorption." Chemosphere 80.11 (2010): 1328-1336.

9. J. Hillier, C. Hawes, G. Squire, A. Hilton, S. Wale and P. Smith, “The carbon footprints of food crop production,” International Journal of Agricultural Sustainability, 7(2), 107-118, 2009.
10. A. Şencan, “Fındık kabuğu ve fındık kabuğundan farklı yöntemlerle elde edilen aktif karbonun kurşun(II) sorpsiyon potansiyelinin belirlenmesi,” Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Çevre Mühendisliği Anabilim Dalı, 2011.
11. F. Rouquerol, J. Rouquerol, and K. Sing, “Adsorption by Powders & Porous Solids, Academic Press, San Diego, p.467, 1999.
12. Viera, R. G. P., Filho, G. R., de Assunção, R. M. N., S. Meireles, C. d., Vieira, J. G., & de Oliveira, G. S. (2007). Synthesis and characterization of methylcellulose from sugar cane bagasse cellulose. Carbohydrate Polymers, 67(2), 182-189.
13. S. Tangjuank, N. Insuk, Tontrakoon, J., Udeye, V., 2009. Adsorption of Lead(II) and Cadmium(II) ions from aqueous solutions by adsorption on activated carbon prepared from cashew nut shells. World Academy of Science, Engineering and Technology, 52.
14. T, Yang, A.C., Lua, “Characteristics of activated carbon prepared from pistachio- nut shells by physical activation,” Journal of Colloid and Interface Science, 267, 408 – 417, 2003.