Geri Dön

Aktif çamur enzimleriyle organik mikrokirleticilerin biyolojik dönüşümü

Biological conversion of organic micropollutants by activated sludge enzymes

PDF İndir

  1. Tez No: 1009036
  2. Yazar: GÜLŞAH GÜNEL
  3. Danışmanlar: PROF. DR. GÜLSÜM YILMAZ, DR. ÖĞR. ÜYESİ CİHAN AYDIN
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Biyoloji, Biyomühendislik, Çevre Mühendisliği, Biology, Bioengineering, Environmental Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2026
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Endüstriyel gelişmeler, kentleşme ve tarımsal faaliyetlerin hız kazanmasıyla birlikte atık sularda giderek daha fazla tespit edilen organik mikrokirleticiler, çevresel ve halk sağlığı açısından ciddi tehditler oluşturmaktadır. İlaç aktif maddeleri, özellikle antibiyotikler, düşük konsantrasyonlarda dahi sucul organizmalarda toksik etkilere neden olmakta ve antibiyotik direnç genlerinin yayılımını teşvik etmektedir. Geleneksel atık su arıtma yöntemleri, bu tür dirençli ve kalıcı bileşiklerin tamamen uzaklaştırılmasında yetersiz kalmakta; bu durum biyoteknolojik temelli alternatif yaklaşımlara olan ihtiyacı gündeme getirmektedir. Bu tez çalışmasında, aktif çamurdan ekstrakte edilen hücresiz lizatlar kullanılarak seçilmiş antibiyotiklerin bozunma potansiyelleri değerlendirilmiş; eş zamanlı olarak çeşitli enzim aktiviteleri kolorimetrik analizler aracılığıyla kantitatif olarak belirlenmiştir. Deneysel çalışmalar kapsamında sefazolin (CFZ), sefuroksim (CXM), siprofloksasin (CIP) ve sülfametoksazol (SMX) antibiyotikleri model mikrokirletici olarak seçilmiş; bu bileşiklerin enzimatik yollarla parçalanabilirliği spektrofotometrik analizler ve yüksek performanslı sıvı kromatografisi (HPLC) ölçümleriyle izlenmiştir. Antibiyotiklerin enzim aracılı bozunma süreçlerinde rol oynayabilecek lakkaz, peroksidaz, fosfataz ve glukuronidaz enzimlerine ait aktivite düzeyleri mikroplaka deneyleri kullanılarak kantitatif olarak belirlenmiştir. Bununla birlikte, aktif çamurdan elde edilen mikrobiyal toplulukların yapısı Yeni Nesil Dizileme (Next Generation Sequencing, NGS) yöntemiyle analiz edilerek, enzimatik aktiviteyle ilişkili potansiyel mikrobiyal türler ortaya konmuştur. Enzim + antibiyotik uygulaması kapsamında elde edilen giderim sonuçları mevsimsel bazda değerlendirildiğinde; ilkbahar mevsiminde %54–85, yaz mevsiminde %55–100, sonbahar mevsiminde %53–86 ve kış mevsiminde %42–80 aralığında değişen giderim yüzdeleri belirlenmiştir. Mevsim ayrımı yapılmaksızın tüm deney koşulları birlikte ele alındığında giderim yüzdelerinin genel olarak %42 ile %100 arasında değiştiği görülmektedir. Antibiyotik türlerine göre değerlendirildiğinde ise enzim + antibiyotik uygulaması altında CIP için %80–100, CXM için %68–100, CFZ için %55–78 ve SMX için %42–100 aralığında giderim yüzdeleri kaydedilmiştir. Bu çalışmanın temel amacı, aktif çamurdan ekstrakte edilen enzimlerin çevresel mikrokirleticilere karşı kullanım potansiyelini ortaya koyarak, arıtım süreçlerinde etkinliğin artırılmasına ve çevresel sürdürülebilirliği destekleyen yenilikçi, ekonomik ve çevre dostu biyoteknolojik yaklaşımların geliştirilmesine katkı sağlamaktır.

Özet (Çeviri)

With the rapid growth of industrial development, urbanization, and agricultural activities, organic micropollutants are being increasingly detected in wastewater, posing serious threats to environmental and public health. Pharmaceutical active compounds, particularly antibiotics, can induce toxic effects in aquatic organisms even at low concentrations and promote the dissemination of antibiotic resistance genes. Conventional wastewater treatment processes are often insufficient for the complete removal of such persistent and recalcitrant compounds, highlighting the need for alternative biotechnological approaches. In this study, the degradation potential of selected antibiotics was evaluated using cell-free lysates extracted from activated sludge, while various enzyme activities were simultaneously quantified through colorimetric analyses. Cefazolin (CFZ), Cefuroxime (CXM), Ciprofloxacin (CIP), and Sulfamethoxazole (SMX) were selected as model micropollutants, and their enzymatic degradability was monitored using spectrophotometric analyses and high-performance liquid chromatography (HPLC). The activity levels of enzymes potentially involved in enzyme-mediated antibiotic degradation, including laccase, peroxidase, phosphatase, and glucuronidase, were quantitatively determined using microplate-based assays. In addition, the structure of microbial communities derived from activated sludge was analyzed by Next Generation Sequencing (NGS), enabling the identification of potential microbial taxa associated with enzymatic activity. When the removal efficiencies obtained under the enzyme + antibiotic application were evaluated on a seasonal basis, removal percentages ranging from 54–85% in spring, 55–100% in summer, 53–86% in autumn, and 42–80% in winter were determined. When all experimental conditions were considered collectively, regardless of seasonal variation, the overall removal efficiencies ranged between 42% and 100%. Based on antibiotic-specific evaluation, removal efficiencies of 80–100% for CIP, 68–100% for CXM, 55–78% for CFZ, and 42–100% for SMX were recorded under the enzyme + antibiotic application. The main objective of this study is to demonstrate the potential use of enzymes extracted from activated sludge against environmental micropollutants, thereby contributing to enhanced treatment efficiency and the development of innovative, cost-effective, and environmentally friendly biotechnological approaches in the field of environmental engineering.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    213030

    Improvement of anaerobic degradation of sludge using enzymatic treatment

    Enzimatik arıtma kullanılarak arıtma çamurlarının anaerobik bozunmasının geliştirilmesi

    DİCLEHAN SIR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2007

    Çevre MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. AYŞE FİLİBELİ

  2. Tez No

    507715

    Kentsel atıksu arıtma tesisi anaerobik çamur çürütücülerinin dinamik proses modelleme yaklaşımı ile analizi

    Analysis with dynamic process modeling approach of anaerobic sludge digesters of the urban wastewater treatment plant

    KERİM EKİCİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HAYRETTİN GÜÇLÜ İNSEL

  3. Tez No

    143533

    Investigation of solids residence time on sludge charesteristics with specific emphasis on extracellular polymers

    Katı alıkonma süresinin çamur karakteristikleri özellikle hücre dışı polimerler üzerine etkile

    MOHAMED LAMİN SESAY

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2003

    BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. DİLEK SANİN

    PROF. DR. GÜLAY ÖZCENGİZ

  4. Tez No

    216789

    Investigation of ultrasonical and microbial removals of C.I. reactive orange 107 textile dyestuff in single and in serial systems

    C.I. reactive orange 107 tekstil boyar maddesinin ultrasonik ve mikrobiyal gideriminin tekli ve ardışık sistemlerde incelenmesi

    ÖZLEM TUNÇ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2008

    Kimya MühendisliğiHacettepe Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Bölümü

    PROF. DR. ASTRİD REHOREK

    PROF. DR. ZÜMRİYE AKSU

  5. Tez No

    24786

    Orta büyüklükteki yerleşim merkezlerinde kullanılmış suların aktif çamur sistemiyle tasfiyesi ve projelendirme esasları üzerine bir çalışma

    A Study on the pirincipals of liguitadion and project to sewage treatment with activated sludge system in the medium-sized communities

    TAMER BAĞATUR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1992

    Çevre MühendisliğiFırat Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. NUSRET ŞEKERDAĞ

Geri Dön