Boyar madde biyoremediasyonunda termofilik mikroalg ve siyanobakterilerin kullanım kapasitelerinin araştırılması
Investigation of usage capacities of thermophilic microalgae and cyanobacteria in dyestuff bioremediation
Yazar: ESRA ERKOÇ
Danışman: PROF. DR. NUR KOÇBERBER KILIÇ
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Kaplıca sularından elde edilen saf mikroalg ve siyanobakterilerin kullanıldığı tez çalışmasında, farklı boyaları içeren ortamlarda, termofil C. aponinum ve termotolerant C. vulgaris'in Brillant Blue R (BBR) ve Remazol Brillant Blue R (RBBR) biyogiderim kapasiteleri araştırılmıştır. Biyogiderim kapasitelerinin belirlenmesi için, farklı pH'larda (pH 6.5, 7.5, 8.5 ve 9.5), artan boya (10 mg/L, 20 mg/L, 40 mg/L ve 60 mg/L), biyokütle [%10 (v/v), %20 (v/v)] konsantrasyonlarında ve artan sıcaklık değerlerinde (25 °C, 35 °C ve 45 °C), BG11 besiyerinde denemeler yapılmıştır. 
Mikroorganizmalar, 100 mL BG11 besiyerinde, 25 °C' de ve devamlı sabit ışık altında (2400 lux) 10 gün boyunca, iklimlendirme kabininde inkübe edilmiştir. C. vulgaris en yüksek boya biyoremediasyonunu pH 7.5'da yaparken, C. aponinum pH 9.5'ta en yüksek verimle kirletici giderimi yapmıştır. 
Ortamdaki biyokütle konsantrasyonu 10% (v/v), BBR konsantrasyonu 9.0 mg/L olduğunda, 25 °C'de, C. vulgaris %97.6 verimle giderim yaparken, C. aponinum, aynı ortamda %79.3 biyogiderim yapmıştır. Aynı biyokütle konsantrasyonunda, besiyerindeki RBBR konsantrasyonu 10.1 mg/L olduğunda, C. vulgaris %76.8, aynı ortamda C. aponinum %85.6 verimle biyoremediasyon gerçekleştirmiştir. 
Artan sıcaklık ve biyokütle konsantrasyonlarının boya giderimine etkisi incelendiğinde, sıcaklık artışından C. vulgaris'in olumsuz yönde etkilenerek, yalnızca 35 °C'de BBR biyoremediasyonu yaptığı, mikroalgin 45 °C'de boya giderimi yapamadığı belirlenmiştir. C. vulgaris en yüksek BBR giderimini, 40.1 mg/L kirletici ve %20 (v/v) biyokütle içeren ortamda 25 °C'de, %59.6 olarak yapmıştır. C. aponinum ise, denenen tüm sıcaklık derecelerinde gelişerek etkin boya biyoremediasyonu yapmıştır. En yüksek BBR biyoremediasyonu, yaklaşık 40 mg/L kirletici konsantrasyonunda, %20 (v/v) biyokütle ile 25 °C, 35 °C ve 45 °C'de sırasıyla, %91.1, %59.8 ve %64.5 olarak belirlenmiştir. Ortamda yaklaşık 40 mg/L RBBR ve %20 (v/v) biyokütle bulunduğunda, C. aponinum 25 °C'de %59.6, 35 °C'de %73 ve 45 °C'de %65.2 verimle boya giderimi yapmıştır. Yapılan tez çalışmasında termofil C. aponinum ve termotolerant C. vulgaris'in boya içeren atıksuların arıtılmasında yüksek verimle biyoremediasyon yapması, bu mikroorganizmaların boya içeren atıksuların biyolojik arıtım süreçlerinde kullanım potansiyelerinin olduğunu göstermiştir.

Abstract:
In the thesis study using pure microalgae and cyanobacteria obtained from hot spring waters, Brilliant Blue R (BBR) and Remazol Brilliant Blue R (RBBR) biodegradation capacities of thermophile C. aponinum and thermotolerant C. vulgaris were investigated. For the determination of biodegradation capacities, trials were conducted in BG11 medium at different pH (pH 6.5, 7.5, 8.5, and 9.5), initial dye (10 mg/L, 20 mg/L, 40 mg/L, and 60 mg/L), biomass [10% (v/v), 20% (v/v)] concentrations and increasing temperatures (25 °C, 35 °C and 45 °C).
Microorganisms were incubated in 100 mL BG11 medium at 25 °C under constant illumination (2400 lx) for 10 days in the growth chamber. C. vulgaris performed the highest dye bioremediation at pH 7.5, while C. aponinum performed the highest efficiency at pH 9.5.
In media with 9.0 mg/L BBR and 10% (v/v) biomass, at 25 °C, C. vulgaris had 97.6% removal efficiency, while C. aponinum had 79.3% bioremoval under the same conditions. At the same biomass concentration and 10.1 mg/L RBBR concentration, C. vulgaris and C. aponinum performed bioremediation with 76.8% and 85.6% yields, respectively. When the effect of increasing temperature and biomass concentrations on dye removal was examined, it was determined that C. vulgaris was adversely affected by the temperature increase, and only BBR bioremediation was done at 35 °C; microalgae could not remove dye at 45 °C. C. vulgaris achieved the highest BBR removal in media containing 40.1 mg/L pollutant and 20% (v/v) biomass at 25 °C, as 59.6%. On the other hand, C. aponinum, grew at all temperatures tested, resulting in effective dye bioremediation. The highest BBR bioremediation was determined as 91.1%, 59.8% and 64.5% in samples with approximately 40 mg/L pollutant and 20% (v/v) biomass concentration at 25 °C, 35 °C and 45 °C, respectively. When there was approximately 40 mg/L RBBR and 20% (v/v) biomass in media, C. aponinum achieved dye removal with 59.6% efficiency at 25 °C, 73% at 35 °C, and 65.2% at 45 °C. In the thesis study, the high-efficiency bioremediation of thermophile C. aponinum and thermotolerant C. vulgaris in the treatment of wastewater containing dye has shown that these microorganisms have potential use in biological treatment processes of wastewaters containing dye.