Denitrifying anaerobic methane oxidation (DAMO) microorganisms: Investigation of their occurrence and enrichment

DAMO prosesi, sucul ekosistemlerdeki CH4 emisyonlarını ve alıcı ortamlardaki nitrit ve nitrat seviyelerini azaltma potansiyeline sahiptir. Yavaş büyüyen DAMO mikroorganizmalarının kısa sürede başarılı bir şekilde zenginleştirilmesi için aşı kaynağı çok önemlidir. Bu çalışmada, farklı aşı çamuru kaynaklarında DAMO mikroorganizmalarının varlığı ve aktivitesi, aktivite testleri ve moleküler analizler ile araştırılmıştır. Bu çalışmada kullanılan aşı kaynakları, çeltik tarlası toprağı (Çeltik tarlası, Çankırı, Türkiye), tatlı su sedimanı (Eymir Gölü, Ankara, Türkiye), anaerobik çürütücü çamuru (ASKİ Ankara Merkezi Atıksu Arıtma Tesisi) ve biyolojik nutriyent giderim sistemi geri devir çamurudur (İSKİ Ambarlı İleri Atıksu Arıtma Tesisi). Çeltik tarlası toprağı, tatlı su sedimanı ve anaerobik çürütücü çamuru ve bu aşı çamurlarının kombinasyonlarında potansiyel DAMO aktivitesi gözlenmiştir. Biyolojik nutriyent giderimi sisteminin geri devir çamurunun, yüksek miktarda organik madde içermesi sebebiyle, DAMO mikroorganizmalarına kıyasla denitrifikasyon bakterilerine ve metanojenlere büyük avantaj sağladığı ve DAMO mikroorganizmalarının zenginleştirilmesi için uygun bir seçim olmadığı gözlenmiştir. Aynı zamanda, Damo-Bakteri ve Damo-Arke'nin birlikte zenginleştirilmesi, ardışık kesikli reaktörlerde (AKR) araştırılmıştır. Birinde düşük başlangıç nitrit ve nitrat derişimleri ve düşük hidrolik besleme süresi (HBS), diğerinde ise yüksek giriş nitrit ve nitrat derişimleri ve yüksek HBS kullanılan iki zenginleştirme çalışması yapılmıştır. Yüksek HBS ve yüksek başlangıç nitrit ve nitrat derişimlerinde daha yüksek DAMO spesifik aktiviteleri elde edilmiştir. Bununla birlikte, bu çalışmada DAMO mikroorganizmalarının kültürlerdeki varlıklarının moleküler çalışmalarla desteklemesine rağmen, zenginleştirilen DAMO mikroorganizmaları çok düşük nitrit ve nitrat giderim hızları göstermiştir. DAMO türlerinin düşük aktivitesinin ana nedeni, gaz transferini ve metanın çözünürlüğünü desteklemeyen AKR konfigürasyonu ile ilişkilendirilmiştir. Granüler aktif karbonun (GAK), DAMO ortak kültürünün aktivitesi üzerindeki etkisi araştırılmıştır. GAK uygulamasının hem Damo-Bakteri, hem de Damo-Arke aktivitesi üzerinde, çözünmüş metanın mevcudiyetinin ve buna bağlı olarak biyokütle ile çözünmüş metan arasındaki temasın artması kaynaklı olabileceği düşünülen, pozitif etkisi gözlenmiştir. GAK uygulaması zenginleştirme süresini 3 kat azaltmıştır. Bu çalışma, yüksek CH4 ve azot (N) içeriğine sahip atıksuların arıtımı için umut vadeden DAMO mikroorganizmalarının Türkiye'deki varlığını ve aktivitesini bildiren ilk çalışmadır. Sonuçlar, her iki DAMO türünün birlikte zenginleştirilmesinin mümkün olduğunu ortaya koymuştur. Aktivitelerin daha kısa sürelerde artırılması için daha fazla araştırma yapılması gerekmektedir.