Bacillus vallismortis ve Bacillus mojavensis`in U(VI) dirençliliği, biyoakümulasyonu ve çevre biyoteknolojisinde kullanımı üzerine çalışmalar

Abstract

Termotolerant Bacillus vallismortis ve Bacillus mojavensis kullanarak Uranyum(VI)'nın dirençliliği ve biyoakümülasyonu çalışılmıştır. U(VI) minimum inhibisyon konsantrasyon değerleri B. vallismortis için 82,5 mg/L ve B. mojavensis için 85 mg/L olarak bulunmuştur. Farklı U(VI) konsantrasyonlarının B. vallismortis ve B. Mojavensis'in üreme ve biyoakümülasyonu üzerine etkisi sıvı besiyerinde incelenmiştir. Bakterilerin sıvı besiyerinde, katı besiyerine göre daha hassas oldukları bulunmuştur. Bu çalışmadan elde edilen sonuçlara göre, U(VI)'nın biyoakümülasyon kapasiteleri B. vallismortis ve B. mojavensis'in gelişim fazlarının farklı evrelerinde farklılık göstermiştir. B. vallismortis ve B. mojavensis'in en yüksek biyoakümülasyon kapasiteleri sırasıyla 50 ve 48,2 mg/g kuru bakteri olarak belirlemiştir. B. vallismortis ve B. mojavensis kullanarak farklı U(VI) konsantrasyonlarının α-amilaz üretimi üzerine olan etkisi de test edilmiştir. Bunlara ilaveten U(VI) iyonları çok duvarlı MWCNT ve XAD-4 reçinesi üzerine tutturulmuş B. vallismortis ve B. mojavensis ile önderiştirilmiştir ve UV-vis spektrofotometre ile belirlenmiştir. pH, akış hızı, biyosorbentlerin ve destek matrikslerinin miktarı, eluent tipi, konsantrasyonu ve hacmi, yabancı iyonlar, örnek hacmi ve katı faz ekstraksiyon kolonlarının tekrar kullanımı gibi U(VI)'nın gerikazanımı üzerine çeşitli faktörlerin etkisi çalışılmış ve ekstraksiyon koşulları optimize edilmiştir. U(VI)'lı ve U(VI)'sız MWCNT ve XAD-4 reçinesi üzerine immobilize edilmiş B. vallismortis ve B. mojavensis'in karakterizasyonu FT-IR ve SEM ile incelenmiştir. Yeni katı faz ekstraksiyon metodlarının doğruluğu için sertifikalı referans materyaller kullanılmıştır. Doğrulanan yeni metodlar doğal örneklerdeki U(VI)'nın belirlenmesi için uygulanmıştır. Anahtar Kelimeler: Bacillus vallismortis, Bacillus mojavensis, uranyum(VI), dirençlilik, biyoakümülasyon, katı faz ekstraksiyonu, UV-vis spektrofotometre

Bioaccumulation and resistance of Uranium(VI) were experimented by using thermotolerant Bacillus vallismortis and Bacillus mojavensis. The minimum inhibition concentration of (MIC) values of U(VI) was found to be 82,5 mg/L for B. vallismortis and 85 mg/L for B. mojavensis. The effect of various U(IV) concentrations on the growth and bioaccumulation on B. vallismortis and B. mojavensis were investigated in the liquid culture media. It was found that the bacteria in liquid media was more sensitive than in the solid media. What was obtained from this study is that there was diversity in the various periods of the growth phases of uranium bioaccumulation capacities, which were shown by B. vallismortis and B. mojavensis. The highest U(VI) bioaccumulation capacities of B. vallismortis and B. mojavensis were determined to be 50 and 48,2 mg/g dried bacteria, respectively. The effect of various concentration of U(VI) on α-amylase production by using B. vallismortis and B. mojavensis was also tested. In addition to these, uranium(VI) ions were preconcentrated with immobilized B. vallismortis and B. mojavensis onto multiwalled carbon nanotube (MWCNT) and XAD-4 resin and were determined by UV-vis spectrophotometry. The effect of several factors such as pH, flow rate of solution, amount of biosorbents and support materials, eluent type, concentration and volume, the foreing ions, sample volume and reusage of solid phase extraction columns on retention of U(VI) were studied and extraction conditions were optimized. The characterization of immobilized B. vallismortis and B. mojavensis onto MWCNT and XAD-4 resin with and without U(VI) were examined by FT-IR and SEM. The certified reference materials were utilized for the validation of new solid phase extraction methods. The new validated methods were applied for the determination of U(VI) in natural samples.Keywords: Bacillus vallismortis, Bacillus mojavensis, uranium(VI), resistance, bioaccumulation, solid phase extraction, UV-vis spectrophotometer