5. BULGULAR VE TARTIŞMA
5.3. Moleküler Sonuçlar
H2-MBfR ve O2-MBfR sistemlerinde DGGE bantların kesme işlemi bittikten sonra yapılan dizi analizi sonuçları, sekans dizilimlerinin gen bankası erişim numaraları ile eşleştirilmiştir. Şekil 5.16’ da H2-MBfR ve O2-MBfR sistemindeki mikroorganizma
0 10 20 30
t= 10 saat t= 7.5 saat t= 5 saat t= 2.5 saat2.86 t= 1 saat
Y üz ey se l y ük v e a k ı, m g /m 2.g ün HRT, saat
ort.yüzeysel yük TC ort. akı OTC ort. Akı CTC ort. Akı
0 10 20 30 0 10 20 30 40 50 60 70 E şd eğ er a k ı, m g /m 2.g ün İşletme süresi ,Gün
TC eş. Akı OTC eş. Akı CTC eş. AKI
34
sınıfları numaralandırılmıştır. Tablo 5.1’ de mikroorganizma sınıfları ve benzerlik oranları gösterilmiştir.
Şekil 5.16. H2-MBfR ve O2-MBfR sistemindeki mikroorgaizma sınıfları
Tablo 5.1. Mikroorganizma sınıfları ve benzerlik oranları
No Tanınma Numarası
Kimlik Benzerlik
(%)
Kaynak
1 GQ396808 uncultured bacterium 99 Sattin, ve diğ., 2009
2 KM185673 uncultured bacterium 93 Elser ve diğ., Unpublished
3 GQ059707 Uncultured bacterium clone 96 -
4 GQ421009 uncultured Flexibacter sp. 92 Pradhan, ve diğ., 2010
5 Not detected
6 JN005379 chloroplast Bulbophyllum reptans 44 Parveen ve diğ.,
Unpublished
7 GU560177 uncultured Hydrogenophaga sp. 99 Xu ve diğ., Unpublished
8 KM151179 uncultured bacterium 88 Elser ve diğ., Unpublished
9 JN391952 uncultured bacterium 99 Feng ve diğ., Unpublished
10 AB658739 uncultured bacterium 96 Itoh ve diğ., 2013
11 KT630101 Variovorax sp. enrichment culture 96 Huang ve diğ.,
Unpublished
12 JQ919486 uncultured alpha proteobacterium 92 Penet ve diğ., Unpublished
13 AY381109 chloroplast Aporostylis bifolia 16 Cameron, 2004
14 KM171252 uncultured bacterium 99 Elser ve diğ., Unpublished
15 LT009510 Hydrogenophaga sp. 97 -
16 EF419409 uncultured Flavobacteriaceae
bacterium 97 Gao ve diğ., 2008 (1) (2) (3) (5) (6) (7) (8) (9) (11) (10) (12) (13) (14) (15) (16) (4) H2 O2
35
Hidrojene dayalı membran biyofilm reaktörde Chloroplast bulbophyllum reptans, Uncultured hydrogenophaga s.p, Variovorax s.p enrichment culture, Uncultured alpha
protoebacterium, Chloroplast aporostylis bifolia, Hydrogenophaga s.p türleri tespit
edilmiştir. Xu ve diğ., (unpublished) atıksudaki farmasotiklerin giderimi ile ilgili olarak biyofilmlerdeki mikrobiyal topluluğu tespit etmişlerdir. Çoklu tetrasiklin grubu antibiyotik gideriminin yapıldığı bu çalışma ile Xu vd., (unpublished) yaptığı çalışmada % 99 benzerlik oranına sahip uncultured hydrogenophaga s.p ortak olarak tespit edilmiştir.
Oksijene dayalı membran biyofilm reaktörde bulunan mikroorganizma topluluğunda Uncultured bac. Colone, Uncultured flexibacter s.p, Uncultered
flavobacteriaceae bacterium türleri tespit edilmiştir ancak reaktörlerde mikrobiyal türleri
temsil eden mikroorganizma sınıflarının önemli bir yüzdesinin Uncultured bacterium olduğu belirlenmiştir. Feng ve diğ., (unpublished) azot ve fosfor giderimi için hibrit bir biyofilm-aktif çamur sistemindeki mikrobiyal topluluğu belirlemiş ve bu tez çalışmasında da bulunan uncultered bacterium’ u tespit etmişlerdir.
36 6. SONUÇLAR
Bu çalışmada hidrojene ve oksijene dayalı membran biyofilm reaktörde eşzamanlı olarak TC, OTC, CTC’ den oluşan çoklu antibiyotik karışımı ile birlikte azot bileşiklerinin giderimi incelenmiştir. Hidrojene dayalı membran biyofilm reaktörde eşzamanlı olarak TC, OTC, CTC ve NO3-N giderimi çalışılırken oksijene dayalı membran biyofilm reaktörde eşzamanlı olarak TC, OTC, CTC ve NH4-N giderimi çalışılmıştır.
Hidrojene dayalı membran biyofim sistemde 4 psi hidrojen basıncı altında10, 7.5, 5, 2.5, 1 saat olarak farklı hidrolik bekleme sürelerinde çalışıldı ve HRT 2.5 saate düşürülene kadar denitrifikasyon verimi % 96’ nın üzerinde gerçekleşmiştir. 2.5 saatlik hidrolik bekleme süresinde nitrit birikimi ve nitrat çıkış konsantrasyonunun yükselmesine bağlı olarak denitrifikasyon veriminde bir düşüş gözlendi ancak HRT 1 saate düşürüldüğünde nitrit birikiminde artışlar devam ederek denitrifikasyon verimi % 50’ nin altına düşmüştür. Bu sistemde en iyi çoklu antibiyotik giderimi 10 saatlik hidrolik bekleme süresinde gerçekleşmiştir ve giderim oranları TC, OTC, CTC için sırasıyla ortalama olarak % 93, % 91, % 99 olarak bulunmuştur. H2-MBfR’ de bulunan mikroorganizma topluluğunda Chloroplast bulbophyllum reptans, Uncultured hydrogenophaga s.p,
Variovorax s.p enrichment culture, Uncultured alpha protoebacterium, Chloroplast aporostylis bifolia, Hydrogenophaga s.p türleri bulunmuştur.
Oksijene dayalı membran biyofilm sisteminde 4 psi hidrojen basıncı altında10, 7.5, 5, 2.5, 1 saat olarak farklı hidrolik bekleme sürelerinde çalışılmış ve bu sürelerde % 99 olan nitrifikasyon veriminde önemli bir düşüş gözlenmemiştir. Bu sistemde en iyi çoklu antibiyotik giderimi 10 saatlik hidrolik bekleme süresinde gerçekleşmiştir ve giderim oranları TC, OTC, CTC için sırasıyla ortalama olarak % 52,5, % 54,8, % 70,6 olarak bulunmuştur. Hidrolik bekleme süresinin düşüşüne bağlı olarak çoklu antibiyotik giderim verimleri sürekli düşüş göstermiş ve 1 saatlik HRT’ de TC giderimi tamamen durmuştur. Hidrojene dayalı membran biyofilm reaktörde, oksijene dayalı membran biyofilm raktörden daha yüksek çoklu antibiyotik giderim oranları elde edilmiştir. O2-MBfR’ de bulunan mikroorganizma topluluğunda Uncultured bac. Colone, Uncultured flexibacter s.p, Uncultered flavobacteriaceae bacterium türleri tespit edilmiştir.
37
KAYNAKLAR
Aydın E., (2015). Hidrojene Ve Oksijene Dayalı Membran Biyofilm Reaktörlerinde
Klortetrasiklin Giderimi, Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek lisans tezi
Cameron, K.M., (2004) Utility of plastid psab gene sequences for investigating
intrafamilial relationships within Orchidaceae, Mol. Phylogenet. Evol. 31 (3), 1157-1180
Çelik A., (2014). Membran-biyofilm hibrit sisteminde oksitetrasiklin Giderim
mekanizması, Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek lisans tezi
Elser,J., Bastidas,M., Corman,J.R., Emick,H., Kellom,M., Laspoumadere,C., Lee,Z., Poret-Peterson,A., Balseiro,E. and Modenutti,B., Opportunistic sampling
reveals unique microbial communities and substantial biogeochemical impact of life on floating pumice , Unpublished
Feng,C., Chen,S., Wang,S. and Fang,F., Investigation of microbial community structure
in a hybrid biofilm-activated sludge system with nitrogen & phosphorus removal, Unpublished
Figueroa, R.A., Mackay, A.A., ( 2005). Sorption of oxytetracycline to iron oxides and
iron oxide-rich soils, Environmental Science and Technology, 39, 6664-6671.
Gao, Y., Li, Y., Zhang, L., Huang, H., Hu, J., Shah, S.M., Su, X.,( 2012). Adsorption
and removal of tetracycline antibiotics from aqueous solution by graphene oxide. J. Colloid Interface Sci. 368, 540-6.
Gao,Z., Tseng,C.H., Strober,B.E., Pei,Z. and Blaser,M.J., (2008) Substantial alterations
of the cutaneous bacterial biota in psoriatic lesions ,Plos one 3 (7), E2719
Gómez-Pacheco, C. V., Sánchez-Polo,M., Rivera-Utrilla, M., López-Peñalver, J.J.,
(2012) Tetracycline degradation in aqueous phase by ultraviolet radiation, Chem. Eng. J. 187,89–95.
Hanay, Ö., Türk H., ( 2013). Comprehensive evaluation of adsorption and degradation of
tetracycline and oxytetracycline by nanoscale zero- valent iron, Desalination and water treatment. Volume 10,pages 1080.
Hanay,Ö., Taşkan,E., Yıldız,B., Hasar,H., Casey,E., (2014). Gas/Substrate Fluxes and
38
Biofilm Reactor, Clean – Soil, Air, Water Volume 42, Issue 1, pages 36– 42, January 2014
Hasar, H. (2009). Su ve Atıksu Arıtımında Kabarcıksız Gaz-Difüzyon Membranları.
Membran Teknolojileri ve Uygulamaları Sempozyumu. 109-112.
Hasar, H. And İpek, U.,(2010). Gas permeable –membrane for hydrogenotrophic
denitrification, Clean: Soil, air, water. Volume 38, pages 23-26
Heidari, M., Saffari Khouzani, H., Amin, M.M., Ghasemian, M., Taherian, E. Attari, L. et al.,( 2011). Inhibition Effect of Antibiotics Ciprofloxacin and Ofloxacin
and Hormone β-stradiol 17 Valerat on the Methanogenic Activity of Anaerobic Biomass, Iranian Journal of Environmental Health Science & Engineering, 4 (2), 1-12.
Huang, X., One-stage partial nitritation and anammox in membrane bioreactor,Unpublished
Itoh,H., Ishii,S., Shiratori,Y., Oshima,K., Otsuka,S., Hattori,M., and Senoo,K.(2013).
Seasonal transition of active bacterial and archaeal communities in relation to water management in paddy soils, Microbes Environ. 28 (3), 370-380
Ji K., Kim,S., Han,S., Seo,J., Lee,S., Park,Y., Choi,K., Kho,Y.L., Kim,P.G., Park,J., (2012). Risk assessment of chlortetracycline, oxytetracycline,
sulfamethazine, sulfathiazole, and erythromycin in aquatic environment: are the current environmental concentrations safe Ecotoxicology, 21, pp. 2031–2050
Kim, S.C., Carlson, K., (2007). Temporal and spatial trends in the occurrence of human
and veterinary antiobiotics in aqueous and river sediment matrices. Environ Sci. Technol. 41, 50–57.
Kim,J., Suk,J., Nam,D., Ha,K., & Choung,Y., (2013). The study of electron equivalent
fluxes about decomposition of sulfamethazine and sulfathiazole using oxygen- based membrane biofilm reactor, Desalination and Water Treatment ISSN: 1944-3994 (Print) 1944-3986
Li, D., Yang, M., Hu, J., Ren, L., Zhang, Y., Li, K., (2008). Determination and fate of
oxytetracycline and related compounds in oxytetracycline production wastewater and the receiving river. Environ. Toxicol. Chem. 27, 80–86.
Lin, A.Y., Yu, T., Lateef, S.K., (2009). Removal of pharmaceuticals in secondary
39
Liu, C., Xu, J., Lee, D.J., Yu, D., Liu, L., (2016). Denitrifying sulfide removal process on
high-tetracycline wastewater, Bioresource Technology 205, 254–257
Liu,J., Sun,Q., Zhang,C., Li,H., Song,W., Zhang,N., & Jia,X., (2016). Removal of
typical antibiotics in the advanced treatment process of productive drinking water, Desalination and Water Treatment, 57:24, 11386-11391,
López-Peñalver,J.J., Sánchez-Polo,M., Gómez-Pacheco,C.V., Rivera-Utrilla,J.,
(2010). Photodegradation of tetracyclines in aqueous solution by using UV and UV/ H2O2 oxidation processes, J. Chem. Technol. Biotechnol. 85 (2010) 1325– 1333
Martin, K.J., Nerenberg, R., 2012. The membrane biofilm reactor (MBfR) for water and
wastewater treatment: Principles, applications, and recent developments, Bioresource Technology, pp. 83–94
Nerenberg,R., (2016). The membrane-biofilm reactor (MBfR) as a counter-diffusional
biofilm process. Current Opinion in Biotechnology Volume 38, April 2016, Pages 131–136
Nicolella C, van Loosdrecht MCM, Heijnen JJ(2000). Wastewater treatment with
particulate biofilm reactors. J Biotechnol, 80:1-33.
Özak, A.A., Cengizler, İ., (2001) Tilapia (Oreochromis Niloticus)’larda Oksitetrasiklin
(Otc)’nin Farmakokinetik Araştırmaları, Çukurova Üniversitesi Su Ürünleri Fakültesi 01330 Balcalı, Adana
Özalp Dural, E.A., (2002). Farmakoloji. Nobel Tıp Kitabevleri, Nobel Matbaacılık, 603,
798s. İstanbul.
Parveen,I., Singh,H.K., Raghuvanshi,S. and Babbar,S.B.,DNA barcoding of orchids,
Unpublished
Penet,S., Guermazi,S., Marchal,R., Le Paslier,D., Pelletier,E., Monot,F. and Sghir,A.
Molecular diversity analysis of an adapted soil microflora with high potential for comercial diesel oil degredation, Unpublished.
Pradhan,S., Srinivas,T.N., Pindi,P.K., Kishore,K.H., Begum,Z., Singh,P.K., Singh,A.K., Pratibha,M.S., Yasala,A.K., Reddy,G.S. and Shivaji,S.,(2010).Bacterial biodiversity from Roopkund Glacier, Himalayan
mountain ranges, India, Extremophiles 14 (4), 377-395
Rittmann, B.E., (2008). Environmental Science and Technology, in press.
40
Pérez,R., (2016). Role of [O2] in chlortetracycline degradation by solar radiation assisted by ruthenium metal complexes , Chemical Engineering Journal 284, 896–904
Samsunlu,A., (1997). Çevre mühendisliği kimyası, Birsen yayınevi
Sarmah, A.K., Meyer, M.R., Boxall, A.B.A.( 2006). A global perspective on the use,
sales, exposure pathways, occurrence, fate and effects of veterinary antibiotics (VAs) in the environment, Chemosphere, 65, 725-759.
Sattin, S.R., Cleveland, C.C., Hood, E., Reed,S.C., King, A.J., Schmidt, S.K., Robeson, M.S., Ascarrunz,N. and Nemergut, D.R.(2009). Functional shifts in
unvegetated, perhumid, recently-deglaciated soils do not correlate with shifts in soil bacterial community Composition, J. Microbiol. 47 (6), 673-681.
Sorensen, H.B., Nielsen, N.S., Lanzky, PF., Ingerslev, F., Holten Luzthoft, HC., Jorgensen SE.,( 1998). Occurrence, fate and effects of pharmaceutical
substances in the environment- a review, Chemosphere, 36:357-393.
Stackelberg, P.E., Gibs, J., Furlong, E.T., Meyer, M.T., Zaugg, S.D., Lippincott, R.L.,
(2007). Efficiency of conventional drinking-water-treatment processes in removal of pharmaceuticals and other organic compounds. Sci. Total Environ. 377, 255-72
Şahinkaya, E., Hasar, H., Kaksonen, A.H., Ritmann, B.E.,( 2011).performance of a
sulfide –oxidizing, sülfür- prociding membrane biofilm reactortreating sulfide- containing bioreactor effluent, Env. Science and technology. Volume 45, pages 4080-4087.
Taşkan B. (2014). Membran biyofilm reaktöründe tetrasiklin giderimi, Fırat Üniversitesi
Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek lisans tezi
Ternes, T.A., Meisenheimer, M., McDowell, D., Sacher, F., Brauch, H., Haist-Gulde, B., Preuss, G., Wilme, U., Zulei-Seibert, N.(2002). Removal of
pharmaceuticals during drinking water treatment. Environ. Sci. Technol. 36, 3855-63
URL 1: (http://www.fda.gov/cvm/FOI/038-439_EA.pdf)
Xu,H., Leong,J.M. and Liu,Y., The Biodiversity of Biofilms Treating Pharmaceutical
Wastewater, Unpublished
Yang, S., Cha, J., Carlson, K.(2005). Simultaneous extraction and analysis of 11
41
wastewater by solid-phase extraction and liquid chromatography-electrospray ionization tandem mass spectrometry. J. Chromatogr. A. 1097, 40-53.
Zhang, D., Lin, L., Luo, Z., Yan, C., Zhang, X.(2011). Occurrence of selected antibiotics
in Jiulongjiang River in various seasons, South China. J. Environ. Monit. 13,.1953–1960.
Zhang,X., Guo,W., Ngo,H.H., Wen,H., Li,N., Wu,W., (2016). Performance evaluation
of powdered activated carbon for removing 28 types of antibiotics from water, Journal of Environmental Management 172 (2016) 193-200
42 ÖZGEÇMİŞ
1987 yılında Elazığ’ da doğdum. İlk ve orta öğretimimi Elazığ’ da tamamladım. 2009 yılında Fırat Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Çevre Mühendisliği Bölümüne girmeye hak kazandım. Çift Anadal programı kapsamında 2011 yılında Mühendislik Fakültesi İnşaat mühendisliği Bölümüne başladım. 2013 yılında çevre mühendisliği bölümünde lisans eğitimimi tamamladıktan sonra yüksek lisans eğitimime başladım. 2014 yılında inşaat mühendisliği bölümünden mezun oldum.