Sulu Çözeltilerdeki Pestisitlerin Güneş işığı Etkisiyle Bozunumu

Günümüzde tarımda daha fazla verim alınması ve insanlarla hayvanlara zararlı olan çeşitli hastalıkların önlenmesi amacıyla pestisit adı verilen kimyasal maddeler yaygın olarak kullanılmaktadır.
Türkiye'de tarım ilaçları kullanımına, pestisit gruplarına göre bakıldığında; en önemli grubun
%47 ile insektisit olduğu, bunu %24 ile herbisitlerin izlediği, fungusitlerin ise %16 payı olduğu görülmektedir.
Türkiye'de tarım ilaçları sektörünün en önemli bölümü olan insektisit satışlarının %47'si pamuk,
%20'si ise meyve pazarında yer almaktadır.
İnsektisit satışlarında %40 ile organik fosforlular en büyük pazardır. Başlıca organik fosforlu aktif maddeler chlorpyrifos, diazinon, dichlorvos, dimethoate, malathion, methamidophos, methidathion, monocrotophos ve parathion methyl'dir. İnsektisit satışlarının %21'ni sentetik piretroidler kapsamakta olup, en önemlileri arasında cypermethrin, lambda cyhalothrin, tralomethrin, zetacypermethrin ve alpha cypermethhrin yer almaktadır. Carbamatlar
geniş kullanım alanı bulmakta olup carbosülfan, carbaryl, furathiocarb en önemlileridir (Öztürk
1997).
Endüstriyel atıksular, kanalizasyon suları, su yüzeyine doğrudan pestisit uygulamaları, artık kim yasalların kazayla yüzey sularına karışması veya bilerek boşaltılması gibi etkiler alıcı sulardaki pestisit derişimlerinin önemli ölçüde artmasına neden olmaktadır. Sudaki pestisit kalıntıları, bozunma veya dönüşüm ürünlerinin canlılara olumsuz etkilerinin bilinmesi ise, pestisitlere olan ilginin gün geçtikçe artmasına neden olmakta, alıcı sulara deşarj edilen
atıksulardan giderilmelerini, bu amaçla değişik teknolojilerin uygulanmasını ve geliştirilmesini zorunlu hale getirmektedir (Balkaya 1998, Balkaya ve Bayraklı 2000).
UV ışığı ve yarı iletken partiküllerin varlığında kirleticilerin bozunumu yani fotokatalitik bozunma
son yıllarda pek çok organik kirleticide olduğu gibi pestisit gideriminde de ümit verici bir yöntem olarak görünmektedir. Bir çok metal oksidin yarı iletken olduğu bilinmektedir. Bunlar içerisinde fotokatalitik prosese en uygun ve aktif yarı iletkenin TiO2 olduğu belirlenmiştir (Mehos ve Turchi 1993, Malati 1995, Akbal ve Balkaya 2002). TiO2, 3,2 eV'luk band aralığı enerjisine sahip olan ve 400 nm'den küçük dalga boylarında UV ışınlaması ile aktive edilen bir yarı iletkendir. UV ışınlaması sırasında, TiO2 yüzeyinde kimyasal reaksiyonları başlatma kapasitesine sahip elektronlar ve boşluklar oluşmaktadır (Matthews 1986).
Fotokatalitik bozunmada, ışık kaynağı olarak UV lambalarının yanı sıra güneş ışığından da yararlanılmaktadır.
Güneş ışığı etkisiyle fotokatalizör varlığında kirleticilerin bozunumu ile ilgili en azından son 30 yıldır bilimsel araştırmalar gerçekleştirilmesine rağmen, prosesin endüstriyel ve ticari
uygulamaları, mühendislik ve mühendislik projelendirme sistemleri yalnızca son yıllarda gelişme
göstermiştir (Malato ve ark. 1997). Bu yöntemle atıksuların arıtımı, halen birkaç deneysel işletme ile sınırlıdır. Bu tesislere örnek olarak, Almanya ve Amerika Birleşik Devletleri'nde 1-6 m3/saatlik akış hızları ile işletilen tesisler örnek verilebilir (Goswami 1995, Freudenhammer ve ark. 1997).
Günümüzde pilot ölçekte kullanımda olan ve halen üzerinde araştırmaların devam ettiği reaktörler; parabolik oluklu reaktör (parabolic trough reactor), sabit yatak reaktör (fixed bed reactor) ve çift katlı levha reaktör (double-skin sheet reactor)' dür. Mevcut reaktörlerin her birinin çeşitli avantajları olduğu kadar dezavantajları da vardır (Goslich ve ark. 1997).
Güneş ışığından yararlanarak sulardaki kirleticilerin bozunumu diğer arıtım teknolojileri ile
kıyaslandığında, dikkate değer ölçüde düşük enerji gereksinimi ve yerinde arıtım imkanı gibi avantajlara sahiptir (Mehos ve Turchi 1993). Çeşitli araştırıcılar tarafından arazide pilot ölçekte gerçekleştirilen çalışmalarda, laboratuarda UV lambası ile gerçekleştirilen
fotokatalitik bozunma çalışmalarında elde edilen verimlere ulaşıldığı literatürlerden bilinmektedir
(Freudenhammer ve ark. 1997, Goslich ve ark.
1997). Bu çalışmalarda ayrıca, doğal ortamda katalizör varlığında güneş ışığı etkisiyle kirleticilerin bozunumunun yalnızca Akdeniz ülkeleri gibi bol güneş alan ülkelerde etkin olmadığı, güneşten az veya çok yararlanabilen tüm alanlarda etkili olduğu ifade edilmektedir.
Bu çalışmada, organofosfatlı bir pestisit olan ve ülkemizde de tarımda yaygın olarak kullanılan
DDVP (Dichlorvos)'nin sulu çözeltiden güneş ışığı etkisiyle TiO2 varlığında bozunumu araştırılmıştır.
Farklı hava koşullarının DDVP giderimine etkisinin değerlendirilebilmesi de göz önünde tutularak,
deneysel çalışmalar mümkün olduğu ölçüde değişik hava koşullarında sürdürülmüştür.