Bioremediation of sediments contaminated by persistent organic pollutants: An In-silico Approach
Kalıcı organik kirleticilerle kirlenmiş sedimanların biyoiyileştirilmesi: Bir in-siliko yaklaşım
- Tez No: 920109
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ HALE DEMİRTEPE, DR. ÖĞR. ÜYESİ HATİCE ESER ÖKTEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 131
Özet
Bromlu alev geciktiriciler arasında en yaygın kullanılanlardan biri olan polibromlu difenil eterler (PBDE), çevre ve insan sağlığı üzerinde ciddi riskler oluşturan kalıcı organik kirleticiler olarak bilinmektedir. Bu nedenle, bozunma süreçleri ile çevresel ortamlardan giderilmeleri gerekmektedir. Fakat, karmaşık çevresel ortamlarda bozunmanın ilerleyişini takip etmek zordur. Bu sebeple, PBDE'lerin bozunma süreçlerini anlamak ve etkili iyileştirme yöntemleri geliştirmek için modelleme çalışmaları gereklidir. Bu çalışma, PBDE'lerin sedimanlardaki anaerobik dehalojenasyonunu modellemek ve iyileştirme senaryoları altında bozunma yollarını ve bozunma hızlarını analiz etmeyi amaçlamaktadır. Bu amaçla, doğal giderim, biyostimulasyon ve biyoogmentasyon senaryolarını taklit eden bir mikrokozm çalışmasının deneysel verileri kullanılmıştır. Daha önce geliştirilmiş olan anaerobik dehalojenasyon modeli (ADM), geliştirilip entegre edilerek“ADM-IE”adı verilen yeni bir model oluşturulmuştur. ADM-IE, PBDE bozunması için tüm olası dehalojenasyon yollarını listeleme, bu yolların reaksiyon miktarlarını belirleme, ölçülen bileşikler için bozunma hız sabitlerini hesaplama ve ölçülmeyen bileşikler için makine öğrenimi algoritmalarıyla hız sabitlerini tahmin etme yeteneklerine sahiptir. Sonuç olarak, modelin yüksek konsantrasyonlu bileşikler için daha başarılı tahminler yaptığını, ancak düşük konsantrasyonlu bileşikler için tahmin doğruluğunun daha düşük olduğunu gösterilmiştir. Brom atomlarının pozisyonlarının dehalojenasyon yollarında kritik bir rol oynadığı belirlenmiştir. İyileştirme senaryoları arasında, biyoogmentasyon genellikle en yüksek bozunma hızlarını sağlarken, bazı durumlarda biyostimulasyon daha yüksek hızlar göstermiştir. Bununla birlikte, belirli reaksiyonlar toksik ürünlerin oluşumunu desteklemiştir, bu da biyostimulasyon uygulamasında dikkatli olunması gerektiğini vurgulamıştır. Model, iyileştirme stratejilerinin optimize edilmesi ve daha az zararlı ürünlerin elde edilmesi için bir analiz çerçevesi sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Polybrominated diphenyl ethers (PBDEs), one of the most commonly used flame retardants, are classified as persistent organic pollutants that pose significant risks to the environment and human health. Therefore, they should be removed from the environment using degradation processes. However, in complex environmental matrices the progress of degradation is challenging to follow. Hence, modelling studies are necessary to understand the fate of PBDEs and develop effective remediation strategies. This study aims to model the anaerobic dehalogenation of PBDEs in sediments and analyze the degradation pathways and rates under various bioremediation scenarios. For this purpose, experimental data from a microcosm study simulating natural attenuation, biostimulation, and bioaugmentation scenarios were utilized. A previously developed anaerobic dehalogenation model (ADM) was enhanced and integrated to create a new model called“ADM-IE.”ADM-IE has the capability to list all possible dehalogenation pathways for PBDEs, calculate the degradation rate constants for the measured compounds, and estimate the rate constants for those not measured, using machine learning algorithms. As a result, the model performed better in predicting higher-concentration compounds, whereas its accuracy decreased for lower-concentration compounds. It was determined that the position of bromine atoms (ortho, meta, para) played a critical role in dehalogenation pathways. Among the bioremediation scenarios, bioaugmentation generally achieved the highest degradation rates, while biostimulation showed higher rates in some cases. However, certain pathways supported the formation of toxic products, emphasizing the need for caution when applying biostimulation. The model provided an analysis framework for optimizing bioremediation strategies by achieving less harmful degradation products.
Benzer Tezler
- Bioremediation of marine sediments contaminated by a mixture of persistent organic pollutants
Karışım halindeki kalıcı organik kirleticilerle kirlenmiş deniz sedimanlarının biyoiyileştirilmesi
MİRAY KURTOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Biyoteknolojiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HALE DEMİRTEPE
DOÇ. DR. HATİCE ESER ÖKTEN
- Model development for evaluating remediation of contaminated sediments: pcbs and pbdes as cases for halogenated hydrophobic organics
Kirlenmiş sedimanların temizlenmesinde kullanılmak üzere bir model geliştirilmesi: halojenli hidrofobik kimyasallara örnek olarak pcbler ve pbdeler
FİLİZ KARAKAŞ
Doktora
İngilizce
2016
Çevre MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İPEK İMAMOĞLU
- Anaerobic BTEX degrading microorganism abundances in Marmara sea sediments
Marmara denizi sedimentlerinde anaerobik BTEX ayrıştırması yapan mikroorganizmaların bulunması
CANAN ZÖHRE KETRE
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ORHAN İNCE
- Ham petrolle kirlenmiş topraklarda istiridye mantarı (Pleurotus ostreatus)'nın mikoremediasyon kapasitesinin araştırılması
The research of the mycoremediation capacity of the oyster mushroom in the crude oil contaminated soils
CEYDA ZAZOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA SAİT YAZĞAN
- Biodegradation of chlorinated compounds at interfaces and biodegradation of 4-nitroaniline
Arayüzlerde klorlu bileşiklerin biyolojik bozunması ve 4-nitroanilinin biyolojik bozunması
ZÖHRE KURT
Doktora
İngilizce
2012
Çevre MühendisliğiGeorgia Institute of TechnologyÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. JİM SPAİN