Geri Dön

Assessment and modelling of the toxicity of phenols: A comparative study with marine and freshwater algae

Fenol toksisitesinin değerlendirilmesi ve modellenmesi: Tuzlu ve tatlı su algleri ile karşılaştırmalı bir çalışma

PDF İndir

  1. Tez No: 333121
  2. Yazar: MURAT DOĞA ERTÜRK
  3. Danışmanlar: PROF. DR. MELEK TÜRKER SAÇAN
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Biyoistatistik, Biyokimya, Biostatistics, Biochemistry
  6. Anahtar Kelimeler: Algler, Fenolik bileşikler, Toksisite, Algae, Phenolic compounds, Toxicity
  7. Yıl: 2013
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
  10. Enstitü: Çevre Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Çevre Bilimleri Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Algler gerek oksijen üreterek, gerekse besin maddelerinin çevrimindeki rolleri nedeniyle sucul ekosistemlerde biyolojik çeşitliliğin devamını sağlarlar. Alglerin çevredeki rollerine kıyasla, fenoller gibi birçok organik kirleticilere ait alg toksisite verisi oldukça sınırlıdır. Öte yandan, bütün kimyasallara ait alg toksisite verisini laboratuvar deneyleriyle elde etmek neredeyse imkansızdır. Bu nedenle, kantitatif yapı-aktivite/toksisite ilişkileri (KYAİ/KYTİ) gibi laboratuvar deneylerine alternatif yöntemler alg ekotoksisite verisindeki boşluğun doldurulmasına katkı sağlayabilir.Bu çalışmada, fenollerin bir tuzlu su alg türü olan Dunaliella tertiolecta ve bir tatlı su alg türü olan Chlorella vulgaris üzerindeki toksik etkileri belirlenmiş ve elde edilen veriler KYTİ yöntemiyle analiz edilmiştir. Toksisite değerlendirmesi için seçilen fenoller polar narkotik, enerji metabolizmasını hedefleyen ve reaktif fenoller olmak üzere çeşitli mekanizmalarla toksik etki gösterdikleri için endüstriyel kimyasalların minyatür bir modelini temsil etmekte, dolayısıyla da KYTİ analizleri için gerçekçi bir temel teşkil etmektedirler. Çoklu doğrusal regresyon ve tersine yayılmalı yapay sinir ağları teknikleri kullanılarak içsel ve harici olarak geçerliliği test edilen çeşitli KYTİ modelleri elde edilmiştir. Geliştirilen modellerin çoğunda, çok sayıda tanımlayıcı arasında, hidrofobisite ve elektrofilisite bazlı parametrelerin önemi dikkat çekmiştir. Diğer yandan, pirogalol, hidrokinon ve katekol gibi reaktif türlere yükseltgenebilen fenollerin alg toksisiteleri hidrofobisitenin tahmin ettiğinden daha fazla bulunmuştur. Bu reaktif fenollerin toksisiteleri elektrofilisite parametresi ile daha iyi açıklanmıştır. Modellerin harici geçerliliği, fenol ve anilin türevlerinin bir tatlı su alg türü olan Pseudokirchneriella subcapitata üzerindeki literatür toksisite verisi ile de doğrulanmıştır. Dolayısıyla, geliştirilen modellerin farklı bir alg türüne ve en azından farklı bir organik kirletici grubuna da uygulanabilir olduğu gösterilmiştir.KYTİ modellerinin yanı sıra, algler ile bakteri, protozoa, su piresi ve balık gibi sucul türler arasında yapılan toksisite korelasyonlarından çıkan sonuç, sucul organizmaların fenolere verdiği tepkilerin polar narkotik mekanizmanın üzerinde farklılaşmaya başladığıdır. Sonuç olarak, bu çalışmada geliştirilen KYTİ modelleri, modellerin uygulanabilirlik alanında kalması şartıyla, farklı toksik mekanizmalar uyarınca etki gösteren ve deneysel verisi olmayan çeşitli kimyasalların toksisitesini tahmin etmek için kullanılabilir.

Özet (Çeviri)

Algae sustain biodiversity in aquatic ecosystems by producing oxygen and recycling nutrients. In contrast to their key role in the environment, toxicity data of many organic pollutants, such as phenols, on algae, especially for marine algae, are severely limited. On the other hand, the data requirement in algal toxicity is almost impossible to be supplied through exhaustive laboratory testing considering the huge number of chemicals to be assessed. Therefore, the use of alternative methods to laboratory testing, such as the quantitative structure-activity/toxicity relationships (QSARs/QSTRs), can help reduce the data gap in algal ecotoxicity.In this study, novel toxicity data of phenols on marine alga Dunaliella tertiolecta and freshwater alga Chlorella vulgaris were generated and subjected to QSAR analysis. The phenols selected for toxicological assessment are known to elicit toxicity through different modes of toxic action including polar narcosis, respiratory uncoupling and reactive mechanisms; as such, the data set was regarded as a miniature model of industrial chemical space and provided a realistic basis upon which to explore the development of algal QSTRs. Multiple linear regression and counter propagation artificial neural network techniques were used to build internally and externally validated QSTR models. Most of the QSTRs highlighted the importance of hydrophobicity and electrophilicity related parameters among numerous descriptors. Hydrophobicity was found to underpin the toxicity of phenols to algae. On the other hand, pyrogallol, hydroquinones and catechols, which are potentially capable of being oxidized to reactive species, displayed algal toxicity in excess of that predicted by hydrophobicity. The toxicity of these reactive phenols was better described by electrophilicity parameters. The external validation of the models was also verified using a data set obtained from literature comprising the toxicity of phenols and anilines to another freshwater alga, Pseudokirchneriella subcapitata. Consequently, the developed QSTRs were shown to be applicable to data from another algal test system and at least for another class of organic compounds.Apart from the QSTRs, investigation of inter-algal and inter-species toxicity correlations between algae and other aquatic organisms such as bacteria, protozoa, daphnia and fish revealed that the response of aquatic organisms to phenols differentiated above the level of polar narcosis. As a result, for a heterogeneous set of compounds acting through different modes of toxic action, the models developed in this study can be used to predict the toxicity of untested compounds provided that the new chemicals are within the applicability domain of the respective model.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    1019948

    Kimyasal tanker terminallerinde operasyonel risk değerlendirmesi: bütünleşik ahp ve topsıs yöntemi ile bir model önerisi

    Operational risk assessment in chemical tanker terminals: a model proposal using integrated ahp and topsis method

    BURAK KAPLAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2026

    Denizcilikİstanbul Teknik Üniversitesi

    Deniz Ulaştırma İşletme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BURAK ZİNCİR

  2. Tez No

    320

    Yenileme yatırımları

    Başlık çevirisi yok

    OSMAN NURİ FİLİZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1986

    İşletmeGazi Üniversitesi

    Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. OSMAN OKKA

  3. Tez No

    427

    Türkiye'de dış borçlanmayı etkileyen faktörler ve dış borçlanmanın ekonomik katkıları

    Başlık çevirisi yok

    MEHMET AKÇAY

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1985

    EkonomiGazi Üniversitesi

    YRD. DOÇ. DR. ÖMER PEKER

  4. Tez No

    1169

    Anıtkabir çevresi yapılaşma düzeni ve çevre ilişkilerinin görsel değerlendirilmesi üzerinde uygulamalı bir araştırma

    Structural developments around Anıtkabir and a research on visual evaluation of environmental relations

    IŞIK UÇMAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1987

    Şehircilik ve Bölge PlanlamaAnkara Üniversitesi

    Peyzaj Mimarlığı Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. YALÇIN MEMLUK

  5. Tez No

    1256

    Computer aided investigation of the relationships between sensory, chemical and physical properties of set yogurt

    Başlık çevirisi yok

    SERMET YALÇINKAYA

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    1987

    Gıda MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    YRD. DOÇ. DR. MEHMET D. ÖNER

Geri Dön