Aspergillus niger ile sucul ortamdan fenol bileşiklerinin biyosorpsiyonu

Yıl 2009, Cilt: 19 Sayı: 1-2, 3 - 14, 31.12.2009

İlknur Güler Şentürk Hanife Büyükgüngör

Öz

Alıcı ortam için 1 µg/l gibi düşük konsantrasyonda bile oldukça toksik bir madde olan fenolik bileşiklerin toksisitesinden dolayı Amerika Birleşik Devletleri Çevre Koruma Örgütü (EPA) ve Avrupa Birliği fenolleri birincil kirletici olarak adlandırmaktadır. Son yıllarda halk sağlığı ve çevre kalitesi konusunda artan ilgi belirli kirleticilerin kabul edilebilir çevresel seviyelere getirilmesi konusunda sınırlamaların getirilmesine yol açmıştır. Bu yüzden atıksulardan fenollü bileşiklerin giderilmesi büyük bir çevresel problem olmaktadır. Özellikle de biyosorpsiyon, atıksu ve sucul çözeltiler, proses atıksuları ve içme sularının büyük hacimlerinden düşük konsantrasyonlu organikler ve diğer kirleticilerin giderimi için iyi bilinen bir tekniktir. Bu amaçla fenol ve klorofenollerin, endüstriyel atıksulardan ileri bir arıtım yöntemi olan biyosorpsiyon yöntemiyle giderimi üzerine farklı parametrelerin etkilerini incelemek amacıyla ayrıntılı bir çalışma yürütülmüştür. Demir-çelik endüstrileri, petrol, pestisit, boya, çözücü, ve diğer kimyasal proses endüstrilerinin en önemli hammaddelerinden olan fenol ve türevlerinin canlı Aspergillus niger ile biyosorpsiyonu incelenmiştir. Fenol, 2-klorofenol (2-KF) ve 4-klorofenol (4-KF)’ ün biyosorpsiyonu üzerine biyokütle konsantrasyonu, başlangıç pH’ı, başlangıç fenol ve klorofenol konsantrasyonu ve temas süresi gibi deneysel parametrelerin etkileri araştırılmıştır. Arıtım sonucunda fenol ve 2-KF 48 saat içinde dengeye ulaşırken 4-KF 96 saatlik biyosorpsiyon işleminden sonra dengeye ulaşmıştır. Denge sonunda her üç bileşik için de düşük kirletici konsantrasyonlarında % 90’nın üzerinde giderim verimi elde edilmiştir. Ayrıca yapılan izoterm çalışmaları sonucunda fenol, 2-KF ve 4-KF biyosorpsiyon mekanizmasını en iyi tanımlayan modelin Langmuir izoterm modeli olduğu bulunmuştur.

Anahtar Kelimeler

Biyosorpsiyon, fenol, 2-klorofenol, 4-klorofenol, Aspergillus niger

Kaynakça

• Aksu, Z. ve Akpınar, D., (2000). Modelling of simultaneous biosorption of phenol and nickel(II) onto dried aerobic activated sludge, Separation and Purification Technology, 21, 87-99.
• Aksu, Z. ve Yener, J., (1998). Investigation of the biosorption of phenol and monochlorinated phenols on the dried activated sludge, Process Biochemistry, 33, 6, 649-655.
• Aksu, Z. ve Yener, J., (2001). A comparative adsoption/biosorption study of mono-chlorinated phenols onto various sorbents, Waste Management, 21, 695-702.
• APHA, (1995). Standard Methods for Examination of Water and Wastewater, 16th ed., American Public Health Association, Washington D.C.
• Bilgili, M.S., (2006). Adsorption of 4-chlorophenol from aqueous solutions by xad-4 resin: Isotherm, kinetic, and thermodynamic analysis, Journal of Hazardous Materials, B137, 157-164.
• Bódalo, A., Gómez, J.L., Gómez, E., Hidalgo, A.M., Gómez, M. ve Yelo, A.M., (2006). Removal of 4-chlorophenol by soybean peroxidase and hydrogen peroxide in a discontinuous tank reactor, Desalination, 195, 51-59.
• Brandt, S., Zeng, A.P. ve Decker, W.D., (1997). Adsorption and desorption of pentachlorophenol on cells of Mycobacterium chlorophenolicum PCP-1, Biotechnology Bioengineering, 55, 480-489.
• Denizli, A., Cihangir, N., Tüzmen, N. ve Alsancak, G., (2005). Removal of chlorophenols from aquatic systems using the dried and dead fungus Pleurotus sajor caju, Bioresource Technology, 96, 59-62.
• Furuya, E.G., Chang, H.T., Miura, Y. ve Noll, K.E., (1997). A fundamental analysis of the isotherm for the adsorption of phenolic compounds on activated carbon, Separation and Purification Technology, 11, 69-78.
• Gomez, M., Matafonova, G., Gomez, J.L., Batoev, V. ve Christofi, N., (2009). Comparison of alternative treatments for 4-chlorophenol removal from aqueous solutions: Use of free and immobilized soybean peroxidase and KrCl excilamp, Journal of Hazardous Materials, 169, 46-51.
• Hamdaoui, O. ve Naffrechoux, E., (2007). Modeling of adsorption isotherms of phenol and chlorophenols onto granular activated carbon Part I. Two-parameter models and equations allowing determination of thermodynamic parameters, Journal of Hazardous Materials, 147, 381-394.
• Hamdaoui, O. ve Naffrechoux, E., (2007). Modeling of adsorption isotherms of phenol and chlorophenols onto granular activated carbon Part II. Models with more than two parameters, Journal of Hazardous Materials, 147, 401-411.
• Hamdaoui, O. ve Naffrechoux, E., (2009). Adsorption kinetics of 4-chlorophenol onto granular activated carbon in the presence of high frequency ultrasound, Ultrasonics Sonochemistry, 16, 15- 22.
• Hameed, B.H., Chin, L.H. ve Rengaraj, S., (2008). Adsorption of 4-chlorophenol onto activated carbon prepared from rattan sawdust, Desalination, 225, 185-198.
• Hsieh, F.M., Huang, C., Lin, T.F., Chen, Y.M. ve Lin, J.C., (2008). Study of sodium tripolyphosphate-crosslinked chitosan beads entrapped with Pseudomonas putida for phenol degradation, Process Biochemistry, 43, 83-92.
• Jianlong, W., Yi, Q., Horan, N. ve Stentiford, E., (2000). Bioadsorption of pentachlorophenol (PCP) from aqueous solution by activated sludge biomass, Bioresource Technology, 75, 157-161.
• Kapoor, A. ve Viraraghavan, T., (1998). Biosorption of heavy metals on Aspergillus niger: effect of pretreatment, Bioresource Technology, 63, 109- 113.
• Kargı, F. ve Konya, I., (2006). COD, parachlorophenol and toxicity removal from parachlorophenol containing synthetic wastewater in an activated sludge unit, Journal of Hazardous Materials, B132, 226-231.
• Ladislao, B. ve Galil, N., (2004). Biosorption of phenol and chlorophenols by acclimated residential biomass under bioremediation conditions in a sandy aquifer, Water Research, 38, 267-276.
• Mangrulkar, P.A., Kamblea, S.P., Meshramb, J. ve Rayalua, S.S., (2008). Adsorption of phenol and o-chlorophenol by mesoporous MCM-41, Journal of Hazardous Materials, 160, 414-421.
• Nadavala, S.K., Swayampakula, K., Boddu, V.M. ve Abburi, K., (2009). Biosorption of phenol and o-chlorophenol from aqueous solutions on to chitosan–calcium alginate blended beads, Journal of Hazardous Materials, 162, 482-489.
• Radhika, M. ve Palanivelu, K., (2006). Adsorptive removal of chlorophenols from aqueous solution by low cost adsorbent–Kinetics and isotherm analysis, Journal of Hazardous Materials, B138, 116-124.
• Rao, J.R. Ve Viraraghavan, T., (2002). Biosorption of phenol from an aqueous solution by Aspergillus niger biomass, Bioresource Technology, 85, 165-171.
• Ravi, V.P., Jasra, R.V. ve Bhat, T.S.G., (1998). Adsorption of phenol, cresol isomers and benzyl alcohol from aqueous solution on activated carbon at 278, 298 and 323 K, Journal of Chemical Technology & Biotechnology, 71, 173-179.
• Thawornchaisit, U. ve Pakulanon, K., (2007). Application of dried sewage sludge as phenol biosorbent, Bioresource Technology, 98, 140-144.
• Xiaoli, C. ve Youcai, Z., (2006). Adsorption of phenolic compound by aged-refuse, Journal of Hazardous Materials, B 137, 410-417.
• Yenkie, M.K.N. ve Natarajan, G.S., (1993). Determination of specific surface area of granular activated carbon by aqueous phase adsorption of phenol and from pore size distribution measurements, Separation Science and Technology, 28, 1177-1190.