The effect of biofilm formation on the settling velocity of microplastics in freshwater and seawater
Biyofilm oluşumunun mikroplastiklerin tatlı su ve deniz suyundaki çökme hızına etkisi
- Tez No: 720931
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ZÖHRE KURT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Biyofilmler, Görüntü işleme, Mikroplastik, Çökme, Biofilms, Image processing, Mikroplastic, Collapse
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Mikroplastikler (MPler), 5 mmden küçük plastik parçalarıdır. Yaşam döngüleri boyunca tatlı su, deniz veya atıksu arıtma tesisteline girerler ve sonunda ekosistemler üzerinde olumsuz etkileri olur. Yüksek yüzey alanı/hacim oranına sahip oldukları ve iyi bir karbon kaynağı oldukları için mikroorganizmalar için uygun tutunma yüzeyi sağlarlar. Sonuç olarak MPlerin yüzeyinde biyofilm oluşumu görülür. Bu oluşum MPlerin ağırlığını ve hacmini artırır. Bu nedenle su kolonlarında çökme hızları ve buna bağlı olarak su kütlelerinde düşey doğrultuda taşınma davranışları değişmektedir. Bu çalışmada, ortak MPler, polistiren (PS), polipropilen (PP), termoplastik poliüretan (TPU), polietilen tereftalat (PET), polietilen (PE), yüksek yoğunluklu polietilen (HDPE), düşük yoğunluklu polietilen (LDPE) üzerinde Escherichia Coli, Enteroccus faecalis, Pseudomonas aeruginosa kültürleri tarafından biyofilm oluşumu ve bu oluşumun MPlerin tatlı su ve deniz suyundaki çökme hızları üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Çökme hızı ölçümleri MATLAB Görüntü İşleme Algoritması kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Şimdiye kadar, bu çalışma, görüntü işleme algoritması kullanılarak biyolojik olarak yıpranmış MPlerin çökme hızlarını ölçen ilk çalışmadır. Literatürdeki hipotezlerin aksine, başlangıçta çökmeyen MPler biyofilm oluşumundan sonra da çökmedmektedir. Bununla birlikte, biyofilm oluşumundan sonra başlangıçta çöken MPlerin çökme hızı değişti. E.colinin PS yüzeyinde kolonizasyonu hızını %8.2, E. faecalisin PS üzerinde %10.1 ve E. faecalisin PS üzerinde kolonizasyonu %10.1, ve E.faecalisin TPU üzerinde kolonizasyonu %5.6 olarak tatlı sudaki hızlarını artırmıştır ancak P. aeruginosa kolonizasyonu PS çökme hızını %12, TPUyu %1 ve PETi %22 düşürmüştür. Deniz suyunda, tüm bakteri türleri tarafınsan biyofilm oluşumu TPU parçacıklarının çökme hızlarını artırmış ancak PS ve PET parçacılarını yavaşlatmıştır
Özet (Çeviri)
Microplastics (MPs) are plastic pieces smaller than 5 mm. They find their way into freshwater, sea, or wastewater treatment plants during their life cyle, and eventually, they have adverse impacts on ecosystems. Since they have a high surface area/volume ratio and are a good carbon source, they provide a suitable attachment surface for microorganisms. As a result, biofilm formation appears on the surface of MPs. This formation increases the weight and volume of the MPs. For this reason, their settling velocity in water columns, and therefore their transport behaviour in the vertical direction in water bodies changes. In this study, biofilm formation by Escherichia coli, Enterococcus faecalis, and Pseudomonas aeruginosa cultures on common MPs, polystyrene (PS), polypropylene (PP), thermoplastic polyurethane (TPU), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene (PE), high density polyethylene (HDPE), low density polyethylene (LDPE), and its effects on the settling velocity of the MPs in freshwater and seawater are investigated. The settling velocity measurements were carried out by using MATLAB Image Processing Algorithm. Thus far, this is the very first study measuring settling velocities of biologically weathered MPs using image processing algorithm. Initially buoyant MPs did not settle after biofilm formation in contrast to the hypotheses in the literature. Yet, settling velocity of initially settling MPs changed after biofilm formation. Colonization of E. coli on PS surface increased its settling velocity by 8.2%, E. faecalis on PS by 10.1%, and E. faecalis on TPU by 5.6% , in freshwater whereas P.aeruginosa colonization lowered PS by 12%, TPU by 1% and PET by 22%. In seawater, biofilm formation by all bacteria species enhanced settling velocities of TPU particles but slowed down PS and PET particles.
Benzer Tezler
- Antibakteriyel kaplama yapılmış titanyum diş implant dayanağının in vitro değerlendirilmesi
In vitro evaluation of antibacterial coated titanium dental implantabutments
SEDA GÜLER
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Biyolojiİstanbul ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NAZMİYE ÖZLEM ŞANLI
- Biological hydrogen production using co-cultures of PNS bacteria in an immobilized setting
İmmobilize bir yerleşimde mor kükürtsüz bakterilerin ortak kültürleri kullanılarak biyolojik hidrojen üretimi
GÖRKEM BAYSAL
Doktora
İngilizce
2023
BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE MERAL YÜCEL
DOÇ. DR. HARUN KOKU
- Fabrication and application of electrospun nanofiber membranes in hybrid anaerobic–gravity driven membrane treatment system
Elektrospun nanolif membranların üretimi ve hibrit anaerobik-yerçekimi sürücülü membran arıtma sisteminde uygulanması
MUSTAFA NAWZAD TAHER TAHER
Doktora
İngilizce
2025
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DERYA YÜKSEL İMER
PROF. DR. FRANK LİPNİZKİ
- Geleneksel cam iyonomer simana eklenen farklı morfolojide sentezlenmiş gümüş nanopartikülllerin antimikrobiyal etkinliği ve simanın fiziksel özelliklerine etkisi
Antimicrobial efficacy of silver nanoparticles synthesized in different morphologies and their effect on the physical properties of conventional glass ionomer cement
FEYZA NUR ALTAN
Diş Hekimliği Uzmanlık
Türkçe
2025
Diş HekimliğiErciyes ÜniversitesiPedodonti Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ZEYNEP ASLI ÖZKAYA
- Determination of factors affecting the fate of microplastics in rivers
Mikroplastiklerin Nehirlerdeki davranışlarını etkileyen faktörlerin belirlenmesi
CUMANA ALPERGÜN
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Çevre MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEVAL BAYCAN
PROF. DR. ORHAN GÜNDÜZ