Çevreye Zarar Veren Maddelerin Ortadan Kaldırılmasında Mikroorganizmaların Kullanımı

Neler öğreneceğiz ? Çevre ve çevre kirliliği Çevre kirliliğinin sınıflandırılması Çevre kirliliğinin çeşitleri Çevreye zarar veren atık maddeler Atıkların biyolojik yöntemlerle arıtılması Katı atıkların biyolojik yöntemlerle arıtılması Biyolojik atıksu arıtma yöntemleri Biyolojik atıksu arıtmada etkin olan mikroorganizmalar Kirli havanın mikroorganizmalarla arıtılması Çevre kirliliğine yol açan maddelerin yok edilmesinde doğal ve yapay mikroorganizmaların kullanılması

Çevre ve çevre kirliliği Çevre, bir canlı birimi ya da topluluğun karşılıklı ilişki içinde olduğu tüm canlı/cansız varlıkların bulunduğu özel alandır. Çevrede meydana gelen ve canlıların sağlığını, çevresel değerleri ve ekolojik dengeyi bozabilecek her türlü olumsuz etkiye ‘ çevre kirliliği ‘ adı verilmektedir.

Çevre kirliliğinin nedenleri nelerdir ? Hızlı nüfus artışı Düzensiz şehirleşme Fosil yakıtların kullanımı Maden ve madencilik Zirai uygulamalar Doğa olayları Endüstriyel atıklar ve plansız endüstrileşme Doğal kaynakların bilinçsiz kullanılması

Çevre kirliliği Fiziksel kirlilik Kimyasal kirlilik Çevre elemanlarından toprak, su ve havanın fiziksel özelliklerinin özelliklerinin tamamının ya da bir kısmının bozulması ve değişmesi, fiziksel kirlilik olarak ortaya çıkmaktadır. Deprem, sel, erozyon örnektir. Kimyasal kirlilik Çevre elemanlarının doğal kimyasal bileşiminde meydana gelebilecek kirliliklerdir. Baca gazları, tarım ilaçları, petrol atıkları vb. örnektir. Biyolojik kirlilikler Var olan mikrobiyal popülasyon değişimi çevredeki biyolojik kirliliği oluşturmaktadır.

Çevre kirliliğinin çeşitleri HAVA KİRLİLİĞİ Havayı meydana getiren bileşenlerin yapısını bozacak şekilde atmosfere karışabilen kirleticilerin oluşturduğu kirlilik, hava kirliliği olarak nitelendirilmektedir. Başlıca hava kirliliği nedenleri fabrikalar, termik santraller, konutlar, motorlu taşıtlardır.

Su kirliliği Göl, nehir, okyanus, deniz ve yeraltı suları gibi su kaynaklarının fiziksel, kimyasal ve biyolojik nedenlerle kirlenmesidir. Neden olan kirleticilere evsel ve endüstriyel amaçlı kullanılan kimyasal maddeler, patojenler, organizmalar, sıcaklık, pH, renk ve kokusunun değişimine neden olabilecek kirleticiler örnek olarak verilebilir.

Toprak kirliliği Toprağın biyolojik ve fizikokimyasal yapısını değiştirerek, toprak ortamında yaşayan canlıların zarar görmesine ve toprağın veriminin düşmesine neden olan kirleticilerin oluşturduğu kirlilik, toprak kirliliği olarak tanımlanmaktadır. Erozyon, zirai ilaçlama ve gübreleme, endüstriyel kökenli atıklar nedenler arasındadır.

Çevreye zarar veren atık maddeler Kullanılma süresi dolan ve yaşadığımız ortamdan uzaklaştırılması gereken maddeler atık olarak tanımlanır. Çeşitli kaynaklardan çevreye yayılan tehlikeli atıklar, sitotoksik, genotoksik, kanserojen, hücre DNA’sı üzerinde mutasyon yapıcı, insan ya da hayvanda düşüğe neden olabilecek türde özellikler gösterebilmektedir.

Endüstriyel ve evsel atıklar faz olarak Katı Sıvı gaz olmak üzere üç grupta toplanır.

Atıkların biyolojik yöntemlerle arıtılması Atık olarak nitelendirilen organik maddeler, doğada mikroorganizmalar yardımıyla kolayca bozunarak temel bileşenlerine ayrılabilmektedir. Canlıların enerji kaynağı olarak kullandıkları besin maddelerinden sonra doğrudan veya dolaylı olarak geriye kalan ve doğrudan kullanım alanı olmayan organik madde kaynakları arasında ; Evsel katı atıkların organik kısmı Organik yapılı endüstriyel atıksular Tarımsal ürünlerin atıkları Hayvan gübreleri Orman ürünleri atıkları yer almaktadır. Gıda ve tarım endüstrisi atıkları Evsel atıksu

Katı atıkların biyolojik yöntemlerle arıtılması Organik atıkların kompostlaştırılması veya anaerobik çürütülmesi gelişmiş ve gelişmekte olan ülkelerde yaygın olarak yapılmaktadır. Biyolojik arıtmaların avantajları arasında atık maddenin hacminin azaltılması, stabilizasyonu, atık madde içindeki patojenlerin yok edilmesi ve enerji üretilmesi verilebilir. Biyolojik arıtmalar sonucu oluşan son ürünler, kalitelerine göre, organik gübre olarak toprak iyileştirilmesinde kullanılmakta ya da katı atık düzenli depolama sahalarına dökülmektedir. Katı atık yönetiminde uygulanan bu tip biyolojik yöntemlerle doğal ayrışma/çürüme proseslerinin kontrol edilmesi ve hızlandırılması amaçlanmaktadır.

KOMPOSTLAŞTIRMA Kompostlama : Mikroorganizma adı verilen ve çoğunluğu gözle görülmeyen canlıların, ortamın oksijenini kullanarak çöp içerisindeki organik maddeleri biyokimyasal yollarla ayrıştırmasıdır.

Kompostlaştırmaya Etki Eden Parametreler Kompostlaştırma temel olarak bir bertaraf işleminden öte bir geri kazanım işlemidir. Kompostlaştırmaya Etki Eden Parametreler uygun karbon ve azot ( C:N) oranı Hammaddenin (organik atığın) fiziksel yapısı Aerobik mikroorganizmalar için yeterli oksijen. Havalandırmayı engellemeden biyolojik aktiviteyi sağlayan yeterli nem içeriği pH seviyesi Kuvvetli mikrobiyal aktiviteyi aktiviteyi sağlayan termofilik sıcaklıklar Hammadenin (organik atığın) mikroflorası

Kompostlaştırmada etkin olan mikroorganizmalar Bakteriler Mantarlar Aktinomisetler Protozoalardır. Kompostlaştırma Mekanizması Kompostlama işlemi,nemli tutulan ve havalandırılan karışık organik atıklarda doğal olarak bulunan,kendiliğinden çoğalan mikroorganizmalar tarafından gerçekleştirilir.Başlangıçta çoğunlukla bakteri olan bu organizmaların çoğalması sırasında ısı,CO2 ve su buharı açığa çıkar.

Kompostlaştırma işlemine katkıda bulunan organizmalar arasında bakteriler, mayalar, küfler ve aktinomisetler sayılabilir. Düşük nem şartlarında(%50-60 nem) özellikle küf ve aktinomisetler aktif rol oynarlar. Daha yüksek nem şartlarında (%60-80 nem) bakteriler kompostlaştırma işleminde işleminde aktif rol oynarlar.

Anaerobik çürütme Kompleks organik maddelerin, oksijensiz ortamda çeşitli mikroorganizmalar tarafından son ürün olarak metan (CH4) ve karbondioksit (CO2) dönüştürülmesi olarak tanımlanmaktadır. Anaerobik çürütme vasıtasıyla, koku, patojen ve zararlı tohumların giderilmesi ve sera gazı salınımı azaltılması sağlanmaktadır.

Anaerobik arıtmanın safhaları Hidroliz: besin maddelerinin bakteri hücre zarından geçebilmesi için kompleks organik maddelerin hidroliz olarak basit organik monomer ya da dimerlere dönüşümü, Fermantasyon: çözünmüş organik maddelerin heterojenik mikrobiyal popülasyon tarafından biyolojik olarak uçucu yağ asitleri ve alkollere ayrıştırılması Asit oluşumu: fermantasyon ürünlerinin metanojenler için uygun besinlere yükseltgenmesi Metan oluşumu: asetat, H2 ve CO2’den metanojenik arkealar tarafından CH4 üretimi

Anaerobik çürümeye etki eden faktörler Katı ve hidrolik bekletme süresi pH ve alkalinite İz elementleri ve besin maddelerinin mevcudiyeti Sıcaklık Atıktaki toksik bileşenler C/N oranı Seyreltme oranıdır

Anaerobik işlemin mikrobiyolojisi Bir anaerobik sistemde karmaşık yapılı organik maddelerin tamamen metana dönüşebilmesi için ortamda farklı türden ve birbirine bağımlı mikroorganizma gruplarının bulunması gerekmektedir. Bu mikroorganizma grupları ; Hidroliz bakterileri Fermantasyon bakterileri Asit oluşturan bakteriler Metan üreten arkeler Sülfat indirgeyen bakterileri

Biyolojik Atıksu Arıtma Yöntemleri Evsel, endüstriyel ve zirai uygulamalar sonucunda özellikleri kısmen ya da tamamen değişmiş sulara atıksu denir. Atıksuların içeriğinde proteinler, karbonhidratlar, yağlar, petrol atıkları vb. bulunabilmektedir. Atıksu içinde bulunan organik maddelerin mikroorganizmalar yardımıyla karbondioksit ve suya kadar parçalanma aşaması biyolojik atıksu arıtma kapsamına girmektedir. Biyolojik arıtmanın temel amacı, atıksudaki ve septik çıkışlardaki organik maddeleri stabilize etmek, çökemeyen askıda katı maddeleri yumaklaştırmak ve çökeltmektir. Bunun yanı sıra azot ve fosfor gibi nütrientlerin giderimi de biyolojik arıtmanın amaçları arasındadır.

Biyolojik arıtma ile atıksu içinde bulunan kirleticiler, mikroorganizmalar tarafından besin maddesi olarak kullanılarak atıksudan uzaklaştırılmaktadır. Biyolojik arıtma prosesleri aerobik ve anaerobik arıtma olarak ayrımlanabilir. Aerobik atıksu arıtma tesislerinde mikroorganizmaların temel ihtiyaçları olan besin maddeleri atıksu içinde mevcuttur ve sisteme dışarıdan oksijen verilerek mikroorganizmaların bu atık maddeleri oksijenli ortamda parçalamaları sağlanmaktadır. Anaerobik atıksu arıtma sistemleri, atıksu içerisindeki besin maddelerinin oksijensiz ortamda yaşayan bakteriler tarafından parçalanarak uzaklaştırılması temel prensibine dayanmaktadır.

Biyolojik atıksu arıtmada etkin olan mikroorganizmalar Atıksu arıtımı için uygulanan biyolojik proseslerde bakteriler, protozoonlar, funguslar, rotiferler ve alglerin olduğu yüksek çeşitlilikte mikroorganizmalar yer almaktadır. Atıksu arıtma tesislerinde birincil derecede önemli olan bakteriler ve protistlerdir. Bakteriler atıksu arıtma ünitelerinde oldukça yaygın olarak bulunur ve karbon, azot, fosfor ve kükürt bileşiklerinin giderilmesinde önemli rol oynar. Bakteriler büyüme ortamına konulduklarında ortamdaki besin maddelerini (C,H,O,N,P,S, minerel vb.) kullanarak büyürler. Atıksu numunelerinin farklılığına göre bakteriyel popülasyon farklılık göstermektedir.

Biyolojik arıtma sistemlerinin başında klasik aktif çamur sistemleri gelmektedir. Basit olarak bir aktif çamur sistemi, bir havalandırma havuzu ya da tankı ile çökeltim havuzu ya da tankından ibarettir.

Kirli Havanın Mikroorganizmalarla Arıtılması Kirli havanın arıtılmasında önceleri ağırlıklı olarak kimyasal ya da fiziksel yöntemler kullanılmaktaydı. Endüstriyel işlemler sırasında oluşan kirli hava, aktif karbon ya da sıvılarla tutularak kirliliğin uzaklaştırılması sağlanmaktaydı. Günümüzde, kirli havanın arıtılmasında, atıksu arıtma tesislerinde biyolojik arıtma yöntemi ile oluşan aktif çamurların zengin mikroorganizma kültüründen faydalanılmaktadır. Bu yöntemle kirli havanın içerisindeki yabancı maddeler mikroorganizmalara besin maddesi olarak verilmekte ve havanın arıtılması sağlanmaktadır.

Özel yetiştirilmiş bakteri kültürleri, belirli tip uçucu organik maddenin parçalanmasında kullanılmakta ve son ürün olarak da karbondioksit ve su oluşmaktadır. Hidrojensülfür, amonyak ve klorlu organik bileşikleri parçalayabilen özel bakteri kültürleri de bulunmaktadır. Bu bakteri kültürlerinden oluşturulan biyofiltreler atık gazları bünyesinde arıtabilmektedir. Atık havada bulunan uçucu organik bileşikler bu yolla %90 arıtılmış olmakta ve koku giderimi sağlamaktadır. Başka bir tür kirli hava arıtma yöntemi ise biyolojik yıkamadır. İçinde zengin mikroorganizma kültürü bulunan su, atık havaya püskürtülerek arıtılması sağlanmaktadır. İşlem sonucunda oluşan yıkama suyu aktif çamur havuzunda toplanarak tekrar tekrar kullanımı sağlanmaktadır.

Çevre Kirliliğine Yol Açan Maddelerin Yok Edilmesinde Çevre Kirliliğine Yol Açan Maddelerin Yok Edilmesinde Doğal Ve Yapay Mikroorganizmaların Kullanılması Bakteri, mantar ve mikro alg gibi mikroorganizmalar çevrede bulunan çeşitli atık maddelerin biyolojik olarak arıtılmasında ve parçalanmasında önemli rol oynamaktadırlar. Mikroorganizmalar, aerobik veya anaerobik metabolizmalar ile atık maddeleri parçalayarak en küçük yapı birimlerine kadar indirgemekte ve bu indirgen bileşenleri metabolik faaliyetlerinde kullanarak yaşamlarını devam ettirebilmek için gerekli enerjiyi üretmektedirler.

( D ) Çevreye yayılan tehlikeli atıklar insan ya da hayvanlarda düşüğe neden olabilir. ( Y ) Atıklar katı ve sıvı olmak üzere ikiye ayrılır. ( D ) Kullanılma süresi dolan ve yaşadığımız ortamdan uzaklaştırılması gereken maddeler atık olarak tanımlanmaktadır. ( D ) Atıksu arıtma tesislerinde birincil derecede önemli olan bakteriler ve protistlerdir. ( Y ) Atıksu numunelerinin farklılığına göre bakteriyel popülasyon farklılık göstermez

Mikroorganizmaların ortamın oksijenini kullanarak çöp içerisindeki organik maddeleri biyokimyasal yollarla ayrıştırması kompostlaştırmadır. Anaerobik çürütmede son ürün CH4 ve CO2 dir Anaerobik çürütmenin aşamaları, hidroliz, fermantasyon, asit oluşumu ve metan oluşumudur. Bakteriler büyüme ortamına konulduklarında ortamdaki besin maddelerini kullanarak büyürler. Kullanılma süresi dolan ve yaşadığımız çevreden uzaklaştırılması gereken maddeler atık olarak tanımlanmaktadır.

Anaerobik atıksu arıtma sistemlerinin çalışma prensibi nedir ? cevap: atıksu içerisindeki besin maddelerinin oksijensiz ortamda yaşayan bakteriler tarafından parçalanarak uzaklaştırılması prensibine dayanmaktadır. Atık nedir ? cevap : kullanılma süresi dolan ve yaşadığımız çevreden uzaklaştırılması gereken maddelerdir.

Yeşim öz fen bil. Öğrt. 141104729