12. İNORGANİK VE ORGANİK KİRLETİCİLERLE MİKROBİYEL ETKİLEŞİMLER

12. İNORGANİK VE ORGANİK KİRLETİCİLERLE MİKROBİYEL

ETKİLEŞİMLER

İNORGANİK KİRLETİCİLER

 Karbon döngüsü  karbondioksit ve metan gazları

 Denitrifikasyon  nitröz oksit (N2O) gazı

 Nitrat  nitrit (içme suları 10 ppm)

 Gıdalar  nitröz aminler

 Fosfat, nitrat ve sülfat içeren sular  ötrofikasyona

 Maden ocaklarında demirce zengin asidik sular, akuatik

yaşamı öldürerek, yeraltı sularını kirletip suyun tekrar

kullanımını önler.

 Kayalar, toprak su ve atmosferde düşük

konsantrasyonda bulunan ağır metaller, canlılar

tarafından iz element olarak (Co, Cu, Zn, Ni, Mo gibi) kullanılmaktadır.

 Yüksek konsantrasyonlarda hücre için toksiktir. Civa, kurşun, arsenik, kadmiyum ve selenyum gibi metaller ise buharlaşarak havayı da kirletmektedirler.

Mikroorganizma Ağır Metal İlişkileri

Mikroorganizma Ağır Metal İlişkileri

Metal Kaynak Hedef Organlar

Arsenik Endüstriyel toz, kirli

su, medikal kullanım Akciğer, sinir sistemi, deri

Kadmiyum Endüstriyel toz, kirli

su ve gıda Böbrek, iskelet, akciğer

Krom Endüstriyel toz ve

duman, kirli gıda Akciğer

Kurşun Endüstriyel toz ve

duman, kirli gıda Sinir ve dolaşım sistemi, böbrek

Civa Endüstriyel duman,

buhar, kirli su ve gıda Sinir sistemi, böbrek

Ağır metal iyonlarının mikrobiyel hücrelerdeki toksik etkileri

1. Hücre membranına zarar verenler: Hg, Pb, Zn, Ni, Cu, Cd 2. Enzimatik aktiviteyi inhibe edenler: Hg, Pb, As, Cd, Cu 3. Proteinleri denatüre edenler: Hg, Pb, Cd

4. Hücre bölünmesini önleyenler: Pb, Cd, Hg, Ni

5. DNA’ya zarar verenler: Hg, Pb, Cd, Cr, As

6. Protein sentezini önleyenler: Hg, Pb, Cd

Mikrobiyel Metal Direnci

1. Ekzopolisakkarit üretimi:

2. İndirgeme:

G- Pseudomonas aeruginosa bakterisinin plazmidinde bulunan mer operonu Hg

krom detoksifikasyonunda Kromat redüktaz 3. Hücre dışına pompalama:

4. Biyobirikim:

Metallothionein 5. Biyosorpsiyon:

karboksil, amino, tio ya da hidroksil

Mikroorganizma Metal İlişkilerinin Zararları

 Biyokorozyon

 Korozyon, metal ve alaşımlarının çevrelerindeki ortamla kimyasal ve elektrokimyasal reaksiyonlara girerek değişime uğraması veya

dayanıklılığının azalması olarak tanımlanmaktadır.

 Mikroorganizmaların sebep olduğu korozyon, mikrobiyolojik korozyon ya da biyokorozyon olarak adlandırılır.

 Önceleri metallerin mikrobiyel yolla korozyonunun anaerobik

koşullarda sülfat indirgeyen bakterilerce (SRB), aerobik koşullarda ise

asidik koşullarda gelişebilen kükürt okside eden Thiobacillus türleri

tarafından gerçekleştirildiği biliniyordu.

Mikroorganizma Metal İlişkilerinin Zararları

 Biyokorozyon

 Son yıllarda mikrobiyel yolla korozyonunun pek çok bakteri cinsi tarafından gerçekleştirilen çok daha kompleks, birbirini etkileyen reaksiyonlar dizisi olduğu anlaşılmıştır.

 Zorunlu anaerob sülfat indirgeyen bakterilerin ürettiği hidrojen sülfür,

asidik ve korozif bir maddedir. Demiri ve paslanmaz çeliği kolayca

aşındırabilir.

Mikroorganizma Metal İlişkilerinin Zararları

Metilasyon

Mikroorganizmalar çeşitli ağır metallere (civa, kurşun, arsenik ve selenyum gibi) metil gruplarını transfer edebilirler.

Metilendiğinde daha toksik olan bu metaller, lipidlerde daha kolay çözündüğü için organizmalarda kolayca birikmektedir.

Civanın mikroorganizmalarca metillenerek balıklarda birikip Japonya da gıda zehirlenmelerine sebep olduğu bilinmektedir.

Arsenik de bir fungus (Scopulariopsis brevicaulis) tarafından

metillenip daha toksik hale çevrilmektedir

ORGANİK KİRLETİCİLER

Petrol Parçalanması:

 Petrol herhangi bir nedenle dökülürse, petrolün

mikroorganizmalarca kullanımı istenir, hatta mikrobiyel gelişme inorganik maddeler ilave edilerek teşvik de (Biyostimülasyon) edilir.

 Biyoremediasyon (iyileştirme) mikroorganizmalar kullanılarak

petrol ya da diğer kirleticilerin, döküldükleri toprak ya da sulardan (in situ) temizlenmesine verilen addır.

 Biyoagmentasyon parçalama aktivitesi yüksek

mikroorganizmaların kirliliğin olduğu bölgelere (in situ) ya da kirliliğin aktarıldığı farklı ortamlara (ex situ) ilavesidir.

 Ex situ biyoremediasyon: Kompostlaştırma, biyofiltreler,

biyoreaktörler

ORGANİK KİRLETİCİLER

Petrol Parçalanması:

 Aerobik şartlarda hidrokarbon parçalanması, organik molekülden oksijeni ayıran oksijenaz enzimleri ile yapılmaktadır.

 Bu enzimler eğer tek bir oksijeni uzaklaştırıyorsa

monooksijenaz, eğer oksijenin her iki atomunu da

uzaklaştırıyorsa dioksijenaz olarak adlandırılmaktadır.