Adsorption of endocrine disrupting compounds by magnetic nanoparticles - Hacıosmanoğlu, Gül Gülenay (My University, 2019)
Endokrin bozucu maddeler (EDC'ler) çevrede yaygın olarak bulunmaları ve insan/ çevre sağlığı üzerindeki olası olumsuz etkileri nedeniyle önemli kirletici maddeler olarak değerlendirilmektedir. EDC'lerin geleneksel su ve atıksu arıtma prosesleri kullanılarak tamamen bertaraf edilemediği bilinmektedir. Bu durumun sonucu olarak EDC'ler, arıtma tesislerinin çıkış sularında, yüzey sularında, sediment ve arıtma çamurlarında bulunur.Son yıllarda, EDC'lerin sulu çözeltilerden uzaklaştırılması için yeni yöntemlerin geliştirilmesi üzerine çalışmalar yapılmaktadır. Bu yöntemler arasında yer alan adsorpsiyon prosesi, etkin olması ve uygulamadaki basitliğinin yanı sıra başlangıç maliyetinin düşük olması gibi avantajlara sahiptir.Bu çalışma, sucul ortamlarda en çok rastlanan EDC'ler arasında yer alan Bisfenol A (BPA) ve 17α-Ethinylestradiol'ün (EE2) adsorpsiyon yoluyla giderimini araştırmaktadır. Kullanılan adsorban malzemeler saf manyetik nanoparçacıklar (MNP), saf biyopolimerler (kitosan ve fosfonatlanmış levan (PhHL)) ve MNP-biyopolimer kompozitleridir.Bu malzemelerin karakterizasyonu SEM, FTIR ve XRD analizleriyle yapılmıştır. Daha sonra bu malzemeler kullanılarak sulu çözeltilerden BPA ve EE2 giderimi amacıyla kesikli adsorpsiyon deneyleri yapılmıştır. Denge adsorpsiyon çalışmalarına göre, hem BPA hem de EE2 adsorpsiyonu için PhHL'nin performansının diğer malzemelerden çok daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. PhHL’nin maksimum adsorpsiyon kapasitesi BPA için 126.6 mg/ g iken EE2 için 18.13 mg/ g olarak tespit edilmiştir. Bu adsorban malzeme (PhHL) kullanılarak yapılan deneyler için izoterm ve kinetik modeller uygulanmıştır. Adsorpsiyon mekanizması ve yeniden kullanılabilirlik de değerlendirilmiştir. FTIR ve XPS analizleri adsorpsiyon mekanizmasının OH-pi and CH-pi etkileşimlerini içerdiğini göstermiştir.Elde edilen sonuçlar, BPA ve EE2 gibi EDC'lerin, adsorpsiyon yoluyla sulu çözeltiden etkili bir şekilde giderilebileceğini ve bu konuda özellikle PhHL biyopolimerinin, incelenen diğer malzemelerden daha etkili olduğunu göstermiştir.

Endocrine disrupting compounds (EDCs) are important emerging contaminants since they are found widespread and may have adverse effects on human health and the environment. Since EDCs are not completely removed by conventional treatment processes, they are found in treatment plant effluents, surface waters, sediments and sewage sludge.Currently, novel methods are evaluated for removal of EDCs from aqueous solutions. Among these methods, adsorption has some advantages such as being effective and simple with low initial cost.This study investigates adsorptive removal of bisphenol A (BPA) and 17α-ethinylestradiol (EE2) which are well-known EDCs. The evaluated adsorbent materials are magnetic nanoparticles (MNPs), biopolymers including chitosan and phosphonated levan (PhHL), and MNP-biopolymer composites. Characterization of these materials was performed by SEM, FTIR and XRD analyses. Batch adsorption experiments were conducted by using these materials for the removal of BPA and EE2 from aqueous solutions. The performance of PhHL for both BPA and EE2 adsorption was better than that of other adsorbents evaluated. The maximum adsorption capacity of PhHL was determined as 126.6 and 18.13 mg/ g, for BPA and EE2, respectively. Using this adsorbent, isotherm and kinetic models were assessed for the description of BPA and EE2 adsorption. The adsorption mechanism and reusability were also evaluated. FTIR and XPS analyses revealed that the adsorption mechanisms included OH-pi and CH-pi interactions.The results demonstrate that EDCs like BPA and EE2 can be effectively removed from aqueous solution by adsorption, especially with PhHL, which has the highest adsorption capacity among the materials evaluated in this study.
Keywords: Adsorpsiyon; Adsorption; Biopolymers; Biyopolimer; Chitosan; Composite materials; Endokrin bozucu maddeler; Fosfonatlı levan Endocrine disrupting compounds; Kitosan; Kompozit maddeler; Magnetic nanoparticles; Manyetik nanoparçacıklar; Phosphonated levan; Pi etkileşimleri; Pi interactions