Bakteri inaktivasyonunda farklı aktivasyon metotları ile elde edilen sülfat radikallerinin verimliliği
Efficiency of sulfate radicals produced by different activation methods on bacterial inactivation
Yazar: GAMZE ŞENER
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ SEVİL ÇALIŞKAN ELEREN
Bursa Uludağ Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Bu çalışmada, UV-C radyasyonu ve Fe+2 ile aktive edilmiş sülfat radikallerinin (SO4●-) E. coli ve P. aeruginosa bakterileri üzerindeki inaktivasyon etkisi araştırılmıştır. UV-C/Sülfat tuzu deneylerinde, sülfat radikali kaynağı olarak K2S2O8, Na2S2O8 ve Oxone tuzları kullanılmıştır. UV-C radyasyonu ve Fe+2 aktivasyonu deneylerinde, optimum PS/Fe oranını elde etmek için 3 mmol/L K2S2O8 tuzu ile birlikte 0,15, 1 ve 3 mmol/L Fe+2 kullanılmıştır. UV-C radyasyonu deneylerine sülfat tuzu eklenmesi bakteri giderimini arttırmıştır. UV-C+sülfat tuzları ile yapılan çalışmalarda, E. coli ve P. aeruginosa bakterilerinin en yüksek inaktivasyonu Oxone kullanıldığında elde edilmiştir. Oxone miktarının artması ile dezenfeksiyon verimi artarken, pH değerinin literatür sınır değerlerinin üzerinde kaldığı düşük konsantrasyonlarda ve kısa sürelerde dahi (E.coli için 0,5 mmol/L, 8 saniye, P.aeruginosa için 0,5 mmol/L, 10 saniye), UV-C+Oxone, diğer sülfat tuzlarına göre 1-2 log daha fazla giderim sağlamıştır. Optimum PS/Fe oranını belirlemek için yapılan çalışmalarda, 1/0,33 oranının bakteri inaktivasyonunda en etkili oran olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca PS/Fe proseslerine UV-C radyasyonu eklenmesi ile bakteri inaktivasyonunda yaklaşık 1,5 log daha fazla giderim elde edilmiştir. Deneysel çalışmalardaki inaktivasyon katsayıları (k1 ve k2), Microsoft Excel eklentisi olan GInaFiT (Geeraerd and Van Impe Inactivation Model Fitting Tool) modelleme aracı ile hesaplanmış ve dezenfeksiyon yöntemlerine Bifazik modelin uygun olduğu tespit edilmiştir. Sonuç olarak, P. aeruginosa'nın, SO4●- proseslerine karşı daha dirençli olduğu tespit edilmiştir. Oxone ve Fe+2 için düşük dozlarda dahi etkili bakteri inaktivasyonu sağlandığı görülmüştür. E. coli ve P. aeruginosa bakterilerinin inaktivasyonunda, UV-C radyasyonu ve Fe+2 ile aktive edilmiş SO4●-' nin etkili bir dezenfeksiyon yöntemi olduğu ve dezenfeksiyon süresini önemli ölçüde kısalttığı sonucuna varılmıştır.

Abstract:
In this study, the inactivation effect of sulfate radicals (SO4●-) activated by UV-C radiation and Fe+2 on E. coli and P. aeruginosa was investigated. K2S2O8, Na2S2O8 and Oxone salts were used as sulfate radical sources. 0.15, 1 and 3 mmol/L Fe+2 concentrations were used with 3 mmol/L K2S2O8 salt to obtain the optimum PS/Fe ratio in the UV-C radiation and Fe+2 activation experiments. Addition of sulfate salt to UV-C radiation increased bacteria removal. The highest inactivation of E. coli and P. aeruginosa was obtained by UV-C+Oxone among three different sulfate salts. While disinfection efficiency increases with the increase in the amount of oxone, UV-C+Oxone provided 1-2 log more removal than other sulfate salts even at low concentrations and in short times (0.5 mmol/L and 8 seconds for E.coli, 0.5 mmol/L and 10 seconds for P.aeruginosa) when the pH value is above the limit values of the literature. The optimum PS/Fe ratio in bacterial inactivation was determined as 1/0.33. Addition of UV-C radiation to PS/Fe processes resulted in an increase of approximately 1.5 log in bacterial inactivation. The inactivation coefficients (k1 and k2) were calculated with the GInaFiT (Geeraerd and Van Impe Inactivation Model Fitting Tool) modeling tool, which is a Microsoft Excel add-on in the experiments and it was determined that the Biphasic model was suitable for disinfection methods. As a result, P. aeruginosa was found to be more resistant to SO4●- processes. Effective bacterial inactivation was observed for Oxone and Fe+2 even at low doses. It was concluded that SO4●- activated by UV-C radiation and Fe+2 are an effective disinfection method in inactivation of E. coli and P. aeruginosa bacteria and significantly shorten the disinfection time.