Azo tekstil boyalarının renk ve toksisitesinin halofilik arkeler tarafından giderimi
Decolorization and detoxification of textile azo dyes by halophilic archaea
Yazar: EVRİM YILDIZ
Danışman: DOÇ. DR. BİRGÜL ÖZCAN
Mustafa Kemal Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2014
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Endüstriyel boyalar = Industrial dyes ; Halofilik archaea = Halophilic archaea ; Reaktif boyar maddeler = Reactive dyestuffs ; Tekstil boyaları = Textile dyes

Özet:
Ksenobiyotik yapılarından dolayı biyolojik yıkıma dirençli azo bileşikleri en büyük ve en fazla çeşit içeren sentetik boya grubunu oluşturmaktadır. Genellikle yüksek tuz içeren tekstil atık sularıyla dışarıya bırakılmaları nedeniyle çevre güvenliği için önemli bir tehdit oluşturmaktadırlar. Dolayısıyla kaynaklarımızın korunması için bu kirleticilerin giderilmesi büyük önem taşımaktadır. Bu amaçla, halofilik arke izolatları kullanılarak azo boyalarının renk giderimi araştırılmıştır. %20 NaCl ve RS5 içeren katı/sıvı ortamda 121 arkeal izolatın renk giderim yetenekleri taranmış ve en yüksek renk gideriminin F89A1, B44B ve CH7 izolatlarına ait olduğu belirlenmiştir. Üç arkeal izolatın maksimum renk giderimini statik koşullarda, %20 NaCl, pH 7.5  ve 45C'de gerçekleştirdiği belirlenmiştir. F89A1 ve B44B izolatlarının 1000 ppm boya konsantrasyonuna kadar renk giderimi gerçekleştirdiği, CH7 izolatının ise 500 ppm ve üzerindeki boya konsantrasyonlarının rengini gideremediği saptanmıştır. İnokulum miktarının artışı ile renk giderim süresinin kısaldığı ancak renk giderim oranında değişim olmadığı ve iz elementlerin renk giderimini etkilemediği belirlenmiştir. Organik azot kaynaklarının ve özellikle maya özütü renk giderimini arttırdığı tespit edilmiştir. Boyaların renk gideriminde azoredüktaz enziminin rol oynadığı belirlenmiş olup, F89A1 suşunda en yüksek enzim aktivitesi 2.5 M KCl, 45C sıcaklık ve pH 7.0'de 12.8 U/ml olarak, B44B ve CH7 için 2.5 M KCl, 35C sıcaklık ve pH 7.5'da sırası ile 11.63 U/ml ve 11.07 U/ml olarak hesaplanmıştır. RS5 ve RK180 boyalarının ve renk giderimi sonrası boya giderim ortamının agar difüzyon yöntemi ile arkeal test organizmaları üzerinde toksik etkiye rastlanmamış, Mikrotoks analizi sonucunda ise düşük seviyelerde toksik etki gözlenmiştir. GC-MS analizi sonucunda aromatik aminli bileşiklerin varlığı gösterilmiş olup artan inkübasyon periyoduyla birlikte yıkım ürünlerinin arttığı tespit edilmiştir. Bu çalışma ile ilk kez halofilik arke suşları kullanılarak yüksek tuz konsantrasyonunda azo tekstil boyalarının renk giderimi ve arkeal azoredüktaz aktivitesi çalışılmıştır.   








Anahtar kelimeler: Halofilik arke, Tekstil azo boyaları, Azoredüktaz, Renk Giderimi, Toksisite giderimi

Abstract:
ABSTRACT

DECOLORIZATION AND DETOXIFICATION OF TEXTILE AZO DYES BY HALOPHILIC ARCHAEA
Azo compounds, which are resistant to biological degradation due to their xenobiotic structure, build up the most numerous and the most diverse group of synthetic dyes. They pose serious ecological threat because of their disposal together to textile wastewater containing rather high salt ratio. Hence removal of these contaminants is of importance in view of protecting our resources. To this end, decolorization of azo dyes by halophilic archaea was investigated. 121 Archaeal isolates were experimented for their decolorization capacity in solid/liquid medium with 20% NaCl and RB5, and the highest decolorization rate was determined to belong to F89A1, B44B and CH7 izolates. It was observed that these three archaeal isolates brought about the maximum decolorization rate under statical conditions with 20% NaCl, pH 7.5, at 45C. It was established that F89A1 and B44B isolates provided decolorization up to 1000 concentration, while CH7 isolate failed to decolorize 500ppm or more concentrations. It was found out that higher inoculation amount resulted in shorter time needed for decolorization. On the other hand, decolorization rate remained unchanged and  the trace elements didn't have any effect on the process. Organic nitrogen sources, particularly that of yeast extract was observed to enhance decolorization rate azoreductaseswere determined to have an impact on decolorization of dyes; the highest decolorization activity with F89A1 strain at 2.5 M KCl, 45C, pH 7.0 was estimated as 12.8 U/ml, while iy was found as 11.63 U/ml and 11.07 U/ml respectively for B44B and CH7 at 2.5 M KCl, 35C, pH 7.5. No toxic effect was observed on achaeal test organisms with agar diffusion method caused by decolorization practice or by RB5 and RR180 dyes, however, some toxic effect was detected at lower levels after Microtox analysis. GC-MS analyses revealed presence of aromatic amine compounds, degradation products increased in parallel with longer incubation period. It is the first time that halophilic strains have been used for studying decolorization of azo textile dyes and archaeal azoreductases activity higher salt concentrations.        









Key words: Halophilic archaea, Textile azo dyes, Azoreductase, Decolorization, Detoxification.