Novel analytical strategies for the determination of endocrine disruptive compounds in antarctic samples, removal of cadmium from wastewater and biosynthesis of gold nanoparticles
Endokrin bozucu maddelerin antarktik örneklerinde tayinleri, kadmi̇umun atıksudan giderimi ve altın nanopartiküllerin biyosentezi için yenilikçi analitik stratejiler
- Tez No: 862894
- Danışmanlar: PROF. DR. SEZGİN BAKIRDERE, DOÇ. DR. EMİNE GÜLHAN BAKIRDERE
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Analitik Kimya Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 222
Özet
Kirleticiler, başta Çevre Mühendisliği ve Kimya olmak üzere birçok disiplin için endişe kaynağıdır. Klasik arıtma teknolojileri bu kirleticileri çevresel matrikslerden etkili bir şekilde uzaklaştırma kapasitesine sahip olmadığından, arıtma öncesi ve sonrası çevresel numunelerde doğru ve hassas bir şekilde belirlenmesi, uzaklaştırma verimliliğinin tam olarak değerlendirilmesinde onlarca yıldır önemli bir konu olmuştur. Bu kirleticiler, geleneksel analitik tekniklerle kolayca tespit edilemeyen çok düşük konsantrasyonlarda atık su, içme suyu, yüzey suyu ve yeraltı suyunu kirletebilir. Son yıllarda, hem katı hem de sıvı ekstraksiyon yöntemleri, daha az zaman ve emek gerektiren prosedürler elde etmek için kullanılmıştır. Bu tez, endokrin bozucu bileşikler, pestisitler, ağır metaller ve hormonlar gibi eser analitlerin belirlenmesi için çok doğru ve kesin sonuçlar veren teknikler kullanarak hassas ve yenilikçi analitik yöntemler geliştirmeyi ve bu analitlerin yenilikçi prosedürlerle sentezlenen nanomalzemeler kullanılarak atık su örneklerinden uzaklaştırılmasını amaçlamaktadır. Tezin ilk bölümünde, Antarktika bölgesinden elde edilen kaya, toprak, su, yosun ve dışkı gibi örneklerde seçilmiş endokrin bozucu kimyasallar (EDC'ler) ve pestisitler eş zamanlı olarak tayin edilmiştir. Bir gaz kromatografisi-kütle spektrometresi (GC-MS) sistemi ile birleştirilmiş sprey destekli damlacık oluşumu tabanlı sıvı faz mikroekstraksiyon (SADF-LPME) yöntemi, her değişkenin optimum parametrelerini belirlemek için kapsamlı tek değişkenli optimizasyon deneyleri gerçekleştirilerek geliştirilmiştir. Sistemlerin analitik sonuçları, optimum koşullar altında hedeflenen yirmi dokuz EDC ve pestisitin taranması ve izlenmesi amacıyla doğrulanmıştır. Önerilen yöntemlerin doğruluğunu ve kesinliğini değerlendirmek için geri kazanım testleri yapılmıştır. Karmaşık gerçek numunelerin matriks etkisine ortadan kaldırmak için matriks eşleştirme kalibrasyon stratejileri kullanılmış ve bu da kantitatif ölçümlerin doğruluğunu artırmıştır. Ayrıca, endokrin bozucu kimyasalların (EDC'ler) ve pestisitlerin potansiyel kontaminasyonunu değerlendirmek için Antarktika'daki Horseshoe ve Faure Adaları'ndan elde edilen çevresel numuneler üzerinde analizler yapılmıştır. İkinci bölümde, atık sulardan kadmiyum giderimi için yenilikçi bir nanomalzeme bazlı kesikli tip adsorpsiyon arıtma prosedürü geliştirilmiştir. Manyetik CuFe2O4 nanopartikülleri kolay ve hızlı bir birlikte çöktürme yöntemi kullanılarak sentezlenmiş ve arıtma yönteminde adsorban olarak kullanılmıştır. Kadmiyum iyonları ve adsorban arasındaki etkileşim için en uygun koşulları elde etmek amacıyla sistem değişkenleri kapsamlı tek değişkenli deneylerle optimize edilmiştir. Yüzde giderim verimi (%RE) sentetik atık su numuneleri kullanılarak değerlendirilmiştir. Ayrıca, adsorpsiyon mekanizmasını göstermek amacıyla Langmuir izoterm modellemesi geliştirilen yönteme uygulanmıştır. Son bölümde, Padina pavonica makro-alg özütü kullanılarak altın nanopartiküller (GNP) için bir biyosentez yaklaşımı oluşturulmuştur. Sentez koşulları optimize edilmiş ve GNP'ler için uygulanan koşulların oluşumu ve etkinliği, GNP'lerin 542 nm'deki spesifik yüzey plazmon rezonans piki kullanılarak bir UV-vis spektrometresi ile izlenmiştir. Biyojenik GNP'lerin toksikolojik profili hücre canlılığı ve DNA hasar tespit testleri kullanılarak incelenmiştir.
Özet (Çeviri)
Pollutants are of great concern in many disciplines, especially Environmental Engineering and Chemistry. Since classical treatment technologies do not have the capacity to effectively remove these pollutants from environmental matrices, their accurate and precise determination in environmental samples before and after treatment has been an important issue for decades in fully evaluating removal efficiency. These pollutants may contaminate wastewater, potable water, surface water, and groundwater at very low concentrations that are not readily detected by conventional analytical techniques. In recent years, both solid and liquid extraction methods have been used to obtain less time and labor-consuming procedures. This thesis is aimed at developing sensitive and innovative analytical methods for the determination of trace analytes such as endocrine disruptive compounds, pesticides, heavy metals and hormones, by employing techniques that give very accurate and precise results and removal of these analytes from wastewater samples by synthesizing nanomaterials through innovative procedures. In the first part of the thesis, selected endocrine-disrupting chemicals (EDCs) and pesticides were concurrently determined in samples including rock, soil, water, moss, and feces obtained from the Antarctic region. A spray-assisted droplet formation-based liquid phase microextraction (SADF-LPME) method, coupled with a gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) system, was developed by performing extensive single-variable optimization experiments to identify the optimum parameters of each variable. The systems' analytical results were validated for the purpose of screening and monitoring twenty-nine targeted EDCs and pesticides under the optimum conditions. Recovery tests were performed to assess the accuracy and precision of the proposed method. To counteract the matrix effect of complex real samples, matrix matching calibration strategies were employed, resulting in enhanced accuracy of quantitative measurements. Furthermore, the analysis on the environmental samples obtained from the Horseshoe and Faure Islands in Antarctica was conducted to evaluate the potential contamination of endocrine-disrupting chemicals (EDCs) and pesticides. In the second part, an innovative nanomaterial based batch type adsorption treatment procedure was developed for cadmium removal from wastewater. Magnetic CuFe2O4 nanoparticles were produced using an easy and fast co-precipitation method, and utilized as adsorbent in the treatment method. The system variables were optimized with comprehensive univariate experiments to attain the most favorable conditions for the interaction between cadmium ions and the adsorbent. The percent removal efficiency (%RE) was assessed by using synthetic wastewater samples. In addition, the Langmuir isotherm modelling was applied to the developed method in order to illustrate the adsorption mechanism. In the last part, a biosynthesis approach for gold nanoparticles (GNP) was established using Padina pavonica macro-algae extract. The synthesis conditions were optimized, and the formation and efficiency of the applied conditions for the GNPs were monitored with a UV-vis spectrometer, utilizing the specific surface plasmon resonance peak of the GNPs at 542 nm. The toxicological profile of the biogenic GNPs was examined by utilizing cell viability and the comet assay tests.
Benzer Tezler
- Metal kaplama endüstrisi atıksularındaki altın, gümüş ve rodyumun yüksek doğrulukta tayinlerine yönelik yenilikçi analitik stratejilerin geliştirilmesi
Development of novel analytical strategies for the determination of gold, silver and rhodium in wastewater from metal coating industry
HAKAN SERBEST
Doktora
Türkçe
2022
Kimya MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEYFULLAH KEYF
PROF. DR. SEZGİN BAKIRDERE
- Hyphenated analytical methods for high accuracy, sensitivity and innovative approaches in isotope dilution method
Yüksek doğruluk, duyarlılık elde etmeye yönelik birleştirilmiş analitik yöntemler ve izotop seyreltme yönteminde yenilikçi yaklaşımlar
SEZİN ERARPAT BODUR
- Simultaneous determination of nervous system drugs and their removal from wastewater by novel adsorption techniques
Sinir sistemi ilaçlarının eş zamanlı olarak tayin edilmesi ve yeni adsorpsiyon teknolojileriyle atıksulardan arıtılması
GAMZE DALGIÇ BOZYİĞİT
Doktora
İngilizce
2023
Çevre MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLEDA ENGİN
PROF. DR. SEZGİN BAKIRDERE
- Oyun motoru ve coğrafi bilgi sistemleri kullanılarak taşkın simülasyonunun geliştirilmesi
Development of flood simulation using game engine and geographic information systems
ABDULKADİR ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Coğrafyaİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Uygulamaları Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUHAMMED ENES ATİK
- Uluslararası hızlı servis restoranlarının ticari alan analizine dayalı bir yer seçimi modeli önerisi
A site selection model proposal based on trade area analysis of international quick service restaurants
HANZADE KUĞU BAŞ
Doktora
Türkçe
2018
Şehircilik ve Bölge Planlamaİstanbul Teknik ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURAN ZEREN GÜLERSOY