Kurşunla Kontamine Olmuş Toprakların Fitoremediasyonunda Kullanılan Hiperakümülatör Bitkilerin Pirolizi

Abstract

Bu çalışmada, kurşunla kirlenmiş toprakların hiperakümülatör bitkilerle arıtımı ve bu bitkilerin piroliziyle,piroliz sonrası elde edilen katı üründe kurşunun stabilizasyonu hedeflenmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında,laboratuvarda kurşun ilavesiyle oluşturulmuş model toprağa kanola (Brassica napus), ayçiçeği (Helianthusannuus) ve mısır (Zea mays) tohumları ekilmiştir. Farklı derişimlerde EDTA ilavesiyle, bitkilerin arıtımkapasitesine şelatın etkisi araştırılmış ve böylece kurşunun, kirlenmiş topraklardan bitkilere taşınımmekanizması incelenmiştir. İkinci aşamada, bitki bileşimleri, elementel analiz (C, H, N, S), nem, kül, uçucumadde ve sabit karbon analizleri yapılmıştır. Kirlenmiş hiperakümülatör bitkiler, 240 cm3'lük paslanmazçelik (380 S) sabit yatak bir reaktörde 500°C sıcaklık ve 35°C/dk ısıtma hızında piroliz edilmiştir. Pirolizdensonra, katı ve sıvı ürünlerin kurşun içeriği belirlenmiş ve ayrıca katı üründe TCLP analizleri yapılmıştır.Çalışmada, özellikle şelat ilavesiyle ayçiçeği, mısır ve kanola ile kurşunla kirlenmiş topraklarınfitoremediasyonunda yüksek verimler elde edilmiştir. Topraktan en iyi Pb giderimi (%92) kanolaylasağlanmıştır. En yüksek sıvı ve katı ürün verimi ayçiçeğinin, gaz ürün verimi ise mısırın pirolizinden eldeedilmiştir.

This study focuses on the phytoremediation of lead (Pb) contaminated soil by hyperaccumulator plants. Inthis study, pyrolysis was utilized for the stabilization of Pb into a solid product. In the first stage of the study,three types of phytoremediation plants were used, rape (Brassica napus), sunflower (Helianthus annuus),and corn (Zea mays). Their seeds were sown in simulated soils prepared with the addition of Pbcompounds in a laboratory. The effect of chelate on the remediation capacity of the plants was investigatedby the addition of EDTA in different concentrations. In this way, the transportation of Pb from thecontaminated soils to the plants was examined. In the second stage, the initial plant compositions weredetermined by elemental analysis (C, H, N, and S), as well as a moisture, ash, volatile matter, and fixedcarbon analysis. The contaminated hyperaccumulator plants were pyrolyzed at 500°C, with a heating rateof 35° C/min, in a fixed bed stainless steel (380 S) 240 cm3reactor. After pyrolysis, the Pb contents of thesolid and liquid products were determined. A Toxicity Characteristics Leaching Procedure (TCLP) analysiswas also utilized for the solid product. In this study, high phytoremediation efficiencies were observed forthe phytoremediation of Pb contaminated soil using sunflower, corn, and rape, especially in the case of thechelate addition. Of the three plants, the best Pb removal efficiency (92%) from the soil was obtained withthe rape. According to the pyrolysis results, the highest yields of liquid and solid products were obtainedfrom the sunflower with gas products being obtained from the corn pyrolysis.