Sulu çözeltilerdeki endokrin bozucu kimyasalların UV/H2O2-ozon prosesleri ile uzaklaştırılması
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kimya A.B.D., Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2016
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: MASOOMEH MEHRNIA
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): DİLEK ŞOLPAN ÖZBAY
Özet:Endokrin bozucular organik bileşikler olup çevreye yayılmış ve yeryüzündeki canlıların bazı üretken fonksiyonlarını etkilemekte olan maddelerdir. İleri oksidasyon proseslerinin (AOPʼs) endokrin bozucuların bozunması üzerinde etkili olduğu tespit edilmiştir. UV, UV/H2O2, O3, O3/H2O2, UV/O3, UV/O3/H2O2, Gama, Gama/H2O2 proseslerinde organik kirleticilerin, endokrin bozucuların, hızlı bir şekilde bozunmasına yolaçacak hem yükseltgen (hidroksil) hemde indirgen (hidrate elektron) türleri oluşturmak mümkündür. Bu çalışmada, endokrin bozucu olan ftalik asit ester (PAE's) ailesinden olan dimetil ftalatın (DMP) sulu çözeltideki bozunması hidrojen peroksit kullanılarak ve çeşitli koşullar altında incelenmiştir. DMP'nin bozunması, UV ışınları ile hidrojen peroksit varlığında (UV/H2O2) ve ozon varlığında (UV/O3), gama ışınlaması ile hidrojen peroksit varlığında (gama/H2O2), ozonlama (O3) ve hidrojen peroksit varlığında ozonlama (O3/H2O2) prosesleri incelenmiştir. DMP'nin başlangıç derişimi 25 mg/L'dir. 25 mg/L DMP 20, 40, 60, 80, 120, 180 ve 240 dakika süre ile 4,8 mM hidrojen peroksit varlığında ve yokluğunda, UV lambası (254 nm dalga boyunda maksimum emisyon yapan 16 W gücünde) ile ve DMP sulu çözeltileri 0,026 kGy/saat doz hızına sahip gammacell 220 60Co-gama kaynağında ışınlanmıştır. DMP'nin bozunması sonucunda oluşan araürünlerin toksik olma ihtimaline karşı bu araürünler ve DMP'nin tamamının bozunması amacıyla oksitleyici hidroksil radikallerin kaynağı olan H2O2 ve ozon kullanılmış ve sinerjik etkileri incelenmiştir. Ozonlama işlemi değişik zamanlarda (30-600 s) ve hidrojen peroksit varlığında ve yokluğunda yapılmıştır. H2O2 derişiminin DMP üzerinde etkisini görmek amacıyla farklı hidrojen peroksit derişimlerinde (0,6-4,8 mM) çalışılmış ve optimum H2O2 derişimi 4,8 mM olarak belirlenmiştir. DMP'nin bozunması ışınlama ya da ozonlama süresinin fonksiyonu olarak takip edilmiş ve UV-GB spektrofometresi, yüksek performanslı sıvı kromatografisi (HPLC) kullanılarak % bozunma ve bozunmadan geriye kalan DMP miktarları tespit edilmeye çalışılmıştır. DMP çözeltilerinde formaldehit oluşumu, toplam asitlikteki değişiklik, çözünmüş oksijen ve pH değerleri H2O2 varlığında ışınlama dozu (UV ile) veya ozonlama süresinin fonksiyonu olarak incelenmiştir. DMP'nin bozunmasından dolayı oluşan araürünlerin analizi için Thermo trace 1300 markası olan gaz kromatografi–kütle spektrometresi (GC-MS) kullanılmıştır. GC koşulları EPA yöntemine göre belirlenmiştir. Oluşan alifatik asitler iyon kromatografisi (IC) yöntemi ile analiz edilmiştir. UV ışınlamasıyla DMP'nin tamamen bozunması için gerekli ışınlama süresi (ışınlama dozu) hidrojen peroksit varlığında düşüktür. 4,8 mM hidrojen peroksit varlığında ve 20 dakika UV ışınlamasıyla DMP'nin % 99,44'ü bozunmuştur. Hidrojen peroksit derişiminin DMP'nin bozunmasında önemli etkiye sahiptir. DMP'nin sadece UV ile ışınlanması durumunda % bozunma çok düşüktür. Sadece hidrojen peroksit varlığında DMP'nin ancak % 10'unun bozunduğu tespit edilmiştir. UV/H2O2 işleminde oluşan hidroksil radikallerinin güçlü oksitleme etkisinden dolayı DMP'nin daha fazla bozunduğu görülmüştür. Sonuçlar DMP'nin % bozunma değerinin H2O2 derişimine ve UV ışınlama süresine bağlı olduğunu göstermiştir. DMP'nin bozunması gama-ışınlamasında ışınlama dozunun artmasıyla artmıştır. Işınlama dozunun artmasıyla DMP'nin sulu çözeltilerinde pH değerlerinde azalma gözlenmiş, 25 mg/L derişimindeki DMP'nin tamamen bozunması için gerekli ışınlama dozunun hidrojen peroksit varlığında daha düşük olduğu tespit edilmiştir. 4,8 mM hidrojen peroksit varlığında ve 1,7 kGy ışınlama dozunda DMP'nin %100'ü bozunmuştur. H2O2 derişimi DMP'nin bozunmasında etkilidir. Sonuçlar DMP'nin % bozuma değerinin H2O2 derişimi ve ışınlama dozuna bağlı olduğunu göstermiştir. Işınlama sonucunda benzen halkasının parçalanmasından dolayı toplam asitlik değeri artmıştır. Sadece ozonlama ve ozon/H2O2 prosesleri karşılaştırıldığında ozonun daha etkili olduğu sonucu elde edilmiştir.