YARI KURAK - KURAK BİR BÖLGENİN YERALTI SUYUNDAN ELEKTROKOAGÜLASYON YÖNTEMİ İLE FLORÜR, NİTRAT VE ARSENİK GİDERİMİNİN ARAŞTIRILMASI

Abstract

Yeraltı sularında florür (F‒ ), nitrat (NO3 ‒ ) ve arsenik (As) varlığı canlılar için ciddi sağlık sorunlarına sebep olmaktadır. Şanlıurfa ilinin batısında yer alan Sarım ve Karataş köylerinde tek içme suyu kaynağı olan yeraltı sularında yüksek konsantrasyonlarda florür tespit edilmiştir. Benzer şekilde Şanlıurfa ilinin güneydoğu kesiminde ve Harran Ovası'nın yakın çevresinde yoğun tarımsal uygulamalarda kimyasal gübrelerin aşırı kullanımı sonucu nitrat kirliliği gündeme gelmiştir. Bilinçsiz sulama teknikleri topraklarda nitrat yıkanmasına ve yeraltı suyuna nitrat karışmasına neden olmuştur. Şanlıurfa’nın Karaali jeotermal sahasındaki sularda yapılan ağır metal analizlerinde ise kabul edilebilir limit değerlerinin üzerinde arsenik tespit edilmiş ve bu alandaki sıcak suyun kesinlikle içilmemesi gerektiği bildirilmiştir. Bu kirleticilerin giderimi için, iyon değiştirme, ters osmoz, adsorpsiyon ve elektrokimyasal prosesler başta olmak üzere farklı yöntemler geliştirilmiştir. Elektrokoagülasyon (EK) prosesi kirletilmiş suların arıtılmasında başarıyla kullanılan elektrokimyasal bir yöntemdir. Bu bağlamda, mevcut tez çalışması ile alüminyum (Al) ve demir (Fe) elektrot destekli EK prosesi kullanılarak sentetik ve gerçek yeraltı sularından florür, nitrat ve arsenik giderimini incelemek amaçlanmıştır. pH değişimi, farklı elektrot materyali, elektrotlar arası mesafe, iletkenlik değişimi, kirletici konsantrasyonu, akım değişimi, voltaj değişimi ve akım yoğunluğunun F‒ , NO3 ‒ ve As giderim yüzdesi üzerindeki etkileri incelenmiştir. Bunların yanı sıra her bir kirletici için enerji tüketim miktarları ve işletim maliyetleri hesaplanmıştır. Sentetik sudan F‒ gideriminde her iki elektrot türü (Al ve Fe) için optimum deneysel koşullar başlangıç konsantrasyonu: 5 mg/L, başlangıç pH'ı: 7,5, akım yoğunluğu: 2,5 A/m2 , çalışma süresi: 240 dakika, elektrotlar arası mesafe: 10 mm olarak belirlenmiş ve giderim verimleri sırasıyla %99,1 ve %41,7 olmuştur. Sentetik sudan NO3 ‒ gideriminde her iki elektrot türü (Al ve Fe) için optimum deneysel koşullar başlangıç konsantrasyonu: 50 mg/L, başlangıç pH'ı: 6, akım yoğunluğu: 2,5 A/m2 , çalışma süresi: 240 dakika, elektrotlar arası mesafe: 10 mm olarak belirlenmiş ve giderim verimleri sırasıyla %88,2 ve %70,8 olmuştur. Sentetik sudan As gideriminde her iki elektrot türü (Al ve Fe) için optimum deneysel koşullar ise başlangıç konsantrasyonu: 15 mg/L, başlangıç pH'ı: 4,5, akım yoğunluğu: 2,5 A/m2 , çalışma süresi: 240 dakika, elektrotlar arası mesafe: 10 mm'dir. Al ve Fe elektrotlar için giderim verimleri sırasıyla %99,8 ve %99,5 olarak elde edilmiştir. Çalışmalar sonucunda gerçek yeraltı suyu ve sentetik suda F‒ , NO3 ‒ ve As konsantrasyonları, sırasıyla 1,5 mg/L, 50 mg/L ve 10 µg/L (DSÖ limit değerleri)'nin altına başarıyla düşürülmüştür.