Respirometric analysis of benzo anthracene induced inhibition on peptone biodegradation

Zenobiyotik, ortaya çıktığı organizmanın normal bileşeni olmayan bir kimyasaldır. Zenobiyotik terimi aynı zamanda kimyasal, petrokimyasal maddeleri, pestisitleri ve plastikleri de içerir. Piyasada bulunan kimyasal maddelerin sayısı 40.000 civarındadır ve bu sayı her sene 2000 kadar artmaktadır. Yaklaşık olarak 100 .000'den fazla zenobiyotik bulunmaktadır. Bu bileşikler, insan ve hayvan sağlığını olumsuz yönde etkileyen toksik ve kanserojen etkileri ve çevre ile biyolojik sistemlerdeki yüksek dayanıklılıkları nedeniyle çevreyi giderek daha fazla tehdit etmektedirler. Zenobiyotikler, hammadde ve katkı maddesi gibi pek çok endüstriyel üretim sürecinde kullanılıp, sonrasında çevreye deşarj edilirler. Bu nedenle, toksisitelerinin değerlendirilmesi ve arıtma sistemleri üzerindeki etkilerinin araşırılması büyük önem taşır. Sentetik ve toksik kökenleri, yüksek miktarlarda üretilmeleri, kanserojen etkileri ve çevrede varlıklarını uzun süre korumalarından dolayı oldukça ilgi görmektedirler. Ayrıca, çevrede zorlukla belirlenebilen düşük konsantrasyonları, canlılar ve biyolojik arıtma sistemleri üzerindeki tam olarak bilinmeyen ve toksik etkileri, biyolojik ayrışma çalışmalarının bu bileşikler üzerine odaklanmasına neden olmaktadır. Bu çalışmada, Benzo anthracene, model zenobiyotik olarak seçilmiş ve B A'nın aktif çamur sistemi üzerine etkileri akut ve kronik olarak incelenmiştir. B A, toksik ve karsinojen bir polisiklik aromatik hidrokarbon olup sigara dumanında, özellikle dizel araçların eksoz dumanında, yangın sonucu çıkan dumanlarda, ticari solventlerde vb. bulunmaktadır. B A, Amerika Çevresel Koruma Ajansı tarafından öncelikli kirleticiler listesinde yer alan 16 PAH'tan biridir. Aktif çamur üzerine B A'nın akut ve kronik etkileri, konvansiyonel yöntemler, PAH, oksijen tüketim hızı, polihidroksialkonat, baskın tür tayini ve dehidrogenaz enzim testi uygulanarak belirlenmiştir. Dehidrogenaz enzimi, aktif çamurda bulunan mikroorganizmalar tarafından B A'nın biyolojik olarak parçalanmasında kullanılmaktadır. Aklimasyon çalışmaları İSKİ Paşaköy İleri Biyolojik Atıksu Arıtma Tesisi'nden alınan biyokütle ile başlatılmış, hidrolik bekletme süresi 1 gün olan doldur-boşalt reaktörler çamur çaşı 10 gün olarak işletilmiştir. Akut deneylere başlamadan önce sistem 3 ay süre ile organik madde olarak evsel atıksuyu en iyi temsil ettiği düşünülen sentetik pepton karışımı (600 mgKOİ/L) ile beslenmiştir. Akut etkinin belirlenmesi amacıyla farklı B A konsantrasyonları (0,011, 0,044 ve 0,088 g/L) deneylerde kullanılmıştır. Kronik etkinin belirlenmesi için günde iki çevrim ile çalıştırılan ardışık kesikli reaktör sistemi kullanılmış ve sabit B A konsantrasyonu (0,011 g/L) sisteme 21 gün boyunca ilave edilmiştir. Yürütülen modelleme çalışması, respirometrik testler aracılığıyla Modifiye Edilmiş Aktif Çamur Modeli No. 3'teki (ASM3) inhibisyon kinetikleri hakkında deneysel veri desteği ve bilgi sağlamıştır. Eklenen B A'nın, aktif çamurdaki depolanan PHA miktarlarını, PHA depolama hızlarını ve PHA üzerinden çoğalma hızlarını etkilediği deneysel ve model sonuçlarıyla ortaya konulmuştur. Bir diğer önemli sonuç ise kronik test süresince eklenen B A ile aktif çamurda bulunan baskın mikroorganizma türlerinin sistemde değiştiğidir. B A ilavesiz sistemde Entrococcus faecalis türü baskın iken B A ile beslenen kararlı sistemde ise PAH'ları ve B A'yı biyolojik olarak parçalayabilen türler olan Bacillus subtilis, Bacillus atrophaeus, Bacillus cereus türlerinin baskın olduğu belirlenmiştir. Ayrıca, İstanbul'un Avrupa ve Anadolu yakalarında bulunan iki farklı atıksu arıtma tesisi giriş atıksularında PAH ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Giriş atıksuyunda PAH konsantrasyonu 1,3-1, 9 mg/L aralığında bulunmuştur.