Pomza destekli demir nano kompozit ile sulardan ağır metal giderimi

Günümüzde karşılaşılan ciddi sorunlardan biri de sanayi ve diğer atıklardan kaynaklanan çevre kirlenmesidir. Daha çok endüstriyel atıklardan olan ağır metaller toprak, hava ve su için önemli kirleticiler arasındadır. Kirlenen bu sahalar bünyesinde barındırdığı canlı organizmalar için büyük tehlikeler oluşturmaktadır. Bu nedenle zamanımızın en önemli konusu olan endüstrileşmenin ve hızlı nüfus artışının ortaya çıkardığı çevre kirlenmesine uygulanabilir, ekonomik ve kesin bir çözüm getirmektir. Kirlenmiş çevreyi temizlemek oldukça pahalı ve kompleks tesisler gerektiren uzun bir çalışma ile mümkündür. Bu sebeple su, toprak ve havanın kirlenmesini önleyici tedbirlerin alınmasına çalışmak daha da önem kazanmaktadır. Yukarıda işaret edilen sahalardan en önemlisi su kirliliğidir. Çünkü toprak ve havada kirlilik yaratan materyaller zamanla yağmur ve kar gibi etkenlerle suya geçmektedir. Ayrıca zararlı maddeler canlı organizmalar tarafından su ile birçok yoldan kolay ve yaygın olarak alınabilmektedir. Suda bulunan ağır metaller; bitkiler, hayvanlar ve su ürünleri tarafından depo edilirler. Böylece insanlar bütün yiyecek ve içecekleri ile birlikte belirli miktarlarda ağır metalleri de alırlar. Özellikle toksik organik atıkların metallerle birleşerek veya başka bileşiklere dönüşerek daha toksik hale geçmeleri önemli sorunlar yaratmaktadır. Bu nedenle tarım, hayvancılık ve içme suyu olarak kullanılacak suların ağır metal kirliliğini dünyaca kabul edilen limite indirgemek gerekmektedir. Kirli suların temizlenmesinde, suyun orijinine, türüne, temizlendikten sonra kullanım amacına ve yöre kaynaklarına göre değişik yöntemler kullanılmaktadır. Ağır metalleri atık sulardan ayırmak için kimyasal çökeltme, membran filtrasyonu, iyon değişimi ve adsorpsiyon gibi çeşitli yöntemler kullanılmıştır. Son zamanlarda, ağır metal kirliliklerini uzaklaştırmak için nano ölçekli sıfır değerli demir (nFe0) kullanılmaktadır. nFe0, çok küçük parçacık boyutu, geniş yüzey alanı ve yüksek reaktivitesi nedeniyle umut verici ve etkili iyileştirme teknolojilerinden biri haline gelmiştir. nFe0, toksik maddeleri toksik olmayan formlarına da dönüştürme yeteneğine sahiptir. nFe0, Cr (VI) gibi toksik ve kanserojen metallerin, Cr (III) gibi daha stabil formlara indirgenmesi ve çöktürülmesini teşvik etmek için de kullanılabilir. Bununla birlikte, geleneksel arıtma sistemlerinde kullanıldığında reaktivitesinin ve mekanik mukavemetinin azalmasının yanı sıra aglomere olması, nFe0'in uygulamasını sınırlamıştır. Ayrıca, nFe0 uygulamasından kaynaklanan ve küçük boyutu ile ilgili diğer bir sorun da, sulu ortamdan zor ayrılmasıdır. Son yıllarda, nFe0'in silika, zeolit, kaolinit, bentonit, aktif karbon, zeolitler veya polimer membranlar gibi destekleyici malzemelere immobilizasyonu, yüzeylerine sabitlenmesi veya gözeneklerine hapsedilmesi ile bu sorun telafi edilmiştir. Bu tür malzemelere immobilizasyon, nFe0'nın hareketsiz hale getirilmesinden ayrı olarak, fizikokimyasal özelliklerini de etkilemiştir. Pomza, gözenekli bir volkanik kayadır. Su ve iyonların kristal yapıya girip çıkmasına izin veren açık kanalları içeren geniş bir yüzey alanına ve iskelet yapısına sahiptir. Ayrıca, kolayca işlenebilir ve düşük maliyetli bir ağır metal adsorbenti olarak kullanılabilir. Sudaki kirliliklerin giderilmesinde adsorbentin sulu ortamdan ayrılması ile ilgili en etkili yöntemlerden biri manyetik ayırmadır. Bu yöntem diğer klasik yöntemlerle karşılaştırıldığında, hız, zaman ve tekrar kullanılabilirlik açısından önemli avantajlara sahiptir. Bu çalışmada, dağılabilirliğini ve stabilitesini arttırmak için nFe0, Bitlis ve Diyarbakır pomzası (BP-nFe0, DP-nFe0) üzerinde desteklenmiş ve Cr (VI) 'nın sulu çözeltiden uzaklaştırılmasında kullanılmıştır. Temel hedefler şunlardır: (1) Bitlis ve Diyarbakır pomzası yapısal analizi, (2) Bitlis ve Diyarbakır pomzasının Cr (VI) giderimi için adsorbent olarak kullanılarak adsorpsiyon parametrelerinin araştırılması (3) Bitlis ve Diyarbakır pomza ile desteklenmiş yeni ve stabil nFe0 (BP-nFe0, DP-nFe0) kompozitini sentezlemek ve karakterize etmek (4) farklı deneysel koşullar altında BP-nFe0, DP-nFe0'in, Cr (VI) 'nın Cr(III)'e indirgenmesinde kullanılması ve adsorpsiyon verimliliğini belirlemek ve değerlendirmek, (5) BP-nFe0, DP-nFe0'in sulu ortamdan ayrılması için manyetik ayırma yöntemi kullanmaktır.