Short and long-term effects of tıtanıum dıoxıde nanopartıcles on anammox bacterıa - Yar, Ayşe Özlem (My University, 2018)
Günümüzde nanoparçacıklar tıp, elektronik, kişisel bakım ürünleri ve çevre koruma gibi proseslerde sıklıkla kullanılmaktadır. Nihayetinde, bu nanoparçacıklar evsel atık su arıtma tesislerine gelir ve biyolojik arıtma süreçlerini etkilerler. Literatürde nitrifikasyon-denitrifikasyon ve fosfor giderimi gibi biyolojik sistemlerde nanoparçacıkların inhibe edici etkileri sıklıkla incelenmiştir. Bununla birlikte, nanoparçacıkların biyolojik azot gideriminde konvansiyonel nitrifikasyon ve denitrifikasyon işlemlerine göre daha az çamur üretmesi, daha az oksijen tüketmesi ve harici karbon ilave edilmesini gerektirmemesinden dolayı umut vaat edici bir teknoloji olan anaerobik amonyum oksidasyonu (Anammox) üzerindeki etkilerini inceleyen sınırlı sayıda çalışma bulunmaktadır.Bu çalışmada, titanyum dioksit (TiO2) nanoparçacıklarının Anammox bakterileri üzerindeki inhibe edici etkileri ilk kez gözlenmiştir. Bu bağlamda, TiO2 nanoparçacıklarının Anammox bakterileri üzerindeki uzun ve kısa vadeli etkilerini araştırmak için iki laboratuvar ölçekli Anammox reaktörü kurulmuştur. Laboratuvar ölçekli Anammox reaktörleri sentetik besin ile günde bir kez beslenmiş ve hidrolik bekleme süresi 2 güne ayarlanmıştır.Bu çalışmanın sonucu olarak TiO2 nanoparçacıklarının kısa süreli (24 saat) inhibisyon seviyeleri spesifik azot giderme oranları açısından belirlenmiş ve IC50 değeri 127.5 mg/ L olarak bulunmuştur. Kısa süreli deneylerin ardından TiO2 nanoparçacıklarının Anammox bakterileri üzerindeki uzun süreli etkileri de incelenmiş ve reaktöre uygulanan TiO2 nanoparçacık konsantrasyonu 0,2 mg/ L'den 15 mg/ L'ye kademeli olarak yükseltilmiştir. Sonuç olarak, 15 mg/ L TiO2 konsantrasyonuna kadar olan uzun süreli deneylerde herhangi bir inhibisyon gözlemlenmemiştir.

Nowadays, nanoparticles are being used frequently in processes such as medicine, electronics, personal care products and environmental protection. Eventually, these nanoparticles are discharged to sewage and interfere with biological processes in wastewater treatment plants. In literature, the inhibitory effects of nanoparticles in biological systems such as nitrification-denitrification, anaerobic digestion and phosphorus removal have been studied frequently. However, there are limited studies regarding the effects of nanoparticles on anaerobic ammonium oxidation (Anammox), which is a promising technology for biological nitrogen removal. Compared to conventional nitrification and denitrification processes, it produces less sludge, consumes less oxygen and does not require external carbon addition.In this study, the inhibitory effects of titanium dioxide (TiO2) nanoparticles on Anammox bacteria were investigated. In this context, two lab scale Anammox reactors were set-up to investigate the long and short term effects of TiO2 nanoparticles on Anammox bacteria. The lab-scale Anammox reactors were intermittently fed (once-a-day feeding) with synthetic feed and the hydraulic retention time was adjusted to 2 days. The short-term (24-hour) inhibition levels of TiO2 nanoparticles were determined in terms of specific nitrogen removal rates and the IC50 value was found to be 127.5 mg/ L. Following the short term experiments, the long term effects of TiO2 nanoparticles on Anammox bacteria were also examined and TiO2 nanoparticle concentration applied to the reactor was increased gradually from 0.2 mg/ L to 15 mg/ L. As a result, no inhibition was observed in the long-term experiments up to 15 mg/ L TiO2 concentration.
Keywords: ANAMMOX BAKTERİSİ; Çevre, Mühendislik; Çevresel yönler; NANOPARÇACIK ANAMMOX BACTERIA; NANOPARTICLE; Nanoyapı malzemeler