Kekamoz önleyici (antifouling) boyalarda bulunan bazı biyosidal maddelerin, epithelioma papulosum cyprini (epc) balık hücre hattı üzerindeki sitotoksik etkilerinin incelenmesi

Abstract

Tekne, gemi gibi taşıtların su ile temas eden yüzeylerinde kabuklu deniz canlıları, makroalgler ve bakteriler gibi organizmaların yerleşerek kolonize olmaları kekamoz (biofouling) olarak tanımlanmaktadır. Kekamoz oluşumu nedeniyle su taşıtlarının hidrodinamik özellikleri zarar görmekte, yakıt tüketimi ve CO2 salınımı artmakta; kekamoz vasıtasıyla yeni bölgelere taşınan istilacı organizmalar biyoçeşitliliğe zarar vermektedir. Kekamoz önleyici (antifouling) boyalar gemilerin karinasına uygulanarak istenmeyen organizmaları yok etmekte ve tutunmalarını engellemektedir. Ancak boyaların içeriğinde bulunan biyosidal maddeler hedef dışı canlılara zarar verip ekosistemi tehdit etmektedir. Bu tez çalışmasının amacı kekamoz önleyici boyalarda yardımcı biyosidal madde olarak kullanılan 4,5-Dikloro-2-oktilisothiazol-3(2H)-on (DCOIT), diklofluanid ve zineb bileşiklerinin hücresel düzeyde in vitro sitotoksik etkilerinin değerlendirilmesi, toksikodinamik etkileşimlerinin ve proliferasyon üzerindeki inhibe edici etkilerinin belirlenmesidir. Bu amaçla bileşikler sazan epidermal hücre hattı olan EPC (Epithelioma Papulosum Cyprini) hücrelerine, bireysel ve karma halde 10-3 ila 10-7 molar arasındaki konsantrasyonlarda uygulanmıştır. Gerçekleştirilen WST-8 sitotoksisite testine göre DCOIT, diklofluanid ve zineb bileşiklerinin 24 saatlik inhibitör konsantrasyon 50 (IC50) değerleri sırasıyla 1.03 mg/L, 6.24 mg/L, 52.43 mg/L olarak tespit edilmiştir. Bileşiklerin aditif, sinerjist ya da antagonist etkileşimler yönünden değerlendirilmesi amacıyla CompuSyn programı kullanılmıştır. Bileşiklerin in vitro toksik potens sıralaması DCOIT>diklofluanid>zineb olarak tespit edilmiş, ayrıca DCOIT+diklofuanid kombinasyonunda güçlü sinerjizma saptanmıştır. Proliferasyon testi sonucunda DCOIT ve dichlofluanid bileşikleri kombinasyonunun kontrol grubu ile karşılaştırıldığında proliferasyonu azalttığı (%45 - %66) tespit edilmiş ancak aradaki farklılık istatistiksel olarak anlamlı bulunmamıştır. Sonuç olarak sucul ortamda DCOIT'in olası birikiminin akuatik canlılar açısından büyük risk arz ettiği; zineb'in ise incelenen diğer bileşiklere nispeten daha az riskli olduğu düşünülmüştür. Son yıllarda geliştirilen ultrasonik cihazlar, nano-kaplamalar, foul-release ve sol-gel kaplamalar gibi biyosidal madde içermeyen çeşitli kekamoz önleyici sistemlerin ya da hedef dışı toksisite ve biyoakümülasyon potansiyelleri düşük olan biyosidal maddelerin kullanılmasının, ekolojik sorunları önleyebileceği kanaatine varılmıştır.

Biofouling is characterized as the colonization and accumulation of bacteria, macroalgae, barnacles, etc. on the water-contacting surfaces of vessels. Hydrodynamic properties are negatively affected by biofouling, which results in higher fuel consumption as well as higher CO2 emissions. Furthermore, invasive species are introduced to new regions through biofouling and damages biodiversity. To prevent biofouling and avoid the growth of unwanted organisms, antifouling paints are applied to the hull of vessels. Biocides in these paints, however, destroy both fouling species and non-target marine species. Owing to their adverse effects on non-target species, some antifouling biocides such as tributyltin, diuron and Irgarol 1051 have been banned globally and others are still being assessed. This thesis aims to evaluate cytotoxic effects of some antifouling biocides (4,5-Dichloro-2-octylisothiazol-3(2H)-one (DCOIT), dichlofluanid and zineb) to determine their toxicodynamic interactions and their inhibitory effects on cell proliferation in vitro. For this purpose, biocides were applied to EPC (Epithelioma Papulosum Cyprini) cells, a common carp epidermal cell line, at concentrations ranging from 10-3 to 10-7 moles both individually and in combination. As a result of the WST-8 tests, 24-hours inhibitory concentration 50 (IC50) values of DCOIT, dichlofluanid and zineb were determined as 1.03 mg/L, 6.24 mg/L, 52.43 mg/L, respectively. The order of in vitro inhibitory potencies of biocides was found to be as DCOIT>dichlofluanid>zineb. Additive, synergistic and antagonistic interactions of the biocides were calculated by CompuSyn software. Strong synergism in the combination of DCOIT+dichlofluanid was detected. As a result of the proliferation tests, it was found that the combination of DCOIT and dichlofluanid decreased proliferation (45% - 66%) compared to the control group, though, the difference was not found statistically significant. It has been concluded that the possible accumulation of DCOIT in the aquatic environment could pose a major threat to marine organisms. Zineb, however, was found to be safer compared to other biocides tested. In conclusion, to minimize environmental concerns, biocides with less non-target toxicity and lower bioaccumulation potential or non-toxic antifouling systems such as ultrasound devices, nano-coatings, foul-release and sol-gel coatings should be encouraged.