İkincil arıtma çıkış suyuna adapte edilen Lemna minor L. ile Lemna gibba L.'da ağır metal akümülasyonu ve oksidatif stres düzeyinin belirlenmesi
Determination of heavy metal accumulation and oxidative stress level in L. gibba L. and L. minor  L. adapted in secondary effluent
Yazar: ŞÛLE YÜKSEL TATAR
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ERDAL ÖBEK
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2014
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Çevre ve canlı sağlığı açısından risk oluşturan kirleticileri  (ağır metaller, pestisitler, organik ve inorganik toksinler, radyoaktif maddeler gibi) ortamdan alıp bünyesinde biriktiren organizmalar atıksu arıtımında yaygın olarak kullanılmaktadır. Kirleticilerin biyokimyasal döngülerdeki etkilerinin erken belirlenebilmesi çevre ve canlı sağlığı açısından büyük bir önem taşımaktadır. Kirleticiler ve diğer çevresel baskılardan kaynaklanan oksidatif stresi gideren antioksidatif bileşenlerden glutation ve antioksidan vitaminlerin miktarlarındaki değişim kirliliğin erken biomarkırları olarak değerlendirilmektedir.  
     Bu çalışmada sucul bitkilerden Lemna minor L. ve Lemna gibba L.'nın Elazığ Kentsel Atıksu Arıtma Tesisi çıkış sularındaki kirleticilerden ağır metalleri akümüle etme yeteneği ile bu kirleticilerin sözkonusu bitkilerdeki MDA, GSH düzeyleri, GSH/GSSG oranı ve enzimatik olmayan antioksidant vitamin (A, E ve C vitaminleri) düzeylerine etkisinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla doğal su ortamlarında yetişen L. gibba ve L. minor bitkileri arıtma tesisi çıkış suyunun alındığı reaktörlere ayrı ayrı yerleştirilip, reaktörlere alınan ve reaktörlerden çıkan su örnekleri ile bitki örneklerinde makro ve mikro element düzeyleri ICP-MS cihazı ile analizlenmiştir. 
     Ayrıca bitki örneklerinde MDA, GSH, GSH/GSSG oranı ve enzimatik olmayan antioksidant vitamin (A, E ve C vitaminleri) düzeyleri HPLC cihazı ile analizlenmiştir.  Doğal su ortamından alınan kontrol bitkisiyle reaktörlerden alınan bitki örneklerindeki metal içerikleri mukayese edildiğinde, metal alımı ile bitkilerde stresin göstergesi olan MDA miktarlarının L. minor ve L. gibba frondlarında önemli derecede yüksek olduğu gözlenmiştir. L. minor frondlarında GSH miktarları kontrol grubundan önemli derecede yüksek, L. gibba'da ise kontrol grubundan yüksek olduğu gözlenmiştir. L. gibba frondlarında GSH/GSSG oranlarının kontrol grubundan yüksek, L. minor frondlarında ise genel olarak kontrol grubundan düşük olduğu tespit edilmiştir.. L. gibba frondlarındaki A vitamini değişken yanıtlar göstermiştir. Çalışma süresince L. minor'de kontrole göre 3.ve 5. günler arasında arttığı, L. gibba'da ise sadece 3. gün arttığı diğer günler sürekli azaldığı tespit edilmiştir. E vitamini L. minor'de kontrole göre sürekli ve L. gibba'da ise 3. gün hariç azalmıştır. L. minor frondlarındaki C vitamininin kontrolden önemli derecede yüksek olduğu, L. gibba'da ise 1. gün arttığı, sonraki günlerde azalış ve artışlar meydana geldiği tespit edilmiştir.
     İstatistiksel olarak değişkenler arasındaki ilişkinin incelenmesinde pearson korelasyon testi kullanılmıştır. Çalışmanın analizinde SPSS istatistik paket programı kullanılmıştır. Kontrol grubu ile reaktörlerden alınan örnekler arasındaki korelasyonlara bakılarak p<0,05 istatistiksel olarak anlamlı kabul edilmiştir.

Abstract:
The organisms accumulating risky pollutants such as heavy metals, pesticides, organic and inorganic toxins and radioactive materials from the environment are used widely in waste water treatment. Early detection of the effects of pollutants on biochemical processes has a big importance on environment and the health of living organisms. Glutathione among antioxidative compounds which removes oxidative stress from the pollutants and other environmental effects, and the change in vitamin amounts are accepted as early indicators (markers) of the pollution.
     In this study, it is aimed to determine the capability of accumulation of heavy metals of aquatic plants Lemna minor L. and Lemna gibba L. from the effluent of municipal wastewater system of Elazig and the determination of the effects of these pollutants on amounts of MDA and GSH, GSH/GSSG ratio in these plants and, the effects on nonenzymatic antioxidant vitamins (A, E and C) levels. With this aim, L. gibba and L. minor were placed within the reactors separately. Macro and micro element levels in the samples of treated and effluent waters from the reactors and in the plants were analyzed in ICP-MS analyzer.
     In addition, MDA and GSH levels, GSH/GSSG ratio and non enzymatic anti oxidative vitamin (A,E and C vitamins) were analyzed in HPLC device.
     When metal levels in the plants from the reactors were compared with the control sample, it was seen that MDA level which is an indicator of stress in plants was detected to be significantly high in L. minor and L. gibba fronds. It was also observed that GSH level was considerably higher than the control group and moderately higher than the control group in L. minor and L. gibba fronds respectively. GSH/GSSG ratios were higher than L. gibba fronds and generally lower in L. minor regarding control group. Vitamin A in L. gibba fronds gave varying responds. During the process, Vitamin A increased between 3rd and 5th days in L. minor with respect to the control group but decreased continuously after the 3rd day in L. gibba. Vitamin E decreased continuously in L. minor and it also decreased in L. minor except the 3rd day. Vitamin C was significantly higher than the control group in L. minor fronds and also increased on the 1st day and fluctuated on the following days.
     Pearson Correlation Test was used in analyzing the relations between the parameters statistically. SPSS software was used in analysis of the study. Considering the correlation between the control group and the samples from the reactors, p<0.05 was accepted meaningful.