Effects of heavy metal inhibition on the metabolism of various activated sludge bacteria
Ağır metallerin yaratmış olduğu stres koşullarının çeşitli aktif çamur bakterilerinin metabolizmalarına olan etkileri
- Tez No: 151286
- Danışmanlar: DOÇ. DR. CANDAN TAMERLER BEHAR, PROF. DR. DERİN ORHON
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2004
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 108
Özet
AĞIR METALLERİN YARATMIŞ OLDUĞU STRES KOŞULLARININ ÇEŞİTLİ AKTİF ÇAMUR BAKTERİLERİNİN METABOLİZMALARINA OLAN ETKİLERİ ÖZET Ağır metallerin, endüstriyel yollarla atılmaları sonucu biyolojik arıtma sistemleri üzerinde yarattıkları stres koşullannın genel etkileri sıkça incelenmiştir. Ancak bu stres koşullarının yaratmış olduğu metabolik değişiklikler henüz anlaşılamamıştır. Toksik seviyelerin üzerindeki ağır metal konsantrasyonlarının, bakteriyel metabolizma üzerinde inhibisyon etkisi vardır. Özellikle evsel atık sulardaki yüksek metal konsantrasyonları biyolojik arıtımın etkinliğini düşürmektedir. Bu durum, sadece ağır metallerin denizlere ve göllere kanşmasiyla sonuçlanmaz, aynı zamanda biyolojik antmanin verimini de düşürür. Buna karşın, bazı metallerin de eser mikarlarda kullanıldığında, mikroorganizmalarda optimum metabolik aktivitenin gerçekleşmesini sağladığı bilinmektedir. Atik sular için biyolojik arıtma sistemleri geliştirmeden önce, toksisite ve inhibisyonun, mikroorganizmalarin limit değerleri ve mikrobiyal metabolizma toleransları açısından incelenmeleri gerekir. Bu çalışmada, bakır, kobalt ve nikel metallerinin aktif çamur sistemlerinde sıkça rastlanan Paracoccus pantotrophus, Microlunatus phosphovorus, ve Escherichia coli bakteri suşlan üzerindeki etkileri incelenmiştir. Büyüme profilleri boyunca her metalin, her suş üzerindeki minimum inhibisyon konsantrasyonları bulunmuştur. Bu konsantrasyonlar, hem katı, hem de sıvı ortamda kimyasal olarak tanımlı bir besiyeri olan M9'da belirlenmiştir. Katı ortamdaki deneyler Petri kutularında, sıvı ortamlardaki deneyler de erlen, biyoreaktör ve respirometrede gerçekleşmiştir. Yapılan deneylerde üç metalin de bakterilerin büyüme verimleri, maksimum büyüme hızlan ve substrat tüketim seviyeleri üzerindeki etkileri belirlenmiş ve karsilastirilmiştir. Bunun için spektrofotometrik yöntemlerin yanında artık substratın belirlenmesi için yüksek basmçlı likit kromatografisi de kullanılmıştır. Respirometrik deneyler, Escherichia coli kültürü üzerinde yapılmıştır. Bu deneylerin sonucunda, biyoreaktör deneylerinde elde edilen sonuçların yanında OUR profilleri de elde edilmiştir. Respirometre denyleri sonucunda Ks, Umax, ve Yh gibi parametreler de elde edilmiştir. Elde edilen büyüme verimi, maksimum büyüme hıza gibi sonuçlar biyoreaktör deney sonuçlan ile karşılaştınlmıştır. Tüm bu sonuçlar, ağır metal kosullarinda, seçilen bakterilerin metabolik faaliyetlerinde meydana gelebilecek değişiklikler hakkinda görüş açısı kazandırmaktadır. Bu sayede ağır metal konsantrasyonu bilinen aük suların arıtılması için gereken biyolojik antma sistemlerinin dizaynı ve modellenmesi mümkün olacaktır. xııı
Özet (Çeviri)
EFFECTS OF HEAVY METAL INHIBITION ON THE METABOLISM OF VARIOUS ACTIVATED SLUDGE BACTERIA SUMMARY The general effects of the stress caused by industrial discharge of heavy metals on the biological treatment processes have been well studied. However, the biological mechanisms of these stress conditions are still not well understood. Heavy metal concentrations above toxic levels have inhibition effects on bacterial metabolism. Especially high metal concentrations in municipal wastewater reduce the efficiency of sewage treatment operations. This does not only result in disposal of heavy metals into the seas and lakes, but also in inefficient biological treatment. In the contrary, some of these metals when supplied in trace amounts are essential for the optimum metabolic activities of microorganisms. Before improving the biodegradation processes for wastewater treatment systems, toxicity and inhibitory effects need to be well investigated in terms of the limits and the mechanisms of microbial tolerance. In this study, three of the commonly found in activated sludge bacteria, Paracoccus pantotrophm, Microlunatus phosphovorus, and Escherichia coli, and the inhibitory effects of three different heavy metals, copper, cobalt and nickel were investigated in detail. The minimum inhibition concentrations of each metal on each strain were determined through growth profiles obtained. These inhibition levels were tested on both the liquid and solid medium conditions using a chemically defined minimal medium, M9. Solid medium experiments were carried out in Petri plates, while the liquid medium experiments were carried out in shake flasks, bioreactor and respirometer. The inhibition effects of these three metals on the growth yields, maximum growth rates and substrate uptake levels were determined and compared. High pressure liquid chromatographic analysis were carried out for residual substrate measurements while spectrophotometric analysis were made for the calculation of the growth yields and the maximum growth rates in the batch bioreactor experiments. Respirometric analysis were carried out for the Escherichia coli culture. Kinetic parameters like Ks, Uma» and Yh were calculated by use of the oxygen uptake rate data. Maximum growth rate and growth yield results were found compatible with the results of the bioreactor experiments. These results provide some insight into metabolic activities of the chosen activated sludge model organisms under heavy metal stress conditions. By the help of these analysis, it will be possible to model the biological treatment plants with the known metal tolerances. xiv
Benzer Tezler
- Titanyum dioksit(TiO2), çinko oksit(ZnO) ve gümüş (Ag) nanopartiküllerinin TK-6 lenfoblast hücrelerindeki toksik etkilerinin belirlenmesi
Determination of toxic effects of titanium dioxide (TiO2) zinc oxide (ZnO) and silver (Ag) nanoparticles on TK-6 lymphoblast cells
BURCU AKSOY
- Parasetamol üretimi atıksuyunun anerobik arıtılabilirliğinin incelenmesi
Anaerobik treatment of paracetamol production wastewater
SEDEF GÜRVARDAR
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURAN DEVECİ
- Kalkan balığı (Psetta maxima) solungaç dokusundan glukoz-6-fosfat dehidrogenaz enziminin karakterizasyonu ve bazı ağır metallere karşı inhibisyon kinetiğinin incelenmesi
Characterization of glucose-6-phosphate dehydrogenase enzyme from turbot gill tissue and investigation of inhibition kinetics against some heavy metals
MUSTAFA DENİZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
BiyokimyaOndokuz Mayıs ÜniversitesiTarımsal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DENİZ EKİNCİ
- Siyanobakteri yoğunluğuna çevresel faktörlerin etkisinin araştırılması
Investigation of the effect of environmental factors on cyanobacterial density
ESMA ADANUR
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Çevre MühendisliğiSakarya ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURTAÇ ÖZ
- Ağır metallerin tiyokarbohidrazon ile spektrofotometrik tayini
Spectrophotometric determination of heavy metals with thiocarbohydrazone
TUNCAY ŞAHİN