Farklı antibiyotik gruplarını içeren sentetik atıksuların anaerobik arıtımı ve mikrobiyal komünitenin belirlenmesi
Anerobic treatment of synthetic wastewater containing different antibiotic groups and determination of microbial community
Yazar: DİLEK MALAY
Danışman: DOÇ. DR. CANSU FİLİK İŞÇEN
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Mikrobiyoloji = Microbiology

Özet:
Antibiyotikler insan ve hayvan hastalıklarının iyileştirilmesinde kullanılan en başarılı ilaç grupları arasındadır.  Ancak antibiyotiklerin büyük bir kısmı insanlarda tam metabolize olmamaları ya da kullanılmayan antibiyotiklerin alıcı ortama boşaltılması nedeniyle, antibiyotikler kentsel atıksularda bulunabilmektedir.  Su ve atık sulardan antibiyotik gideriminde kullanılan yöntemler arasında anaerobik arıtım yöntemlerinin kullanımı artış göstermektedir.  Günümüzde anaerobik arıtma sistemleri orta ve yüksek derecede organik maddeler içeren atık sular için yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada farklı antibiyotik gruplarını içeren sentetik atık suların kesikli ve laboratuvar ölçekli yukarı akışlı dolgulu yatak reaktörde arıtımı, KOİ giderimi ve reaktördeki mikrobiyal çeşitliliğin araştırılması amaçlanmıştır. Çalışmada amfoterisin b, eritromisin, flukonazol, kanamisin, sefamezin tetrasikilin, vankomisin antibiyotikleri kullanılmıştır. Kesikli reaktör çalışmalarının istatistiksel optimizasyonu sonucu elde edilen veriler dikkate alınarak sürekli reaktörde arıtım süreci takip edilmiştir. Reaktör sürecinde antibiyotik konsantrasyonu, organik yükleme oranı, kimyasal oksijen ihtiyacı gibi işletim parametrelerinin organik madde giderim verimi üzerine etkileri değerlendirilmiştir.  En yüksek KOİ giderimi 30 mg/l antibiyotik içeren atık suyun uygulandığı, hidrolitik alıkonma süresinin 96 saat ve Organik yükleme oranının 0,618 g KOİ l-1 gün-1 olduğu koşullarda gerçekleşmiştir. Çalışmada denenen tüm antibiyotik konsantrasyonlarında (10-100 mg/L) çıkış suyunun deşarj standartlarını sağlayacak düzeyde arıtıldığı belirlenmiştir.  Ayrıca, uygulanan toksisite test sonucunda toksik olan giriş atık suyunun arıtım sonrasında toksik etkisinin kalmadığı bulunmuştur. Arıtımda rol alan mikrobiyal konsorsiyumun belirlenmesinde yeni nesil dizileme tekniği kullanılmıştır.  Yeni nesil dizileme sonuçlarına göre, anaerobik çamurda 347 bakteri ve 26 arke üyesi tespit edilmiştir.  Bakterilerden %19,56' lik oranla Syntrophobacter spp. ve arkelerden %94,064 Methanosaeta spp. baskın türler olduğu ve arıtımda etkin oldukları tespit edilmiştir.    
Anahtar kelimeler: Anaerobik arıtım, kesikli reaktör, yukarı akışlı anaerobik dolgulu yatak reaktör, antibiyotik, sentetik atık su,  yeni nesil dizileme

Abstract:
Antibiotics are among the most successful group of pharmaceuticals used for human and veterinary therapy. However, large amounts of antibiotics are released into municipal wastewater due to incomplete metabolism in humans or due to disposal of unused antibiotics. Anaerobic treatment systems increasingly used for removal of antibiotics from wastewater.  Today, anaerobic treatment systems commonly used for wastewater containing medium and high degree of organic matters. This study was carried out for the treatment of synthetic wastewater containing different antibiotic group in batch and laboratory scale up flow packed bed reactor; for removal of COD and for investigation of the microbial diversity in reactor. In this study, amphotericin b, erythromycin, fluconazole, kanamycin, cefamezin, tetracycline, vancomycin antibiotics were used.  The treatment process was monitored based on the statistical optimisation data of the batch reactor studies. The effects of operating parameters  such as  wastewater concentration, organic loading rate: OLR, chemical oxygen demand: COD on organic matter removal efficiency was evaluated  in the reactor  process.  The highest COD removal efficiencies were obtained for the use of waste water containing  30 mg/l antibiotic at 96 hour HRT and 0,618 g COD/day OLR.  For all samples with different antibiotic concentrations (10-100 mg/l) the treated water was treated to provide the water discharge standards. According to the results of the toxicity test, it was found that the toxicity of the raw wastewater was eliminated after the treatment. Next generation sequencing was used for determining microbial diversity. According to next generation sequencing results, 347 bacteria and 26 archaea members have been detected in the anaeorobic sludge. Also, of the bacterial strain Syntrophobacter spp. (19.56%) and of the archea strain Methanosaeta spp. (94,064 %) was found to be effective in treatment. 
Key words: Anaerobic treatment, batch reactor, up flow packed bed reactor, antibiotic, synthetic wastewater, next generation sequencing