Doğal Zeolitlerden Ağır Metallerin Giderilmesi

Abstract

Bu tez çalışmasının amacı, doğal bir zeolit türü olan klinoptilolitin ağır metaller olmadan gıda takviye maddesi veya ilaç hammaddesi olarak kullanılmasının araştırılmasıdır. Bir malzemenin gıda takviyesi amacıyla kullanılabilmesi için, Gıda, Tarım ve Hayvancılık Bakanlığından, Türk Gıda Kodeksi takviye edici gıdalar tebliğine göre belirlenen sınır değerlere uyması ve özellikle kurşun (Pb), cıva (Hg) ve kadmiyum (Cd) ağır metal değerlerinin istenilen sınır değerlerde olması gerekmektedir. Bu tez çalışmasında elektrokinetik yöntemle zeolitlerden ağır metallerin giderilmesi araştırılmıştır. Literatür bölümünde zeolitlerin kullanim alanları, çevreye ve canlılar dünyasına olan etkileri tartışılmıştır. Çalışmada doğal zeolit türü olan klinoptlilolit tercih edilmiş olması ve klionoptilolitin yurt içinden (Manisa, Gördes) tedarik edilmesi çalışmada yerli ve milli ürünlerin kullanımını teşvik etmektedir. Ayrıca çalışmada kullanılan elektrolit çözeltilerinin doğal materyallerden seçilmesi (saf su, limon tuzu ve sofra tuzu) çalışmanın çevreci yönünü vurgulamaktadır. Bu amaçla elektrokinetik bir hücre sistemi tasarımı yapılarak zeolitlerden kursun ağır metalinin giderilmesi hedeflenmiştir. Elektokinetik hücre sistemi 3 bölmeli olup, grafit elektrotlar ve güç kaynağından oluşmaktadır. Bu doğrultuda tasarlanan elektrokinetik hücre sistem imal edilerek, sisteme etkiyen, gerilim (10V, 20V ve 30V), elektrolit çözelti türü (saf su, limon tuzu çözeltisi ve sofra tuzu çözeltisi) ve konsantrasyon (% 2.5 ve % 5) gibi çeşitli parametrelerin etkileri incelenerek kurşun (Pb) ağır metalinin giderim verimleri hesaplanmıştır. Ağır metali giderilmiş zeolitin çevre kirleticilerini önlemede (gaz adsorpsiyonu, su arıtımı vb), tıp alanında (ilaç salımı vb. uygulamalar), insan ve hayvan gıda sektöründe (yem ve takviye edici madde) ve bir çok endüstriyel uygulamalarda kullanılabilirlğinin önü açılmıştır. Giderim verimleri Bruker S1 Titan 800 X-ışını Rotgen floresansı (XRF) ile elementel analiz yapılarak belirlenmiştir Sonuçlar giderim yapılmamış doğal zeolitler ile karşılaştırılmıştır. Anahtar Sözcükler: Ağır metaller, doğal zeolit, elektrokinetik hücre, kurşun, klinoptilolit, Bruker S1 Titan 800 X-ışını Rotgen floresansı (XRF)The aim of this thesis is to investigate the use of clinoplitloid, a natural zeolite type, without heavy metals as a food supplement or pharmaceutical raw materials. In order for a material to be used as a food supplement, it must comply with the limit values determined by the Ministry of Food, Agriculture and Livestock, according to the Turkish Food Codex communication on supplements, and especially the heavy metal values of lead (Pb), mercury (Hg) and cadmium (Cd) must be within the desired limit values required. In this thesis, the removal of heavy metals from zeolites by electrokinetic method was investigated. In the literature section, the usage areas of zeolites and their effects on the environment and the living world were discussed. The fact that clinoptlilolite, which is a natural zeolite type, was preferred in the study and the supply of clinoptilolite was got from Manisa Gördes, Turkey, it encourages the use of domestic and national products in the study. In addition, choosing the electrolyte solutions used in the study from natural materials (pure water, lemon salt and common salt) emphasizes the environmental aspect of the study. For this purpose, an electrokinetic cell system was designed and it was aimed to remove lead heavy metal from zeolites. The electrokinetic cell system has 3 compartments and consists of graphite electrodes and power supply. By producing the electrokinetic cell system designed in this direction, the effects of various parameters affecting the system such as voltage (10V, 20V and 30V), electrolyte solution type (pure water, lemon salt solution and common salt solution) and concentration (2.5% and 5%) were examined. The removal efficiencies of lead (Pb) heavy metal were calculated. The use of heavy metal-removed zeolite in preventing environmental pollutants (gas adsorption, water treatment, etc.), in medicine (applications such as drug release, etc.), in human and animal food industry (feed and supplement) and in many industrial applications has been paved the way. Removal efficiencies were determined by performing elemental analysis with Bruker S1 Titan 800 X-ray fluorescence (XRF). Results were compared with natural zeolites without removal. Keywords: Heavy metals, natural zeolite, electrokinetic cell, lead, clinoptilolite, x-ray fluorescence (XRF).