Sıfır Değerlikli Mangan ve Ultrases ile Nitratın Kimyasal Denitrifikasyonu

Bu çalışmada, sıfır değerlikli mangan (Mn0 ) ve ultrases (US) prosesleri tekli ve birleşik (US/Mn0 ) kullanılarak, partikül dozu (0.5, 0.75, 1, 1.5 ve 2 g) ile reaksiyon süresinin (0-60 dk) nitrat (NO3 - ) giderimine etkisi araştırılmıştır. Ultrases prosesi tek başına uygulandığında nitrat (NO3 - ) giderimine etkisi az iken; Mn0 dozu arttıkça NO3 - giderimi yükselmiştir. Birleşik US/Mn0 uygulamasında ise ultrases etkisiyle Mn0 partiküllerinin kimyasal denitrifikasyon kapasitesini arttırdığı belirlenmiştir. Sadece Mn0 ile 60 dk sonunda %70 civarında NO3 - giderimi gerçekleşirken, aynı deneysel şartlarda ultrasonik mekanik kuvvet etkisi ile 30 dk içerisinde %95 civarında bir NO3 - giderimi elde edilmiştir. US/Mn0 ile nitratın indirgenmesi sonucu nitrit (NO2 - ) ve amonyum (NH4 + ) indirgenme bileşikleri az miktarda oluşurken, azot gazına (N2) dönüşüm oranının arttığı tespit edilmiştir.

Nitrate Chemical Denitrification with Zero-Valent Manganese and Ultrasound

In this study, the effect of particle dose (0.5, 0.75, 1, 1.5 and 2 g) and duration (0-60 min) using zero-valent manganese (Mn0 ) and ultrasound (US) processes alone and combined (US/Mn0 ) on nitrate (NO3 - ) removal were investigated. When the ultrasound process was applied alone, there was little effect on removal of NO3 - . Also, as the Mn0 dose increased the NO3 - removal increased as well. It was determined that the effect of the combined US/Mn0 application increases the chemical denitrification capacity of Mn0 particles. With only Mn0 at the end of 60 min, only 70% NO3 - removal occurred, while with the ultrasonic mechanical force effect in the same experimental conditions 95% NO3 - removal was obtained within 30 min. The reduction of NO3 - with US/Mn0 led to formation of small amounts of nitrite (NO2 - ) and ammonium (NH4 + ) reduction compounds, with an increase in transformation rate to nitrogen gas (N2) identified.

___

  • Adewuyi Y.G., 2001. Reviews-sonochemistry: Environmental Science and Engineering Applications. Ind. Eng. Chem. Res., 40: 4681-4715.
  • Agrawal G.D., Lunkad S.K., Malkhed T., 1999. Diffuse Agricultural Nitrate Pollution of Groundwaters in India. Water Science and Technology, 39 (3): 67–75.
  • Almasri M.N., 2007. Nitrate Contamination of Groundwater: A Conceptual Management Framework. Environmental Impact Assessment Review, 27 (3): 220–242.
  • Almasri M.N., Kaluarachchi J.J., 2004. Assessment and Management of Long-term Nitrate Pollution of Groundwater in Agriculture-dominated Watersheds. Journal of Hydrology, 295 (1-4): 225–245.
  • APHA, 2005. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. 21st ed. American Public Health Association, Washington, DC, USA.
  • Archna Sharma S. K., Sobti R.C., 2012. Nitrate Removal from Groundwater: A Review. EJournal of Chemistry, 9 (4): 1667–1675.
  • Bokare A.D., Cho W., 2008. Zero-valent Aluminum for Oxidative Degradation of Aqueous Organic Pollutants. Environmental Science and Technology, 43 (18): 7130–7135.
  • Chiu Y.T., Lin C.H., Jechan Lee J., Andrew Lin K.Y., 2019. Reduction of Nitrate to Nitrite in Water by Acid-washed Zero-valent Zinc. Separation Science and Technology.
  • Choe S., Liljestrand H. M., Khim J., 2004. Nitrate Reduction by Zero-valent Iron under Different pH Regimes. Applied Geochemistry, 19 (3): 335–342.
  • Crane R.A., Scott T.B., 2012. Nanoscale Zero-valent Iron: Future Prospects for an Emerging Water Treatment Technology. Journal of Hazardous Materials, 211-212: 112–125.
  • Dada A.O., Adekola F.A., Odebunmi, E.O., 2017. A Novel Zerovalent Manganese for Removal of Copper Ions: Synthesis, Characterization and Adsorption Studies. Applied Water Science, 7 (3): 1409–1427.
  • Doğanlar D.U., 2006. Effects of Wastewater Irrigation on Groundwater Quality. Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İzmir, Türkiye. (Yüksek Lisans Tezi)
  • Fargas D. R., 2017. In Situ Groundwater Remediation Treatments: Natural Denitrification Study and Nano Zero-Valent Iron Production. Universitat Politècnica De Catalunya, Natural Resources and Environment Doctorate Programme, İspanya. (Doktora Tezi)
  • Geiger C.L., Ruiz N.E., Clausen C.A., Reinhart, Quinn J.W., 2002. Ultrasound Pretreatment of Elemental Iron: Kinetic Studies of Dehalogenation Reaction Enhancement and Surface Effects. Water Research, 36 (5): 1342-1350.
  • Harter T., 2009. Agricultural Impacts on Groundwater Nitrate, Nitrates in Groundwater. Southwest Hydrology Magazine, 8 (4): 1-38.
  • Hu H.Y., Goto N., Fujie K., 2001. Effect of pH on the Reduction of Nitrite in Water by Metallic Iron. Water Research, 35 (11): 2789–2793.
  • Hwang Y.H., Kim D.G., Shin H.S., 2011. Mechanism Study of Nitrate Reduction by Nano Zero-valent Iron. Journal of Hazardous Materials, 185, 1513–1521.
  • İleri B., Ayyıldız O., Apaydın O., 2015a. Ultrasound-assisted Activation of Zero-Valent Magnesium for Nitrate Denitrification: Identification of Reaction by-Products and Pathways. Journal of Hazardous Materials, 292: 1–8.
  • İleri B., Apaydın O., Ayyıldız O., 2015b. Birleşik Ultrases ve Sıfır Değerlikli Magnezyum ile Nitratın pH Kontrollü Denitrifikasyonu. Sigma Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi, 33 (4): 489-501.
  • İleri B., 2016. Ultrases ve Sıfır Yüklü Metal Partı̇ küllerı̇ (Al0 ve Mg0 ) ı̇ le Nı̇ tratın Denı̇ trı̇ fı̇ kasyonu. Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, Türkiye. (Doktora Tezi)
  • Kapoor A., Viraraghavan T., 1997. Nitrate Removal from Drinking Water-Review. Journal of Environmental Engineering, 123 (4): 371–380.
  • Keeney D., Olson R.A., 1986. Sources of Nitrate to Groundwater, Critical Reviews in Environmental Control, 16 (3): 257-304.
  • Kumar M., Chakraborty S., 2006. Chemical Denitrification of Water by Zero-valent Magnesium Powder. Journal of Hazardous Materials, 135 (1-3): 112–121.
  • Liang F., Fan J., Guo Y., Fan M., Wang J., Yang H., 2008. Reduction of Nitrite by Ultrasound-dispersed Nanoscale Zero-valent Iron Particles. Industrial and Engineering Chemistry Research, 47(22): 8550-8554.
  • Luk G. K., Au-Yeung W.C., 2002. Experimental Investigation on the Chemical Reduction of Nitrate from Groundwater. Advances Environmental Research, 6 (4): 441–453.
  • Mahamuni N.N., Adewuyi Y.G., 2009. Advanced Oxidation Processes (AOPs) Involving Ultrasound for Waste Water Treatment: A Review with Emphasis on Cost Estimation. Ultrasonic Sonochemistry, 17 (6): 990-1003.
  • Mason T.J., Peters D., 2001. Advances in Sonochemistry, Ultrasound in Enviromental Protection, Volume 6, JAI an Imprint of Elsevier Science, England.
  • Mason T.J., Peters D., 2002. Pratical Sonochemistry, Power Ultrasound Uses and Applications, 2nd Edition, Horwood Publishing Limited, England.
  • Morais N.L.P.A. De, Brett C.M.A., 2002. Influence of Power Ultrasound on the Corrosion of Aluminium and High Speed Steel. Journal of Applied Electrochemistry, 32: 653–660.
  • Oğuz T. C., 2015. İçme Suyu Arıtımında Yaygın Olarak Karşılaşılan Su Kalite Problemleri ve Arıtımı İçin Çözüm Önerileri. Uzmanlık Tezi, T.C. Orman ve Su İşleri Bakanlığı, Ankara.
  • Panda A. P., Rout P., Jena K.K., Alhassan S. M., Kumar S.A., Jha U., Dey R. K., Swain S.K., 2019. Core–Shell Structured Zero-Valent Manganese (ZVM): A Novel Nanoadsorbent for Efficient Removal of As(III) and As(V) from Drinking Water. J. Mater. Chem. A, 2019 (7): 9933-9947.
  • Patel U., Suresh S., 2006. Dechlorination of Chlorophenol by Magnesium-Silver Bimetallic System. Journal of Colloid and Interface, 299 (1): 249–259.
  • Polat R., Elçi A., Şimşek C., Gündüz O., 2007. İzmir-Nif Dağı Çevresindeki Yeraltı Suyu Nitrat Kirliliği Boyutunun Mevsimsel Değerlendirilmesi. 7. Ulusal Çevre Mühendisliği Kongresi, 24-27 Ekim 2007, İzmir.
  • Ramavandi B., Mortazavi S.B., Moussavi G., Khoshgard A., Jahangiri M., 2011. Experimental Investigation of the Chemical Reduction of Nitrate Ion in Aqueous Solution by Mg/Cu Bimetallic Particles. Reaction Kinetics Mechanisms and Catalysis, 102 (2): 313–329.
  • Suziki T., Moribe M., Oyama Y., Niinae M., 2012. Mechanism of Nitrate Reduction by Zerovalent Iron: Equilibrium and kinetic studies. Chem. Eng. J., 183, 271-277.
  • Tsai Y.J., Chou F.C., Cheng T.C., 2009. Coupled Acidification and Ultrasound with Iron Enhances Nitrate Reduction. Journal of Hazardous Materials, 163 (2–3): 743–747.
  • TS266, 2005. İnsani Tüketim Amaçlı Sular Hakkında Yönetmelik, Ankara.
  • Zhu I., Getting T., 2012. A Review of Nitrate Reduction Using Inorganic Materials. Environmental Technology Reviews, 1 (1): 46-58.
  • Zhang J., Hao Z., Zhang Z., Yang Y., Xua X., 2010. Kinetics of Nitrate Reductive Denitrification by Nanoscale Zero-Valent Iron. Process Safety and Environmental Protection, 88: 439–445.
Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi-Cover
  • ISSN: 2459-1580
  • Yayın Aralığı: Yılda 2 Sayı
  • Başlangıç: 2015
  • Yayıncı: Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü
Sayıdaki Diğer Makaleler

Sıfır Değerlikli Mangan ve Ultrases ile Nitratın Kimyasal Denitrifikasyonu

Ayşe Burcu İLERİ, Özge TERZİOĞLU, Yasemin ÇİÇİ

Application of Landsat 8 Satellite Image – NDVI Time Series for Crop Phenology Mapping: Case Study Balkh and Jawzjan Regions of Afghanistan

Abdul Walid SALIK, Ersin KARACABEY

Damla ve Toprak Altı Damla Sulamanın Mısır Verimi Üzerine Etkisi

Aslı DEMİROK, Gökhan İsmail TUYLU

Jeotermal Akışkanın Hidrokimyasal Karakterizasyonunun Belirlenmesi: Simav (Kütahya) Örneği

Mine ÇARDAK, Deniz ŞANYÜKSEL YÜCEL, Mustafa Ertan AY, Tuğba SÖKÜT ACAR, Özlem EROL TINAZTEPE

Sürekli Değişken Modele Dayalı Gözetimli Kuantum Makine Öğrenmesi ile Kişilerin Satın Alma Davranışlarının Tespitinin Simulasyonu

Ömer ERYILMAZ, Murat İhsan YILMAZ

Çivi İmalatı Yapan Bir İşletmede Gürültü Analizi

Ergun ATEŞ, Ebru ARABACIOĞLU

Afganistan’ın Yenilenebilir Enerji Kaynaklarının Teorik Potansiyelleri ve Kullanım Kapasiteleri

Abdul Maroof SHIRZAD, İsmail TARHAN

Mısır Ununda Karotenoid Analizi İçin Farklı Ekstraksiyon Yöntemlerinin Karşılaştırılması

Oğuz ORDU, Cem Ömer EGESEL

Kentsel Kimlik Bileşenlerinin Kent Kullanıcıları Tarafından Belirlenmesi: Örnek Kent Çanakkale

Elif SAĞLIK, Abdullah KELKİT

Landsat 8 Uydu Görüntü Uygulaması – Ürün Fenolojisinin Haritalanması İçin NDVI Zaman Serisi: Afganistan’ın Balkh ve Jawzjan Bölgeleri Örneği

Ersin KARACABEY, Abdul Walid SALIK