Determination of effects of selected veterinary antibiotics on biogas production in anaerobic digestion systems and analysis of resistance gene promotion
Seçilmiş veterinerlik antibiyotiklerinin havasız çürütme sistemlerinde biyogaz üretimine etkisinin belirlenmesi ve direnç geni oluşumunun analizi
- Tez No: 338930
- Danışmanlar: PROF. DR. BAHAR KASAPGİL İNCE
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoteknoloji, Mikrobiyoloji, Çevre Mühendisliği, Biotechnology, Microbiology, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Çevre Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Bilimleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 235
Özet
Bu çalışma OTC ile aşılanmış büyükbaş hayvan dışkısıyla çalıştırılmış birçok lab ölçekli çürütücü çalışmasının sonuçlarını sunmaktadır. OTC tedavisi sonrasında atılım düzeni gözlemlenmiş ve atılan miktar hesaplanmıştır. Büyükbaş gübresinin havasız çürütme süreci gözlemlenmiş ve sistem performansları antibiyotik ve değişen işletme parametreleri altında incelenmiştir. Toprak gübre ile karıştırılmış ve çürütücü mikrobiyal komünitelerin ve oksitetrasiklinin toprak mikrobiyal yapıları üzerindeki etkisi ve akıbeti gözlemlenmiştir. Bu doktora tezi kapsamında, OTCnin çürütücü performansını ciddi bir şekilde düşürdüğü tespit edilmiştir. OTCnin etkisi bakteriler üzerinde arkelerdeki etksine kıyasla daha fazladır. OTC hayvan vücudundan aşılanan miktarın en az %18i oranında katı dışkı ile atılmaktadır. Bu miktar ardı ardına enjeksiyon ve sıvı dışkı eklenmesiyle daha da artacaktır. OTC içeren dışkılar çiftlik tipi çürütücüler için kullanılan genel işletme şartlarında işletilmiş ve sistem performansı üzerindeki inhibisyonu incelendiğinde biyogaz üretimini %50 azalttığı görülmüştür. Sıcaklık en etkin parametre olarak bulunmuş katı oranı ve karışım hızı onu takip etmiştir. Sıcaklık OTC bozunması üzerinde en etkili parametre olmuştur. Karışma hızı az da olsa OTCnin bozunmasına yardım etmektedir. Katı oranı da OTC inhibisyonu ile negatif etkileşim halindedir. OTCnin yarı ömrü mezofilik çürütücülerde 22-28 gün arasında, termofilik çürütücülerde 16-18 gün arasında bulunmuştur. Çürütücülerdeki bakteriyal komünite Firmicutes grubuna bağlı fermantasyon ve hidroliz yapan bakterilerden ve Proteobacteria grubuna bağlı asidojen bakterilerden oluşmaktadır. Methanobacteriales, Methanomicrobiales ve Methanosarcina türleri metanojen populasyonunu oluşturmaktadır. FISH analizleri mikrobiyal aktivitenin 20 gün boyunca arttığını sonrasında ciddi bir biçimde düştüğünü göstermiştir. Dışkı ve çürütücü çıkışı toprağa karıştırılarak antibiyotiğin topraktaki akıbeti ve mikrobiyal yapılar üzerindeki etkisi gözlemlenmiştir. OTCnin topraktaki yarı ömrü (135 gün) çürütücülerdekinden (18-24 gün) çok daha fazla olarak bulunmuş ve dışkı eklenmesi mikrobiyal yapıları değiştirmiştir. Tetrasiklin direnç geni analizleri çürütücü çalışmalarında 10000-1000000 direnç geni kopyası, toprak çalışmalarında ise 1000-100000 direnç geni kopyası tespit etmiştir. Analizler direnç genlerinin bakteriyal 16S rRNA genlerine oranının mezofilik çürütücülerde 50 kat, termofilik çürütücülerde ise 100 kat arttığını göstermiştir. Toprak çalışmalarında bu oran belirgin bir değişiklik göstermemiştir.
Özet (Çeviri)
This study presents results of investigation of many laboratory scale anaerobic digesters operated with cattle manure of OTC vaccinated animal. Excretion pattern of oxytetracycline after treatment was observed and excreted amount of antibiotic was calculated. Anaerobic digestion of cattle manure was monitored and performances were recorded in presence of antibiotic and changing operational parameters. Manure amendment to soil was performed to monitor fate and effect of oxytetracycline and digester microbial communities on soil microbial communities Within the scope of the dissertation, it was found that OTC inhibits digester performance significantly. Effect of OTC was higher on bacterial population rather than archaea. OTC excreted from animal body as at least 18% of initial amount within solid manure. This amount will further increase because of repetitive injections and liquid manure addition. These manures were used as feedstock in anaerobic digesters operated under common operational parameters for farm type anaerobic digesters. 50% inhibition in biogas production was observed. Temperature was most influential parameter of digester performance followed by solid content and mixing rate. Temperature has been also most effective parameter on degradation of OTC. Mixing rate also helped degradation of OTC slightly. Also solid content was in negative relation with OTC inhibition. It has been found that half-life of OTC was ranging from 22-28 days in mesophilic and 16-18 days in thermophilic digesters, respectively. Molecular analyses showed that bacterial community of digesters was dominated by fermentative and hydrolytic bacteria belonging groups of Firmicutes and acidogenic Proteobacteria. Methanobacteriales, Methanomicrobiales and Methanosarcina spp. were found as methanogenic community. FISH analyses indicated an increase in microbial activity after 20 days; after that activity dropped significantly. Manure and digestate were amended to soil to monitor the elimination of antibiotic and its effects on microbial structures. It has been found that the half-life of OTC is far longer (135 days) in soil than in digesters (18-24 days) and microbial structures were changed after amendment. Tetracycline resistance gene analyses showed presence of 10000-1000000 resistance gene copies in digester studies and 1000-100000 resistance gene copies in soil studies Analyses also showed that ratio of antibiotic resistance genes to bacterial 16S rRNA genes were increased 50 fold in mesophilic digesters and 100 fold in thermophilic digesters. In soil studies ratio dont showed a significant change.
Benzer Tezler
- Nane (mentha piperita) ekstraktı ve suyunun yumurtacı tavuklarda performans, yumurta kalite özellikleri, hematolojik ve biyokimyasal parametreler üzerine etkisi
Effect of mentha piperita (peppermint) extract and its juice on performance, EGG quality traits, hematological and biochemical parameters in laying hens
ABDUR RAHMAN
Doktora
Türkçe
2017
Veteriner HekimliğiAfyon Kocatepe ÜniversitesiHayvan Besleme ve Beslenme Hastalıkları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL BAYRAM
- Kocaeli ili genelindeki beşeri ilaç kökenli mikrokirleticilerin atıksu arıtma tesislerinde ve arıtma çamurunda tespiti
Determination of human medicine based micropollutants in wastewater treatment plants and treatment sludge in the district of Kocaeli
ECE POLAT
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Çevre MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EBUBEKİR YÜKSEL
- Determination of veterinary antibiotics in dairy manure slurry
Sulu süt sığırı atıklarında veteriner antibiyotiklerinin belirlenmesi
MAHBUB ALAM
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OSMAN ATİLLA ARIKAN
- Sağlıklı köpek dışkılarından lactobacillus acidophilus ve enterococcus faecium izolasyonu ve probiyotik özelliklerinin araştırılması
The isolation of lactobacillus acidophilus and enterococcus faecium from faeces of HEALTHY dogs and determination of probiotic properties
GİZEM SÖZÜÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
MikrobiyolojiOndokuz Mayıs ÜniversitesiMikrobiyoloji (Veterinerlik) Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALPER ÇİFTCİ
- Repeat breeder ineklerde subklinik endometritis raslantılarının belirlenmesi ve intrauterin sağaltım girişimi
Evaluation of the incidence of subclinical endometritis and results of intrauterine treatment in repeat breeder dairy cows
YAŞAR ERGÜN
Doktora
Türkçe
2000
Veteriner HekimliğiAnkara ÜniversitesiDoğum ve Jinekoloji (Veterinerlik) Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EROL ALAÇAM