Sülfat radikalleri ile bakterilerin inaktivasyonu
Inactivation of bacteria by sulfate radicals
Yazar: EBRU YAVAŞ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ SEVİL ÇALIŞKAN ELEREN
Bursa Uludağ Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Bu çalışmada UV-A radyasyonu ve alkali ortam ile aktive edilmiş sülfat radikallerinin E. coli ve P. aeruginosa bakterileri üzerine inaktivasyon etkisi araştırılmıştır. Sülfat radikalleri elde etmek için K2S2O8, Na2S2O8 ve Oxone kullanılmıştır. UV-A radyasyonu ile aktive edilen  K2S2O8, Na2S2O8 ve Oxone'un iki farklı dozunun (2 ve 3 mmol/L) etkileri incelenmiştir. Alkali ortamda sülfat radikallerinin aktivasyonu prosesinde sülfat radikali elde etmek için K2S2O8 ile birlikte 0,25, 0,5, 0,75 ve 1,5 mmol/L NaOH kullanılmıştır. Deneylerde elde edilen inaktivasyon eğrileri kullanılarak GInaFiT (Geeraerd ve Van Impe Inactivation Fitting Tool) yardımı ile inaktivasyon katsayıları (k) elde edilmiştir.
UV-A radyasyonu ile aktive edilmiş üç farklı sülfat tuzunun bakteri inaktivasyonuna etkisi incelenmiş ve UV-A radyasyonu ile aktivasyon sonucu oluşan sülfat radikallerinin bakteri inaktivasyonunu yaklaşık 1,3 log daha fazla giderdiği ortaya konmuştur. Ayrıca üç farklı sülfat tuzu arasında en yüksek bakteri inaktivasyonu UV-A + Oxone prosesinde görülmüştür. Alkali ortam aktivasyonunda NaOH konsantrasyonunun artması, bakteri inaktivasyonunun artmasına sebep olmuştur. Ayrıca başlangıç sülfat tuzu dozunun yüksek olduğu durumlarda bakteri inaktivasyonunun arttığı tespit edilmiştir.
Her iki dezenfeksiyon prosesinde E. coli ve P. aeruginosa'nın dezenfeksiyon hızının farklı olduğu, P. aeruginosa'nın E. coli bakterisine göre daha dirençli olduğu tespit edilmiştir. Deneysel inaktivasyon verilerine uyması için farklı matematiksel modeller (Microsoft® Excel eklentisi yardımcı programı GInaFiT  içinde bulunan) test edilmiştir. Genel olarak, Bifazik model uygulanan tüm tedavilerde iki mikroorganizmanın inaktivasyon sonuçlarını doğru bir şekilde yerleştirmiştir. Genel olarak, tüm dezenfeksiyon proseslerinde iki mikroorganizmanın inaktivasyon sonuçlarına Bifazik modelin uygun olduğu belirlenmiştir. Bifazik model ile belirlenen inaktivasyon katsayılarına göre sülfat radikalinin oluşumunun inaktivasyon katsayısını arttırdığı gözlenmiştir.
Sonuç olarak, sülfat radikallerinin test edilen bakterilerin inaktivasyonunda etkili olduğu ve farklı yöntemlerle aktive edilen sülfat tuzlarının su dezenfeksiyonu için alternatif bir yöntem olabileceği sonucuna varılmıştır.

Abstract:
In this study, the inactivation effect of sulfate radicals activated by UV-A radiation and alkaline medium on E. coli and P. aeruginosa bacteria was investigated. K2S2O8, Na2S2O8 and Oxone were used to obtain sulfate radicals. The effects of two different doses (2 and 3 mmol/L) of K2S2O8, Na2S2O8 and Oxone activated by UV-A radiation were studied. 0,25, 0,5, 0,75 and 1,5 mmol/L NaOH were used together with K2S2O8 to obtain the sulfate radical in the alkaline activated persulfate process. Inactivation coefficients (k) were obtained with the help of GInaFiT (Geeraerd and Van Impe Inactivation Fitting Tool) using the inactivation curves obtained in the experiments.
The effect of three different sulphate salts activated by UV-A radiation on bacterial inactivation was investigated and it was revealed that sulfate radicals formed as a result of activation with UV-A radiation increase bacterial inactivation by approximately 1,3 log. In addition, the highest bacterial inactivation among three different sulfate salts was seen in the UV-A + Oxone process. Increasing NaOH concentration in alkaline medium activation caused an increase in bacterial inactivation. It was also found that bacterial inactivation increased when the initial sulfate salt dose was high.
It was found that the reaction of E. coli and P. aeruginosa to disinfection processes was different in both disinfection processes used and that P. aeruginosa was more resistant than E. coli bacteria. Different mathematical models (included in Microsoft® Excel add-in utility GInaFiT) were tested to fit experimental inactivation data. In general, it has been determined that the Biphasic model is suitable for the inactivation results of two microorganisms in all disinfection processes. It was observed that the formation of sulfate radical increased the inactivation coefficient according to inactivation coefficients determined by the biphasic model were examined
As a result, it has been concluded that sulfate radicals are effective in the inactivation of the tested bacteria, and that sulfate salts activated by different methods can be an alternative method for water disinfection.