Bioremediation of 2,4,6-trinitrotoluene by novel strains of aerobic bacteria

2,4,6-Trinitrotoluen (TNT), 19. yüzyılda icat edilmesinden sonra askeri amaçlar için yaygın olarak kullanılmıştır. TNT'nin toksik olması ve doğada uzun süre bozunmadan kalabilmesi, moleküler yapısında bulunan çok sayıdaki azot bileşiklerinden kaynaklanmaktadır. Dolayısıyla, TNT kalıntıları biyolojik sistemlere girebilmekte ve insan hayatı için önemli bir risk arz etmektedir. Söz konusu kirliliğin biyolojik yollarla temizlenmesi, TNT'nin hem su içinde hem de toprakta yol açtığı kirliliği yok etmek için oldukça önemlidir. Ancak biyolojik yollarla temizleme işleminde kullanılan mikroorganizmalar, gerek TNT'yi uzun zamanlarda parçalamaları gerekse doğada hayatta kalma oranları göz önüne alındığında beklenen etkiyi gösterememektedir. Bu sorunlar göz önüne alınarak yapılan degradasyon çalışmalarında, literatürde ilk kez yüksek TNT-parçalama kapasitesi gösteren Citrobacter murliniae STE 10, Achromobacter spanius STE 11, Kluyvera cryocrescens STE 12, ve Enterobacter amnigenus STE 13 suşları TNT kirliliği olan alanlardan izole edilmiştir. Bu tezin ilk bölümünde, ilk kez, HPLC yönteminde Diol kolon kullanımıyla daha kesin, hızlı, ekonomik ve çevreye duyarlı sonuçlar elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, TNT ve metabolitleri için belirlenen alt limitlerin (0.78-1.17 µg/L) literatürde kullanılanlardan daha düşük olduğunu göstermektedir. İkinci bölümde ise yukarda adı geçen bakteriler kullanılarak literatürde ilk kez 20 saat içinde TNT'nin %95 ila 99.9'u yok edilmiştir. Transformasyon sürecinde, 4-aminodinitrotoluen (4-ADNT), 2-aminodinitrotoluen (2-ADNT), 2,4-dinitrotoluen (2,4-DNT) ve 2,6-dinitrotoluen (2,6-DNT) gibi parçalanma ürünleri tespit edilmiştir. Yapılan element analizi ve FT-IR ölçümleri, TNT'den gelen azotun %71.42'sinin hücrelerin biyokütlesine katıldığını doğrulamaktadır. Üçüncü kısımda, maksimum TNT degradasyon performansını elde edebilmek için optimizasyon yapılmak üzere laboratuar ölçekli bir kompost sistemi dizayn edilmiştir. Kompost çalışmalarında karbon-azot oranları ve havalandırma süresi gibi değişkenlerin TNT degradasyonuna etkileri incelemiş, bu parametreler optimize edilmiş ve TNT'nin tümünün, literatürde kaydedilen en kısa zamanda, 15 gün içinde yok edilebildiği gösterilmiştir. Bu tezde geliştirilen yöntemler, TNT'nin hızlı bir şekilde yok edilmesi için önem arzetmektedir.