İğneada Longoz Ormanları sulak alanı havza ve alt havzalarının mikrobiyal kirlilik indikatörlerinin belirlenmesi ve bazı iklim faktörleriyle ilişkilendirilmesi
Determination of microbial pollution indicators of İğneada Flooded Forest wetland basin and sub-basins and their relationship with some climate factors
Yazar: AHMET BURAK DUMLU
Danışman: PROF. DR. UTKU GÜNER
Trakya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Biyoistatistik = Biostatistics ; Biyoloji = Biology ; Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Ekolojik çevre = Ecological environment ; Hidrobiyoloji = Hydrobiology ; Mikrobiyoloji = Microbiology ; Mikrobiyolojik analiz = Microbiological analysis ; Mikrobiyolojik kalite = Microbiological quality ; Mikrobiyolojik teknikler = Microbiological techniques ; Mikrobiyolojik özellikler = Microbiological properties ; Moleküler biyoloji = Molecular biology ; Su mikrobiyolojisi = Water microbiology ; Sürdürülebilir çevre = Sustainable environment

Özet:
İğneada Longoz Ormanları'nı besleyen havza ve alt havzaların su kalitesi, bünyesindeki ekosistemlerin ve zengin biyoçeşitliliğin sürdürülebilirliği açısından büyük önem taşır. Bu nedenle, İğneada Longoz Ormanları'nın su kaynaklarına yönelik koruma ve yönetim çabaları büyük bir hassasiyetle yürütülmelidir. Bu çalışma kapsamında İğneada Longoz Ormanları'nı besleyen havza ve alt havzalarda bölgesel anlamda belirlenmiş 18 kritik noktadan (istasyon) 2021-2022 yıllarında her mevsim olmak üzere toplamda 144 numune alınmıştır. Havza ve alt havzaların mikrobiyolojik kirliliklerinin saptanması amacıyla geleneksel kültür yöntemiyle ulusal ve uluslararası fekal kirlilik indikatörü olarak kabul edilen ve insan sağlığı açısından önemli fakat fekal olmayan toplam koliform bakteri, fekal koliform bakteri, fekal enterokok (streptokok), Clostridium
perfringens, Clostridia, Pseudomonas aeruginosa, 37oC ve 22 oC'de üreyen toplam canlı
parametrelerinin analizleri gerçekleştirilmiştir. Su kaynaklarının fizikokimyasal durumu hem numune alımı esnasında hem de laboratuvarda gerçekleştirilen analizler ile saptanmıştır. Elde edilen verilere göre istasyonların, Türkiye'deki mevzuatlar doğrultusunda I ila IV. sınıf aralığında kalite sınıflandırılması gerçekleştirilmiştir.
İğneada Longoz Ormanları'nı besleyen su kaynakları üç ana havzada dağılmakta olup, toplam koliform bakteri açısından kalitesi II-III. sınıf (5422-34675 kob/100ml), fekal koliform bakteri açısından ise II-IV. sınıf (173-11688 kob/100ml) aralığındadır.
Havzalara ait numunelerin fizikokimyasal kalitesi genel olarak I. sınıf olmakla birlikte, sonbahar-yaz dönemlerinde yer yer suda çözünmüş oksijen ve renk parametreleri açısından kalitesi IV. sınıfa kadar düşmektedir. Geleneksel kültür metodunun yanı sıra,konakçıya özgü Bacteroidales 16S rRNA genlerini tespit etmeye yönelik evrensel olarak BacUni, insan için HF183 ve Bachum, büyükbaş hayvan için ise BacR ve BacCow yöntemleri ile numunelerin moleküler analizleri gerçekleştirilerek fekal kirlilik kaynağının kirletici bazlı dağılımı kantitatif olarak hesaplanmış ve kültür analizi sonuçları ile istatistiki olarak karşılaştırılmıştır. Gerçekleştirilen moleküler analiz sonuçlarına göre belirtilen yöntemlerin tespit frekansları tüm numunelerde BacUni için yüzde 100, HF183 ve Bachum için sırasıyla yüzde 96,5 ve 94,5; BacCow ve BacR için ise yüzde 92,3 ve 88,1'dir. Büyükbaş hayvan kaynaklı Bacteroidales 16S rRNA genlerinin takibinde kullanılan BacCow ve BacR yöntemleri verileri ile mikrobiyolojik kültür analiz sonuçları arasındaki ilişki insan kaynaklı MKT yöntemleri olan HF183 ve Bachum verileri kadar güçlü değildir. Bu durum, İğneada Longoz Ormanları'nı besleyen havza ve alt havzalarda tespit edilen fekal kirliliğin büyük ölçüde insan kaynaklı olduğunu göstermektedir.
Araştırma sahasının iklim faktörleri ile mikrobiyolojik parametreler arasında ilişkilerin olduğu ancak bu ilişkilerin genellikle zayıf ila orta düzeyde olduğu görülmektedir.
Mevsimsel ortalama sıcaklık ile Clostridia (vejetatif+spor) ve 37oC'de üreyen toplam canlı sayısı arasında orta ila kuvvetli derecede pozitif bir ilişki belirlenmiştir (Spearman r>0,6; p<0,001). Bununla birlikte fekal grup bakteri verileri ile mevsimsel ortalama sıcaklık arasında zayıf dereceli pozitif bir ilişki tespit edilirken (Spearman r=0,286; p=0,001), mevsimsel toplam yağış miktarı arasında ise zayıf dereceli negatif bir ilişki gözlenmiştir (Spearman r= -0,232; p=0,005). Sonuç olarak her ne İğneada Longoz Ormanlarını besleyen havza ve alt havzaları kapsayan araştırma sahasının 2021-2022 yılları mevsimlere göre ortalama sıcaklık(oC) ve toplam yağış(mm) verileri ile istasyonlardan elde edilen mikrobiyolojik kültür analiz sonuçları arasında %95 güven aralığında korelasyon ilişkisi bulunuyor olsa da fekal bakteri verilerinin dağılımında iklimsel faktörlerin etkisinin kuvvetli olmadığı gözlenmiştir.

Abstract:
The water quality of the basin and sub-basins feeding the Igneada Longoz Forests is of great importance for the sustainability of the ecosystems and rich biodiversity within it. Within the scope of this study, a total of 144 samples were taken in all seasons in 2021- 2022 from 18 regionally determined stations. In order to determine the fecal and non- fecal microbiological contamination, analysis of total coliform, fecal coliform, fecal
enterococci (streptococci), Clostridium perfringens, Clostridia, Pseudomonas
aeruginosa and total bacteria grown at 37oC and 22oC were performed. The physicochemical status of water resources was determined both during sampling and by analyzes carried out in the laboratory. According to the data obtained, the station's water quality are classified between I and IV in line with the regulations in Turkey. The water resources that feed the Igneada Longoz Forests are distributed in three main basins and their quality is between II-III class (5422-34675 cfu/100ml) in terms of total coliform bacteria and II-IV class (173-11688 cfu/100ml) in terms of fecal coliform bacteria.
Although the physicochemical quality of the samples belonging to the basins is class I in general, but their quality down class IV in terms of dissolved oxygen and color parameters in the autumn-summer periods. In addition to culture method, molecular analyzes of the samples were performed using the universal BacUni, HF183 and Bachum methods for humans, and BacR and BacCow methods for cattle to detect the host-specific Bacteroidales 16S rRNA genes, and the pollutant-based distribution of the fecal pollution source was quantitatively calculated and statistically compared with the results of the culture analysis results. According to the results of the molecular analysis performed, the detection frequencies of methods were 100 percent for BacUni; 96,5 and 94,5 percent for HF183 and Bachum; 92,3 and 88,1 percent for BacCow and BacR. The relationship between the data of BacCow and BacR methods used in the tracking of Bacteroidales 16S rRNA genes from cattle and microbiological culture analysis results is not as strong as the data of HF183 and Bachum, which are human MST methods. This situation shows that the fecal pollution detected in the basins of Iğneada Longoz Forests is largely of human origin. It is seen that there are relations between the climatic factors of the research area and microbiological parameters, but these relations are generally weak to moderate.
A moderate to strong positive correlation was determined between the seasonal mean temperature and Clostridia and the total bacteria grown at 37oC (Spearman r>0,6; p<0,001). However, a weak positive correlation was found between fecal group bacteria data and seasonal mean temperature (Spearman r=0,286; p=0,001), while a weak negative correlation was observed between seasonal total precipitation (Spearman r= -0,232; p= 0,005). As a result, although there is a significant correlation between microbiological culture parameters and climatic factors, it was observed that the effect of climatic factors on the distribution of fecal bacteria data was not strong.