Yağ asidi ve 16S rRNA sekans analizleri ile tanımlanan lityum, çinko ve mangan dirençli bakterilerin biyosorpsiyon yeteneklerinin belirlenmesi

Abstract

Yüksek konsantrasyonda ağır metal iyonlarını içeren kentsel ve endüstriyel atık sular ciddi bir çevre sorunudur. Günümüzde, bu atık sulardan ağır metal iyonlarının uzaklaştırılmasında filtrasyon, adsorpsiyon, kimyasal presipitasyon, iyon değişimi, membran ayrımı ve elektro remediasyon gibi çeşitli teknolojiler kullanılmaktadır. Ancak bu teknolojilerin çoğu düşük konsantrasyonlar da ki ağır metal iyonlarının gideriminde etkili olamamakla birlikte ekonomik olmayan teknolojilerdir. Ayrıca kullanımları sonucu oluşan sekonder atıkların çevre üzerindeki olumsuz etkileri söz konusu bu teknolojilerin çoğu zaman verimli bulunmamasına neden olmaktadır. Bu ve benzeri nedenlerden dolayı atık sulardan ağır metal uzaklaştırılması için etkin biyolojik bir adsorbant ya da sorbant kullanılması oldukça ekonomik olan alternatif bir çözüm olarak ortaya çıkmaktadır. Bu çalışmanın amacı da atık sularda bulunan mangan, çinko ve lityum gibi ağır metallerin uzaklaştırılmasında kullanılabilecek etkin adsorpsiyon yeteneğine sahip mikrobiyal suşların izole edilmesi ve tanımlanmasıdır. Bu amaçla, ağır metal kirliliği gösteren yüzey sularından mangan, çinko ve lityum metallerine karşı yüksek direnç gösteren dört suş izole edilmiştir. İzole edilen bu suşlar yağ asidi (FAME) analizi ve 16S rRNA sekans analizi gibi moleküler metodlar kullanılarak tanımlanmıştır. Tanımlamaları yapılan suşlar daha sonra ki aşamada ise yüksek direnç gösterdikleri metallere karşı olan adsorpsiyon yetenekleri bakımından değerlendirilmiştir. Bu değerlendirmeler sonucu mangan direnci gösteren Acinetobacter haemolyticus ve Serratia nematodiphila olarak tanımlanmış olan iki suşun adsorpsiyon verimlilikleri sırasıyla %23 ve %53 olarak tespit edilmiştir. Acinetobacter haemolyticus olarak tanımlanmış olan çinko dirençli suşun adsorpsiyon kapasitesinin ise %16 olduğu belirlenmiştir. Lityum dirençli olan suş ise Staphylococcus aureus olarak tanımlanmış ve lityum adsorpsiyonun da %35 oranında etkin olduğu belirlenmiştir

The increasing contamination of urban and industrial wastewaters by toxic metal ions is a serious environmental problem. At present, a number of technologies can be used to remove heavy metals from the contaminated wastewater such as filtration, adsorption, chemical precipitation, ion exchange, membrane separation and electro remediation methods. However, most of these methods might not be efficient in removing heavy metals at very low concentrations, and could be relatively expensive. These methods are also not effective due to their secondary effluent impact on the recipient environment. For this reason, the uses of some low-cost materials for sorbent/adsorbent of metals from contaminated wastewater have been popular. This study aimed at identifying the isolates efficient in sorption of the heavy metals manganese, zinc, and lithium. For this reason, four isolates highly resistant to manganese, zinc, and lithium were isolated from heavy metal-contaminated surface waters. These isolates were identified by using molecular methods including fatty acid methyl ester (FAME) and 16S rRNA sequence analyses, and further assessed for their sorption abilities. Out of four, two different manganese resistant isolates were identified as Acinetobacter haemolyticus and Serratia nematodiphila with 23 and 53% biosorption abilities, respectively. The zinc-resistant isolate, Acinetobacter haemolyticus, only showed 16% biosorption capacity. The isolate Staphylococcus aureus which was found to be lithium-resistant showed 35% efficieny in lithium biosorption.