Zostera marina L. İLE SUCUL ORTAMDAN MODEL BİR SENTETİK AZO BOYANIN BİYOLOJİK GİDERİMİ: BİYOSORPSİYON SİSTEM MODELLEME ÇALIŞMALARI

Abstract

BIOREMOVAL OF A MODEL SYNTHETIC AZO DYE FROM AQUATIC MEDIUM BY Zostera marina L.: BIOSORPTION SYSTEM MODELING STUDIES ABSTRACT In this study, the biosorption of a model synthetic azo dye (basic red 46) from aquatic medium by the residual biomass of Zostera marina L. was first investigated. The experimental data revealed that the removal of dye significantly depended on pH, quantity of biosorbent, dye concentration and contact time. The optimal biosorption conditions were determined as pH of 8, biosorbent dosage of 10 mg, dye concentration of 30 mg L-1 and contact time of 360 min. The biosorption kinetic data were analyzed using the pseudo-first-order, pseudo-second-order, Elovich and intra-particle diffusion models. Freundlich, Langmuir and Dubinin-Radushkevich models were used to model the experimental isotherm data. The results of modeling studies showed that Elovich and Freundlich models provided the best conformity to the biosorption kinetic and isotherm data. The maximum dye biosorption capacity of biosorbent based on Langmuir equilibrium model was predicted as 160.882 mg g-1 . Thermodynamic studies were performed to clarify the nature of biosorption process and the obtained results revealed that this biosorption system has a spontaneous and physical nature (ΔG° = -8.604 - -5.926 kJ mol-1 ). All obtained findings showed that this natural biowaste could be effectively employed as a low-cost biosorbent material for the removal of such pollutant agents from water medium.

Özet

Bu çalışmada, Zostera marina L. atık biyoması ile sucul ortamdan model bir sentetik azo boyanın (basic red 46) biyosorpsiyonuilk kez araştırılmıştır. Deneysel veriler, boya gideriminin önemli bir şekilde pH, biyosorbent miktarı, boya konsantrasyonu vetemas süresine bağlı olduğunu göstermiştir. Optimal biyosorpsiyon koşulları, pH 8, 10 mg biyosorbent dozajı, 30 mg L-1 boyakonsantrasyonu ve 360 dakika temas süresi olarak belirlenmiştir. Biyosorpsiyon kinetik verileri, yalancı birinci mertebe,yalancı ikinci mertebe, Elovich ve parçacık içi difüzyon modelleri kullanılarak analiz edilmiştir. Freundlich, Langmuir veDubinin-Radushkevich modelleri, deneysel izoterm verilerini modellemek için kullanılmıştır. Modelleme çalışmaları sonuçları,Elovich ve Freundlich modellerinin, biyosorpsiyon kinetik ve izoterm verilerine en iyi uyumu sağladığını göstermiştir.Langmuir denge modeline bağlı olarak biyosorbentin maksimum boya biyosorpsiyon kapasitesi, 160,882 mg g-1 olarak tahminedilmiştir. Termodinamik çalışmalar, biyosorpsiyon prosesinin doğasını ortaya koymak için yapılmıştır ve elde edilen sonuçlar,biyosorpsiyon sisteminin, spontan ve fiziksel bir doğaya sahip olduğuna işaret etmiştir (ΔG° = -8,604 - -5,926 kJ mol-1). Eldeedilen tüm bulgular, bu doğal biyolojik atığın, su ortamından böyle kirletici ajanların uzaklaştırılması için uygun maliyetli birbiyosorbent materyali olarak etkili bir şekilde kullanılabileceğini göstermiştir.