Phytoremediation of boron containing synthetic aqueous solutions and real geothermal water using Lemna minor

Abstract

In this paper, phytoremediation performance of Lemna minor L. on boron (B) removal from synthetic solution and real geothermal brine was evaluated. Effects of B concentration, initial pH, water height in cell, and initial humic acid concentration were investigated. The maximum removal efficiency was 96.7 % with the experimental run with B concentration of 5 mg L-1, pH 8, and 1.5 cm water depth. Increasing the B concentration from 5 to 30 mg L-1 resulted in a drastic decrease in removal efficiency to 36.6 %, due to the toxic effect of high boron content, which was clearly observed from deterioration of plant’s color and structure. SEM, FTIR, and mass balance analyses revealed that the boron removal mechanism was mainly biosorption. Geothermal water experiments indicated L. minor’s applicability with 59.5% removal efficiency, proving high potential in being used for post-treatment of geothermal waters with high boron content.

Bu çalışma kapsamında bor içeren sentetik çözeltilerin ve jeotermal suların Lemna minor L. bitkisi kullanılarak ıslahı çalışılmıştır. Çalışmada başlangıç bor konsantrasyonu, pH, arıtım hücresindeki su yüksekliği ve başlangıç hümik asit konsantrasyonlarının giderim verimi üzerine etkisi incelenmiştir. 5 mg L-1 başlangıç bor konsantrasyonu, pH 8 ve 1,5 cm su derinliğinde yürütülen deneysel çalışma ile maksimum bor giderim verimi % 96,7 olarak bulunmuştur. Başlangıç bor konsantrasyonunun 5’den 30 mg L-1’e yükseltilmesi ile bitkinin rengi ve yapısı yüksek bor içeriğinin bitki üzerindeki toksik etkisi nedeni ile bozulmuştur ve sonucunda giderim verimi 36,6% olarak bulunmuştur. SEM, FTIR ve kütle dengesi analizleri, bor giderim mekanizmasının esas olarak biyosorpsiyon olduğunu ortaya koymuştur. Ek olarak, jeotermal su arıtımı çalışmaları, L. minor'un 59,5% bor giderim verimliliği ile uygulanabilirliğini göstermiştir ve yüksek bor içeriğine sahip jeotermal suların son arıtımı için çalışmanın yüksek potansiyeli olduğunu kanıtlamıştır.