Sulu Ortamlardan Modifiye Edilmiş Toz Arıtma Çamuru Kullanılarak Toryum Metalinin Biyosorpsiyon ile Gideriminde İzoterm ve Kinetik Analizi

Yıl 2017, Cilt: 21 Sayı: 2, 623 - 630, 23.02.2017

Muhammet Yunus Pamukoğlu , Bülent Kırkan , Mustafa Şenyurt

Öz

Bu çalışmada, sulu ortamlardan modifiye edilmiş toz arıtma çamuru (TAÇ) kullanılarak toryum iyonlarının biyosorpsiyon ile gideriminde izoterm ve kinetik analiz çalışmaları yapılmıştır. Biyo-adsorban olarak kullanılan toz arıtma çamuru, evsel atıksu arıtma tesisi havalandırma havuzundan temin edilmiştir. Elde edilen toz arıtma çamuru %1’ lik H₂O₂ ile modifiye edilerek yüzeyinde bulunan kirlilikler giderilmiş ve metal bağlayacak aktif alanlar ise arttırılmıştır. Modifiye edilen toz arıtma çamuru biyo-adsorbantının yapısı FTIR yöntemi ile karakterize edilmiştir. Elde edilen deneysel verilerin Langmuir, Freundlich ve genelleştirilmiş adsorpsiyon izoterm modelleri, Lagergren ve Ho’s Kinetik modelleri ile uyumluluğu araştırılmıştır. Korelasyon katsayıları baz alındığında, deneysel verileri en iyi doğrulayan izotermin Freundlich izotermi olduğu görülmektedir. Th(IV) iyonunun TAÇ’ u kullanılarak biyosorpsiyonla giderilmesinde uygulanan izoterm deneylerinden Langmuir izotermi sonucunda 48,9 mg/g biyosorpsiyon kapasitesi elde edilmiştir. Uygulanan kinetik çalışmalarında ise yalancı ikinci dereceden kinetiklerin daha uyumlu olduğu görülmüştür. İkinci derece hız sabitleri Th(IV) konsantrasyonunun 5 mg/L’ den 50 mg/L’ a çıkması ile 0,120 (mg/g)^-1sa^-1’den 0,020 (mg/g)^-1sa^-1’e düşmüştür.

Anahtar Kelimeler

Toryum (IV), Biyosorpsiyon; İzoterm; Kinetik; Toz arıtma çamuru (TAÇ)

Kaynakça

• [1] Nuhoğlu, Y. ve Malkoç, E., 2007. Cr(Vl) İyonunun Gideriminde Palamut Meşesi Atığının Kullanımı. 7. Ulusal Çevre Mühendisliği Kongresi, 24-27 Ekim, İzmir, 670- 675.
• [2] Bhainsa, K.C., D’Souza, S.F. 2009. Thorium biosorption by Aspergillus fumigatus, a filamentous fungal biomass. Journal of Hazardous Materials, 165 (2009), 670–676.
• [3] Ding, C., Feng, S., Cheng, W., Zhang, J., Li, X., Liao, J., Yang, Y., An, Z., Luo, S., Yang, J., Tang, J., Liu, N. 2014. Biosorption behavior and mechanism of thorium on Streptomyces sporoverrucosus dwc-3. J Radioanal Nucl Chem, 301 (2014), 237–245.
• [4] Gok, C., Turkozu, D.A. ve Aytas, S. 2011. Removal of Th(IV) ions from aqueous solution using bi-functionalized algae-yeast biosorbent. J Radioanal Nucl Chem, 287 (2011), 533–541.
• [5] Ozdemir, S., Okumus, V., Dündar A., Kılınç, E. 2014. The Use of Fungal Biomass Agaricus bisporus Immobilized on Amberlite XAD-4 Resin for the Solid-Phase Preconcentration of Thorium. Bioremediation Journal, 18(1) (2014), 38–45.
• [6] Talip, Z., Eral, M. ve Hiçsönmez, Ü. 2009. Adsorption of thorium from aqueous solutions by perlite. J Environ Radioactiv, 100 (2009), 139–143.
• [7] Yang, S.K., Tan, N., Yan, X.M., Chen, F., Long, W., Lin, Y.C. 2013. Thorium(IV) removal from aqueous medium by citric acid treated mangrove endophytic fungus Fusarium sp. #ZZF51. Marine Pollution Bulletin, 74 (2013), 213–219.
• [8] Yang, S.K., Tan, N., Yan, X.M., Chen, F., Lin, Y.C. 2013. Adsorption of thorium(IV) from aqueous solution by non-living biomass of mangrove endophytic fungus Fusarium sp. #ZZF51. J Radioanal Nucl Chem, 298 (2013) 827–833.
• [9] Vieira, R. H. S. F., Volesky, B. 2000. Biosorption A Solution To Pollution. Internal Microbiology, 3 (2000), 17- 24.
• [10] Yazıcı, H. 2007. Marrubium Globosum Ssp. Globosum Bitkisi İle Sulu Çözeltilerden Cr ve Cu İyonlarının Biyosorpsiyonunun İncelenmesi. Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 142 s, Isparta.
• [11] Anonim, 2000. Algler ve Biyosorpsiyon. Çevre Sorunları Araştırma Merkezi, 13s.
• [12] Alemdar, S. 2011. Biyosorpsiyon Yöntemi İle Kadmiyum Giderimi. Zonguldak Karaelmas Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 66 s, Zonguldak.
• [13] Pamukoğlu M.Y., Kargı F. 2006. Removel of copper (II) ions from aqueous medium by biosorption onto powdered waste sludge. Process Biochemistry, 41 (2006), 1047-1054.
• [14] Karabuğa Ç.M. 2012. Deri Endüstrisi Atıksularında Bulunan Cr+3 Ağır Metalinin Ligand Adsorpsiyonu İle Giderimi Ve Geri Kazanımı. Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 77 s, Isparta.
• [15] Pamukoglu M.Y., Kargi, F. 2006. Batch kinetics and isotherms for biosorption of copper(II) ions onto pre-treated powdered waste sludge (PWS). J Hazard. Mater B., 138 (2006), 479-486.
• [16] Weber, J.R. 1972. Physicochemical Processes For Water Quality Control. Wiley-Inderscience, New York.
• [17] Lagergren, S. 1898. Zur theorie der sogenannten adsorption gelöster stoffe. Kungliga Svenska Vetenskapsakademiens, Handlingar, Band 24, No. 4, p. 1-39.
• [18] Ho Y., Chiu W., Hsu C. and Huang C. 2004. Sorption of lead ions from aqueous solution using tree fern as a sorbent. Hydrometallurgy, 73(1-2) (2004), 55-61.