Mikrobiyel Degredasyon

... konulu sunumlar: "Mikrobiyel Degredasyon"— Sunum transkripti:

1 Mikrobiyel Degredasyon
Algler, funguslar ve bakteriler PAHs degradasyonunu mineralizasyon veya co-metabolizma ile yapabilir.

2 Algal PAHs degredasyonu
Siyanobakterileri ve yeşil algleri içeren bazı algler ve diyatomlar PAHs degrede edebilirler. Algler tarafından PAHs giderim mekanizması diğer kirleticileri ve ağır metalleri benzer yolla ortamdan uzaklaştırır (ani ve hızlı giderimi takiben yavaş absorpsiyon, akümülasyon ve degredasyon). Algal degredasyon türe özgüdür, çünkü hücre büyüklüğü, hücre duvarı kompozisyonu ve hücre morfolojisi degredasyonu direkt olarak etkiler. Taze alglerin hücre yüzeyi alanının hücre hacmine oranı ve ilk hücre konsantrasyonu giderim oranıyla ilişkilidir.

3 Bakteriyel PAHs degredasyonu
PAHs ın aerobik bakteriyel degradasyonu, bataklıkları, denizel sedimentleri, hafif tuzlu sedimentleri ve kontamine toprakları içeren farklı çevrelerden yapılır. Birçok Pseudomonas, Agrobacterium, Bacillus, Burkholderia ve Sphingomonas türleri PAH ile kontamine topraklardan izole edilmiştir. Bu bakteriler ve PAHs bileşiklerini tek karbon ve enerji kaynağı olarak kullanırlar.

4 Bakteriyel PAHs degredasyonu
Ham petrolle kirletilmiş çöl topraklarından da bazı bakteriler izole edilmiştir. Bu bakteriler daha özel türlerdir çünkü çöl şartlarındaki yüksek sıcaklıklara (yaklaşık 50 °C)dirençlidirler ve ayrıca bu ortamlarda PAH sın kütle transferi daha fazladır (kirletici mikroorganizmalara daha fazla etki eder). Örneğin, hidrokarbon degredasyonu yapabilen termofilik Nocardia otitidiscaviarum TSH1 bakterisi düz zincir alifatik hidrokarbonlar ve PAHs üzerinde gelişerek bu bileşikleri tek karbon ve enerji kaynağı olarak kullanır. Halomonas aromativorans gibi diğer ekstromofiller ve orta halofillikte olan Bacillus thermooleovorans da piyren ve nafteleni tek enerji ve karbon kaynağı olarak kullanıp gelişebilir.

5 Birçok bakteriyel degredasyonda benzen halkasının dioksijenaz enzimi ile oksitlenmesi gerçekleşirken, bazı bakteriler örneğin piyreni parçalarken monooksijenazı kullanır. Monooksijenazlar, dioksijeni bir oksijen oluşturmak üzere indirger ve PAH bileşiğine katarlar. İkinci oksijen NADPH ın oksitlenmesi ile suya indirgenir. Dioksijenazlar, (aromatik halka hidroksilasyonu yapan dioksijenazlar ve halka-kıran dioksijenazlar) PAHs bileşiklerine her iki oksijen atomunu ekler.

6 Fungal PAHs degredasyonu
Fungusların filamentli doğaları ve ekstraselüler degredatif enzimler üretebilmeleri bu mikroorganizmaların toprak parçalarına tutunabilmeleri ve heterojen bir çevrede besinlerin dönüşümünü yapabilmelerini sağlar. Bazı funguslar yüksek molekül ağırlıklı PAHs ları bakterilerden daha fazla verimle degrede ederler.

7 Fungal PAHs degredasyonu
Ligninolitik funguslar lignini parçalayan beyaz çürükçül funguslardır (WRF). Odundaki koyu renkli lignin WRF ler tarafından parçalanır ve selüloz açığa çıkarak beyaz renkli görünüm ortaya çıkar. Bu da WRF lere adını veren özelliktir. Lignin degredasyonu fungusların bitki selülozuna erişimine izin veren aerobik bir prosestir. Böylece funguslar selülozu ana karbon ve enerji kaynağı olarak kullanabilirler. WRFler uygun şartlar altında birtakım organik kirleticilerin biyoremediasyonunda kullanılır

8 Lignin degredasyonu yapılan sistemlerde:
ekstraselüler peroksidazlar, lignin peroksidazlar (LiPs) manganez-gerektiren peroksidazlar (MnPs) lakkazlar kullanılır.

9 PAH degredasyonu ligninolitik olmayan funguslarca da yapılır.
Bu degredasyon benzen halkasının sitokrom P450 monooksijenaz enzimi ile oksitlenmesini içerir. Bu funguslar PAHs mineralizasyonu yapamazlar fakat bu bileşikleri daha çözünür ve daha az toksik maddelere dönüştürürler. Ligninolitik olmayan Cunninghamella elegans, Penicillium janthinellum ve Aspergillus niger fungusları PAH degredeasyon kapasitesine sahiptir. Ayrıca Coniothyrium sp. ve Fusarium sp. gibi fungusların da bu kirleticileri kontamine topraktan uzaklaştırdığı görülmüştür.

10 Anaerobik PAHs Biyoremediasyonu
Anaerobik çevrelerde, fakültatif ve obligat bakterilerin solunumu için alternatif elektron akseptörleri kullanılır. Oksijen olmadığında, elektron akseptörleri şu şekilde tüketilir: nitrat, mangan, demir, sülfat ve kararsız organik bileşikler. PAHs toprak ve sedimentlerde anaerobik olarak yıkımı, denitrifiye ediciler, sülfat indirgeyenler ve metanojenik bakteriler tarafından yapılır. Nitrat son elektron alıcısı olduğunda, doğal bakteriyel topluluk tarafından anaerobik koşullarda, fenantren, floren, piyren ve naftelen degredasyonu yapılabilir.