12. İNORGANİK VE ORGANİK KİRLETİCİLERLE MİKROBİYEL ETKİLEŞİMLER

... konulu sunumlar: "12. İNORGANİK VE ORGANİK KİRLETİCİLERLE MİKROBİYEL ETKİLEŞİMLER"— Sunum transkripti:

1 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.

2 Mikroorganizma Ağır Metal İlişkileri
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.

3 Mikroorganizma Ağır Metal İlişkileri
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 Sinir ve dolaşım sistemi, böbrek Civa Endüstriyel duman, buhar, kirli su ve gıda Sinir sistemi, böbrek

4 Ağır metal iyonlarının mikrobiyel hücrelerdeki toksik etkileri
Hücre membranına zarar verenler: Hg, Pb, Zn, Ni, Cu, Cd Enzimatik aktiviteyi inhibe edenler: Hg, Pb, As, Cd, Cu Proteinleri denatüre edenler: Hg, Pb, Cd Hücre bölünmesini önleyenler: Pb, Cd, Hg, Ni DNA’ya zarar verenler: Hg, Pb, Cd, Cr, As Protein sentezini önleyenler: Hg, Pb, Cd

5 Mikrobiyel Metal Direnci
1. Ekzopolisakkarit üretimi: 2. İndirgeme: G- Pseudomonas aeruginosa bakterisinin plazmidinde bulunan mer operonu Hg+2 krom detoksifikasyonunda Kromat redüktaz 3. Hücre dışına pompalama: 4. Biyobirikim: Metallothionein 5. Biyosorpsiyon: karboksil, amino, tio ya da hidroksil

6 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.

7 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.

8 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

9 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

10 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.