Su kirliliği, nüfus artışı ve kentleşmeyle birlikte önemli bir çevre sorunudur. Ağır metaller ise su kaynaklarındaki önemli kirleticilerden biridir. Bu yüzden doğaya salınmadan önce arıtılması gerekmektedir. Alternatif bir arıtma yöntemi olan adsorpsiyon, ağır metalleri azaltma potansiyeline sahip, çevre ile uyumlu, ucuz ve güvenli adsorbentler kullanıldığında uygun bir tercihtir. Alginatlar kahverengi alglerden ekstrakte edilen doğal polimerler olup, mannuronik asit (M) ve guluronik asit (G) monomerlerinden oluşmaktadır. Nanomalzemeler ise genel olarak yüksek yüzey alanları ile etkinliği oldukça iyi olan materyallerdir. Alginat gibi ağır metal gideriminde de etkinliği olan bir materyalle birlikte nanomalzeme kullanımının avantajlı olacağı düşünülmektedir.
Çalışma kapsamında alginat ile nano ZnO materyalleri birleştirilerek boncuklar oluşturulmuştur. Daha sonra bu boncuklar karışık ağır metal çözeltisinin arıtımı için kullanılmıştır. Maksimum adsorpsiyon kapasitesinin belirlenmesi için farklı ağır metal derişimlerinin etkisi incelenmiş ve veriler Langmuir, Freundlich adsorpsiyon izotermleri ile değerlendirilmiştir. Takiben adsorbentin pratikte kullanımına ışık tutmak adına sürekli akışla çalışan kolon deneylerin yürütülmüştür. Deneylerde 10 mg/L derişiminde karışık metal çözeltisi sabit akış hızı (5 ve 0,5 ml/dk) ile sisteme yüklenmiş ve metallerin giderim verimleri ICP-OES ile yapılan ölçümlerle incelenmiştir.
Sonuçlara göre Langmuir izoterminin korelasyon katsayısı 1’e daha yakın olduğu için uyumlu bulunmuştur. Adsorpsiyon kapasitesi sırasıyla Pb+2, Cu+2 ve Cd+2 metalleri için 76,3 mg/g, 44,4 mg/g ve 24 mg/g olarak hesaplanmıştır. Sürekli sistem deneylerinde 0,5 ml/dk ile en iyi giderim verimi elde edilmiştir.
Anahtar Kelimeler: Adsorpsiyon, alginat, bakır, kadmiyum, kurşun, nano-ZnO
|
