Su örneklerindeki Escherichia coli'nin ses dalgalarıyla etkisiz hale getirilmesi
Inactivation of Escherichia coli in water samples by sound waves
Yazar: ÖZGÜR İSA TEKİN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ÇİĞDEM ORUÇ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Fizik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Toplumun çoğunluğu tarafından ortaklaşa kullanılan yüzme havuzları, plajlar ve içme suyu kaynaklarının bakteriler gibi mikro-organizmalar tarafından kirletilmesi sonucu birçok hastalığın ortaya çıktığı bilinmektedir.  Escherichia coli (E. coli) çok tehlikeli ve en ölümcül gıda kaynaklı hastalık yapıcı bakteri türlerinden biri olarak bilinmektedir. Dolayısıyla, su kaynaklarının kullanılabilirliğini garanti altına alınması için hastalık yapıcı ajanlardan arındırılması toplum sağlığı açısından büyük önem arz etmektedir. Su kaynaklarındaki bakterilerin in-aktif edilmesinde klorlama ve UV aydınlatma yaygın olarak kullanılan yöntemlerdir. Ancak, klorun canlı sağlığı üzerindeki negatif etkisinden UV aydınlatmanın da yüksek absorplayıcı sıvılara uygulanabilmesi gibi nedenlerden dolayı bu yöntemlerin kullanımları oldukça sınırlıdır. Bu nedenle, bu tür bakterilerin in-aktif hale getirilmesi için yeni yöntemlere ihtiyaç duyulmaktadır. 
Bu çalışmada, su kaynaklarındaki gram negatif bakteri E. Coli'nin ses dalgaları yardımıyla in-aktif hale getirilmesi hedeflenmiştir. Bu amaçla, belirli bir frekansta titreşen piezoelektrik bir transdüser yardımıyla elde edilen ses dalgaları kullanılmıştır. Piezoelektrik transdüserlar, içerisinde belirli bir konsantrasyonda E. Coli ihtiva eden cam kapların tabanına monte edilmiş ve sabit bir frekansta titreşmesi sağlanmıştır. Ses dalgalarının uygulama süresinin bakteri in-aktivasyonuna etkisini belirlemek amacıyla bakteri örnekleri 1, 3, 6 ve 15 saat olmak üzere farklı sürelerde ses dalgalarına maruz bırakılmıştır. Ses dalgalarının uygulama süresinin bakteri in-aktivasyonu üzerindeki etkisi bakterili su numunelerinin belirli bir dalga boyundaki absorpsiyon katsayıları karşılaştırılmak suretiyle belirlenmiştir. 
Çalışmada, 10kHz, 25kHz, 40kHz, 50 kHz, 60 kHz, 75 kHz, 100 kHz, 250 kHz, 500 kHz, 750 kHz, 1000 kHz frekanslarındaki ses dalgalarına maruz bırakma süresinin bakteri popülasyonu üzerinde oldukça önemli bir etkisinin olduğu gözlemlenmiştir. 1 saat süreyle ses dalgalarına maruz bırakılan numunelerde bakteri populasyonu genel olarak çok değişme göstermezken, 3, 6 ve 15 saat süreyle ses dalgalarına maruz bırakılan numunelerde bakteri populasyonunun azaldığı gözlemlenmiştir. Uygun bir frekans ve güçteki ses dalgalarının sulardaki E.coli'nin etkili bir şekilde in-aktif edilmesi konusunda oldukça büyük bir potansiyele sahip olduğu sonucuna varılmıştır.

Abstract:
It is known that swimming pools, beaches, and drinking water resources used jointly by the majority of the community have been contaminated by micro-organisms such as bacteria. Escherichia coli (E. coli) is known to be the most dangerous and deadly food-borne disease-causing bacteria. Therefore, removal of disease-causing agents to ensure the availability of water resources is of great importance in terms of community health. Chlorination and UV illumination are commonly used methods in inactivated bacteria in water sources. However, the use of these methods is rather limited because of the negative effect of chlorine on vital health, as UV illumination can also be applied to high absorptive fluids. For this reason, new methods are needed for inactivating such bacteria.
In this study, it was aimed to inactivate gram-negative bacteria (especially E. coli) in water sources with the help of sound waves. For this purpose, the sound waves obtained by the help of a piezoelectric transducer oscillating in a certain frequency are used. Piezoelectric transducers were mounted at the base of glass containers containing E. Coli and Enterococcus faecalis at a given concentration and a constant frequency oscillation was provided. Bacterial samples were exposed to sound waves for different periods of 1, 3, 6 and 15 hours in order to determine the effect of the application of sound waves on bacterial inactivation. The effect of the application period of sound waves on bacterial inactivation was determined by comparing the absorption coefficients of a certain wavelength of bacterial water samples.
In the study, it was observed that the duration of exposure to sound waves at frequencies of 10kHz, 25 kHz, 40 kHz, 50 kHz, 60 kHz, 75 kHz, 100 kHz, 250 kHz, 500 kHz, 750 kHz and 1000 kHz has a considerable effect on the bacterial population. In the samples exposed to sound waves for 1 hour, bacterial populations generally did not show much change, while bacterial populations decreased in samples exposed to sound waves for 3, 6 and 15 hours. In the samples exposed to sound waves for 1 hour, bacterial populations generally did not show much change, while bacterial populations decreased in samples exposed to sound waves for 3, 6 and 15 hours. It has come to the conclusion that a suitable frequency and strong sound waves have a great potential to effectively inactivate E. Coli and Enterococcus in the water.