Statik Yığın KompostlaĢtırma Sürecinde Etkin Mikrobiyal Türler

Yığın kompostlaĢtırma sürecinde etkin olan türler, PCR (Polimeraz zincir reaksiyonu), DGGE (Denature gradyan jel elektroforezi) ve dizi analizi temelli moleküller tekniklerle belirlenmiĢtir. ġekil 6.26 da Denature Gradyan Jel Elektroforezi (DGGE) ve sekans analizi için kesilen bantların görüntüsü yer almaktadır. Kesilen bantların sekans analizi ile elde edilen kromatogramları ve baz dizilimleri ile elde edilen sonuçlar Çizelge 6.10 da verilmiĢtir. Elde edilen sonuçlarla bu süreçte sıcaklık değiĢimlerine paralel olarak mikrobiyal populasyonun değiĢim gösterdiği belirlenmiĢtir. ġekil 6.26 da verilen A2 no‟lu bantın Paenibacillus residui türüne ait olduğu yapılan sekans analizi ile tespit edilmiĢtir. Bu tür evsel katı atık kompostundan izole edilen bir tür olup, türün optimum geliĢme Ģartları 37 °C ve pH=7‟dir. Söz konusu tür 25-50 °C sıcaklıkta ve pH 7.0-9.0 aralıklarında faaliyetini sürdürmektedir (Vaz-Moreira, vd., 2009). A3 no‟lu bant Ochrobactrum sp. türünü temsil etmektedir ve literatürdeki muhtelif çalıĢmalarda kompostlaĢtırma prosesinde rol alan 0-42°C sıcaklıklarda, pH 6.0–9.0 aralıklarında faaliyet gösteren aerobik bir türdür (Dürr, vd., 2006).

KP1: Arıtma çamuru/Yonga/ Organik Atık yığını_31 °C, KP2: Arıtma çamuru/Yonga/Prekot yığını_45 °C, KP3: Arıtma çamuru / Yonga yığını_31 °C, KP4: Organik Atık yığını_65 °C, KP5: ĠBB Kısırmandıra Kompost

ve Geri Kazanım Tesisi _65 °C. (bütün numuneler ikinci haftanın sonunda alınmıĢtır.) ġekil 6.26 Denature gradyan jel elektroforez görüntüsü ve bantlar.

Çizelge 6.10 DGGE jelinden kesilen bandların sekans sonuçları. Bant (ġekil 6.26) Mikrobiyal Tür Benzerlik (%) Bant (ġekil 6.26) Mikrobiyal Tür Benzerlik (%) A1 - - C8 Brevundimonas sp. %100 A2 Paenibacillus residui %100 C9 - - A3 Ochrobactrum sp. %98 C10 Pseudoxanthomonas taiwanensis %97 A4 Bacillus sp. %97 C11 Stenotrophomonas sp. %98 A5 Pseudoxanthomon as taiwanensis %99 C12 Stenotrophomonas sp. %100 A6 Bacillus sp. %97 C13 - -

A7 Bordetella petrii %100 C14 C. Microthrix

parvicella %100 A8 Uncultured compost bacterium %94 C15 Gordonia defluvii %100 A9 Uncultured compost bacterium %96 D1 Brachybacterium sp. %100 A10 Uncultured compost bacterium %98 D2 Cellulomonas cellulans %98 A11 Chelativorans multitrophicus %99 D3 Uncultured compost bacterium %98 A12 Halomonas nitroreducens EF613114 %95 D4 Corynebacterium sp. %100 A13 Uncultured bacterium - D5 Arthrobacter sp. %99

A14 Bordetella petrii %97 D6 - -

B1 Amylomyces rouxii %99 D7 Sphingobacterium

composti %100 B2 Bacillaceae bacterium %99 D8 Sphingobacterium composti %100

B3 Bacillus coagulans %98 D9 Planococcus sp. %98

C1 - - D10 Caryophanon sp. %97

C2 Clostridium tetani %96 D11 Staphylococcus sp. %100

C3 Acinetobacter sp. %98 D12 Bacillus sp. %96 C4 Acinetobacter sp. %97 D13 Enterococcus sp. %98 C5 Pseudomonas sp. %98 K1 Corynebacterium sp. %97 C6 Comamonas denitrificans %94 K2 Symbiobacterium thermophilum %98 C7 - - K3 Pediococcus acidilactici %100

Bacillus türü organizmalar polimer parçalayıcı amilaz, selülaz, proteaz gibi enzimleri

salgılaması sebebiyle kompostlaĢtırma sürecinin önemli mikrobiyal topluluklarındandır.

Basillus türü organizmaların en belirgin özelliği sıcak ve kuru ortamlara dayanıklı ve besi

çalıĢmada A4, A6, B3 ve D12 bantlarıyla Bacillus sp, Bacillus coagulans kompostlaĢtırma sürecinin değiĢik kademelerinde rol alarak bu özelliği ile ön plana çıkmıĢtır. A5 no‟lu bantla temsil edilen Pseudoxanthomonas taiwanensis termofilik fakültatif bakteri sınıfında olup yüksek oranda selüloz içeren atıkların ayrıĢmasında rol almaktadır (Kato, vd., 2004). A8, A9 ve A10 no‟lu bantlar kompost organizmaları olup bu türe yakın bir tür sekans sonuçlarından belirlenememiĢtir (Uncultured compost bacterium).

B1 no‟lu bant Amylomyces rouxii mantar sınıfında bir organizmadır. KompostlaĢtırma prosesinde mezofilik bakterilerle birlikte aktinomisetler, mantarlar ve mayalar, yağları, proteinleri ve karbonhidratları ayrıĢtırırlar. Bu çalıĢmada kompostlaĢtırma sürecinde yer alan bir mantar türü olarak Amylomyces rouxii biyolojik ayrıĢma sürecinde rol almıĢtır.

KompostlaĢtırma sürecinde aktif rol alan mikrobiyal gruplar uzun yıllardan beri birçok çalıĢmaya konu olmuĢtur (Finstein and Morris, 1975). Son olarak Ryckeboer v.d. (2003) kompostlaĢtırma sürecinde sıcaklığa dayalı tür değiĢimi ile ilgili yapılan çalıĢmalar özetlenmiĢtir. Söz konusu çalıĢmada, Bacillaceae türünün mezofilik fazda komposttan izole edilen türler arasında olduğu vurgulanmıĢtır. Bu tür, kompostlaĢtırma sürecinin baĢında mezofilik fazda asidik ortamda rol alan bir tür olduğu söz konusu çalıĢmada vurgulanmıĢtır. B2 no‟lu bant Bacillaceae bacterium türüne karĢılık gelen ve bu çalıĢmada organik atıkların ayrıĢma sürecinde rol alan tür sınıfında yerini almıĢtır.

Clostridium tetani literatürde birçok çalıĢmada verilen ve kompostlaĢtırma sürecinde rol alan

organizmadır (Ingrid, v.d., 2005). Statik yığın çalıĢmasında C2 no‟lu bant Clostridium tetani türüne karĢılık gelmektedir. Aynı çalıĢmada kompostlaĢtırma sürecinde rol alan bir baĢka türün Acinetobacter sp. türü olduğu vurgulanmıĢ, bu çalıĢmada ise C3 ve C4 no‟lu bantlarla

Acinetobacter sp. türünün bu süreçteki varlığı doğrulanmıĢtır. Bu tür topraktaki aromatik

hidrokarbonların mineralizasyonunda rol alan önemli türler arasında yer almaktadır. KompostlaĢtırma sürecinde rol alan bu tür kompostun kirlenmiĢ toprakların biyolojik yollarla ıslahında kullanılabileceğinden kompostun bu amaçla kullanımı söz konusu olabilir.

C5 no‟lu bant Pseudomonas sp. türünü temsil etmektedir. Arıtma çamurlarının kompostlaĢtırıldığı bu çalıĢmada arıtma çamurunda yer alan bir tür de atıkların ayrıĢması esnasında rol alan türler arasında yerini almıĢtır. Benzer Ģekilde Comamonas denitrificans türü de aktif çamurda denitrifikasyon sürecinde rol alan önemli türler arasındadır (Gumaelius et al., 2001).

Arazi ölçekli organik atık kompostlaĢtırma sistemi ile gerçekleĢtirilen atığın ayrıĢması esnasında mikrobiyal populasyonun değiĢiminin denature gradyan jel elektroforezi ile

araĢtırıldığı bir çalıĢmada, Pseudomonas sp., Bacillus sp., Clostidium sp., Staphylococcus sp. ve Brevundimonas sp. türlerinin kompostlaĢtırma sürecinde etkin rol aldıkları belirlenmiĢtir (Pedro, v.d., 2001).

Brevundimonas sp. türü kompostlaĢtırma sürecinde son aĢamada rol alan türlerdendir. Propionibacterium sp., Methylobacterium sp., Pseudomonas sp., Bradyrhizobium sp. ve farklı Bacillus türleri kompostlaĢtırma sürecinde proses bitene kadar hem mezofilik kademede hem

de termofilik kademede varlıklarını sürdürmektedirler (Pedro, v.d., 2001). Bu çalıĢmadan elde edilen sonuçlarda bu durumu doğrulamaktadır. Bu çalıĢmada da bulgular arasında yer alan (C2 nolu bant) Clostridium kompostlaĢtırma sürecinin ilk mezofilik kademesinde rol alan türlerdendir. C10 no‟lu bant ile temsil edilen Pseudoxanthomonas taiwanensis aerobik termofilik bir türdür. Bu türün optimum çalıĢma sıcaklığı 55 °C‟dir (Zitomer, v.d., 2007). Zitomer, v.d., (2007) bu türün kompostlaĢtırma sürecindeki varlığında Basillus türlerinin de sistemde bulunmasının beklendiğini vurgulamıĢlardır. Bu çalıĢmada Bacillus türlerinin kompostlaĢtırma sürecinin her kademesinde varlığı bu durumu doğrulamaktadır.

C14 no‟lu bant arıtma çamurlarında bulunan filamentli organizma türlerinden olan ve çamurun çökme kabiliyeti üzerinde önemli organizmalardan C. Microthrix parvicella türünü temsil etmektedir. Microthrix ve C15 no‟lu bantla temsil edilen Gordonia grubu filamentli türler yağların hidrolizinde rol almaktadırlar. Bu türler lipaz ve esteraz enzimleri yardımıyla yağların hidrolizinde ön plana çıkmaktadır (Nielsen, 2010). Bu çalıĢmada elde edilen sonuçlarla kompostlaĢtırma sürecinde DGGE bantları ile var oldukları ispatlanan bu türler kompostlaĢtırma sürecinde zor ayrıĢan yağların hidrolizinde görev aldıkları söylenebilir. Horisawa, v.d., (2008) tarafından Japon sediri yongası ve çöp karıĢımı ile gerçekleĢtirilen çalıĢmada kompostlaĢtırmada baskın olan türlerin, Acinetobacter, Alcaligenes sp.,

Arthrobacter sp., Bacillus sp., Brachybacterium sp. Brevundimonas vesicularis, Cellulomonas cellulans, Paenibacillus sp., Staphylococcus sp., Stenotrophomonas maltophilia olduğu

belirlenmiĢtir. ÇalıĢmada katkı malzemesi olarak yonga kullanılması bu çalıĢma ile benzerlik göstermektedir. Her iki çalıĢmanın da tür profilleri incelendiğinde benzer sonuçlar elde edildiği görülmektedir. Bu çalıĢmada tespit edilen türler ve parantez içerisinde verilen ġekil 6.26 deki bant numaraları; Acinetobacter (C3 ve C4), Arthrobacter sp. (D5), Bacillus sp. (A6, B2, B3, D12), Brachybacterium sp. (D1), Brevundimonas sp. (C8), Cellulomonas cellulans (D2), Paenibacillus sp (A2), Stenotrophomonas sp. (C11, C12) Ģeklindedir.

Bu çalıĢmadan elde edilen sonuçların literatürde verilen sonuçlarla oldukça uyumlu olduğu ve kompostlaĢtırma sürecinin optimum Ģartlarda gerçekleĢtiği görülmektedir.