Reactıve yellow 145 ve dırect blue 86 boya karışımının inaktif ulocladıum chartarum küfü ile biyosorpsiyonu

Çevre kirliliği tüm dünyada önemini koruyan bir konudur. Ülkelerin nüfusunun artması ve buna bağlı olarak gereksinimlerin fazlalaşması endüstriyelleşmeyi de hızlandırmıştır. Ülkemizde önemli yer tutan sanayi kollarından birisi de tekstil endüstrisidir. Özellikle Marmara bölgesinde pek çok tekstil fabrikası mevcuttur. Tekstil fabrikalarının en önemli atığı ise boyalardır. Boyaların deşarj edilmeden önce arıtılması gerekmektedir. Arıtma proseslerinin şirketlere maliyet getirmesi pek çok fabrikanın arıtma kısımlarının çalıştırılmamasına veya kısmi çalıştırmasına neden olmaktadır. Maliyetlerin azaltılması için yenilikçi giderim çalışmalarına ihtiyaç duyulmaktadır. Hali hazırda kullanılan boya arıtım tekniklerinin başında elektrokimyasal yöntemler, adsorpsiyon ve bazı fiziksel filtreleme çeşitleri gelmektedir. Elektrokimyasal yöntemler etkili bir arıtım sağlasa da elektrik kullanımı nedeniyle maliyeti diğer yöntemlere göre oldukça fazladır. Filtreleme yöntemleri ise her zaman yeterli bir arıtım sağlayamamaktadır. Adsorpsiyon yöntemleri hem kullanılan adsorbanların ucuzluğu hem de yöntemin verimli ve kolay uygulanabilirliği sayesinde tercih edilen, filtreleme yöntemleri ile de birleştirilebilen pratik bir yöntemdir. Yöntemde killer gibi doğada var olan adsorbanlar kullanılabileceği gibi çeşitli işlemlerden geçirilerek adsorban haline getirilebilen maddeler de kullanılabilmektedir. Seçilecek adsorbanın ucuz, kolay elde edilebilir ve etkili olmasının yanında giderim işlemlerine dayanıklı olması gerekmektedir. Adsorban olarak kullanılan malzeme çözünerek çevreye zarar vermemeli ve tekrar kullanılabilirliğe uygun olmalıdır. Mantarlar bahsedilen adsorban özelliklerine uygundur. İzole edildikten sonra uygun koşullarda saklanması durumunda sporlardan tekrar üretilebilmeleri maliyetlerini oldukça düşürmektedir. Ayrıca küflerin belirli besi ortamlarında sporlarının büyümesi oldukça kolay olduğundan fazlaca miktarda elde edilebilmektedirler. Mantarların biyolojik bir tür olması yapılan adsorpsiyon işleminin biyosorpsiyon olarak adlandırılmasına neden olmaktadır. Küfler ile yapılacak giderim işlemlerinin bir adsorpsiyon işlemi olabilmesi için büyüme aşamalarından sonra öldürülmeleri gerekmektedir. Ölü küflerin hücre duvarlarında var olan fonksiyonel gruplar adsorpsiyon işleminden sorumlu olmaktadır. Bu gruplar uygun pH ortamlarında iyonlaşarak boyaların fonksiyonel grupları ile etkileşebilmektedir. Tekstil sektöründe kullanılan boyalar tek çeşit olmayıp farklı sınıflara ait boyalar atık sularda bulunabilmektedir. Tekstil atık sularındaki bu karışım durumu boyaların tekil analizlerini zorlaştırmaktadır. Giderim verimini görebilmek için boyaların ayrı ayrı analiz edilebilmeleri gerekmektedir. Bunun için ayrım metotları kullanılabilse de teçhizat veya makine kullanımı gerektirdiğinden ve analiz işlem süresini arttırmaktadır. Spektrofotometrik analizler ile boyanın absorpsiyonun ölçülmesi ve buna bağlı hesaplamalar yapılarak tekli boyalar analiz edilebilmektedir. Boya karışımı olması durumunda ise boyaların absorpsiyon bantlarının çakışması analizlerin yapılamamasına neden olmaktadır. Türev spektrometri yöntemleri çakışan absorpsiyon bantlarını analiz edebilmeyi sağlamaktadır. Bu yöntemlerde absorpsiyon dalga boylarının türevlerinin alınması gerekmektedir. Oluşan yeni türev spektrumunda iki boyadan birinin sinyalinin sıfır veya sıfıra yakın olduğu dalga boyunda diğer boyanın sinyalinin yüksek olması beklenir. Eğer bu sıfır kesim noktaları her iki boya içinde oluşturulabiliyorsa bu dalga boylarında oluşturulan kalibrasyon doğruları sayesinde boyaların tekil analizleri karışım içerinde tayin edilebilmektedir. Birinci türev sonunda oluşturulan spektrumda sıfır kesim noktalarının oluşmaması durumunda ikinci türev alınarak bu noktaların oluşup oluşmadığı incelenebilmektedir. Böylece en basit ve ucuz cihazlar arasında yer alan mor ötesi-görünür bölge spektrofotometreler kullanılarak karışım analizleri yapılabilmektedir. Yapılan tezde Reactive Yellow 145 (RY145) ve Direct Blue 86 (DB86) tekstil boya karışımının Ulocladium chartarum MRC72584 küfü ile biyosorpsiyonu incelenmiştir. RY145 azo boyar sınıfına aitken DB86 ise ftalosiyanin sınıfında yer almaktadır. Bahsi geçen bu iki boya aynı çözelti ortamında bulunması durumunda absorpsiyon dalga boyları çakışmaktadır. Biyosorpsiyon işleminde çözeltilerde kalan boya konsantrasyonlarının bulunabilmesi için birinci türev yöntemi kullanılmıştır. Birinci türev spektrumunda 477,6 nm'de DB86 boyasının sinyali sıfıra yakınken RY145 boyasının sinyalinin sıfırdan farklı olduğu görülmüştür. Bu sayede RY145 boyasının analizinin yapılabilmesi için 477,6 nm'de kalibrasyon doğrusu oluşturulmuştur. Benzer şekilde DB86 için ise RY145'in sinyalinin sıfıra yakın olduğu 602,0 nm seçilmiş ve bu dalga boyunda kalibrasyon doğrusu oluşturulmuştur. Geliştirilen bu tayin metodunun kalitatif tayin limiti (Limit of detection, LOD) ve kantitatif tayin limiti (Limit of quantitaion, LOQ) boyalar için ayrı ayrı hesaplanmıştır. Metodun doğruluğu hazırlanan 15 karışımın yüzde geri kazanım (Recovery, %R) değerleri ile bulunmuştur. Metodun kesinliği ise yüzde bağıl standart sapma (Relative standart deviation, %RSD) değerleri hesaplanarak incelenmiştir. Küf biyosorpsiyon çalışmalarında kullanılabilmesi için uygun besi ortamında üç gün büyütülmüştür. Süzme işlemi sonunda elde edilen küf otoklav ile öldürüldükten sonra etüvde kurutulmuştur. Biyosorpsiyon denemeleri ölü küfün çözelti ortamına ilavesi (Batch yöntemi) ile yapılmıştır. İşlem sonrasında çözelti santrifüj edilmiş ve üst çözelti UV-Vis spektrofotmetresinde ölçülmüştür. Maksimum giderimin elde edilebilmesi için farklı işlem parametreleri incelenmiştir. pH 2-12 arasında incelenen boya karışım çözeltisinin pH etkisinde her iki boya için de en iyi giderim pH 4'te elde edilmiştir. Orbital çalkalayıcı da yapılan biyosorpsiyon işleminde incelen diğer parametreler, zamanın etkisi (15 – 120 dk), karıştırma hızı (50 – 200 rpm) ve çözelti sıcaklığıdır (20 –50 °C). Kullanılan küf miktarı arttırıldıkça her iki boya için daha iyi giderim verimi elde edilmişken, boya konsantrasyonunun arttırılması ile giderim verimleri düşmüştür. Yapılan denemeler sonucunda 1,0 g ölü Ulocladium chartarum küfünün pH 4'te, 60 dk'da, 125 rpm karıştırma hızında, 25 °C'de, 50 mg/L boya konsantrasyon (her bir boyadan) karışımı ile biyosorpsiyon çalışması yapıldığında %100 giderim verimi elde edilebildiği sonucuna varılmıştır.