Anammox Prosesinin Farklı Karbon Kaynaklarına Tepkisinin Deneysel Yöntemlerle Belirlenmesi

Abstract

Üniversitesi : İstanbul Teknik Üniversitesi Enstitüsü : Fen Bilimleri Anabilim Dalı : Çevre Mühendisliği Programı : Çevre Mühendisliği Tez Danışmanı : Prof. Dr. Seval Sözen Tez Türü ve Tarihi : Doktora – Temmuz 2003 ÖZET ANAMMOX PROSESİNİN FARKLI KARBON KAYNAKLARINA TEPKİSİNİN DENEYSEL YÖNTEMLERLE BELİRLENMESİ Didem Güven Bu çalışmada organik maddelerin anammox aktivitesi üzerindeki etkileri ve anammox prosesinde oluşan nitratın giderim mekanizmaları kesikli ve sürekli kültürlerin kullanıldığı sistemlerde araştırılmıştır. Kesikli deneylerde anammox aktivitesini etanol 30%, format 28%, amino asitler 18%, glükoz 10%, ve nişastanın 30% inhibe ettiği bulunmuştur. Hem kesikli hem sürekli anammox kültürlerine metanol ilavesi anammox aktivitesinin tamamen ve geri dönüşümsüz olarak kaybolmasına sebep olmuştur. Sürekli kültürlere uygulanan propiyonat ve asetatın tümünün tüketildiği görülmüştür. %99.5 saflık derecesinde saf kültür anammox hücreleri yoğunluk gradyanı santrifüjleme yöntemiyle elde edilmiş ve nitrat elektron alıcısı olarak kullanarak propiyonatın tüketildiği bulunmuştur. Propiyonat oksidasyonu ile nitrat giderim mekanizması izotop işaretli nitrat (15NO3 -) kullanılarak incelenmiştir. Propiyonat beslemesi altında anammox populasyonunun önemli ölçüde değiştiği ve bu değişikliğin yeni anammox türlerinin göstergesi olabileceği FISH (floresan yerinde hibritleşme) analizleri ile belirlenmiştir. Bu çalışma kemootolitotrof olarak bilinen anammox bakterisinin propiyonatı kullanarak nitratı indirgeyebildiğini ve bu güne kadar bilinenden daha çok yönlü bir mekanizmaya sahip olduğunu göstermektedir.

In this study, the influence of the organic compounds on the activity of anammox and nitrate reduction mechanism in the anammox process was investigated in batch and continuous culture experiments. Anammox was inhibited by some degree of ethanol (30%), formate (28%), amino acids (18%), glucose (10%), and starch (30%). The batch and continuous experiments indicated that methanol had a strong inhibitory effect on anammox bacteria. The anammox enrichment cultures consumed acetate and propionate in batch and continuous culture experiments. Propionate consumption by anammox bacteria was proved by purifying the anammox cells from the enrichment culture with percoll density gradient centrifugation. It appeared that a 99.5% pure cell suspension of anammox bacteria consumed propionate with nitrate as the electron acceptor. The mechanism of nitrate reduction with propionate oxidation by anammox bacteria was investigated in batch experiments using labeled (15NO3 -) N-compounds and proved that nitrate was the electron acceptor coupled to propionate oxidation. Anammox population was significantly changed under propionate feeding conditions that might be an indication of the new strain/strains of anammox bacteria. This study demonstrates that anammox bacteria which are known as chemolithoautotroph can reduce nitrate using propionate as the electron donor. These results indicate that the anammox bacteria have a more versatile metabolism than previously assumed.