Microbial community dynamics during anaerobic digestion of OTC medicated cow manure using DGGE and clone libraries
OTC uygulanmış inek dışkısının anaerobik yıkımında DGGE ve klon kütüphaneleri kullanılarak mikrobiyal komünite dinamikleri
- Tez No: 276620
- Danışmanlar: PROF. DR. BAHAR İNCE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Genetik, Mikrobiyoloji, Çevre Mühendisliği, Biotechnology, Genetics, Microbiology, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Çevre Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Bilimleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 120
Özet
Sığır tedavilerinde kullanılar antibiyotikler, dışkının biyogaz amaçlı anaerobik yıkımında rol alan mikroorganizmalar üzerine inhibör etkide bulunabilirler. Yıkım sürecinde mikrobiyal komünitenin önemli bir etkisi olduğundan, antibiyotiklerin mikrobiyal çeşitliliğe etkilerinin araştırılması, proses ve etkileşimlerin anlaşılmasında ilerlemelere yön verebilir. Bu çalışmada yaygın bir antibiyotik olan OTC'nin biyogaz üretimine ve mikrobiyal komüniteye etkileri iki mikrokozmos seti ile araştırılmıştır. Birinci sette OTC, dışkı sulularına dışarıdan eklenmişken ikinci kısımda, uygulamaları yansıtması açısından, bir ineğe OTC enjekte edilmiş ve OTC'li dışkılar substrat olarak kullanılmıştır.İlk kısımda kontrol mikrokozmoslarında 30 gün işletme sonunda 90±2 L/kgUKM metan verimi gözlemlenmiştir. Biyogaz üretimindeki inhibisyonlar 50, 100 ve 200 mg/L OTC eklenmiş mikrokozmoslarda sırası ile %41, %57 ve %61 olarak bulunmuştur. 50 mg/L OTC, biyogaz üretiminde gecikmeyle sebep olmuş ve 60 gün işletme sonunda kontroldeki değere ulaşmıştır. OTC eklenmiş mikrokozmoslardaki bakteriyel komünitenin kontrole benzerliği (%64-92), arkeal komüniteye gore (%94-99) daha düşüktür.İkinci kısımda, kontrol mikrokozmosları 87±6 L/kgUKM metan verimliliğine ulaşmışlardır. İlk gün toplanan gübrede 10 mg/kg OTC ölçülmüş ve konsantrasyonlar 12 gün boyunca azalarak devam etmiştir. İlk 5 gün toplanan dışkıların biyogaz üretimine %50-60 inhibisyonu gözlemlenmiş ve bu oran 10. gün toplanmış dışkıda %23 olarak bulunmuştur. 15. ve 20. günlerde toplanmış dışkılar, kontrol ile aynı miktarda biyogaz üretmişlerdir. İlk 10 gün toplanan dışkıların yıkıldığı mikrokozmoslarda arkeal komünitenin kontrole benzerliği (%73-93), bakteriyal komüniteye (%93-98) göre daha düşüktür.Biyogaz üretimi ile ilişkili türler Clostridum spp. ile sintrofik bir ilişki içerisinde olan Methanobacterium spp. olarak bulunmuştur. Arkeal ve bakteriyel türlerin tamamına yakını OTC'den olumsuz olarak etkilenmiştir.
Özet (Çeviri)
Veterinary antibiotics used in cattle medication may have inhibitory effects on microorganisms in anaerobic digestion of manure for biogas production as a renewable energy. Since microbial community plays an important role in digestion process, defining effects of antibiotics on microbial diversity can lead to improvements in understanding of interactions and processes, thereby obtaining better performance in terms of higher digestion capacity and biogas production. In this study, effect of OTC as a common veterinary antibiotic on biogas production and microbial communities was investigated with two microcosm tests: in the first part, OTC was externally added to manure slurries and in the second part, as in practical applications, a cow was medicated with OTC and manure samples of medicated cow was used as substrate in the microcosms.In the first part, 90±2 L/kgTVS methane yield was observed after 30 days in control microcosms. Inhibitions in biogas productions were 41%, 57% and 61% in the 50 mg/L, 100 mg/L and 200 mg/L OTC added digesters, respectively. For 50 mg/L OTC added microcosms, retardation in the biogas production was observed and almost the same amount of biogas with control was produced after 60 days. Bacterial community similarities of OTC added microcosms to control were lower (64-92%) than archaeal community similarities (94-99%).In the second part, methane yield of the control microcosms were 87±6 L/kgTVS. In medicated manure collected on day 1, 10 mg/kg OTC was measured, and the concentrations decreased to undetectable limit after 12 days. Biogas inhibitions in the manures collected on the first 5 days were between 50-60% whereas that of was 23% for day 10. Samples collected on day 15 and 20 produced similar amount of biogas with the control. Archaeal community similarities of manures collected on first 10 days to control were lower (73-93%) than bacterial community similarities (93-98%).Mostly related species with biogas production was found as Methanobacteriales spp. in a syntrophic relation with Clostridium spp. Almost all bacterial and archaeal species were negatively affected by OTC.
Benzer Tezler
- Effect of rumen fungi on potential of biogas production in anaerobic digesters fed with different lignocellulosic compounds
Rumen funguslarının farklı lignoselülozik bileşiklerle beslenen anaerobik çürütücülerdeki biyogaz üretim potansiyeline etkisi
ELİF YILDIRIM
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Çevre MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiÇevre Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BAHAR İNCE
DR. SEVCAN AYDIN
- Population dynamics in two-stage anaerobic digester treating solid wastes
Katı atık arıtan iki kademeli havasız reaktör sistemindeki populasyon dinamikleri
ARDA GÜLAY
- Development of effective molecular approach for determining of the biodegradation potential of petroleum contaminated soil
Petrolle kirlenmiş toprağın biyodegradasyon potansiyelinin belirlenmesi için etkili moleküler yaklaşımının geliştirilmesi
AIYOUB SHAHI
Doktora
İngilizce
2016
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ORHAN İNCE
- Determination of archeal populations in anaerobic reactors using molecular techniques
Anaerobik reaktörlerde arkeal toplulukların moleküler teknikler kullanılarak belirlenmesi
ALPER TUNGA AKARSUBAŞI
Doktora
İngilizce
2003
BiyolojiBoğaziçi ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BAHAR KASAPGİL İNCE
PROF. DR. BETÜL KIRDAR
- Distribution, dynamics and activity of archaeal methanogenic population in a full-scale anaerobic contact reactor treating pulp and paper mill effluents
Kağıt endüstrisi atıksularını arıtan gerçek ölçekli tam karışımlı havasız temas reaktöründeki metan arkeleri populasyonunun dağılımı, dinamiği ve aktivitesi
SEVGİ ULUGÖL
Yüksek Lisans
İngilizce
2006
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. ORHAN İNCE