Atık sulardan izole edilen Pseudomonas spp. 'lar ile kurşun(II) ve nikel(II) ağır metallerinin giderimi

Abstract

Bu çalışmada atık su arıtma tesisinin çeşitli havuzlarından toplam 40 adet Pseudomonas spp. izole edilmiştir. İzolatlar tam otomatik identifikasyon cihazı kullanılarak tanımlanmıştır. İzolatlardan 22 tanesinin Pseudomonas aeruginosa, 11 tanesinin Pseudomonas stutzeri, 7 tanesinin de Pseudomonas mendocina olduğu tespit edilmiştir. Bu izolatlar 24 saat boyunca 50 ppm Kurşun(II), 50 ppm Nikel(II) içeren ve hiç metal içermeyen ayrı besiyerlerinde 37 oC'de inkübe edilmiştir. İnkübasyon sonrası üreme yoğunluklarına bakılarak her bir metal için en dirençli 5 adet izolat belirlenmiştir. Kurşun(II)'a direnç gösteren izolatlar Pseudomonas aeruginosa BK1, Pseudomonas aeruginosa BK3, Pseudomonas aeruginosa BK4, Pseudomonas aeruginosa BK14, Pseudomonas stutzeri BK37 iken; Nikel(II)'e direnç gösterenler ise Pseudomonas stutzeri BK8, Pseudomonas aeruginosa BK21, Pseudomonas stutzeri BK23, Pseudomonas stutzeri BK32 ve Pseudomonas aeruginosa BK40 izolatlarıdır. Bu izolatlar metal toleranslarının tespiti amacıyla tekrar 50ppm, 100 ppm, 200 ppm ve 400 ppm Kurşun(II) ve Nikel(II) içeren ayrı besiyerlerinde 24 saat 37 oC'de inkübasyona bırakılarak % ölüm ve LC50 değerleri hesaplanmıştır. Bu çalışmanın sonucuna göre metal toleransı en yüksek olan izolatlar Kurşun(II) için Pseudomonas aeruginosa BK14; Nikel(II) için Pseudomonas stutzeri BK23 olduğu tespit edilmiştir. Dirençli izolatlar LC50 değerlerinde metal içeren besiyerlerinde 37 oC'de inkübasyona bırakılmış ve sırası ile 10., 30. dakikalarda ve 1., 2., 4., 8., 12., 16., 20. ve 24. saatlerde biyobirikim deneyleri yapılmıştır. Metallerin giderimi, hücre yüzeyine adsorbsiyon ve hücre içine alınım şeklinde gerçekleşmiştir. Pseudomonas aeruginosa BK14 izolatı ile 204,30 ppm Kurşun(II) nun % 56 sı hücre yüzeyinde olmak üzere toplamda % 84 giderim sağlanmıştır. Pseudomonas stutzeri BK23 izolatı ile 186,21 ppm Nikel(II)'in % 47 si hücre yüzeyinde olmak üzere toplamda %76 giderim gerçekleşmiştir. Elde edilen sonuçlara göre her iki metal için de giderim daha çok hücre yüzeyine tutunma yolu ile olmuştur. Bu çalışma ile ilk defa Kurşun(II) ve Nikel(II)'e dirençli canlı izolatların ağır metal giderim mekanizması hücre yüzeyine tutunma ve hücre içine alınım şeklinde mukayeseli olarak değerlendirilmiştir.

In this study, 40 Pseudomonas spp. were isolated from various pools of wastewater treatment plant. Isolates were identified by using fully automatic identification device. 22 of isolates were determined as Pseudomonas aeruginosa, 11 of isolates were determined as Pseudomonas stutzeri, and 7 of isolates were determined as Pseudomonas mendocina. Isolates were incubated at different media containing 50 ppm Lead (II), 50 ppm Nickel (II) and without metal for 24 hours at 37 oC. After incubation according to growth densities, the most resistant five isolates for each metal were determined. Isolates resistant to Lead(II) were Pseudomonas aeruginosa BK1, Pseudomonas aeruginosa BK3, Pseudomonas aeruginosa BK4, Pseudomonas aeruginosa BK14, and Pseudomonas stutzeri BK37, whereas isolates resistant to Nickel(II) were Pseudomonas stutzeri BK8, Pseudomonas aeruginosa BK21, Pseudomonas stutzeri BK23, Pseudomonas stutzeri BK32 ve Pseudomonas aeruginosa BK40. For the determination of metal tolerance, isolates were incubated in separate media containing 50 ppm, 100 ppm, 200 ppm and 400 ppm Lead (II), and Nickel (II), for 24 hours at 37 oC, and the % of death and LC50 values were calculated. According to results of this study, it was determined that isolates highest metal tolerance for Lead (II) and Nickel (II) were Pseudomonas aeruginosa BK14 and Pseudomonas stutzeri BK23, respectively. Resistant isolates were incubated in metal containing media at LC50 values at 37 oC and bioaccumulation experiments were carried out at 10th, 30th minute and 1st, 2nd, 4th, 8th, 12th, 16th, 20th and 24th hours. Removal of the metals took place as adsorption to the cell surface and accumulation into the cell. Pseudomonas aeruginosa BK14 strain removed 84% of 204,30 ppm Lead (II) in total, as which 56 % of on the cell surface. Pseudomonas stutzeri BK23 strain removed the 76% of 186,21 ppm Nickel (II) in total, as which 47 % of on the cell surface. According to the results, removal of both metals was mainly due to the adhesion to the cell surface. In this study, the mechanism of heavy metal removal of lead (II) and nickel (II) resistant living isolates has been evaluated comperatively as cell surface adhesion and incorporation into the cell for the first time.