Kromun toprak yüzeyine adsorpsiyonuna Pseudomonas bakterilerinden izole edilen ekzopolimerik maddenin (EPS) etkilerinin araştırılması

Abstract

Topraktan Cr(VI) gideriminde, biyoremediasyon teknolojileri yaygın olarak kullanılmaktadır. Mikrobiyal olarak Cr(VI) indirgenmesinde, mikroorganizmalar toksik etkisi olan Cr(VI)'yı Cr(III)'e dönüştürürken ortama ekzopolimerik madde yayarak EPS-Cr(III) komplekslerinin oluşmasına neden olur. Fakat oluşan bu kompleks yapının, kromun topraktaki taşınımını nasıl etkileyeceği göz ardı edilen bir konu olmuştur. Bunun için, Pseudomonas aeruginosa P16 ve Pseudomonas putida P18 suşlarından izole edilen EPS'lerin kromla olan etkileşimi araştırılarak, literatürdeki bu boşluk doldurulmaya çalışılmıştır. Çalışmanın birinci aşamasında EPS karakterizasyonu yapılarak EPS'nin ana bileşenleri tespit edilmiştir. İyon değişimi ve potansiyometrik titrasyon deneylerinden elde edilen sonuçların modellenmesi sonucunda P. aeruginosa P16 ve P. putida P18 bakterilerinden izole edilen EPS'lerde bulunan özellikle fosforik ve karboksilik gruplarının krom ile kompleks oluşturmada büyük rol üstlendikleri saptanmıştır.Kesikli adsorpsiyon testleriyle de EPS'nin düşük pH' larda krom adsorpsiyonu üzerine herhangi bir etkisi olmadığı, pH 6 ve üstündeki pH' larda krom adsorpsiyonunu azalttığı bulunmuştur.

Microbial bioremediation technologies are commonly used to treat soils contaminated with chromium. Microbial techniques involve bioreduction of a toxic form of chromium [Cr(VI)] to a non-toxic form [Cr(III)]. During microbial Cr(VI) reduction, bacteria may release exopolymeric substances (EPS) when exposed to high concentrations of Cr(VI). The EPS released into solution may then complex with Cr(III), and thereby change its solution speciation. However, it is not clear to what extent Cr(III) complexation with EPS may affect the stability and mobility of chromium in the subsurface since the information on the mechanisms of formation of such Cr-EPS complexes are scarce in the literature. In this study, laboratory ion exchange and sorption experiments were performed to: 1) characterize the major components of exopolymeric substances (EPS) extracted from P. aerogenisa P16 and P. putida P18 characterize, and 2) investigate the influence of exopolymeric substances (EPS) extracted from P. aerogenisa P16 and P. putida P18 on Cr(III) binding with heterogeneous surface soils. The analysis of ion exchange data shows that Cr(III) strongly binds with the carboxylic and phosphate groups of EPS molecules leading to the formation of a 1:1 Cr: EPS complex for P18 EPS and 1:2 Cr: EPS complex for P 16 EPS, respectively.Batch sorption experiments show that while bacterial EPSs had no impact on Cr(III) sorption to soils at pHs < 6, they led to a decrease in Cr (III) sorption under alkaline conditions indicating that EPS may impact Cr mobility in subsurface systems.