Thesis Number |
level |
Language |
Year |
Bilim Dalı |
|
Yüksek Lisans |
İngilizce |
2019 |
Kimya Mühendisliği Bilim Dalı |
Yaşamı canlı tutmak için en önemli kaynak sudur. Ne yazık ki su, gerek insan kökenli gerekse de doğal etkilerden dolayı, hem organik hem de inorganik bileşiklerin farklı türleri ile oldukça kirletilmektedir. Bu bileşikler arasında ağır metalleri de fazlasıyla bulabiliriz. Sudaki ağır metal iyonlarının varlığı, hayvan ve insan yaşamını olumsuz yönde etkileyebileceği için küresel bir sorundur. Ağır metal kirliliğinin doğal kaynakları; erozyon, hava koşulları ve toprak oluşumunun ağır metalleri taşıyabildiği ve yeniden dağıtabildiği kaya döngüsü olabilir; İnsan kökenli kaynaklar ise; tarımsal faaliyetler, madencilik, kömür yakma, atık sular ve ürün atığının atılması gibi faaliyetler ile ilgilidir. Ağır metaller hayvanlarda biyolojik olarak birikebilir, büyüyebilir ve besin zinciri üzerinden insanlara ulaşabilir. Dolayısıyla bunların kalıcı, toksik ve kanserojen etkileri olabilir. Bu ağır metaller arasında arsenik de mevcuttur. Bazı insan kökenli arsenik kaynakları; hayvansal yem katkı maddesi, yosun öldürücüler, herbisitler, böcek öldürücüler, mantar öldürücüler, böcek ilaçları, kemirgen öldürücüler, koyun parazit ilaçları, tabaklama ve tekstil ürünleri, pigmentler, veteriner hekimliği, seramikler, özel camlar, metalurji, elektronik bileşenler, demir dışı eriticiler, elektrik nesil (kömür ve jeotermal), ışık filtreleri ve havai fişeklerdir. Nefes alma veya içme suyu alımı yoluyla inorganik arseniklere kronik maruz kalmanın cilt, akciğer ve idrar kesesi kanseri ile ilişkili olduğu, nörotoksisite ürettiği ve arsenikle bağlantılı çeşitli hastalıklara neden olduğu kanıtlanmıştır. Arsenik ile kirlenme küresel bir sorundur. Dünyanın birçok yerinde olduğu gibi bu ağır metalle kirlenmiş yeraltı suları Bangladeş, Çin, Hindistan, Nepal, Meksika ve Tayvan'daki akiferlerde de bulunmuştur.
Sudan arsenik uzaklaştırılmasında en çok kullanılan geleneksel yöntemler; hava oksidasyonu, kimyasal oksidasyon, aluminyum ve demir koagülasyonları, kireç yumuşatma, aktif alümina üzerinde sorpsiyon, ters osmoz, nanofiltrasyon ve elektrodiyaliz, ve adsorpsiyon işlemleridir. Bu yöntemler yüksek temizleme verimliliğine sahip olup, düşük maliyetlidir, aynı zamanda kullanımları kolay ve esnektir. Bugüne kadar adsorpsiyon işlemleri farklı adsorbanlarla yapılmıştır. Kumun yanında grafen, grafen oksit ve indirgenmiş grafen oksit gibi grafitlerden türetilebilen bileşikler bunlardan bazılarıdır. Kum, farklı türlerde kum filtrelerinde kullanılmış, ağır metallerin ve organik boyaların adsorpsiyonunu artırmak için ise kum granüllerinin yüzeyi grafen ile modifiye edilmiştir. Grafen, ağır metallerin adsorpsiyonu için yüzeysel
bazda ayrıca modifiye edilmiş, grafen oksit - demir oksit ve manyetit - oksidatif olmayan grafen gibi kompozitler şeklinde arsenik uzaklaştırılmasında kullanılmıştır.
Grafen, bir altıgen 2D kafes içinde düzenlenmiş sp2 karbon atomlarından oluşan bir allotroptur. Her karbon atomunun stabil bir yapı oluşturan üç ? bağı vardır. Grafen yapısı ayrıca benzen halkası yap