Antibiyotik direncine sebep olan hastane atık sularındaki kirliliğin giderilmesine yönelik kontrollü salım malzemelerinin geliştirilmesi
Development of controlled release materials to eliminate pollution in hospital wastewater that causes antibiotic resistance
- Tez No: 967595
- Danışmanlar: PROF. DR. YASEMİN KILINÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Bioengineering, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyoteknoloji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 90
Özet
Su kaynaklarında bulunan farmasötik ve organik kirleticiler, kanserojen etkiler, farmasötik toksisite, antibiyotik direnci ve ekosistem bozulması gibi ciddi çevresel ve sağlık riskleri oluşturmaktadır. Sülfat radikalleri kullanan İleri Oksidasyon Prosesleri (AOP'ler), bu kalıcı kirleticilerin giderilmesinde etkili yöntemler olarak öne çıkmaktadır. Bu çalışma, sülfat radikali öncüllerinin stabilitesini, kontrollü salımını ve oksidatif verimliliğini artırmak amacıyla kapsülleme üzerine odaklanmaktadır. Potasyum persülfat (KPS), sodyum persülfat (NaPS) ve potasyum peroksimonsülfat (PMS), çözücü olarak dimetilformamid (DMF) kullanılarak faz inversiyonu tekniğiyle poliacrilonitril (PAN) içine kapsüllenmiştir. Elde edilen PAN boncukları, oksidanların uygun şekilde tutulması ve kontrollü salım özelliklerinin sağlanması için kontrollü yıkama ve kurutma adımlarına tabi tutulmuştur. Kapsüllenmiş oksidanlar, Fe(II) sülfat aktivasyonu altında Reactive Black 5 (RB5) boyasının giderimi açısından test edilmiş; NaPS ve KPS yüklü PAN boncuklarının, 1:4 Fe(II) sülfat/oksidan oranında 5 dakika içinde %90'ın üzerinde boya giderimi sağladığı gözlemlenmiştir. Buna karşılık, PAN-PMS sistemleri benzer koşullarda anlamlı bir bozunma göstermemiş, bu da PMS bazlı sistemler için alternatif aktivasyon stratejilerine ihtiyaç olduğunu ortaya koymuştur. NaPS ve KPS yüklü PAN boncukları, optimal koşullarda 5 dakika içerisinde %90'ın üzerinde RB5 giderimi sağlamıştır. Ancak, PAN-PMS sistemleri benzer koşullar altında gözle görülür bir giderim göstermemiştir. Kapsülleme yapısını ve oksidan dağılımını değerlendirmek amacıyla Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ve Enerji Dağılımlı Spektroskopi (EDS) kullanılarak morfolojik ve elementel karakterizasyonlar gerçekleştirilmiştir. Bu çalışma, AOP performansını artırmak amacıyla sülfat radikali öncüllerinin PAN içinde kapsüllenmesinin potansiyelini ortaya koymaktadır. Kontrollü salım yaklaşımı, reaktif israfını en aza indirirken uzun vadeli oksidasyon verimliliğini korumaktadır. Gelecekteki çalışmalar, polimer bileşimlerinin optimize edilmesine ve bu malzemelerin karmaşık matrislerde, gerçek atıksu koşulları altında değerlendirilmesine odaklanacaktır.
Özet (Çeviri)
The presence of pharmaceutical and organic pollutants in water sources poses serious environmental and health risks, including carcinogenic effects, pharmaceutical toxicity, antibiotic resistance, and ecosystem disruption. Advanced Oxidation Processes (AOPs) utilizing sulfate radicals have emerged as effective methods for degrading these persistent contaminants. This study focuses on the encapsulation of sulfate radical precursors to enhance their stability, controlled release, and oxidative efficiency in water treatment applications. Potassium persulfate (KPS), sodium persulfate (NaPS), and potassium peroxymonosulfate (PMS) were encapsulated into PAN using a phase inversion technique with dimethylformamide (DMF) as a solvent. The resulting PAN beads were then subjected to controlled washing and drying steps to ensure proper oxidant retention and gradual release properties. The encapsulated oxidants were tested for the degradation of Reactive Black 5 (RB5) dye under Fe(II) sulfate activation, revealing that NaPS- and KPS-loaded PAN beads achieved over 90% dye removal within 5 minutes at an optimal Fe(II) sulfate-to-oxidant ratio of 1:4. In contrast, PAN-PMS systems exhibited negligible degradation, indicating the need for alternative activation strategies for PMS-based systems. PAN beads loaded with NaPS and KPS demonstrated over 90% RB5 removal within 5 minutes at an optimal Fe(II) sulfate-to-oxidant ratio of 1:4. However, PAN-PMS systems showed negligible degradation under similar conditions. Morphological and elemental characterizations were conducted using Scanning Electron Microscopy (SEM) and Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) to assess the encapsulation structure and distribution of oxidants. This study highlights the potential of PAN-encapsulated sulfate radical precursors in enhancing AOP performance for water treatment. The controlled release approach minimizes reagent wastage while maintaining long-term oxidation efficiency. Future work will focus on optimizing polymer compositions and evaluating these materials under real wastewater conditions to validate their applicability in complex matrices.
Benzer Tezler
- Staphylococcus epidermidis biyofilmlerine karşı antimikrobiyal aktivite gösteren bakteriyofajların izolasyon ve karakterizasyonu
Isolation and characterization of bacteriophages with antimicrobial activity against S. epidermidis biofilms
ESRA NURTEN ÇECE
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
BiyomühendislikHacettepe ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TÜLİN KUTSAL
YRD. DOÇ. NUNO MİGUEL DİAS CERCA
- MDR ve XDR acinetobacter izolatlarında OXA gen varlığının gösterilmesi ve suşlar arasındaki klonalitenin araştırılması
MDR ve XDR aci̇netobacter i̇zolatlarinda OXE gen varliğinin gösteri̇lmesi̇ ve suşlar arasindaki̇ klonali̇teni̇n araştirilmasi
TUĞBA KULA ATİK
- Klinik örneklerden izole edilen acinetobacter baumannii suşlarında antibiyotik direnç durumlarının belirlenmesi ve karbapenemaz direnç genlerinin araştırılması
Determination of antibiotic resistance conditions and investigation of carbapenemaz resistance genes in acinetobacter baumannii strains isolated from clinical samples
OSMAN KARABAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
MikrobiyolojiGaziantep ÜniversitesiTıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. FAHRİYE EKŞİ
- Piperasilin- tazobaktam ve karbapenem kullanımının karbapeneme dirençli enterobacterales ile fekal kolonizasyon gelişmesi üzerindeki etkisinin karşılaştırılması
Comparison of the effect of carbapenem and piperacillin-tazobactam on the development of fecal colonisation with carbapenem resistant enterobacterales
TUĞBA PAMUKÇU
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2024
Enfeksiyon Hastalıkları ve Klinik MikrobiyolojiHacettepe ÜniversitesiEnfeksiyon Hastalıkları ve Klinik Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖKHAN METAN
- Çeşitli klinik örneklerden izole edilen acinetobacter spp. suşlarında quorum sensing ve antibiyotik direnç genleri̇ni̇n araştırılması
Investigation of quorum sensing and antibiotic resistance genes in acinetobacter spp. strains isolated from various clinical samples
SAİT RAMAZAN GÜLBAY
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2024
MikrobiyolojiNecmettin Erbakan ÜniversitesiTıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN DOĞAN