Effects of biosurfactants on remediation of soils contaminated with pesticides

Abstract

öz Pestisitler, artan gıda üretimi ve ürün taleplerini karşılama açısından önemli bir yere sahiptir. Fakat bazı pestisitler, özellikle çevrede parçalanması güç toksik kimyasal maddeler olarak sınıflandırılanlar, çevre kirliliği açısından büyük tehlike oluştururlar. Bu tür pestisitler çevrede, özellikle toprak ortamında uzun süre kalarak yüzeysel sular, yeraltı sulan ve hava gibi diğer alıcı ortamlara yayılırlar. Pestisit kirliliği, bu maddelerin üretim aşamasında, depolanmasında veya kullanıldığı alanlarda ortaya çıkar. Kirliliğe yol açan en önemli faktörler, pestisitlerin düşük kalitede üretimleri, üretim sahalarında, formülasyonlarında veya tatbik edildiği alanlarda, pestisit kontrolüne yönelik uygulamaların yetersiz olmasıdır. Bunun dışında, pestisit atıkların uygunsuz şekilde depolanması ve çevreye bırakılması da pestisit kirliliğine yol açan diğer faktörlerdendir. Günümüzde pestisitleri toprak ortamından uzaklaştırmak amacıyla bir çok teknoloji uygulanmaktadır. Bunlardan bir tanesi de `hızlandırılmış ayrıştırma` metodudur. Toprağın biyolojik olarak arıtılması diğer teknolojilere oranla ekonomik açıdan daha düşük maliyet sağlayan bir çözümdür. Bu çalışmanın amacı, biyolojik olarak üretilen surfaktanların (biyosurfaktan) pestisitlerin biyolojik olarak parçalanmasındaki etkilerini incelemektir. Bu konuyla ilgili olarak daha önce pek çok araştırmacı sentetik ve biyolojik surfaktantların ayrışma üzerine etkilerini çalışmışlardır. Fakat, biyosurfaktanların pestisitlerin biyolojik olarak arıtılmaları üzerindeki etkilerine dair yeterli sayıda çalışma mevcut değildir. Ayrıca biyosurfaktan uygulamalarına yönelik yapılan çalışmalarda elde edilen sonuçlar ortam şartlarına göre değişken olup birbiri ile tutarsız sonuçlar da literatürde yer almaktadır. Bu nedenle, biyosurfaktanların organik maddelerin giderilmesindeki etkilerini tahmin etmek güçtür. Bu proje, pestisitlerin biyolojik yolla toprak ortamından uzaklaştınlmasında biyosurfaktanlann etkilerini araştırmaya yönelik Türkiye'de yapılmış ilk yüksek lisans tez çalışmasıdır. Biyosurfaktanın pestisitlerin ayrışması üzerindeki etkisini saptamak amacıyla sophorolipid ve rhamnolipid biyosurfaktanlar kullanılmıştır. Bu biyosurfaktanların seçilmesindeki sebep, iyi karakterize edilmiş olmaları ve hidrofobik maddelerin biyodegredasyonunda hızlandırıcı etkiye sahip olmalarıdır. Bu çalışmada kirletici olarak endosulfan ve trifluralin pestisitleri kullanılmıştır. Proje iki aşamalı olup laboratuar koşullarında gerçekleştirilmiştir. Projenin ilkbölümünde sophorolipid varlığında endosulfan ile kirletilmiş toprağın degradasyonu çalışılmış, ikinci kısımda ise trifluralin ile kirletilmiş toprağın arıtılmasında rhamnolipidin (JBR 425) etkisi incelenmiştir. Çalışma süresince toprağa üç farklı konsantrasyonda; 0.98, 9.75 ve 195 ppm sophorolipid ve 1.6, 100 ve 1000 ppm rhamnolipid eklenmiştir. Sophorolipid ile ilgili elde edilen ilk çalışmanın sonuçlan tatmin edici değildir. Endosulfan için ayrışma hızı sophorolipid varlığından etkilenmemiştir. İkinci çalışmanın sonuçlarına göre, biyosurfaktan konsantrasyonunun arttırılmasıyla trifluralin % 24-35 oranında giderilmiştir. JBR 425 biyosurfaktanın toprağa uygulanması sonucu, kontrol toprak örneğine göre pestisit gideriminde % 13 oranında bir artış görülmüştür. Mikroorganizmaların ortama adaptasyonlarının tam olarak sağlanması ve böylelikle ortamda biyolojik olarak parçalanmaya elverişli ürünlerin oluşacağı düşüncesi, uygulanan bekletme süresinin uzatılmasının yararlı olacağı izlenimini vermektedir.

öz Pestisitler, artan gıda üretimi ve ürün taleplerini karşılama açısından önemli bir yere sahiptir. Fakat bazı pestisitler, özellikle çevrede parçalanması güç toksik kimyasal maddeler olarak sınıflandırılanlar, çevre kirliliği açısından büyük tehlike oluştururlar. Bu tür pestisitler çevrede, özellikle toprak ortamında uzun süre kalarak yüzeysel sular, yeraltı sulan ve hava gibi diğer alıcı ortamlara yayılırlar. Pestisit kirliliği, bu maddelerin üretim aşamasında, depolanmasında veya kullanıldığı alanlarda ortaya çıkar. Kirliliğe yol açan en önemli faktörler, pestisitlerin düşük kalitede üretimleri, üretim sahalarında, formülasyonlarında veya tatbik edildiği alanlarda, pestisit kontrolüne yönelik uygulamaların yetersiz olmasıdır. Bunun dışında, pestisit atıkların uygunsuz şekilde depolanması ve çevreye bırakılması da pestisit kirliliğine yol açan diğer faktörlerdendir. Günümüzde pestisitleri toprak ortamından uzaklaştırmak amacıyla bir çok teknoloji uygulanmaktadır. Bunlardan bir tanesi de `hızlandırılmış ayrıştırma` metodudur. Toprağın biyolojik olarak arıtılması diğer teknolojilere oranla ekonomik açıdan daha düşük maliyet sağlayan bir çözümdür. Bu çalışmanın amacı, biyolojik olarak üretilen surfaktanların (biyosurfaktan) pestisitlerin biyolojik olarak parçalanmasındaki etkilerini incelemektir. Bu konuyla ilgili olarak daha önce pek çok araştırmacı sentetik ve biyolojik surfaktantların ayrışma üzerine etkilerini çalışmışlardır. Fakat, biyosurfaktanların pestisitlerin biyolojik olarak arıtılmaları üzerindeki etkilerine dair yeterli sayıda çalışma mevcut değildir. Ayrıca biyosurfaktan uygulamalarına yönelik yapılan çalışmalarda elde edilen sonuçlar ortam şartlarına göre değişken olup birbiri ile tutarsız sonuçlar da literatürde yer almaktadır. Bu nedenle, biyosurfaktanların organik maddelerin giderilmesindeki etkilerini tahmin etmek güçtür. Bu proje, pestisitlerin biyolojik yolla toprak ortamından uzaklaştınlmasında biyosurfaktanlann etkilerini araştırmaya yönelik Türkiye'de yapılmış ilk yüksek lisans tez çalışmasıdır. Biyosurfaktanın pestisitlerin ayrışması üzerindeki etkisini saptamak amacıyla sophorolipid ve rhamnolipid biyosurfaktanlar kullanılmıştır. Bu biyosurfaktanların seçilmesindeki sebep, iyi karakterize edilmiş olmaları ve hidrofobik maddelerin biyodegredasyonunda hızlandırıcı etkiye sahip olmalarıdır. Bu çalışmada kirletici olarak endosulfan ve trifluralin pestisitleri kullanılmıştır. Proje iki aşamalı olup laboratuar koşullarında gerçekleştirilmiştir. Projenin ilkbölümünde sophorolipid varlığında endosulfan ile kirletilmiş toprağın degradasyonu çalışılmış, ikinci kısımda ise trifluralin ile kirletilmiş toprağın arıtılmasında rhamnolipidin (JBR 425) etkisi incelenmiştir. Çalışma süresince toprağa üç farklı konsantrasyonda; 0.98, 9.75 ve 195 ppm sophorolipid ve 1.6, 100 ve 1000 ppm rhamnolipid eklenmiştir. Sophorolipid ile ilgili elde edilen ilk çalışmanın sonuçlan tatmin edici değildir. Endosulfan için ayrışma hızı sophorolipid varlığından etkilenmemiştir. İkinci çalışmanın sonuçlarına göre, biyosurfaktan konsantrasyonunun arttırılmasıyla trifluralin % 24-35 oranında giderilmiştir. JBR 425 biyosurfaktanın toprağa uygulanması sonucu, kontrol toprak örneğine göre pestisit gideriminde % 13 oranında bir artış görülmüştür. Mikroorganizmaların ortama adaptasyonlarının tam olarak sağlanması ve böylelikle ortamda biyolojik olarak parçalanmaya elverişli ürünlerin oluşacağı düşüncesi, uygulanan bekletme süresinin uzatılmasının yararlı olacağı izlenimini vermektedir.