Ayla DÖLEK
(Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Çevre Mühendisliği Bölümü, Ankara, Türkiye)
Neslihan ERGEN
(Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Çevre Mühendisliği Bölümü, Ankara, Türkiye)
Filiz B. DİLEK
(Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Çevre Mühendisliği Bölümü, Ankara, Türkiye)
Alev ERBAY
(Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Çevre Mühendisliği Bölümü, Ankara, Türkiye)
Gülay ÖZCENGİZ
(Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Biyoloji Bölümü, Ankara, Türkiye)
Proje Grubu: TÜBİTAK YDABÇAG ProjeSayfa Sayısı: 128Proje No: 195Y040Proje Bitiş Tarihi: 15.08.1998Türkçe

0 0
Ağır metallerin P. chrysosporium ve C. versicolor ile biyosorpsiyonu- Atık çamurun biyosorbent olarak kullanılması
Ağır metallerin uzaklaştırılmasında kullanılan biyolojik metodlar, metallerin geri kazanımında kimyasal ve fiziksel teknolojilere çevre koruma ve ekonomik açıdan alternatif oluşturmaktadırlar. Tüm Dünya'da büyük miktarlardaki atıksularm arıtılması için, üretimin çeşitli evrelerinde ortaya çıkan biyokütle kaynaklarının, biyolojik tekniklerin maliyetlerinin düşürülmesi amacıyla araştırılması gerekmektedir. Son yıllarda araştırmalar ağır metallerle kirletilmiş olan atıksuların mikroorganizmalarla arıtılması üzerine yoğunlaşmıştır. Bu çalışmada, kağıt ve kağıt hamuru endüstriyel atıksuları gibi klorlu organik bileşikler içeren atıksuların arıtılmasında etkin beyaz çürükçül funguslar, Polyporus vesicolor ve Phanarochate chrysosprium biosorbent olarak kullanılmıştır. Phanarochate chrysosprium ile gerçekleştirilen adsorpsiyon çalışmalarında öncelikle aynı operasyonel koşullarda Pb(II), Cu(II), Cd(II), Ni(II) and Cr(III) metalleri için adsorpsiyon testleri yapılmıştır. En yüksek kapasite Pb(II) ile; en düşük kapasite Ni(II) ile elde edilmiştir. Bunun üzerine, bu iki metal detaylı adsorpsiyon kinetiği ve adsorpsiyon dengesi çalışmaları için seçilmiştir. Bu çalışmalarda, başlangıç metal konsantrasyonu, sıcaklık, pH ve çalkalama hızı gibi operasyonel parametrelerin adsorpsiyon hızı ve adsorptif kapasite üzerine etkileri araştırılmıştır. Tüm bu testlerde durgun fazdaki hücreler kullanılmıştır. Durgun fazdaki Phanarochate chrysosprium hücreleri ile gerçekleştirilen Pb(II) adsorpsiyonu çalışmalarında, artan Pb(II) konsantrasyonuna bağlı olarak denge zamanının azaldığı gözlenmiştir. Sıcaklık ve adsorptif kapasite arasında bir ilişki bulunmadığı belirlenmiş; tüm sıcaklıklarda Pb(II) adsorpsiyonu Freunlich modeline uygunluk göstermiştir. Maksimum kapasite, 35°C'de 116.6 mg/g olarak saptanmıştır. Pb(II) adsorptif kapasitesi, sallama hızı ile doğru orantılı olarak artış göstermiş ve 200 rpm'de optimum değerine ulaşmıştır. Yine durgun fazdaki Phanarochate chrysosprium ile gerçekleştirilen Ni(II) biyosorpsiyonunun, 60 dakikalık bir süre içinde tamamlandığı ve bütün sıcaklıklarda adsorpsiyonun Freunlich izotermine uygunluk gösterdiği bulunmuştur. En yüksek adsorptif kapasite olan 149.1 mg/g'a 35$^\circ$C de, yüksek metal konsantrasyonlannda aşılmıştır. Çalkalama hızının Ni(II) biyosorpsiyonuna çok belirgin bir etkisi olmadığı gözlenmiştir. Bu özellik, büyük ölçekli uygulamalar için çok önemli bir avantaj sağlamaktadır. Başlangıç pH değerinin 6.5-7.5 aralığında tutulması koşulunda, Ni(II) adsorpsiyon kapasitesinin olumlu yönde etkilendiği belirlenmiştir. Adsorptif kapasite ve adsorpsiyon hızı, pH 7.5 de maksimum değere ulaşmıştır.Phanarochate chrysosprium ile gerçekleştirilen çalışmaların ikinci aşamasında, daha yüksek bir adsorpsiyon kapasitesi göstermeleri nedeniyle, logaritmik büyüme fazındaki hücreler kullanılmış ve bu hücrelerle Pb(II) adsorpsiyonu daha detaylı olarak araştırılmıştır. Bu sırada; canlı, ölü ve inaktif hücrelerin adsorpsiyon kapasiteli karşılaştırılmış, daha detaylı olarak çeşitli işletme değişkenlerinin etkisi araştırılmıştır. Canlı Phanarochate chrysosprium hücreleri ile gerçekleştirilen adsorpsiyon testlerinde; Pb(II) nin, hücrelerin büyümesini olumsuz etkilediği gözlenmiştir. Canlı, aktif olmayan ve ölü Phanarochate chrysosprium hücreleri ile yapılan karşılaştırmalı Pb(II) adsorpsiyon testleri, en yüksek kapasite ve adsorpsiyon hızına aktif olmayan hücrelerin; en düşük değerlere ise, ölü hücrelerin sahip oldukları görülmüştür. Pb(II) bağlanması olayının her üç tip hücre için de Freundlich adsorpsiyon modeli ile tarif edilebildiği görülmüş; bu, adsorpsiyonun düzgün olmayan bağlanma yüzeylerinde gerçekleştiğini göstermiştir. Elde edilen bulgular, adsorpsiyonun yarısının biyoakümülasyon, diğer yarısının ise biyosorpsiyon ile olduğunu göstermiştir. Aktif olmayan hücrelerle gerçekleştirilen çalışmalarda, ortam pH'ı, sallama hızı, sıcaklık ve başlangıç biyokütle derişiminin adsorpsiyona etkileri araştırılmıştır. En yüksek adsorpsiyon kapasitesine pH=5 'de ulaşılırken, adsorpsiyonun sıcaklığa ciddi oranda bağlı olmadığı gözlenmiştir. Daha katı, daha boncuksu yapıdaki yaşlı hücrelerin, kolon uygulamaları için daha uygun iken, genç olanlara göre daha az bir adsorptif kapasiteye sahip olmaları dezavantajının ortadan kaldırılmasına yönelik olarak yaşlı hücrelere çeşitli yüzey işleme teknikleri uygulanmıştır. Hem asit hem de baz uygulamasının bu hücrelerin kapasitesini artırdığı gözlenmiştir. Polyporus Versicolor'm durgun fazdaki hücrelerinin değişik metalleri adsorplama kapasitesinin; Pb(II)>Ni(II)>Cr(III)>Cd(II)>Cu(II) biçiminde azaldığı bulunmuştur. Ni(II) için bulunan 49 mg/g lık adsorptif kapasitenin, literatürde daha önce Ni(II) için diğer biyokütlelerle rapor edilmiş en yüksek değerden yüksek olduğu görülmüştür. Adsorpsiyonun hem Langmuir hem de Freundlich izoterm modelleri ile tarif edilebildiği görülmüştür. En iyi sıcaklık, 30$^\circ$C olarak bulunmuş, adsorpsiyon hızının düşük başlangıç Ni(II) derişimlerinde daha yüksek olduğu gözlenmiştir. Pb(II) ile gerçekleştirilen çalışmalarda, 93 mg/g'lık maksimum kapasiteye 25°C'da ulaşılmıştır. Polyporus Versicolor ile Pb(II) adsorpsiyonunun, ortam pH'sma bağlı olarak değiştiği ve en yüksek kapasiteye pH; 6.0-6.5 da ulaşıldığı görülmüştür. Pb(II) adsorpsiyonunun, Langmuir modeli ile de tanımlanmakla birlikte, Freundlich modeli ile daha iyi tanımladığı belirlenmiştir.

TÜBİTAK ULAKBİM Ulusal Akademik Ağ ve Bilgi Merkezi Cahit Arf Bilgi Merkezi © 2019 Tüm Hakları Saklıdır.