Mavi/yeşil su ayak izi azaltma stratejisi: Atıksu geri kazanımı ve besin maddesi salımının değerlendirilmesi

Tez çalışmasında, çevresel açıdan bertarafı sorun yaratan evsel arıtma çamuru (AÇ) katkılı hidrojelin sentezlenmesi amaçlanmıştır. Bu kapsamda, guar gam (GG), boraks (B), gliserol (Gl) ve AÇ katkılı hidrojeller sentezlenmiş ve optimum hidrojel detaylı olarak incelenmiştir. Öncelikle, Plackett–Burman tasarımı ile GG (%), AÇ (g), Gl (ml) ve B (%) faktörlerinin suda şişme, kütle kaybı ve döngü sayısı yanıt değişkenleri için etkileri değerlendirilmiştir. Sonuçlar doğrultusunda, AÇ ve Gl seviyeleri sabitlenmiş ve şişme oranının eğri yapısını irdelemek amacıyla Yanıt Yüzey Yöntemi (RSM) ile ikinci aşama optimizasyon tasarımı uygulanmıştır. RSM tasarımı sonucunda seviyeler GG= %3,4 ve B= %15 olarak belirlenmiştir. Bu formülasyonda sentezlenen AÇ katkılı hidrojel %1255 şişme kapasitesine, %33,3 kütle kaybına ve %52,5 jel fraksiyonuna sahip olmakla birlikte katkısız hidrojellere göre daha yüksek su tutma kapasitesi sergilemiştir. Rastgele Orman (RF) algoritması ile DoE modellerinin tahminleme gücü karşılaştırılmış ve RF modelinin en yüksek tahmin gücünü (R²= 0,8242) verdiği görülmüştür. FTIR, XRD ve SEM, analizleri doğrultusunda AÇ' nin hidrojel matrisine entegre olduğu belirlenmiştir. Besin ve ağır metal salım testleri değerlendirildiğinde, yıkama işlemi ile ani ilk salımının kontrol altına alındığı belirlenmiştir. Sonuçlar, AÇ katkılı hidrojelin çevre dostu ve düşük maliyetli bir malzeme olarak tarımsal kuraklık koşullarında mavi/yeşil su ayak izini azaltıcı ve besin maddesi salımı sağlayan bir malzeme olabileceğini göstermiştir.