Organik ve inorganik kirleticilerin biyolojik gideriminde karışık mikrobiyal kültür kullanımının araştırılması
Investigation of mixed microbial culture usage in biological treatment of organic and inorganic pollutants
Yazar: AYŞE İREM GÜNDÜZ
Danışman: PROF. DR. NUR KOÇBERBER KILIÇ
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Ağır metaller = Heavy metals ; Bakteri kültürü = Bacteria culture ; Biyoremediasyon = Bioremediation ; Tekstil boyaları = Textile dyes

Özet:
Ankara'daki Çubuk Çayı Gümüşdere Mahallesi noktasından alınan su örnekleri, organik kirletici Setazol Navy Blue SBG (SNB) ve inorganik kirletici Cr(VI) veya Ni(II)'e dirençli karışık bir mikrobiyal kültür elde edilmek üzere kullanılmıştır. Bu kültür daha sonra SNB ve Cr(VI) veya Ni(II)'in biyogiderimini amaçlayan deneylerde kullanılmıştır. Karışık kültürün boya içeren ortamda, Cr(VI) giderimi yaptığı, bununla birlikte Ni(II)'i uzaklaştıramadığı görülmüştür. En yüksek kirletici giderim etkinliği için optimum koşullar araştırılmıştır. Sonuçlar, Cr(VI) için %96.3 ve SNB boyası için %78.5 giderim oranlarıyla en etkili biyogiderimin pH 8'de gerçekleştiğini göstermiştir. Yedi günlük inkübasyon süresinin ardından, 50.4 mg/L SNB ve 9.7 mg/L Cr(VI) içeren ortamda, giderim verimleri, SNB boyası için %87.3 ve Cr(VI) için %96.6 olmuştur. En yüksek biyolojik giderim kapasitesi, 50 mg/L SNB boya ve 25 mg/L Cr(VI) içeren ortamda %8'lik (v/v) karışık kültür biyokütle konsantrasyonunda gözlenmiş ve her iki kirletici için %100'lük bir giderim verimi elde edilmiştir. En yüksek biyoremediasyon kapasitesine sahip bakteriler, 16S rDNA gen dizisi analizi yoluyla Microbacterium oxydans ve Leucobacter aridicollis olarak tanılanmıştır. Potansiyel biyoremediasyon mekanizmaları, mikroorganizmaların FTIR spektrumları analiz edilerek, çeşitli fonksiyonel gruplara ve ilgili yapılara odaklanılarak araştırılmıştır. Bu çalışma ile elde edilen mikroorganizmaların, atıksuların biyoremediasyonunda, çeşitli biyoteknolojik uygulamalarda ve biyolojik arıtım sistemlerinde kullanım potansiyeline sahip, ülkemizde bulunan akarsulardan izole edilmiş yerli, güvenli, ucuz ve etkin biyosorbentler olarak kullanılabilecekleri ortaya konulmuştur.

Abstract:
Water samples collected from the Çubuk Çayı Gümüşdere neighborhood in Ankara were used to obtain a mixed microbial culture resistant to both the organic pollutant Setazol® Navy Blue SBG (SNB) and inorganic pollutant Cr(VI) or Ni(II). This culture was subsequently used in experiments of bioremoval of SNB and Cr(VI) or Ni(II). It was observed that the mixed culture removed Cr(VI) but could not remove Ni(II) in the dye-containing medium. The optimum conditions for maximizing pollutant removal efficiency were investigated. The results showed that the most effective bioremoval occurred at pH 8, with removal rates of 96.3% for Cr(VI) and 78.5% for SNB dye. In medium containing 50.4 mg/L SNB and 9.7 mg/L Cr(VI), removal efficiencies after a 7-day incubation period were 87.3% for SNB dye and 96.6% for Cr(VI). The highest bioremoval capacity was observed at a mixed culture biomass concentration of 8% (v/v) in the medium containing 50 mg/L SNB dye and 25 mg/L Cr(VI), giving a removal efficiency of 100% for both pollutants. Through 16S rDNA gene sequence analysis, the bacteria with the highest bioremediation capacity were identified as Microbacterium oxydans and Leucobacter aridicollis. Potential bioremediation mechanisms were investigated by analyzing FTIR spectra of microorganisms, focusing on various functional groups and related structures. Our findings indicate that the microorganisms obtained from this study can be used as local, safe, cheap, and effective biosorbents isolated from the streams in our country, which have the potential to be used in the bioremediation of wastewater, biotechnological applications, and biological treatment systems.