Mikroorganizmalar yardımıyla petrol hidrokarbonlarının biyolojik parçalanması
Biodegradation of petroleum hydrocarbons through microorganisms
Yazar: HÜMA KURTOĞLU
Danışman: PROF. DR. BEYZA ÜSTÜN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Biyolojik parçalanma = Biodegradation ; Hidrokarbonlar = Hydrocarbons ; Petrol = Petroleum

Özet:
Doğal sızıntıların yanı sıra petrolün üretimi, işlenmesi, taşınması aşamalarında ve meydana gelen tanker kazaları sebebiyle petrol kirliliği ortaya çıkmaktadır. Mikroorganizmalar, petrol ve petrol türevleriyle kirlenmiş ortamlarda biyokimyasal süreçlerle petrol hidrokarbonlarını karbon ve enerji kaynağı olarak kullanabilmektedirler. Bu tez çalışmasında, laboratuar ortamında Vibrio fluvialis, Pseudomonas aeruginosa, Bacillus subtilis, Escherichia coli bakterileri ve bu bakterilerin karışık kültürleri kullanılarak Siberian Light ham petrolünün biyolojik parçalanması araştırılmıştır.Bir ön çalışma olarak bakterilerin 600 nm'de optik yoğunluk (OD) tayini ile sayımı yapılmıştır ve OD ölçümüne göre bakterilerin logaritmik gelişme evresinde olduklarının belirlendiği 7 saatlik inkübasyon periyodu sonunda çalışma düzeneğine katılmaları amaçlanmıştır.Çalışma, hazırlanan farklı ortamlarda yürütülmüştür.- Yalnızca Siberian Light ham petrolü ve besiyeri içeren negatif kontrol ortamı- Farklı bakteri süspansiyonları, besiyeri ve Siberian Light ham petrolü içeren ortamlar- Siberian Light ham petrolü içermeyen, farklı bakteri süspansiyonları ve besiyerinden oluşan ortamlarHazırlanan ortamlar 31 gün süreyle 25°C ve 150 rpm'de tutulmak üzere orbital inkübatör çalkalayıcıya bırakılmıştır. Analizler için bu ortamlardan 72 saat aralıklar ile 3'er ml örnek alınıp pH ölçümleri yapılmış ve numuneler +4°C'de saklanmıştır. Ekstraksiyon işleminde her numune üzerine 1: 1 hacim oranında n-heksan eklenmiş ve hidrokarbon içeren heksan fazları elde edilmiştir. Bu fazlarda ultraviyole fluorospektrofotometre cihazında 310- 360 nm dalga boyu aralığında toplam petrol hidrokarbonu konsantrasyonları ölçülmüştür ve bu ölçümler GC-MS cihazında yapılan hidrokarbon analizleriyle desteklenmiştir. GC-MS analizlerinden elde edilen kromatogramlarda Siberian Light ham petrolünün bulunduğu ortamlardaki petrol hidrokarbonlarının biyolojik parçalanmasının izlenmesi amacıyla, C17/Pristane (C17/Pr) ve C18/Phytane (C18/Ph) isoprenoid oranları dikkate alınmıştır. Yapılan değerlendirmede; çalışmada kullanılan bakteriler arasında Vibrio fluvialis ve Pseudomonas aeruginosa bakterilerinin biyolojik parçalanmayı en iyi düzeyde gerçekleştirdikleri tespit edilmiştir.Anahtar Kelimeler: Biyolojik parçalanma, hidrokarbon, petrol.

Abstract:
Petroleum production, processing, transportation and tanker accidents cause petroleum pollution as well as natural leakages. In contaminated sites with petroleum and its derivations, it is the case that the petroleum hydrocarbons can used by microorganisms as a source of energy and carbon with biochemical processes. In this thesis study, Siberian Light crude oil implementation has been applied using Vibrio fluvialis, Pseudomonas aeruginosa, Bacillus subtilis and Escherichia coli bacteria in the laboratory experiments.As a preliminary work, these bacteria are enumerated using the determination of optical density (OD) at 600 nm. It has been identified that the bacteria were in the logarithmical development phase in the 7th hour of OD measurement and it has been aimed to add bacteria to the system in this reproduction phase.Experimental setup has been established with different media:- Negative control media, including Siberian Light crude oil and Mineral Salt Medium- Media consist of different bacteria, Mineral Salt Medium and Siberian Light crude oil- Media consist of different bacteria and Mineral Salt Medium, not including Siberian Light crude oilEstablished setup has been left in orbital incubator shaker for 31 days to be kept at 25°C and 150 rpm. After 3 ml samples have been taken from each of these media within periods of 72 hours, their pH has been measured and they have been kept in +4°C. In the process of extraction, n-hexane of 1:1 volume ratio has been added to each sample and hexane phase including hydrocarbon has been obtained. Total petroleum hydrocarbon concentrations of samples have been measured with the ultraviolet fluorospectrophotometer at 310/360 nm (ex/em) and hydrocarbon analysis in GC-MS supported these measurements. In GC-MS chromatograms the degree of biodegradation is determined using the ratios of C17 to pristane (C17/Pr) and C18 to phytane (C18/Ph). In the evaluation, it has been concluded that Vibrio fluvialis and Pseudomonas aeruginosa bacteria have fulfilled the biodegradation successfully.Keywords: Biodegradation, hydrocarbon, petroleum.