#biyoremediasyon | Explore Tumblr posts and blogs

bilimdergi · 5 years ago

Text

Biyoremediasyon ve Biyodegrasyon: Kısaca Bütün Temizlik İşlerini Bakterilere Yaptırmak

Biyoremediasyon; mikroorganizmaların kirleticileri bünyelerine alma kapasitesine sahip olmaları, bunları büyüme ve metabolik faaliyetleri için kullanmaları esasına dayanmaktadır. Biyoremediasyon tasarımının asıl amacı, mikrobiyal büyüme ve aktivite için en uygun şartların sağlanmasıdır. Her geçen gün çevremiz hızla kirlenmeye devam ediyor. Bunu elbette biz insanlar yapıyoruz. Yeni fabrikalar; yeni çalışma alanları, yeni teknolojik ürünlerin üretilmesi, hayatımızın kolaylaştırılması demektir. Fakat fabrika atıkları, suları, topraklarımızı ve dahi yaşam alanlarımızı kirletiyor. Şöyle bir durup etrafımıza baktığımızda yaşam alanlarımızın konforunu artırırken yaşam alanımızı kirleterek daraltmaya devam ettiğimizi fark ediyoruz. Daha sonra meydana getirdiğimiz pislikleri temizleme çabasına giriyoruz. Girdiğimiz bu çabalar bir miktar temizliği sağlasa da kullanılan kimyasallar toprağa, suya zarar veriyor. Bu zararı en aza indirmek için neler yapılabilir diye düşünülmüş. Araştırmacılar bu kirlilik sorununu bakterilerle halledebilir miyiz diye düşünmüşler ve temizlik olayında bakterileri kullanmaya başlamışlar. Bunun da biyoremediasyon ve biyodegrasyon isimlerini vermişler. Biyoremediasyonu bilimsel dille değil de kendi günlük kullandığımız dille açıklayacak olursak; bir nevi evrenimizin temizlik işçileri diyebiliriz. Bakteriler bizim için kirlilik sebebi olan maddeleri kendi bünyelerine alıp onları kendi meztabolizma aktiviteleri için kullanıyorlar. Yani kısacası onları yiyorlar diyebiliriz.

Nasıl oluyor peki bu olaylar?

Gelin bir göz atalım J Biyoremediasyon iki biçimde uygulanır. İn-situ (yerinde yapılan) ve Ex-situ (yerinde yapılmayan) şeklinde. İn-situ (yerinde yapılan): Atıkların döküldüğü bölgeye besin (nutrient) aktarımı yapılarak, toprağın bakteri kompozisyonuna göre, hali hazırda toprakta bulunan bakteriler etkin duruma geçirilir (Yerinde (in-situ) bertaraf teknolojileri). Bu yöntem kirletici konsantrasyonlarının düşük olması durumunda kullanılır. Ex-situ (yerinde yapılmayan): Toprak kazılarak yerinden alınır ve kirletici parçalama yeteneğine sahip yeni bakteriler ilave edilir. Çevresel koşullar kontrol edilir veya mikroorganizmaların metabolik aktivitelerini ve büyümelerini optimize etmek için koşullar değiştirilir. Biyoremediasyon için çevresel şartların optimizasyonunda; sıcaklık, inorganik nutrientler (öncelikle azot ve fosfor), elektron alıcılar (oksijen, nitrat ve sülfat) ve pH gibi faktörler uygun hale getirilir (Yerinde yapılmayan (ex-situ) bertaraf teknolojileri). Yerinde Yapılmayan (ex-situ) Biyoremediasyon Metotları Bu yöntem toprağın doğal ortamından kazılarak alınmasını gerektirir. Bunun amacı mikrobiyal parçalamayı kolaylaştırmaktır. Kirlenmiş sahadan uzakta gerçekleştirilen ex-situ biyoremediasyon metotları, yerinde yapılan (in-situ) metotlara göre daha hızlıdır. Geniş alana yayılmış kirleticiler için uygulanabilir fakat daha pahalı bir yöntemdir. Wolicka ve diğ., (2009) yaptıkları çalışmada laboratuar şartlarında aerobik kültürler tarafından petrol türevleri olan benzen için %84, toluen için %86, etil benzen için %80 ve ksilen için %82 oranında giderim tespit etmişlerdir. Guerin (2008) yaptığı çalışmada topraktaki klorobenzenlerin biyoremediasyonunda ex-situ yöntemlerle 2-3 haftalık periyotta %90 oranında giderim sağlandığını belirtmiştir. Bunun yanı sıra, hidrokarbonların topraktan uzaklaştırılmasında ex-situ teknikler başarılı olarak kullanılmaktadır. Islahın özel tanklarda ya da hazır zeminlerde gerçekleştirilip gerçekleştirilmediğine göre exsitu biyoremediasyon iki teknolojiyi kapsar.

Sulu Faz İşlemi (Biyoreaktörler) Biyoreaktörler ex-situ tekniğinin en önemli çeşididir (Şekil 3). Dayanıklı ve toksik kirleticilerle kirlenmiş toprakların biyoremediasyon ile ıslahında en iyi seçenek çevre şartlarının kontrol altında alınabildiği biyoreaktör tekniğidir (Şekil 4). Kirleticilerin giderim oranı sistemdeki aktif mikroorganizmaların parçalama kabiliyetlerine bağlıdır. Bu reaktörler kesikli, yarı-sürekli ve sürekli olmak üzere sınıflandırılırlar. Genel olarak kesikli reaktörler tercih edilmektedir. Bunun yanı sıra elektron alıcısına bağlı olarak da aerobik (moleküler oksijen), anoksik ( nitrat ve bazı metal katyonlar), anaerobik (sülfat, metanojenik, fermentasyon) ve karışık elektron alıcıların kullanıldığı sistemler bulunmaktadır.

Sulu fazlı biyoremediasyon arıtım uygulaması diğer arıtım yöntemleriyle karşılaştırıldığında çok daha hızlı bir yöntemdir. Topraktaki kirleticiler ile temas halinde olan ve toprakta zaten doğal olarak bulunan mikroorganizmaları tutmak için bu teknolojide kirlenmiş toprak yerinden kazılarak özel vasıtalarla alınır ve özel tanklarda su ile karıştırılır. Oksijen ve besinler daha sonra eklenir. Kirleticilerin parçalanmasında organizmaların biyoaktivitelerini devam ettirmek ve en iyi koşulları sağlamak için ısı, besin ve oksijen konsantrasyonları kontrol edilir. Bu yöntemin kütle transfer oranının ve mikroorganizma/kirletici/nutrient oranlarının arttırılabilmesi, farklı elektron alıcıların kullanılabilmesi, surfaktan ve solvent kullanımı ile kirleticinin parçalanmasının artırılması, çevresel şartların optimizasyon ve kontrolünün sağlanması gibi avantajları bulunmaktadır. Gonzales ve diğ., (2008) yaptıkları araştırmada biyoreaktörlerin hidrokarbonlar ve bazı organoklorlu maddeler gibi toksik ve parçalanmaya dirençli maddelerle kirlenmiş toprakların ıslahında etkili bir ex-situ yöntem olarak değerlendirilebileceğini belirtmişlerdir. Piren ile kirlenmiş toprakların anoksik-aerobik-anoksik-anoksik şartlarda kesikli biyoreaktörlerde ıslahının mümkün olduğu belirtilmiştir. Bu çalışmada bekleme süresi 120 saat, yükleme oranı 20 kg/m3, sıcaklık 28±2°C olarak seçilerek 6 farklı reaktör çeşitli substrat konsantrasyonlarında çalıştırılmıştır. Reaktörlerden bazılarına parçalanmayı biyolojik olarak güçlendirmek için evsel çamur aşılaması yapılmıştır. Sonuçlar, evsel çamur ilavesi ile biyolojik güçlendirme yapılan reaktörlerde parçalanmanın çamur ilavesi yapılmayanlara oranla daha yüksek olduğunu göstermektedir. Diğer önemli bir kirletici olan PAH’ların (poliaromatik hidrokarbon) aerobik ve anaerobik işletilen biyoreaktörlerde giderilebildiği yapılan çalışmalarla ortaya konmuştur. Metabolik fonksiyonlar (aerobik, anaerobik, anoksik), tek veya karışık mikroçevre şartları, doğal karışık mikroflora ve aşılama şartlarının biyoreaktörlerde sağlanması ve kontrolü ile PAH’ların parçalanması sağlanabilmektedir. PAH’ların toksik ve hidrofobik kirleticiler olması, toprak kompozisyonu, heterojen mikrobiyal çevre şartları biyoremediasyonu kompleks hale getirebilmektedir. Larsen ve diğ., (2009) yaptıkları çalışmada arıtma çamurundaki PAH’ların giderilmesinde ex-situ biyoremediasyon tekniği olan biyoreaktörlerin kullanılabileceğini göstermişlerdir. Biyolojik parçalanmanın hızlanması için Proteiniphilum acetatigenes kullanılarak biotik ve abiotik şartlarda %80’e varan parçalanma meydana geldiğini bulmuşlardır. Kısacası bakterilerle temizlik yapmak çok kolay. Kaynaklar Adeniyi, A. A., Afolabi, J.A. (2002) Determination of total petroleum hydrocarbons and heavy metals in soils within the vicinity of facilities handling refined petroleum products in lagos metropolis. Environmental International, 28, 79-82 Baker, K.H, Herson, D.S. (1994). Bioremediation. McGraw – Hill, New York Read the full article

#bakteri #Biyodegrasyon:#biyoremediasyon #ex-situ #hidrokarbon #mikroorganizma

0 notes