Rutenyum Nanoparçacıkları Su Arıtma Atıklarındaki Perkloratı Zararsız Klorüre Dönüştürüyor!
Phys.org
- Çeviri
- Kimya
- Çevre Bilimleri
Bu Makalede Neler Öğreneceksiniz?
- Kaliforniya Üniversitesi Riverside araştırmacıları, nötr pH ve oda sıcaklığında perkloratı hızla klorüre dönüştüren rutenyum nanoparçacıklı katalizör geliştirdi.
- Yeni katalizör, nitratın varlığında dahi etkin çalışarak içme suyu ve endüstriyel atık sularındaki perklorat kirliliğini etkili biçimde azaltıyor.
- Bu teknoloji, iyon değiştirici reçinelerde biriken perkloratın yok edilmesini sağlayarak su arıtımında tehlikeli atıkların azaltılmasına ve reçinelerin yeniden kullanılmasına olanak tanıyor.
Su idareleri, içme suyundaki zararlı bir endüstriyel kirletici olan perkloratı uzaklaştırmak için on yıllardır iyon değiştirici reçine boncuklarıyla dolu devasa tanklara güveniyor. Bu sistem, eksi yüklü perklorat iyonlarını artı yüklü reçine boncuklarına çekerek çalışıyor ve böylece arıtılmış suyun tanklardan dışarı akmasını sağlıyor. Ancak bu süreç geride zorlu bir sorun bırakıyor: Yenilenmesi veya tehlikeli atık olarak bertaraf edilmesi gereken, perklorat yüklü reçine boncukları.
Şimdi ise Kaliforniya Üniversitesi, Riverside'daki (UCR) araştırmacılar, yüksek derişimlerdeki perkloratı etkili bir şekilde parçalayan, küçük rutenyum nanoparçacıklarından yapılmış bir katalizör geliştirdiler.
ACS Central Science dergisinde yayımlanan bu çığır açıcı çalışma, perkloratın iyon değiştirici reçinede yakalandıktan sonra yok edilmesini mümkün kılabilir. UCR doktora sonrası araştırmacısı Jinyu Gao'nun yürüttüğü araştırmayı yöneten UCR kimya ve çevre mühendisliği doçenti Jinyong Liu, bunun içme suyu arıtımı sırasında ortaya çıkan tehlikeli atıkları potansiyel olarak azaltabileceğini ve reçine boncuklarının yeniden kullanılmasına olanak tanıyabileceğini belirtti.
Bu gelişme, ABD Çevre Koruma Ajansı'nın (EPA), tıpkı Kaliforniya'nın yaklaşık yirmi yıl önce yaptığı gibi, perklorat için ilk ulusal içme suyu standardını oluşturmaya hazırlandığı bir dönemde geldi.
Perklorat; roket yakıtlarında, patlayıcılarda, havai fişeklerde ve diğer enerjik malzemelerde kullanılan bir kimyasaldır. Ayrıca bazı ortamlarda doğal olarak da bulunabiliyor. Bu bileşik, Amerika Birleşik Devletleri genelindeki askeri tesislerin, savunma sanayisi üretim sahalarının ve diğer endüstriyel alanların altındaki yeraltı sularını kirletmiş durumda.
Sağlık Riskleri ve Daha Sıkı Kurallar
Perklorat yutulduğunda, tiroid bezinin iyot emme yeteneğine müdahale ederek büyüme, metabolizma ve beyin gelişimini düzenleyen hormonların üretimini bozuyor. Bebeklerin, küçük çocukların ve hamile kadınların bu duruma karşı özellikle savunmasız olduğu düşünülüyor.
Kaliforniya eyaleti yıllardır içme suyundaki perkloratı denetliyor ve milyarda 6 partikülü geçmeyecek şekilde bir maksimum kirletici seviyesi belirlemiş durumda. Bu arada EPA da kısa süre önce ulusal bir içme suyu standardı oluşturma çabalarına yeniden başladı. Bu hamlenin, arıtma teknolojilerine olan talebi artırması bekleniyor.
Dr. Liu, mevcut arıtma sistemlerinin perkloratı etkili bir şekilde uzaklaştırdığını ancak yok etmediğini söyledi.
Nötr Su İçin Geliştirilen Bir Katalizör
Liu'nun laboratuvarı tarafından daha önce geliştirilen katalizörler, perkloratı yalnızca asidik veya alkali koşullarda yok edebiliyordu. Yeni katalizör ise, çoğu içme suyu arıtma sisteminde bulunan standart koşul olan oda sıcaklığında ve nötr pH seviyesinde hızla çalışan, grubun geliştirdiği ilk katalizör olma özelliğini taşıyor. Dr. Liu bu durumu şöyle açıkladı:
Bu bize eksiksiz bir araç kutusu sağlıyor. Artık asidik, alkali ve nötr koşullar altında çalışan katalizör sistemlerimiz var ve bu da çok daha geniş bir yelpazedeki gerçek dünya su arıtma uygulamalarına çözüm bulmamıza olanak tanıyor.
Katalizör, cis-DACH olarak bilinen ve azot (İng: "nitrogen") içeren organik bir bileşikle zenginleştirilmiş rutenyum nanoparçacıklarını kullanıyor. Bunlar hep birlikte oda sıcaklığında ve normal atmosfer basıncı altında, perkloratı sofra tuzunda doğal olarak bulunan aynı iyon olan zararsız klorüre hızla dönüştürüyor.
Önceki katalizör sistemlerinden farklı olarak bu yeni sistem, yaygın bir diğer yeraltı suyu kirleticisi olan nitrat içeren suda da etkinliğini koruyor. Önceki katalizörler nitrat tarafından devre dışı bırakılabiliyor ve bu durum genellikle ayrı arıtma adımları gerektiriyordu. Yeni katalizör ise önce nitratı uzaklaştırıyor ve ardından perkloratı parçalamaya devam ederek temizleme sürecini basitleştiriyor.
Evrim Ağacı'nın çalışmalarına Kreosus, Patreon veya YouTube üzerinden maddi destekte bulunarak hem Türkiye'de bilim anlatıcılığının gelişmesine katkı sağlayabilirsiniz, hem de site ve uygulamamızı reklamsız olarak deneyimleyebilirsiniz. Reklamsız deneyim, sitemizin/uygulamamızın çeşitli kısımlarda gösterilen Google reklamlarını ve destek çağrılarını görmediğiniz, %100 reklamsız ve çok daha temiz bir site deneyimi sunmaktadır.
KreosusKreosus'ta her 50₺'lik destek, 1 aylık reklamsız deneyime karşılık geliyor. Bu sayede, tek seferlik destekçilerimiz de, aylık destekçilerimiz de toplam destekleriyle doğru orantılı bir süre boyunca reklamsız deneyim elde edebiliyorlar.
Kreosus destekçilerimizin reklamsız deneyimi, destek olmaya başladıkları anda devreye girmektedir ve ek bir işleme gerek yoktur.
PatreonPatreon destekçilerimiz, destek miktarından bağımsız olarak, Evrim Ağacı'na destek oldukları süre boyunca reklamsız deneyime erişmeyi sürdürebiliyorlar.
Patreon destekçilerimizin Patreon ile ilişkili e-posta hesapları, Evrim Ağacı'ndaki üyelik e-postaları ile birebir aynı olmalıdır. Patreon destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi 24 saat alabilmektedir.
YouTubeYouTube destekçilerimizin hepsi otomatik olarak reklamsız deneyime şimdilik erişemiyorlar ve şu anda, YouTube üzerinden her destek seviyesine reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. YouTube Destek Sistemi üzerinde sunulan farklı seviyelerin açıklamalarını okuyarak, hangi ayrıcalıklara erişebileceğinizi öğrenebilirsiniz.
Eğer seçtiğiniz seviye reklamsız deneyim ayrıcalığı sunuyorsa, destek olduktan sonra YouTube tarafından gösterilecek olan bağlantıdaki formu doldurarak reklamsız deneyime erişebilirsiniz. YouTube destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi, formu doldurduktan sonra 24-72 saat alabilmektedir.
Diğer PlatformlarBu 3 platform haricinde destek olan destekçilerimize ne yazık ki reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. Destekleriniz sayesinde sistemlerimizi geliştirmeyi sürdürüyoruz ve umuyoruz bu ayrıcalıkları zamanla genişletebileceğiz.
Giriş yapmayı unutmayın!Reklamsız deneyim için, maddi desteğiniz ile ilişkilendirilmiş olan Evrim Ağacı hesabınıza üye girişi yapmanız gerekmektedir. Giriş yapmadığınız takdirde reklamları görmeye devam edeceksinizdir.
Derişik Atık Akışlarını Hedeflemek
Araştırmacılar, bu teknolojinin iyon değiştirici reçineler yenilendiğinde ortaya çıkan derişik atık akışlarının arıtılmasında özellikle değerli olabileceğini belirtiyor. Ayrıca savunma sanayisi üretimi, patlayıcı imhası ve perklorat derişimlerinin içme suyunda bulunanlardan çok daha yüksek olduğu diğer tesislerden gelen aşırı kirlenmiş endüstriyel atık sular için de oldukça faydalı olabilir. Liu, katalizörün en nihayetinde mevcut su arıtma sistemlerinin yerini almak yerine onları tamamlayabileceğini belirterek şunları ekledi:
İyon değişimi, perkloratı içme suyundan uzaklaştırmanın hâlâ en hızlı yoludur. Bizim amacımız, derişik perklorat yakalandıktan sonra onu yok etmek için çok daha iyi bir yol sunmaktır.
Reçinenin bertaraf edilmesi veya yenilenmesi giderek daha karmaşık bir hal alıyor. Bunun nedeni, boncukların artık genellikle sadece perklorat değil, aynı zamanda "sonsuz kimyasallar" olarak bilinen dirençli endüstriyel kimyasallar sınıfı olan per- ve poliflorlu alkil maddeleri (PFAS) de içermesidir.
Liu'nun laboratuvarı PFAS'ı yok edecek teknolojiler de geliştirdi. Liu, yeni rutenyum katalizörünün, aynı arıtma sistemleri kullanılarak içme suyundan sıklıkla uzaklaştırılan bir diğer dirençli kirletici olan perkloratı yok ederek bu çalışmayı tamamladığını ifade etti.
Evrim Ağacı'nda tek bir hedefimiz var: Bilimsel gerçekleri en doğru, tarafsız ve kolay anlaşılır şekilde Türkiye'ye ulaştırmak. Ancak tahmin edebileceğiniz gibi Türkiye'de bilim anlatmak hiç kolay bir iş değil; hele ki bir yandan ekonomik bir hayatta kalma mücadelesi verirken...
O nedenle sizin desteklerinize ihtiyacımız var. Eğer yazılarımızı okuyanların %1'i bize bütçesinin elverdiği kadar destek olmayı seçseydi, bir daha tek bir reklam göstermeden Evrim Ağacı'nın bütün bilim iletişimi faaliyetlerini sürdürebilirdik. Bir düşünün: sadece %1'i...
O %1'i inşa etmemize yardım eder misiniz? Evrim Ağacı Premium üyesi olarak, ekibimizin size ve Türkiye'ye bilimi daha etkili ve profesyonel bir şekilde ulaştırmamızı mümkün kılmış olacaksınız. Ayrıca size olan minnetimizin bir ifadesi olarak, çok sayıda ayrıcalığa erişim sağlayacaksınız.
Makalelerimizin bilimsel gerçekleri doğru bir şekilde yansıtması için en üst düzey çabayı gösteriyoruz. Gözünüze doğru gelmeyen bir şey varsa, mümkünse güvenilir kaynaklarınızla birlikte bize ulaşın!
Bu makalemizle ilgili merak ettiğin bir şey mi var? Buraya tıklayarak sorabilirsin.
Soru & Cevap Platformuna Git- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- Çeviri Kaynağı: Phys.org | Arşiv Bağlantısı
Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?
Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:
kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci
Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 23/08/2026 03:41:05 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/23495
İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.
This work is an exact translation of the article originally published in Phys.org. Evrim Ağacı is a popular science organization which seeks to increase scientific awareness and knowledge in Turkey, and this translation is a part of those efforts. If you are the author/owner of this article and if you choose it to be taken down, please contact us and we will immediately remove your content. Thank you for your cooperation and understanding.