Müsilajın Biyolojik Bertarafında Kullanılan Yerli Deniz Bakteri İzolatlarının (YDBK) Deniz CAnlıları


Altuğ G. , Çiftçi türetken P. , Eryalçın K. (Araştırmacı), Oral M., Öztaş M., Karaman baş S.

  • Proje Türü: TÜBİTAK Projesi
  • Proje Grubu: Fen ve Mühendislik
  • Başlangıç Tarihi: Ekim 2021
  • Bitiş Tarihi: Nisan 2023

Özet

Denizlerde müsilaj oluşumunun ekosistem ve halk sağlığı üzerinde olumsuz etkileri ve balıkçılık/gemi taşımacılığı gibi alanlarda ekonomik kayıplara neden olabileceği bilinmektedir. Yoğun müsilaj görülen alanlarda müsilajın kendiliğinden uzaklaşmasının beklenmesi bu olumsuz etkileri arttırmaktadır. Bu nedenle yüzeyde ve dipte oluşan müsilajın çevre dostu biyolojk/biyoteknolojik yöntemlerle yerinde bertarafının geliştirilmesi önem taşımakta ve ekosistem bağışıklığını artıracak biyolojik koşulların hazırlanması bakımından da avantaj sunmaktadır. Marmara Denizi’nde 2021 yılında gözlenen müsilajın geçmişte kaydedilen oluşumlarına göre daha geniş alanlarda, daha yoğun ve uzun süreli olarak etkili olması müsilajın yerinde giderilmesi konusunda acilen bir pilot çalışma yapmamızı gerektirmiştir. Çalışmanın temelini "organik maddenin çözünmesinde yaşanan yavaşlama/durma nedeni ile biriken
biyopolimerlerden oluşan" müsilajın parçalanmasını sağlıklı mikroflora oluşturarak hızlandırmak amacı ile "denizden izole edilen yerli" bakteri izolatlarının ortama eklenmesi tezi oluşturmuştur. Pilot çalışma Çevre ve Şehircilik Bakanlığı ve Tarım ve Orman Bakanlığı onayları ile Yenikapı Limanı’nda 8 Haziran - 30 Haziran 2021 tarihleri arasında öz kaynaklarımızla gerçekleştirilmiştir. Pilot çalışmada yüzeyde ve dipte müsilajın bertarafına yönelik denemelerde 2000 yılından bu yana tarafımızdan farklı çalışmalarla denizden izole edilen ve laboratuvarda muhafaza edilen yerli bakteri izolatları karışımı kullanılmıştır. Bu bakteri izolatlarının substratlara verdikleri cevaplar test edilerek katobolik reaksiyonları müsilajı ayrıştırmaya uygun olanlar seçilerek kendi aralarında antogonistik etki göstermeyen yerli deniz bakteri izolatları karışımı (YDBK) oluşturulmuştur. Sahada YDBK uygulaması ile yüzeydeki müsilajın ilk beş gün, dipteki müsilajın ilk altı günde bakteriyel parçalanmaya uğradığı gözlenmiş sonuçlar bakteriyolojik ve kimyasal analizlerle doğrulanmıştır. YDBK uygulamasının ortamdaki makro alg, denizyıldızı kara midyeleri ve balık üzerinde olumsuz etkisinin olmadığı gözlenmiş ve görselleri kaydedilmiştir.
Uygulama ile ortamda patojen bakteri içeriğinde azalma gözlenmiştir. Pilot çalışmanın resmi sonuç raporu 12 Temmuz2021 de Çevre ve Şehircilik Bakanlığı ve Tarım ve Orman Bakanlığına sunulmuştur. Proje önerisi çağrı kapsamında müsilajın biyolojik bertarafı konusuna uyumlu olup, proje önerisinin çıkış noktasını ve altyapısını 30 Haziran 2021 de yüzeydeki ve dipteki müsilajın başarıyla bertarafı ile tamamlanan pilot çalışma verileri oluşturmaktadır. Pilot çalışmanın yapıldığı alanda YDBK uygulamasının deniz ekosistemine etkileri bakımından kaydedilen olumlu verilere ilave olarak, uygulamanın çevre dostu bir yöntem olarak kullanılabilirliği konusunda ileri verilerin sağlanması ve saha ölçekli ileri uygulamalar için daha yüksek hacimde bakteri üretimine yönelik optimizasyon çalışmalarının yapılması hedeflenmiştir. Bu proje önerisi kapsamında laboratuvarda doğal ortamdan alınan deniz suyu içeren deney düzeneklerinde, müsilaj bertarafında başarılı olan YDBK ile uygulama yapılmasının; (1) toplam heterotrofik aerobik bakteri düzeyi (HAB: kob/ml), (2) patojen bakterilere karşı engelleme yüzdeleri, (3) mikrozooplankton hücre sayısı (hücre/ml), (4) fitoplankton hücre sayısı (hücre/ml), (5) makroalg gelişimi, (6) midye canlılığı, (7) balık gelişimine olası etki, (8) besin elementleri (nitrit azotu, nitrat azotu, amonyum azotu, fosfat fosforu) düzeylerine etkisi (9) biyobozunurluğu kontrol grubu ile karşılaştırmalı olarak araştırılacaktır. Deney düzeneklerinde YDBK ile yapılacak
uygulamalarda, HAB düzeyi Marine Agar da yayma plak metodu ile patojen bakteri içeriği VITEK Compact 30 mikro identifikasyon sistemi ile belirlenecek, uygulama öncesi ve sonrası tespit edilen patojen bakteriler 16S Rrna dizileme analizi ile doğrulanacaktır. Mikrozooplankton ve fitoplankton hücre sayımları mikroskobik yöntemlerle belirlenecektir. Uygulama boyunca makroalg gelişimi ve kabuk açıklığı gözlemi ile midye canlılığı takip edilecektir. Çipura ve levrek ile kurulması planlanan denemelerde balık biyodeneyleri gerçekleştirilecektir. Ortamdaki besin elementleri spektrofotometrik analizlerle belirlenecek denemeler süresince pH, çözünmüş oksijen, tuzluluk, iletkenlik verileri multiparametre ile kaydedilecektir. Proje sonucunda YDBK uygulamasının sağlıklı mikroflora oluşmasını sağlayan çevre dostu bir yöntem olarak müsilajın bertarafında kullanılmasına yönelik verilerin sağlanması beklenmektedir. Proje kapsamında saha ölçekli bakteri üretimin optimizasyonu ile bilgi teknolojisi (know how) tarafımızda olan, yerli hammadde ile geliştirilmiş, ithal ikamelerine göre ayrıcalıklı, özgün, ekonomik, katma değeri yüksek yerli bir ürünün ülkemize kazandırılmasının yolunu açacak verilere ulaşılacaktır. Müsilajın farklı mekanik yöntemlerle bertarafı, oksijenlendirme vb uygulamalarda ihtiyaca göre YDBK’nın bölgesel çözümler geliştirilecek şekilde reçete edilmesine, müsilaj için erken uyarı sistemlerinin geliştirilmesi muhtemel alanlarda YDBK uygulaması ile müsilajın oluşmadan önlenmesine yönelik avantaj sunacaktır.