Kadmiyum(II) ve nikel(II) iyonlarının karayosunu (homalothecıum sericeum) üzerinde adsorpsiyonla su ve atık sulardan uzaklaştırılması

Abstract

Günümüzde en önemli çevre problemlerinden biri atık sulardaki ağır metallerin sebep olduğu kirliliktir. Bu çalışmada su ve atık sularda yer alan Cd(II) ve Ni(II) iyonlarının atık sulardan uzaklaştırılmasında Doğu Karadeniz Bölgesi'nde yaygın olarak yetişen karayosununun kullanılabilirliği araştırılmıştır. Adsorpsiyon çalışmalarında kullanılan karayosunu hiçbir fiziksel ya da kimyasal ön işleme tabi tutulmamıştır. Karayosunu BET yüzey alanı, nem tayini, FT-IR analizleri, SEM analizleri, pH ve pHpzc analizi gibi çeşitli yöntemlerle karakterize edildikten sonra adsorban olarak kullanılmıştır. Adsorpsiyon deneyleri kesikli sistemle yürütülmüştür. Başlangıç pH'sı, başlangıç adsorbat konsantrasyonu, adsorban miktarı, denge süresi ve tuz etkisi gibi parametrelerinin Cd(II) ve Ni(II) giderimine etkileri incelenmiştir. Adsorpsiyon kinetiği; birinci ve ikinci mertebeden hız ifadeleri ile parçacık içi difüzyon modeli kullanılarak incelenmiştir. Adsorpsiyonun mekanizmasını açıklamak için Langmuir ve Freundlich izoterm modelleri kullanılmıştır. Kinetik analizler deneysel verilerin yalancı ikinci mertebe kinetik modelle uyum içinde olduğunu göstermiştir. Yapılan çalışmalar sonucunda pH 7 olarak belirlenmiş ve adsorpsiyon olayının Cd(II) ve Ni(II) iyonları için sırasıyla 60 ve 30 dakikada dengeye ulaştığı gözlenmiştir. Sonuç olarak karayosununun sulardan Cd(II) ve Ni(II) iyonlarının uzaklaştırılmasında etkili bir adsorban kullanılabileceği ortaya konulmuştur. Nowadays, the heavy metal pollution in wastewaters is considered as one of the most important environmental problems. In this study, the usability of moss, which grows widely in the eastern Black Sea region, was evaluated for the removal of Cd(II) and Ni(II) ions from water and wastewaters. The moss was used without any physical or chemical pretreatment. After characterized the moss by using BET surface area, moisture content, FTIR and SEM analyses, pH and pHpzc analyses, it was utilized as an adsorbent. Adsorption tests were carried out with batch technique. The effects of initial pH, initial concentration of metal ions, adsorbent concentration, contact time, and ionic strength removel of Ni(II) and Cd(II) ions has been investigated.The adsorption kinetics were analysed by using pseudo first order kinetic model, pseudo second order kinetic model and intraparticle diffusion model. The Langmuir and Freundlich ishoterm models were used in order to explain the adsorption mechanisms. Kinetic studies show that the kinetic data were well described by the pseudo-second-order kinetic model. As a result of experiments, optimum pH is determined as 7. The equilibrium time for Cd(II) and Ni(II) ions respectively were reached at 60 and 30 minutes. Consequently, it has been revealed that the moss can be used efficiently in the removal of Cd(II) and Ni(II) ions from water and wastewaters.