GSSET- Environmental Biotechnology Graduate Program

Bu topluluk için Kalıcı Uri

http://hdl.handle.net/11527/33
Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı altında bir lisansüstü programı olup, yüksek lisans ve doktora düzeyinde eğitim vermektedir. Introduction Environmental biotechnology can be defined as managing microbial communities to provide services to society.

Gözat

Çıkarma tarihi ile GSSET- Environmental Biotechnology Graduate Program'a göz atma

Dizinde bir noktaya atla:
  • Öge
    İstanbul’da Evsel Katı Atıklar İçin Farklı Kompostlaştırma Teknolojilerinin Karşılaştırmalı Olarak Değerlendirilmesi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2009-02-18) Işık, Tuba ; Öztürk, İzzet ; Environmental Biotechnology ; Environmental Biotechnology
    Bu çalışma kapsamında, İstanbul kenti evsel katı atıklarının kompostlaştırılabilirliği araştırılmıştır. Çalışmanın esas hedefi, üç farklı kompostlaştırma metodu olan; kapalı sistem, aktarmalı yığın ve havalandırmalı statik yığın sistemlerinin değerlendirilmesi ve birbirleri ile karşılaştırılmasıdır. Bu amaçla, Kısırmandıra Kompost ve Geri Kazanım Tesisi bir kapalı kompostlaştırma metodu olarak incelenmiştir. Bunun yanı sıra, tesiste açık alanda oluşturulan yığınlarda aktarmalı ve havalandırmalı statik yığın sistemleri değerlendirilmiştir. Her üç sistemde de aynı özellikteki evsel katı atık kullanılmıştır. Gerekli deneysel çalışmaların yürütülmesi amacı ile havalandırmalı statik yığın sistemi ile eş zamanlı olarak aktarmalı yığın ve kapalı kompostlaştırma sistemlerinden karıştırma esnasında kompozit numuneler alınmıştır. Çalışma esnasında, kompostlaştırılan evsel katı atığın karakterizasyonun belirlenmesi amacıyla haftalık olarak fiziksel ve kimyasal analizler yapılmıştır. Sonuç olarak, uygun yer seçimi ve yüksek kapasiteli aktarma ekipmanları kullanılarak reaktörde kompostlaştırma yerine çok daha basit ve ekonomik olan aktarmalı yığın yöntemiyle kompostlaştırmanın uygulanabileceği gösterilmiştir.
  • Öge
    Bira Endüstrisi Arıtma Çamurlarının Aerobik Stabilizasyon Özelliklerinin İncelenmesi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2009-12-08) Erginbaş, Burak ; Görgün, Erdem ; Environmental Biotechnology ; Environmental Biotechnology
    Ülkemizde, endüstriyel atıksu arıtma çamurları gün geçtikçe daha fazla çevre problemi oluşturmaktadır. Katı atık düzenli depolama sahalarında karşılaşılabilecek muhtemel sorunların önüne geçmek için çamurun stabil olması yani organik içeriğinin biyokimyasal oksidasyon prosesi ile parçalanmış olması çok önemlidir. Mevcut düzeli depolama mevzuatı organik içeriği yüksek stabil olmayan çamuru tehlikeli atık olarak sınıflandırmaktadır. Bu durumun bir sonucu olarak özellikle bira endüstrisi gibi yüksek organik madde içerikli çamura sahip olan endüstriler ciddi ölçüde artan atık yönetim maliyetleri ile karşılaşmaktadırlar. Bu çalışma, endüstriyel atıksu arıtma çamuru yönetiminin genel görünümünü, çalışmanın amaç ve kapsamını aynı zamanda ilgili yasal çerçeveyi içeren bir giriş sunmaktadır. İlave olarak, iki başlık üzerinde geniş bir literatür taraması sunulmuştur; (i) çamur stabilizasyon yöntemleri ve stabilizasyon sonrası nihai bertaraf yolları ve (ii) atıksu ve çamur karakterizasyonu odaklı bira endüstrisi atık profili. Ayrıca, bu çalışma bira endüstrisi için fizibıl ve nihai bertaraf yöntemi olarak düzenli depolamayı mümkün kılan bir çamur stabilizasyonu çözümü sunmaktadır. Uygun yöntem olarak aerobik stabilizasyon bir dizi laboratuvar çalışması ile değerlendirilmiş, stabilizasyon özellikleri incelenmiş ve nihai bertaraf için düzenli depolamanın uygulanabilirliği irdelenmiştir. İlaveten, arıtılan atıksuyun organik madde içeriği ile çamurun organik madde içeriği arasında ki bağlantı deneysel olarak araştırılmıştır.
  • Öge
    Marmara Deniz Sedimentlerindeki Mikrobiyal Çeştliliğin Yerel Ve Mevsimsel Değişimleri
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2010-02-26) Ekşi, İsmet Handan ; İnce, Orhan ; Environmental Biotechnology ; Environmental Biotechnology
    Marmara Denizi sedimentleri iklimsel, biyolojik ve kimyasal değişimlerin büyük ölçüde hassas bir kaydını tuttuğuna inanıldığından önemlidirler. Marmara Denizi bugün ciddi olarak kirlenmiş bir su kütlesidir. Bu çalışmada, Marmara deniz sedimentlerinin kimyasal ve mikrobiyolojik değişimleri yerel ve mevsimsel olarak incelenmiştir. Sedimentler hidrokarbonlar (2-20 g/kg) ile yoğun olarak kirletilmiştir ve aşırı derecede yüksek konsantrasyonlarda nitrat (0.1-2 mM) ve Ni (55-105 mg/kg) içermektedir. Komünite yapısındaki değişiklikler var olan OTU tiplerinden ziyade OTUs’in göreceli çokluğu şeklinde ortaya çıkmaktadır. Deniz sedimentlerinde mikrobiyal çeşitlilik ortamın kimyasal özellikleri ile ilişkilidir.Arkeyal komünite kompozisyonu ve sülfat indirgeyen bakterilerin miktarı sedimentin sülfat düzeyine bağlıdır. Arkeyal komünite ve sülfat indirgeyen bakteriler arasında sülfat düzeyine bağlı olarak bir rekabet ve/veya sintopik bir ilişki vardır. Sülfatın bulunduğu ortamlarda, sülfat bakterileri substrat için metanojenik konsorsiyum ile rekabet eder. Hidrojen, asetat ve metanol gibi substratlar için direk rekabet ortaya çıkar.
  • Öge
    Katı Atık Arıtan İki Kademeli Havasız Reaktör Sistemindeki Populasyon Dinamikleri
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2010-07-05) Gülay, Arda ; Öztürk, İzzet ; Environmental Biotechnology ; Environmental Biotechnology
    Günümüzde ortaya çıkan doğal kaynakların tükenmesi ve enerji yetersizliği gibi global problemler, bilimsel araştırmaların yönünü çevrel kirliliğini de önleyecek sürdürülebilir tekniklere yöneltmiştir. Bu bağlamda, etkili bir enerji geri kazanımı için, proses mikrobiyolojisinin ve dinamiklerinin yeterli şekilde anlaşılması anahtar bir rol üstlenmektedir. Bu çalışmanın amacı, iki farklı organik atığın anaerobik arıtımı sonucu oluşan kimyasal gradyanların ve populasyon dinamiklerinin izlenmesi, bunların sistem performansı ve mikrobiyal topluluk yapısına göre karşılaştırılmasıdır. Arke ve bakteri populasyon dinamikleri, çevresel değişkenlerin sonucundaki mikrobiyal izlerin değerlendirilmesi ve organik atık parçalanmasıyla ilişkili organizmaların tanımlanmasını sağlamak için asitleştirici (fermentör) ve çürütücü(metan reaktörü) şeklinde ayrılan iki kademeli anaerobik sistemde incelenmiştir. Örnekler, yemekhane ile sebze atıklarıyla beslenen ve farklı işletme koşullarında işletilen (pH, substrat ve yükleme oranı) reaktörlerden aylık olarak alınmıştır. Mikrobiyal çeşitlilik ve mikrobiyal komposizyondaki değişimler 16S rRNA geni tabanlı klonlama ve sekanslama ile DGGE moleküler mikrobiyolojik teknikler kullanılarak incelenmiştir. Her bir reaktörden alınan numunelerden, genel primerler kullanılarak arke ve bakteri sınıflarının klon kütüphanesi oluşturulmuştur. Yemekhane atıkları için 84’ü fermentörden, 61’i çürütücüden olmak üzere toplam 145 bakteri klonu 7 kütüphaneden, toplam 65 arke klonuda 4 farklı klon kütüphanesinden, sebze atıkları için 96 bakteri klonu asitleştiriciden(fermentör), 51’I çürütücüden, toplamda 145 bakteri klonu 6 farklı kütüphaneden, toplamda 25 arke klonu da 4 farklı kütüphaneden sekanslanmıştır. Bu sayılar anaerobik çamurdaki mikroorganizma türlerinin çeşitlilik gösterdiğini ve her bir substrat için reaktörlerdeki açık farklılıkları ortaya koymaktadır. DGGE ve klon analizleri arke tür yapısının pH ve uçucu yağ asit (UYA) konsantrasyonuyla yüksek korelasyona sahip olduğunu, bakteri türleri içinde pH’ın etkili olduğunu göstermektedir. Yemekhane atıklarıyla yapılan çalışmada, fermentörün 30 günlük işletilmesi sonunda Lactobacillus türü dominant hale gelmiş, çürütücüde ise Thermotogae, Firmicutes, Synergistetes, Synergistetes, Bacteroidetes filumlarının baskın olduğu görülmüştür. Fermentörde baskın olan arke türü Methanobacteriales filumundan Methanobrevibacter acididurans’tır, Methanomicrobiales filumundan Methanofollis liminatans’ta reaktör çeşitliliğinde yer almaktadır. Çürütücüde ilk olarak görülen Methanosarcinaceae türünün baskınlığı 3 ay işletmeden sonra Methanosaetaceae türüyle değişmiştir. Sebze atıklarıyla yapılan çalışmada DGGE bant verilerine göre fermentördeki baskın bakteri populasyonu Lactobacillaceae, Veillonellaceae ve Prevotellaceae türleridir, çürütücüde ise Desulfobacteraceae ve Syntrophaceae türleri baskındır. Prosese girmemiş atıkta mikro-anoksik boşluklar sebebi ile Methanobacteriaceae ve Methanosarcinaceae türlerine rastlanmıştır. Fermentör çamurunda Methanobacteriaceae dominant olup, çürütücü çamurunda ise Methanobacteria ve Methanomicrobia filumu ve az miktarda Methanococci filumuna rastlanmıştır. Farklı subtratlarla farklı fiziko-kimyasal şartlarda işletilmesine rağmen, birbirine benzer arıtma preformansları elde edilmiş olan çürütücü reaktöründe mikrobiyal topluluk yapısı önemli ölçüde farklı bulunmuştur. Söz konusu mikrobiyal populasyon farklılığı,, enerji geri kazanım sürecini etkileyebilmektedir.
  • Öge
    Marmara Denizi Sedimentlerinde Anaerobik Btex Ayrıştırması Yapan Mikroorganizmaların Bulunması
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2010-09-20) Ketre, Canan Zöhre ; İnce, Orhan ; Environmental Biotechnology ; Environmental Biotechnology
    Mikrobiyal degredasyon, kontamine olmuş deniz sedimentlerinde doğal atenüasyonunun tek sürdürülebilir bileşenidir ve halen tam anlamıyla açıklanamamıştır. Mikrobial kapasitelerin ve kontamine olmus bölgelere dağılımının gözlemlenmesi doğal atenuasyonun değerlendirlmesinin temelini oluşturur.. Marmara Denizi çok yüksek hidrokarbon kirliliği sahip olmasına rağmen , bu bölgedeki benzen, toluen , etilbenzen ve ksilen ( BTEX ) seviyeleri henüz belirlenmemiştir. BTEXler öncelikli çevre kirleticileridir ve BTEX degrede eden organizmaların çevrede bulunmasıyla bioıslah edilebilir. Benzilsüksinat sentaz (bssA) enzimi anaerobik toluen ve ksilen degradasyonunun anahtar enzimidir ayrıca Toluen ve ksilen degradasyonu için fonksiyonel bir indikatör olarak kullanıldığı pek çok kez ispatlanmıştır. Benzilsüksinat sentazı kodlayan BssA geni, çevresel örneklerde BTEX ayrıştırıcılarının sayımı için hedeflenebilir. Gerçek zamanlı polimeraz zincir reaksiyonu (Q-PCR ) genlerin bulunma çokluğunu belirlemek için çok kullanılan bir yöntemdir. Q-PCR, bu çalışmada geleneksel methodlara göre birçok avantaj sağladığı için seçilmiştir. Marmara Denizi’nin en kirli 10 bölgesinden alınan sediment örneklerinde, en geniş fizyolojik ve filogenetik mikroorganizma gruplarını hedeflemek için özel olarak dizayn edilen Q-PCR primerleri kullanarak analiz yapıldı. 2 yıllık gözlemlerin sonucunda, Marmara Denizi’nde BssA gen çokluğu 2.4×1010 - 7×1012 olarak bulundu. BssA geninin toplam petrol hidrokarbonlarının (TPH) çok olduğu bölgelerde daha fazla ve toplam mikrobiyal kominitedeki bssA gen çokluğu ile TPH içindeki BTEX yüzdesi ters orantılı olduğu belirlendi (%3-40). Yapılan korelasyon analizlerine göre bssA gen çokluğu ve aktivitesi azot fosfor oranı ve seviyesiyle yakından ilgili çıkmıştır. Sonuçlarımız anaerobik/ anoksik koşullarda mikrobiyal BTEX degradasyonun ileri incelemeleri için Marmara Denizi’nin ümit verici bir aday olduğunu göstermiştir.
  • Öge
    Kesikli Besleme Koşullarının Mikrobiyal Çoğalma Üzerine Etkileri
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2011-02-22) Yavaşbay, Ateş ; İnsel, Güçlü ; Environmental Biotechnology ; Environmental Biotechnology
    Biyokimyasal proseslerin denge koşulları altındaki performanslarını belirlemek için Monod tarafından geliştirilen kolay ayrışabilir substrat üzerinden mikrobiyal büyüme kinetiği kullanılmaktadır. Ancak birçok arıtma sistemine giren kirletici yükü zamana bağlı olarak değişkendir. Sistem denge koşullarına nadiren ulaşır. Ayrıca aktif çamur sistemleri sürekli değişen koşullara maruz kalmaktadır. Bu nedenle mikroorganizmaların metabolizmaları sürekli değişim halindedir ve bu durum denge koşulları altında geçerli olan Monod kinetiği ile açıklanamamaktadır. Yukarıda belirtilen nedenlerden dolayı simülasyon sonuçları ile deneysel veriler arasında farklılıklar gözlenmektedir. Özellikle deneyin başlangıcında gözlemlenen bu farklılıklara “geçici tepki (transient response)” adı verilmektedir. Monod Kinetik Teorisi bakterilerin geçici tepkisini açıklamakta yetersiz kalmaktadır. Bu farklılığı ortadan kaldırmak için kolay ayrışabilir substrat üzerinden mikrobiyal büyüme dinamiğinin bakterinin substrat alım hızı ve depolama ürünlerinin kullanılmasının da modele birlikte dahil edilmesi gerekmektedir. Bu çalışmanın genel amacı, değişen besleme koşulları altında bakterilerin metabolik değişiminin incelenerek mikrobiyal büyüme dinamiğinin daha iyi anlaşılmasını sağlamaktır. İçsel solunum yapmakta olan biyokütleye yapılan arka arkaya yapılan beslemelerde oluşan oksijen kullanım hızı profilleri farklılık göstermektedir. Bu farklılıklar ilk beslenme anında ve substratın tamamen tükenmesi sırasında görülebilmektedir.
  • Öge
    Tasarım Yöntemlerinin Tam Ölçekli Atıksu Arıtma Tesisi Dinamik Model Simülasyon Sonuçlarıyla Karşılaştırılması: Paşaköy Atıksu Arıtma Tesisi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2011-02-25) Güder, Berk ; İnsel, H. Güçlü ; Environmental Biotechnology ; Environmental Biotechnology
    Dünyadaki su kaynaklarının zamanla kirlenmesi, atıksu desarj limitlerinin arttırılması ve atıksulardan nutrient (azot, fosfor) gideriminin gerekliliğini de beraberinde getirmiştir. Diğer nütrient giderimi alternatiflerinin yanında aktif çamur teknolojisi ekonomik olması sebebiyle dünyada yaygın olarak kullanılmaktadır. Öngörülen desarj limitlerinin sağlanması da bu aktif çamur sistemlerinin şartlara uygun tasarımı, işletilmesi ve/veya optimizasyonu ile yerine getirilmektedir. Aktif çamur modelleri artık aktif çamur sistemlerinin tasarımı, kontrolü ve optimizasyon çalışmalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak, bu modellerin doğru ve verimli olarak kullanılabilmesi için (1) kesin model bazlı-atıksu karakterizayonu (2) arıtma tesislerine uygun modelleme yaklaşımı ve metodolojisinin uygulanması ve bunların sonucu olarak (3) elde edilen model sonuçlarının doğru olarak yorumlanması gerekmektedir. Çalışmanın ilk aşamasında, işletme şartlarında atıksu karakterizasyonu belirlendi ve dizayn için persentil değerleri hesaplandı. Sonra, tesis farklı dizayn metodlarına göre (ATV-DVWK 131-E, Cape Town Üniversitesi ve Su Ortamında Araştırma Kuruluşu) tasarlanarak bunların sonuçları karşılaştırılmıştır. Çalışmanın ikinci aşamasında, tam ölçekli tesis, simülasyon programı yardımıyla kararlı hal ve dinamik koşullarda modellendi ve model sonuçları desarj konsantrasyonlarıyla karşılaştırıldı. Çalışmanın son aşamasında, uzun havalandırma tipi tam ölçekli aktik çamur tesisinin nütrient giderimi performansı modelleme çalışması ile incelenmiştir.
  • Öge
    Nonil Fenol Etoksilatın Aerobik Parçalanmasının Değerlendirilmesi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2011-03-03) Gençel, H. Betül ; Ubay Çokgör, Emine ; Environmental Biotechnology ; Environmental Biotechnology
    Nonil fenol etoksilat (NPEO) bir non-iyonik yüzey aktif madde olup endüstride çok geniş bir kullanım alanı bulunmaktadır. Madde, deterjan, emulsifiyer, yayıcı ve ıslatıcı maddelerin gerek üretiminde gerekse üretim aşamasında kullanılmaktadır. Biyolojik olarak parçalanması sonucu daha toksik, daha kalıcı ve endokrin bozucu etkisi olan metabolitlerine dönüşmektedir. Bu çalışma, alkyl fenol etoksilat sınıfına dahil olan bu nonil fenol etoksilatın hetetrofik biyokütleden oluşan aktif çamur üzerindeki akut ve kronik etkisini değerlendirmeyi amaçlamıştır. Pepton çözeltisiyle aklime edilmiş aktif çamur üzerindeki akut etkisi respirometre ile yapılan analizler sonucu değerlendirilmiştir. Respirometrik analizlerin yanı sıra kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ) değişimi ve NPEO değişimi izlenmiştir. NPEO giderimi alınan numunelerin yüksek basınçlı sıvı kromatografisi (HPLC) ile analizi sonucu bulunmuştur. Daha sonra sistem bir süre NPEO’ya alıştırılmış ve bu süreçte yine respirometre ile analizler yapılarak maddenin kronik etkisi incelenmiştir. Akut çalışmalar sırasındaki gibi KOİ ve NPEO giderimi analiz edilmiştir. Sonuçlar, çok bileşenli model kullanılarak tahmin edilen kinetik ve stokiyometrik katsayılarla değerlendirilmiş ve nonil fenol etoksilatın optimum arıtma koşulları için literature kazandırılmıştır.
  • Öge
    Tuzla Ve Haliç Koylarında Bulunan Anaerobik/anoksik Hidrokarbon Yıkımından Sorumlu Mikrobiyal Türlerin Belirlenmesi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2011-03-03) Azman, Samet ; İnce, Orhan ; Environmental Biotechnology ; Environmental Biotechnology
    Yapılan bu çalışmada, metanojenik ve nitrat indirgeyici şartlarda, Haliç ve Tuzla körfezlerinden alınan sedimentler ile kurulan nutrient eklenmiş mikrokozmozlardaki mikrobiyal populasyon dinamikleri incelenmiştir. Populasyon dinamikleri, mikrokozmos örneklerinin ve hidrokarbon giderimi ile korele olan türlerin Denatüre edici Gradiyent Jel Elektroforezi (DGGE) yöntemiyle ve daha önceden Marmara Denizi sedimentlerden oluşturulmuş klon kütüphaneleri ile çalışılmıştır. 40 bakteriyal ve 31 arkeal türün, Haliç ve Tuzla sedimentleri ile kurulan mikrokozmozlarda zamanla değiştiği gözlemlenmiştir. Bu taksanomik birimlerin dağılımı kültüre alınamayan türlere aittir. Bu nedenle, hidrokarbon yıkım kapasiteleri ile ilgili literatürlerin karşılaştırılması sağlanamamıştır. Ancak hidrokarbon yıkımı ile yapılan korelasyon analizleri, hidrokarbon yıkımından sorumlu olması muhtemel adayları belirlemiştir.
  • Öge
    Sulfametoksazolun Anaerobik Ve Anoksik Biyodegredasyon Kapasitesinin Belirlenmesi Ve Mikorbiyolojik Kültür Üzerindeki Etklileri
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2011-03-03) Gökçek, Nazlı ; İnce, Orhan ; Environmental Biotechnology ; Environmental Biotechnology
    Zenobiyotik olduğu bilinen antibiyotikler, çevrede birikmektedirler. Tüketilen antibiyotiklerin yaklaşık %90 kadarı dışkı ya da urin yoluyla dışarıya aktif halde ya da metabolitler halinde atılmaktadır. Bu nedenle antibiyotikler domestik arıtma sistemlerine ulaşmakta, ve konvensiyonel olarak arıtılamaması sayesinde, alıcı su ortamlarına ulaşmamaktadır. Antibiyotikler karada ve suda yaşayan canlıları etkileyerek, çevreyi negatif yönde etkilemektedir. İnsanlar da antibiyotiklerden içme suyu yoluyla etkilenebilirler, ancak şu ana kadar çeşitli sularda antibiyotik tespit edilse de, içme suyunda antibiyotiklerin varlığı tespit edilmemiştir. Arıtma sistemlerindeki mikrobiyal komunite antibiyotiklerin etkilerine maruz kalmaktadır. Eğer arıtma sistemlerindeki mikroorganizmalar inhibe olurduğunda, organik madde degredasyonu ciddi şekilde etkilenmektedir. Bu nedenle antibiyotiklerin mikrobiyal komunite üzerindeki etkileri büyük önem taşımaktadır. Ayrıca, antibiyotiklerin patojenlerdeki antibiyotik resistansını arttırması, ve patojenlerin öncelikle toplum sağlığı olmak üzere, bitki ve hayvan sağlığını negatif yönde etkilemesi, antibiyotiklere verilen önemi arttırmaktadır. Tamamlanan projede, bir antibiyotik olan Sulfametaksazolün (SMX) metanojenik, sülfat indirgeyici, ve nitrat indirgeyici ortamlarda, biyodegredasyon kapasitesi ve etkileri, TOK, gas kompoziyonu, elektron alıcısı ve antibiyotik konsantrasyonlarının değişimi ve degradasyondan sorumlu mikrobiyal komunitenin Q-PCR yönetemiyle belirlenmesi ile saptanmıştır. Bu kapsamda, kesikli reaktör şişeler, farklı numune alım zamanlarında bozulmak üzere kurulmuştur. Gaz üretimi ve kompoziyonu, TOK, antibiyotik ve elektron alıcı konsantrasyonları 120 gün boyunca izlenmiştir. Ayrıca spesifik mikrobiyal grupların populasyonlarındaki değişimler Q-PCR analizleriyle izlenmiştir. Elde edilen sonuçların detaylı incelemesi sonucunda, SMX biyodegredasyonu hakkında genel bir sonuca varılmıştır. Sonuç olarak, SMXin metanojenik, sülfat indirgeyici ve nitrat indirgeyici ortamlarda karbon kaynağı olarak kullanılabildiği görülmüştür.
  • Öge
    Değişik Karbon Kaynaklarında Çalıştırılan Aktif Çamur Sistemlerinde Farklı Çamur Yaşlarında Çoğalma Ve Depolama Kinetiği
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2011-06-02) Çığgın, Aslı Seyhan ; Orhon, Derin ; Environmental Biotechnology ; Environmental Biotechnology
    Bu çalışmanın amacı, farklı aerobik besleme düzenleri ile farklı çamur yaşında işletilen aktif çamur sistemlerinin asetat, nişasta ve bu iki karbon kaynağı karışımına aklime edilmesi sonucunda elde edilecek karbon giderim mekanizmalarının incelenmesidir. Farklı besleme ve işletme koşullarının karbon giderim mekanizması üzerinde etkileri olduğu kadar mikrobiyal dinamikler üzerinde de etkilerinin incelenmesi amacıyla Flüoresanlı yerinde hibritleşme (FISH) tekniği ile başlıca mikrobiyal türler belirlenmiştir. Bu sayede, çalışma, besleme düzeni, çamur yaşı ve mikrobiyal kompozisyon gibi başlıca faktörlerin karbon kaynağı giderim mekanizması üzerinde etkilerinin açıklanmasını hedeflemiştir. Farklı karbon kaynakları ile aklime edilen aktif çamur sistemlerinde yürütülen deneysel çalışma sonuçları stokiyometri, kinetik ve mikrobiyal kompozisyon açısından PHB ve glikojen depolama mekanizmasında farklılıklar olduğunu göstermiştir. Modelleme çalışmaları sonucunda ise, çamur yaşının nişasta giderimin mekanizmasını etkilediği, besleme düzeninin ise sadece depolama hızı üzerinde etkili olduğu belirlenmiştir. Modelleme çalışmaları asetat ile sürekli beslenen sistemlerde depolamanın etkin bir proses olarak rol oynadığını, nişasta ile sürekli beslenen sistemlerde ise karbon kaynağının sadece çoğalma prosesi ile tüketildiğini ortaya koymuştur. Aktif çamur sisteminin iki farklı tür karbon kaynağına bir arada aklime edilmesi sonucu bu karbon kaynaklarının tek karbon kaynağı oldukları duruma kıyasla karbon giderim performansında oluşabilecek değişiklerin izlenmesi amacıyla yürütülen 13C Nükleer Manyetik Rezonans (NMR) çalışmaları, nişastanın ortamda bulunmasının asetat giderim mekanizmasını etkilendiğini ortaya koymuştur.
  • Öge
    Antibiyotiklerin Anaerobik Biyolojik Ayrışabilirlik Özelliklerinin Ve Karışık Mikrobiyal Kültür Üzerine Toksisite/ İnhibisyon Etkilerinin Değerlendirilmesi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2011-12-12) Çetecioğlu, Zeynep ; İnce, Orhan ; 417371 ; Environmental Biotechnology ; Environmental Biotechnology
    İlaç etken maddelerinin üretimi ve tüketimi son yıllarda oldukça artmıştır. Henüz çevre üzerindeki riskleri ve etkileri tam olarak bilinemediği için, bu maddelerin varlıkları ve giderimleri en önemli araştırma konularından biri olmuştur. Antibiyotikler bu maddelerden biridir ve yıllık üretim ve tüketimleri tüm dünyada yaklaşık 500 tondur. Antibiyotikler konvansiyonel biyolojik arıtma proseslerine dirençli oldukları için alıcı su kaynaklarına tam olarak arıtılamadan deşarj edilmektedirler. Bu maddeleri içeren ilaç endüstrisi atıksuların arıtımı için fiziko-kimyasal arıtıma ihtiyaç duyulmaktadır. Miktarları her geçen gün ekosistemde artan bu ilaç etken maddeleri, doğada antibiyotiğe dirençli patojen organizamların artışına sebep olmakta ve bu durum halk sağlığı için büyük bir tehdit oluşturmaktadır. Anaerobik arıtım ilaç endüstrisi gibi organik ve inhibitör madde içeriği yüksek olan atıksuların arıtımı için alternatif oluşturmaktadırlar. Literatürde antibiyotik içeren atıksuların anaerobik arıtımı ile ilgili az sayıda çalışma bulunmaktadır. Bu çalışmalar da anaerobik sistemlerle ilgili oldukça sınırlı bir bilgi sunmaktadır. Bu tip maddelerin, inhibisyon etkisi, biyolojik olarak arıtılabilirliği ve bu proseste rol alan mikrobiyal komünitenin tanımlanması ile ilgili kapsamlı bir çalışma henüz literatürde rastlanmaıştır. Bu tezde seçilen 3 farklı antibiyotiğin (Sülfometaksazol, Eritromisin ve Tetrasiklin) anaerobik sistemler üzerindeki akut ve kronik etkileri çalışılmıştır. Ayrıca farklı işletme koşullarında bakteriyel ve arkeyal kömünite tanımlanmıştır. Mikrobiyal çeşitlilik ve aktif kömünitedeki değişimler izlenmiş ve kantifikasyonu yapılmıştır. Bunlara ilaveten seçilen antibiyotiklerin homoasetojenik ve metanojenik yolizleri üzerindeki kronik etkisi mRNA bazlı çalışmalar ile tespit edilmiştir. Bu kapsamda elde edilen sonuçlar, seçilmiş antibiyotiklerin anaerobik sistemlerde kronik inhibisyon etkilerinin kısa dönem testlerine göre daha düşük konsantrasyonlarda başladığını göstermiştir. Akut testlerde her 3 antibiyotik için biyolojik aktvitedeki belirgin düşüş 50 mg/L’den sonra başlarken, kronik testlerde bu etki SMX reaktörü için 45 mg/L, ERY ve TET reaktörleri için 3 mg/L antibiyotik konsantrasyonunda gözlemlenmiştir. Uzun dönemli işletmede bütün reaktörlerde baskın bakteriyel grup Clostridium olarak tespit edilmiştir, bu gruptaki bakteriler her 3 antibiyotiğe karşı direnç kazanmış olabilirler. ERY reaktöründe hem asetoklastik hem de hidrogenotrofik metanojenler baskın durumdayken, SMX ve TET reaktörlerinde hidrogenotrofik türler baskındır. Ayrıca bu maddelerin metabolik yolizleri üzerindeki etkileri de belirlenmiştir. Seçilmiş enzimlerin mRNA düzeyinde incelenmiş olan ekspresyon seviyeleri, inhibisyonun metanojenik yolizleri üzerindeki etkisini ortaya koyarken, SMX reaktör çamurunun aktivitesi, reaktör performansının tersine antibiyotik konsantrasyonu ile orantılı olarak artmıştır. ERY ve TET reaktörleri çöktükten sonra bir süre antibiyotik beslemesi kesilerek sistemin kendini toparlaması için işletilmeye devam edilmiştir. Reaktörlerin performansında herhangi bir düzelme olmazken, ERY çamurunun aktivitesinde ve seçilen enzimlerin ekspresyonunda artış tespit edilmiştir.
  • Öge
    Biohydrogen production from organic wastes using anaerobic membrane bioreactor
    (Institute of Science and Technology, 2012) Hasanoğlu, Aysel ; Altınbaş, Mahmut ; 335677 ; Environmental Biotechnology Programme
    Fuel production from biomass, which is an important issue nowadays is an emerging process. Biomass is generally used as substrate, to produce fuels such as ethanol, biomethane, biodiesel. Anaerobic processing is a treatment way for industrial, food processing and agricultural originated waste/wastewaters. Methane, which is produced during anaerobic treatment have an economical value utilized as heat and electricity.The aim of the present study is to biohydrogen production from dinner hall wastes by using membrane modules. For that purpose, lab-scale anaerobic membrane bioreactors operated in thermophilic temperatures. Food wastes supplied from İTÜ dinner hole, grinded by using grinders.Four different operating conditions were tested during this study. Membrane bioreactor system initially operated using two complete mixing reactors sequentially with a total volume of 10L and PP MF membranes were installed in the second stage of the reactor. In the second operating period, second reactor was discarded and PP membranes were transferred to the first stage.
  • Öge
    Antibiyotiklerin Metanojenik Yolizleri Üzerinde Çoklu Akut Etkilerinin Belirlenmesi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2012-07-03) Özbayram, Emine Gözde ; İnce, Orhan ; 433667 ; Environmental Biotechnology ; Environmental Biotechnology
    Bu çalışmada, seçilmiş antibiyotik karışımlarının havasız koşullarda mikrobiyal komünitenin metanojenik aktivitesi üzerindeki kısa süreli inhibisyon etkisi incelenmiştir. Bu kapsamda, üç değişkenli akut testler tasarlanmıştır. Birinci değişken substrat çözeltisinin içeriğidir (asetat, bütirat ve uçucu yağ asidi karışımı). Diğer değişken antibiyotik karışımının kompozisyonudur (Sulfametoksazol, Eritromisin ve Tetrasiklin). Son değişken ise antibiyotik konsantrasyonudur (1 – 250 mg/L). Yapılan istatistiksel analizler antibiyotik karışımının konsantrasyonu ile toplam metan üretimi arasında anlamlı bir ilişki olduğunu göstermektedir. Tüm substrat koşullarında, en yüksek inhibisyon etkisini 250 mg/L Sulfametoksazol ve Tetrasiklin karışımı içeren test şişeleri göstermiştir. Test şişelerinin tamamında, antibiyotik karışımlarının kısa süreli inhibitör etkisi 100 mg/L konsantrasyondan sonra gözlenmiştir. Test sonuçları antibiyotik karışımlarının asetoklastik metanojenlerin toplam metan üretimi üzerindeki inhibisyon etkisinin, karışımı oluşturan antibiyotiklerin her birinin oluşturduğu etkiden daha fazla olduğunu göstermiştir.
  • Öge
    Sentetik Östrojen 17 Alfa- Etinilestradiol’un Nitrifikasyon Prosesi Üzerine Akut Ve Kronik Etkisi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2012-07-03) Tezcan, Burcu ; Ubay Çokgör, Emine ; 434493 ; Environmental Biotechnology ; Environmental Biotechnology
    Bu çalışmada sentetik bir hormon olan 17α-etinilestradiolun (EE2) nitrifikasyon prosesi üzerine akut ve kronik etkileri, EE2’nin biyolojik olarak parçalanabilirliliği ve mikrooragnizmanın depolama özellikleri incelenmiştir. Bir arıtma tesisinden alınan aktif çamur, evsel atıksu karakteristiğine sahip olan pepton içerikli sentetik atıksuya aklime edilmiş ve sistem kararlı hale gelene kadar işletilmiştir. Çamur yaşı 10 gün olan sistemin hidrolik bekletme süresi 1 gündür. Sistem kararlı hale geldikten sonra, ilk olarak akut deneyler uygulanmış ve EE2’nin nitrifikasyon prosesi üzerine olan akut etkileri araştırılmıştır. Bu safhadaki deneyler, hacmi 2 L olan reaktörlerden birine sadece pepton karışımı, diğerine ise pepton karışımı ile birlikte 1 mg/L EE2 hormonu eklenmesi ile tamamlanmıştır. Akut deneylerin tamamlanması ile sisteme sentetik atıksu ile EE2 aklimasyonu birlikte uygulanmış ve konvansiyonel parametrelerle sistem izlenmiştir. Sisteme yapılan EE2 aklimasyonu ile birlikte, kronik deneylere geçilmiş ve 40 gün boyunca hacmi 2 L olan reaktörlerde oksijen tüketim hızındaki değişim izlenmiş ve EE2’nin nitrifikasyon prosesi üzerine olan kronik etkileri araştırılmıştır. Tüm deneyler için uçucu askıda katı madde miktarı 1200 mg UAKM/L iken giriş KOİ konsantrasyonu 360 mg KOİ/L’dir. Ayrıca, tüm bu deneylere ek olarak su ve katı fazda EE2 ölçümleri de yapılmıştır. Deneyler süresince mikroorganizmanın depolama kapasitesini tespit etmek için PHB ölçümleri yapılmıştır. Elde edilen verilere dayalı olarak, uygun arıtma şartlarını saptamak için ASM3’e göre kinetik ve stokiyometrik katsayılar AQUASIM programı yardımı ile hesaplanmıştır.
  • Öge
    Seçilmiş Antibiyotiklerin Aerobik Koşullar Altında Biyolojik Ayrışabilirlik Ve Mikrobiyal Popülasyon Üzerine Etkilerinin Belirlenmesi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2012-11-26) Pala Özkök, İlke ; Orhon, Derin ; 435870 ; Environmental Biotechnology ; Environmental Biotechnology
    Gerçekleştirilmiş olan çalışma, antibiyotik maddelerin pepton karışımına aklime edilmiş aerobik mikrobiyal kültürün (çamur yaşı 10 gün ve 2 gün) substrat ayrıştırması üzerine olan etkilerini, mikrobiyal popülasyon üzerine olan etkilerini ve aynı zamanda sistemin direnç profilini incelemiştir. Çalışma kapsamında Sulfametoksazol, Tetrasiklin ve Eritromisin model antibiyotikler olarak seçilmiştir. Antibiyotik maddelerin pepton karışımının biyolojik olarak ayrışması üzerindeki akut ve kronik inhibisyon etkilerinin belirlenmesi amacıyla, bütün oksijen tüketim hızı (OTH) profilleri temin eden respirometrik testler çalışmanın temelini oluşturmuşlardır. İnhibisyon etkisi, antibiyotik ilavesinin olmadığı kontrol testinde elde edilen orijinal OTH profilinin şeklindeki değişiklikler ile ortaya konmuştur. Elde edilen deneysel data Aktif Çamur Model No.3 kullanılarak simüle edilmiştir. Sonuçlar, pepton karışımının değişken fraksiyonlarının antibiyotik madde tarafından bloke edildiğini ve biyolojik ayrışmaya girmediğini göstemiştir. Ayrıca, kronik reaktörlerinde görülen direnç profili ve pirosekanslama yöntemi kullanılarak kronik sistemlerin mikrobiyal popülasyon dinamikleri incelenmiştir. Bu çalışmalardan elde edilen sonuçlar sistemlerin dominant türlerinde kayma gerçekleştiğini ve sistemlerde antibiyotik etkisi altında canlılığını sürdürebilen organizmaların antibiyotik maddelere dirençli olma özelliklerini ortaya koymuştur.
  • Öge
    Oksitetrasiklinin Termofilik Anaerobik Dışkı Çürütücülerinin Performansı Ve Aktif Mikrobiyal Popülasyon Üzerine Etkileri
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2013-01-06) Süzen, Fulya ; İnce, Orhan ; 434765 ; Environmental Biotechnology ; Environmental Biotechnology
    Son yıllarda hızla gelişen endüstri ve nüfus artışıyla birlikte bütün dünyada enerji ihtiyacı da hızla artmaktadır. Enerji kaynağı olarak fosil yakıtların fazlaca tüketilmesi sera gazı etkisi yaratması nedeniyle iklim değişikliğine sebep olmaktadır. Bu kaynakların çevre üzerinde yarattığı olumsuz etkileri minimum seviyeye indirgemek için alternatif ve çevre dostu enerji kaynakları kullanılması öngörülmektedir. Bu anlamda, anaerobik çürütme yoluyla biyogaz üretimi yenilenebilir enerji üretimi açısından diğer enerji formlarına göre önemli avantajlar sunmaktadır. Bu süreç, atmosferdeki sera gazı (SG) emisyonlarını azaltabilmekte ve bu prosesin son ürünü olan digestate bitkiler için gübre olarak yeniden kullanılabilmektedir. Bu nedenlerle, anaerobik çürütme prosesi biyoenerji üretimi için en tasarruflu ve çevreye faydalı teknolojilerden biri olarak kabul edilmektedir. Organik atıkların herhangi bir türü anaerobik çürütme işlemi için substrat olarak kullanılabilmektedir. Elde edilmesi son derece kolay olan hayvansal atıklar (hayvan dışkısı) en yaygın olarak kullanılan substratların başında yer almaktadır. Diğer taraftan, bu atıkların kullanılması anaerobik çürütücü sistemlerinde bazı sorunlar yaratabilmektedir. Veteriner hekimliğinde kullanılan antibiyotikler, zayıf metabolize olma özellikleriyle, vücuttan gübre olarak atılarak hayvan dışkısında sıklıkla tespit edilmişlerdir. Bu antibiyotikler havasız çürütme sistemlerindeki hassas mikroflaraya zararlı olduklarından, hayvan gübresinin biyogaz üretiminde substrat olarak kullanılması sırasında problem teşkil edebilirler. Ayrıca, antibiyotik içeren hayvan atıkları toprakla şartlandırıldığında çevre üzerinde bu antibiyotik kalıntılarının potansiyel etkisi dikkate alınması gereken önemli bir diğer husus haline gelmektedir. Antibiyotiklerin sık kullanımı mikroorganizmaların antibiyotiklere karşı direnç geliştirmeleri ile ilgili sorunları önemli ölçüde arttırmaktadır. Bunlara ek olarak, OTC hayvanların sindirim sistemlerinde indirgenerek metabolitlerine ayrışmaktadır. Oluşan bu metabolitler mikrobiyal popülasyon üzerine etki eden inhibitörlerdir. Orijinal molekül tarafından üretilen inhibisyondan ziyade bu antibiyotik metabolitleri bakteriyel faaliyetler üzerine inhibisyon etkisi yaratmaktadır. Bu maddelerin biyogaz üretimi üzerindeki etkileri mühendislik açısından incelenmiş olmasına rağmen, mikrobiyal popülasyon üzerindeki olası etkileri ile ilgili çalışmalar oldukça azdır. Bu nedenle, bu çalışmanın amacı yaygın olarak kullanılan bir veteriner antibiyotiği olan OTC’nin, aktif mikrobiyal popülasyon üzerine ve termofilik gübre çürütücülerdeki biyogaz üretimi üzerine olan etkilerinin değerlendirmesidir. Bu çalışmada, sık kullanılan bir veteriner antibiyotiği olan oksitetrasiklinin (OTC), intromasküler enjeksiyon yoluyla aşılanmış olan büyükbaş hayvanın gübresinin termofilik havasız çürütücülerinde biyogaz ve metan üretimleri ile mikrobiyal populasyon üzerine olan etkisi farklı katı oranları ve karıştırma hızları denenerek gözlemlenmiştir. Çalışma doğrultusunda, Set1 ve Set2 olmak üzere iki deney seti kurulmuştur ve bu setlerin her biri 2 tane kontrol ve 2 tane de OTC içeren olmak üzere 4 (D1, D3, D4 and D5) reaktör içermektedir. D1 ve D4 kontrol (OTC içermeyen), D3 ve D5 ise OTC içeren reaktörlerdir. Set1, termofilik koşullarda (55±10C), 90 rpm karıştırma hızında ve farklı katı oranlarıyla (5-5.5 %TS and 7.5-8 %TS) kurulmuştur. Set2, sadece Set1’den farklı olarak 120 rpm karıştırma hızıyla kurulmuştur diğer koşullar Set1 ile aynı olacak şekilde kurulmuştur. Bu çalışmada, mikroorganizmaların yüksek sıcaklığa adapte olabilmelerini sağlamak adına sıcaklık 1. gün 37 °C, 2. gün 40 °C, 3. gün 45 °C, 4. gün 50 °C ve 5. gün 55 °C olacak şekilde kademeli olarak ayarlanmıştır. Termofilik çürütücülerin mezofilik çürütücülere kıyasla, yüksek metabolizma hızı, prosesin daha hızlı olması ve daha yüksek verimde biyogaz üretimi, düşük hidrolik bekleme sürelerinin olması, daha yüksek organik yükleme oranları ile beslenme yeteneği ve patojenlerin daha yüksek verimle ölmelerinin sağlanması gibi birçok avantajı bulunmaktadır. Ayrıca, bu çalışmaya göre, termofilik koşullarda mezofiliğe oranla daha yüksek metan oranı bulunmuştur ve OTC’nin yarı ömrü de daha düşük olarak saptanmıştır. Bu çalışma kapsamında, 3.5 yaşındaki dişi Holstein ırkı, 440 kg vücut ağırlığındaki süt ineğinin vücudunun her iki tarafına, musculus semitendinosus ve musculus semimembranosus kaslarına, eşit miktarda ve standart uygulama dozunda 50 ml solusyon (20 mg/kg) oksitetrasiklin (OTC) enjekte edilmiştir. 5 gün boyunca her 24 saatte bir hayvandan dışkı örnekleri toplanmış ve homojen bir numune elde etmek için bu 5 numune karıştırılmıştır ve bu karışım deney boyunca anaerobik çürütücüler için substrat olarak kullanılmıştır. Bu çalışmada, çürütücülere laboratuvar ölçekli dışkı çürütücülerinden alınan aşı çamuru 1:10 oranında eklenmiştir. Her iki set için de hidrolik bekletme süresi (HRT) 20 gün olarak belirlenmiştir ve her 5 günde bir analitik, moleküler ve fizikokimyasal analizler için numune alınmıştır. Çürütücülerdeki biyogaz üretimi, TS giderimi, biyogaz ve VFA konsantrasyonları izlenmiştir. Fluorescent in situ Hybridization (FISH) and RNA tabanlı Q-PCR yöntemleri kullanılarak mikrobiyal populasyonun çeşitliliğine bakılmıştır. Bu çalışmada, Set 1 ve Set 2’de maksimum biyogaz verimi 132-134 L/kgTVS olarak bulunmuştur. Sonuçlar, 90 ve 120 rpm karıştırma hızlarınnın biyogaz verimi üzerine önemli bir etki yaratmadığını göstermiştir. 20 günün sonunda, 1,5-4,7 mg/L değerler aralığındaki OTC konsantrasyonunun toplam biyogaz üretimi üzerine inhibisyonu %10-18 oranında olmuştur. 20 günlük işletme sonunda maksimum TS giderimi %30 oranında bulunmuştur. Asetik ve propiyonik asit baskın olarak gözlenmekle beraber inhibisyon etkisi yaratabilecek konsantrasyonlarda VFA birikimi gözlenmemiştir. İşletme süresi boyunca OTC azalma eğilimi göstermiştir ve termofilik anaerobik çürütücülerde yarı ömrü 14 gün olarak hesaplanmıştır. Aktif populasyon dinamiği FISH ve Q-PCR gibi moleküler yöntemler kullanılarak incelenmiştir. FISH sonuçlarına göre, aktif bakteri populasyonu işletmenin sonunda bütün çürütücülerde azalırken aktif Methanomicrobiales populasyonu yükselmiştir. Bütün çürütücülerde en fazla bulunan metanojen (%48 oranında) Methanobacteriales olmuştur.Ayrıca Methanobacteriales spp. kontrol çürütücülerinde değişme göstermemekle birlikte OTC içeren çürütücülerde azalma göstermiştir. Aktif Methanosarcina populasyonu dalgalanmalar göstermiştir ve spesifik bir trend izlenmemektedir. Q-PCR sonuçlarına göre, Set 1 çürütücülerinde bakteriyal, Methanobacteriales, Methanomicrobiales, Methanosaeta ve Methanosarcinales gen kopya sayısı zaman içinde azalmıştır. Methanobacteriales and Methanosarcinales gen kopya sayısı 90 rpm karıştırma hızıyla işletilen Set 1’de azalırken 120 rpm karıştırma hızıyla işletilen Set 2’de artma göstermektedir. Bakteriyel, Methanomicrobiales and Methanosaeta gen kopya sayıları bütün çürütücülerde azalmıştır. Methanosaeta gen kopya sayısı oldukça düşük konsantrasyonlarda tespit edilmiştir ve zaman içinde önemli bir azalma göstermemiştir. Methanosaeta türlerinin aktivite ve gen kopya sayıları setlerin bütün çürütücülerinde düşük konsantrasyonlarda gözlenmiştir ve bu da metan oluşumunun özellikle Methanosarcinales türleri ve hidrojenotrofik metanojenler grubundaki Methanobacteriales ve Methanomicrobiales türleri tarafından gerçekleştirildiğini göstermektedir.
  • Öge
    Eritromisinin Biyodegradasyon Kapasitesinin Anoksik Ve Anaerobik Koşullarda Belirlenmesi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2013-01-06) Coşkun, Neşe ; İnce, Orhan ; 406073 ; Environmental Biotechnology ; Environmental Biotechnology
    Tamamlanan projede bir antibiyotik olan eritromisinin (ERM) biyodegradasyonu ve mikrobiyal kültürün üzerindeki etkileri metanojenik, nitrat indirgeyici ve sülfat indirgeyici koşullarda; degradasyondan sorumlu mikrobiyal komunitenin kantitatif polimeraz zincirleme reaksiyonuyla sayılması, çözünmüş organik karbon (ÇOK), biyogaz ölçümü, elektron alıcısı ve antibiyotik konsantrasyonu takibi yardımıyla yapılmıştır. Bu kapsamda, kesikli reaktör şişeler, farklı numune alım zamanlarında bozulmak üzere kurulmuştur. Gaz üretimi ve kompozsiyonu, TOK, antibiyotik ve elektron alıcı konsantrasyonları 120 gün boyunca izlenmiştir. Ayrıca spesifik mikrobiyal grupların populasyonlarındaki değişimler Q-PCR analizleriyle izlenmiştir. Elde edilen sonuçların detaylı incelemesi sonucunda, ERM biyodegredasyonu hakkında genel bir sonuca varılmıştır. Sonuç olarak, ERM’nin metanojenik, sülfat indirgeyici ve nitrat indirgeyici ortamlarda karbon kaynağı olarak kullanılamadığı görülmüştür.
  • Öge
    Sülfametoksazol’ün Aerobık Ortamda Düşük Çamur Yaşında Asetatın Biyolojik Ayrışabilirliği Üzerine Akut Ve Kronik Etkileri
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2013-01-06) Kor, Gökçe ; Ubay Çokgör, Emine ; 435504 ; Environmental Biotechnology ; Environmental Biotechnology
    Antibiyotiklerin birçoğu veterinerlik ve tıp alanında kullanılmakta, ayrıca ürün kalitesini geliştirmek için hayvanların büyümesinde besin olarak da verilmektedir. Antibiyotikler ekosistemde ve biyolojik arıtma sistemlerinde organizmalar için toksisite etki oluşturarak ekolojik dengeyi de bozmaktadır. Bu çalışmanın amacı, aktif çamur sistemlerinde antibiyotik mekanizmasının ortadan kaldırılmasının ve bu kimyasalların karbon kaynağı biyodegradasyonu üzerindeki akut ve kronik inhibisyon etkilerinin araştırılmasıdır. Bu nedenle, Türkiye’de yaygın olarak kullanılan sülfametoksazol, model antibiyotik olarak seçilmiştir. Bir arıtma tesisinden alınan aktif çamur, asetat içerikli sentetik bir atıksuya aklime edilmiştir. Bu kapsamda, asetat biyolojik olarak kolay ayrışabilir bir karbon kaynağı olarak kullanılmış ve sisteme ani besleme ile günde bir defa eklenmiştir. Çalışmanın başında iki çamur yaşında bir adet doldur-boşalt tipi reaktör kurulmuş ve reaktör asetat karışımı ile beslenerek kararlı denge haline ulaştırılmıştır. Sistemde denge koşulları sağlandıktan sonra, aklime olan biyokütle respirometrik deneylerde kullanılmıştır. Asetat karışımı ve biyokütle kontrol reaktörüyle aynı oranda respirometreye eklenmiş ve oksijen tüketim hızı, substrat biyodegradasyonu değerlendirmek amacıyla deney boyunca takip edilmiştir. Antibiyotiğin karbon giderimi üzerindeki akut etkilerini değerlendirmek için respirometreye farklı konsantrasyonlarda antibiyotikler eklenmiş, fakat kronik deneyler aynı konsantrasyondaki antibiyotik ile yürütülmüştür. Akut ve kronik çalışmalardaki substrat tüketimi, respirometre deneyleriyle ulaşılan oksijen tüketim profillerinin gözlemlenmesi ile incelenmiş ve antibiyotik etkisi altında olmayan kontrol reaktörünün oksijen tüketim profili ile model simülasyonlarından yararlanılarak karşılaştırılmıştır. Model simülasyon sonuçları ile gerekli kinetik ve stokiyometrik katsayılar modifiye edilmiş ASM3 modeli kullanılarak belirlenmiştir.
  • Öge
    Ultrasonik Ön Arıtmanın Tarımsal Biyogaz Tesislerinden Çıkan Artık Biyokütlenin Anaerobik Çürütme Verimine Etkisi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2013-01-08) Vural, Mehtap ; Taşlı Toraman, Rüya ; 405324 ; Environmental Biotechnology ; Environmental Biotechnology
    Atıksu arıtma tesislerinden sonra veya tarımsal biyogaz tesislerinde uygulanan anaerobik çürütme prosesinde oluşan artık biyokütle çeşitli miktarlarda selüloz, hemi-selüloz ve lignin içermektedir. Son yıllarda, biyo-etanol, biyodizel, metan ve biyo-hidrojen gibi ikinci nesil biyo-ürünlerin üretiminde enerji ekinlerinden ziyade lignoselülozik biyokütlenin kullanılmasının tercihi artış göstermektedir. Bu eğilimin temel nedeni olarak enerji ekinlerinin hale hazırda yüksek talep gören yiyecek ekinleri ile toprak ve su rekabeti gösterilebilir. Ancak, lignin içeriği, selülozun kristalleşmesi, tanecik boyutu gibi bir çok faktör lignoselülozik biyokütlenin içinde bulunan hemiselüloz ve selülozun çürütülme verimini sınırlamatadır. Bu çalışmada, yükek enerjili, düşük frekanslı ultrasonik ön arıtma yönteminin tarımsal biyogaz tesisinin ikincil çürütme tankından çıkan artık biyokütlenin tekrar çürütülme verimine olabilecek katkısının belirlenmesi amaçlanmıştır. Tarımsal biyogaz üretim tesisinin ikincil çürütme tankından alınan çamura çeşitli sürelerle ultrases uygulanmıştır. Ön arıtma uygulanan ve uygulanmayan çamur örnekleri 40 gün süreyle anaerobik şartlarda bekletilerek biyogaz üretimleri izlenmiştir. Aynı işlem atıksu arıtma tesisi anaerobik çürütücüsünden çıkan artık biyokütleye de uygulanarak sonuçlar karşılaştırılmıştır. Elde edilen deneysel sonuçlar tarımsal biyogaz üretim tesisi artık biyokütlesinin anaerobik çürütme veriminin artan ultrasound spesifik enerjisi ile artış gösrerdiğini ortaya koymuştur. Toplam biyogaz üretiminde 2334 kJ/kgTS spesifik enerjide yüzde 21 artış gözlenmiştir. Atıksu arıtma tesisi anaerobik çürütme prosesinden çıkan artık biyokütle ile yapılan deney sonucunda, ultrasonik ön arıtmanın bu biyokütlenin çürütme veriminin üzerinde daha büyük etkisinin olduğu ve bu biyokütlenin anaerobik çürütme hızının daha fazla olduğu gözlenmiştir. Bu çamura 1122 kJ/kgTS ve 5413 kJ/kgTS değerinde spesifik enerji uygulanmış biyogaz üretiminin yüzde 90’ının sırasıyla 13 ve 10 günde tamamlandığı, toplam biyogaz üretiminin 5413 kJ/kgTS spesifik enerji değerinde yüzde 30 arttığı gözlenmiştir. Buna karşın, tarımsal biyogaz üretim tesisi artık büyokütlesinin anaerobik çürütme prosesinde biyogaz üretiminin bütün spesifik enerji değerlerinde 40 günün sonunda maksimum değere ulaşmadığı ancak gaz üretimindeki artış hızının azalmaya başladığı gözlenmiştir. Bu sonuç, lignin içeriği nedeniyle tarımsal artık biyokütlenin anaerobik olarak çürütülebilirliğinin mümkün olduğunu ancak prosesin daha uzun çürütme sürelerine ihtiyaç duyduğunu göstermiştir.