Reaktif boyaların biyogideriminde fungal biyokütle kullanımı
The usage of fungal biomass for reactive dyes bioremoval
Yazar: İPEK ÖZEREN
Danışman: PROF. DR. SEVGİ ERTUĞRUL KARATAY
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Endüstriyel atık su = Industrial waste water ; Küf mantarları = Mould fungus

Özet:
Bu tez çalışmasında, Ankara Üniversitesi Fen Fakültesi Biyoloji Bölümü Biyoteknoloji Araştırma Laboratuvarı Kültür Koleksiyonu'nda bulunan üç adet filamentli fungus (1, 2 ve 9 numaralı izolatlar) kullanılmıştır. Bu fungusların tekstil endüstrisinde kullanılan ve kimyasal yapıları farklı olan Brilliant Blue R (BBR), Remazol Brilliant Blue R (RBBR), Reactive Orange 14 (RO14), Reactive Red 120 (RR120) ve Reactive Black 5 (RB5) boyalarının biyosorpsiyonundaki kullanımı araştırılmıştır. Çalışmalarda, en iyi giderimi gösteren 9 numaralı fungal izolat (Aspergillus tubingensis) ve BBR boyası seçildikten sonra, farklı pH değerlerinde (2, 4, 6, 8 ve 10) ve artan boya (40-390 mg/L) konsantrasyonlarındaki boya biyogiderim kapasiteleri araştırılmıştır.
Denemeler sonunda, A. tubingensis ile en yüksek BBR boyasının gideriminin pH 2'de olduğu görülmüştür. Artan boya konsantrasyonları biyogiderimi olumsuz etkilemiştir. En yüksek biyogiderimi, 240. dakikada en düşük boya konsantrasyonunda (40 mg/L) giderim, % 98.8 olarak bulunmuştur. Bu koşullarda gram başına düşen maksimum spesifik boya alımı (qm) ise 39.5 mg/g olduğu hesaplanmıştır. 195 mg/L boya konsantrasyonu olduğu zaman qm değeri 129.1 mg/g olarak ve en yüksek boya konsantrasyonu olan 390 mg/L olduğu zaman, qm değeri 143.0 mg/g olarak bulunmuştur.
Yapılan deneyler için, adsorpsiyon dengesinin matematiksel olarak tanımlanmasında Langmuir ve Freundlich adsorpsiyon modelleri kullanılmış, model sabitleri hesaplanarak adsorpsiyon dengesinin Langmuir adsorbsiyon modeline daha iyi uyduğu belirlenmiştir. Ayrıca ikinci derece kinetik modellerinden biyosorpsiyon kinetik hız sabitleri hesaplanmıştır.
Deneylerle elde edilen sonuçlara göre, A. tubingensis biyokütlesinin, endüstriyel atık sulardan boya giderimi için kullanılmak üzere yüksek bir potansiyele sahip olduğu görülmüştür.

Abstract:
In this thesis study, three fungi (isolates 1, 2 and 9) were provided from Culture Collection of Ankara University, Biology Department, Biotechnology Research Laboratory. The use of these fungi in the biosorption of Brilliant Blue R (BBR), Remazol Brilliant Blue R (RBBR), Reactive Orange 14 (RO14), Reactive Red 120 (RR120) and Reactive Black 5 (RB5) dyes used in textile industry and which have different chemical structures were investigated. In the studies, after the selection of fungal isolate 9 (Aspergillus tubingensis) and BBR dye which indicated the best removal, dye removal capacities at different pH values (2, 4, 6, 8 and 10) and increasing dye (40-390 mg/L) concentrations were investigated.
At the end of the experiments, highest dye treatment was found at pH 2. The results showed that, increasing dye concentrations affect negatively the biological treatment. The highest dye treatment value 98.8% was achieved at low dye concentrations (40 mg/L) at 240 minutes. The maximum specific dye intake per gram (qm) was calculated as 39.5 mg/g under the same conditions. When the dye concentration was 195 mg/L, qm value was found to be 143.0 mg/g and when the highest dye concentration was 390 mg/L, qm value was found to be 129.1 mg/g.
For this study, Langmuir and Freundlich adsorption models were employed to describe the adsorption equilibrium mathematically, the model constants were calculated and adsorption balance was better matched to Langmuir adsorption model. Furthermore, biosorption kinetic speed constants were determined from second order kinetic models.
According the results obtained from these experiments, Aspergillus tubingensis biomass has the high potential to be used for the removal dye from industrial waste water.