Sustainable remediation of aquatic sediments contaminated with polybrominated diphenyl ethers and hexabromocyclododecane
Polibromlu difenil eterler ve hekzabromosiklododekan ile kirlenmiş sucul sedimanların sürdürülebilir remediasyonu
- Tez No: 461934
- Danışmanlar: PROF. DR. İPEK İMAMOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 290
Özet
En çok kullanılan bromlu alev geciktiriciler (BAG) olan polibromlu difenil eterler (PBDE) ve hekzabromosiklododekan (HBCDD), insan sağlığına ve çevreye büyük risk oluşturan kalıcı organik kirleticilerdir. Bu çalışma, PBDEler ve HBCDD ile kirlenmiş sucul sedimanlarda biyotik ve abiyotik iyileştirme stratejileri ile bu kimyasalların bozunmalarının araştırılmasını amaçlamaktadır. Bu BAGların Türkiye'deki kullanımına yönelik bulgular elde etmek amacıyla, kentsel ve endüstriyel atıksu arıtma tesislerinden arıtma çamuru örnekleri alınmıştır. Bu örneklerde, Σ22PBDE derişimleri 66.93-2.46x107 ng/g ka aralığında, toplam HBCDD derişimleri 13.1-616.2 ng/g ka aralığında bulunmuştur. Sonuçlar, Türkiye'de BAG kullanımını açıkça kanıtlamaktadır. BAGların bozunmalarına yönelik sediman mikrokozmları, biyostimulasyon (karbon ve elektron kaynağı eklenerek), biyoogmentasyon (mikroorganizma kültürü eklenerek), ve doğal giderim (hiç bir madde eklemeksizin) yöntemlerini taklit edecek şekilde işletilmiştir. Hem BDE-209, hem de γ-HBCDD mikrokozmları, en yüksek bozunma hızının biyostimulasyon yöntemi ile elde edildiğini, birinci-derece hız sabitlerinin sırasıyla 0.0049 gün-1 ve 0.0542 gün-1 olduğunu göstermiştir. BDE-209 biyoogmentasyon mikrokozmları, inkübasyon sonunda tri-BDEleri üreterek, en geniş kapsamlı debrominasyonu elde etmiştir. Belirlenen 20 adet debrominasyon reaksiyonu, brom kaybının tercihen orto ve meta pozisyonlarından gerçekleştiğini göstermiştir. Diğer taraftan, HBCDD doğal giderim ve biyoogmentasyon mikrokozmları arasındaki fark istatistiki olarak anlamlı bulunmamıştır. BAGların abiyotik bozunması katalizörlü hidrojen peroksit çoğalma reaksiyonları ile incelenmiştir. Yöntemin en başarılı uygulaması olan doldur-boşalt işlemi ile BDE-209, BDE-99 ve HBCDD için sırası ile %31.8, %83, ve %93.9 giderim elde edilmiştir. BDE-209 ve BDE-99 biyostimulasyon mezokozmları, kısıtlı miktarda biyostimulant eklenmesi ile, sırasıyla ortalama 0.0012 gün-1 ve 0.0020 gün-1 bozunma hızları göstermiştir. Ayrıca, debrominasyon reaksiyonlarında mikrokozmlara nazaran değişiklikler görülmüş, bu durum sedimana eklenen biyostimulant miktarının etkisini ortaya koymuştur. Son olarak, laboratuvar koşullarında çalışılan dört iyileştirme stratejisi sürdürülebilir iyileştirme prensipleri açısından değerlendirilmiştir.
Özet (Çeviri)
The most widely used brominated flame retardants (BFRs), namely, polybrominated diphenyl ethers (PBDEs), and hexabromocyclododecane (HBCDD) are persistent organic pollutants that pose great risk to human health and the environment. This study aims to investigate degradation of PBDEs and HBCDD contaminated aquatic sediments via biotic and abiotic remediation strategies. In order to obtain an indication of use of these BFRs in Turkey, urban and industrial wastewater treatment plant sludges were sampled, yielding Σ22PBDE concentrations between 66.93-2.46x107 ng/g dw, and total-HBCDD ranging from 13.1-616.2 ng/g dw. Results indicated clear evidence of use of BFRs in Turkey. Sediment microcosms were operated for degradation of BFRs to simulate biostimulation (via addition of carbon and electron source), bioaugmentation (via addition of dechlorinating culture) and natural attenuation (no extraneous substance). Both BDE-209 and gamma-HBCDD microcosms showed the highest degradation rate during biostimulation with pseudo-first-order rate constants of 0.0049 d-1, and 0.0542 d-1, respectively. BDE-209 bioaugmentation microcosm yielded the greatest extent of debromination, with tri-BDEs detected at the end of incubation. Identification of 20 debromination pathways indicate preferential Br loss from ortho and meta positions. On the other hand, HBCDD natural attenuation and bioaugmentation microcosms showed no statistically significant difference. Abiotic degradation of BFRs was investigated via catalyzed hydrogen peroxide propagations. The most successful application was through fill-and-draw treatments yielding up to 31.8%, 83% and 93.9% removal of BDE-209, BDE-99, and HBCDD, respectively. BDE-209 and BDE-99 biostimulation mesocosms, with reduced amount of biostimulating agents, showed on average 0.0012 d-1 and 0.0020 d-1degradation rates, respectively. Also, changes in debromination pathways compared to microcosms were observed, revealing the impact of amount of biostimulators supplied in sediments. Finally, all four remediation strategies studied under laboratory conditions were evaluated from the perspective of sustainable remediation principles.
Benzer Tezler
- Determination of nanotoxicological effects of silver (Ag0) and aluminium (Al0) nanoparticles on microbial community structure in activated sludge
Gümüş (Ag0) ve aluminyum (Al0) nanoparçacıklarının aktif çamurdaki mikrobiyal yapıya olan nanotoksikolojik etkilerinin belirlenmesi
ELİF BUKET PARLAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL KOYUNCU
- The effect of peroxides on the ozonation of reactive dyebath effluent
Peroksitlerin reaktif boya banyo atıksularının ozonlanmasına etkisi
SHIMA FARASAT
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İDİL ARSLAN ALATON
- Arıtma çamuru karıştırılmış ince bünyeli bir toprakta farklı aralıklarla atık su uygulamalarının toprak özelliklerine etkisi
Effect of wastewater application with different intervals on soil properties in fine texutured soil mixed with sewage sludge
ABDOUL NASSER ABOUBACAR DAN BADAOU
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
ZiraatAtatürk ÜniversitesiTarımsal Yapılar ve Sulama Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÜSTÜN ŞAHİN
- Remediation of heavy metals in top soils of Aliağa region
Aliağa bölgesi yüzey topraklarındaki ağır metallerin remediasyonu
MUHAMMED BAŞTUĞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Çevre Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HALE DEMİRTEPE
DOÇ. DR. HATİCE ESER ÖKTEN
- Palladyum ve rodyum katkılı nio nanopartiküllerinin sentezi, karakterizasyonu ve fotokatalitik proseste uygulaması
Synthesis, characterization and application of palladium and rhodium-doped nio nanoparticles in photocatalytic process
AYFER GÖZDE VİDİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Kimya MühendisliğiKonya Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HANDAN KAMIŞ