Haliç'te mikrobiyal su kalitesinin membran filtrasyon ve kantitatif polimeraz zincir reaksiyonu (qPCR) yöntemleri ile değerlendirilmesi
Assessing microbial water quality by membrane filtration and quantitative polymerase chain reaction (qPCR) methods at Golden horn
Yazar: SİBEL ZEKİ
Danışman: PROF. DR. SELMİN BURAK
İstanbul Üniversitesi / Deniz Bilimleri ve İşletmeciliği Enstitüsü / Denizel Çevre Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Deniz Bilimleri = Marine Science ; Mikrobiyoloji = Microbiology ; İşletme = Business Administration
Dizin: Bacteroides = Bacteroides ; Escherichia coli = Escherichia coli ; Fekal koliform = Fecal coliform ; Membran filtrasyon tekniği = Membrane filtration technique ; Mikrobiyal kirlilik = Microbial contamination ; Polimeraz zincirleme reaksiyonu = Polymerase chain reaction ; Su kalitesi = Water quality ; İstanbul-Haliç = İstanbul-Haliç

Özet:
İstanbul'un önemli bir parçası olan Haliç, insan kaynaklı birçok etkinin altındadır. Tez çalışması kapsamında bir yıl boyunca (Şubat 2001- Ocak 2012) toplam 108 örnekleme yapılarak, Haliç'in mikrobiyal su kalitesi membran filtrasyon ve qPCR yöntemleri ile geleneksel (fekal koliform, enterokok, Escherichia coli) ve yeni indikatörler (Bacteroides thetaiotaomicron) kullanılarak değerlendirilmiştir.Haliç'te mikrobiyal su kalitesinin derelerden açığa doğru gidildikçe değiştiği görülmektedir. Başlıca kirlilik kaynakları Alibey ve Kağıthane Dereleridir. Ortalama Fekal koliform ve E. coli değerleri sırasıyla 1,84×103 KOB/100ml ve 2,98×104 HE/100ml olarak belirlenmiştir. Membran filtrasyon ile belirlenen ortalama enterokok değeri 1,24×104 KOB/100ml iken qPCR ile belirlenen ortalama değer 4,62×104 HE/100ml'dir. Çalışmada ilk kez Bacteroides thetaiotaomicron türüne ait markır kullanılarak Haliç yüzey sularında insan kökenli kirliliğin değerlendirilmesi yapılmıştır. qPCR yöntemi ile belirlenen Bacteroides thetaiotaomicron konsantrasyonu < hassasiyet sınırı - 2,42×104 HE/100ml arasında dağılım göstermektedir. İç Haliç'te incelenen örneklerin %58'si, orta Haliç'te %17'si ve dış Haliç'te %8'i insan kökenli kirliliğe işaret etmektedir. Çalışmada ayrıca fekal indikatör bakteriler ile çevresel parametreler arsındaki ilişki incelenmiştir. Yağışlı günlerde kirliliğin artış gösterdiği tespit edilmiştir. Buna ek olarak kültüre dayalı ve moleküler yöntemler arasındaki ilişki Türkiye sularında ilk kez karşılaştırılmıştır. qPCR ve kültüre dayalı yöntemler arasında anlamlı bir ilişki (r2 = 0,73) elde edilmiştir. Tez çalışması qPCR yönteminin Haliç'te su kalitesinin mikrobiyal açıdan incelenmesinde kullanılabilirliğini kanıtlamaktadır.

Abstract:
Halic (Golden Horn), is an urban estuary in Istanbul metropolitan area and subjected to severe anthropogenic impacts. The present study is an assessment of the microbial pollution of the estuarine water. A total of 108 samples were collected over a one-year period (February 2011 - January 2012) and analyzed by membrane filtration and quantitative PCR (qPCR) methods to test for traditional (fecal coliform, enterococci, E. coli) and alternative indicators (Bacteroides thetaiotaomicron) of fecal pollution.The microbial water quality of the Halic decreases from upstream towards downstream. The major source of fecal pollution derived from Alibey and Kagithane Rivers. Fecal coliform and E. coli mean densities were 1,84×103 CFU/100ml and 2,98×104 CE/100ml respectively. Enterococci mean densities in the estuary were 1,24×104 CFU/100ml by membrane filtration and 4,62×104 CE/100ml by qPCR. Bacteroides thetaiotaomicron genetic marker used to determine human sources of fecal contamination in surface waters for the first time at Halic. Bacteroides thetaiotaomicron densities ranged from below the detection limit to 2,42×104 cell equivalent per 100ml by qPCR. About 58% of the samples in the upper part, 17% of the samples in the middle part and 8% of the samples in the lower part of Halic had evidence of anthropogenic derived fecal contamination. The relationships among the fecal indicator bacteria and environmental parameters were also examined. Our results indicate that fecal contamination of surface waters shows significantly increase after rainfall events. Furthermore the efficiency of the culture and qPCR based methods were compared for the first time in Turkish waters. qPCR and culture based concentrations for enterococci were significantly (r2=0,73) correlated. This study suggests the potential use of qPCR for microbial water quality monitoring in Golden Horn Estuary.