Sucul bitki pistia stratiotes'in amoksisilin ve bisfenol a akümülasyon kapasitesinin araştırılması

Abstract

Yeni ortaya çıkan organik kirleticilerin bir grubu olan farmasötikler ve kişisel bakım ürünleri (FKBÜ'ler), toksisiteleri ve hücrelerdeki kararlılıkları nedeniyle son zamanlarda büyük ilgi görmüştür. FKBÜ'ler günlük yaşamda yoğun tüketimleri ve uygun olmayan şekilde bertaraf edilmeleri nedeniyle sürekli olarak çevreye deşarj edilmektedir. FKBÜ'ler evler, hayvan çiftlikleri, sanayi, atıksu arıtma tesisleri (AAT'leri) ve hastanelerden kontrollü ve kontrolsüz deşarjlar yoluyla çevreye girer. Bu kaynaklar arasında, AAT çıkış suları FKBÜ'lerin çevreye salınmasında başlıca kaynak olarak değerlendirilmektedir. FKBÜ'ler, toksisiteleri ve mikrobiyal degradasyona karşı dirençli yapıları nedeniyle klasik atıksu arıtma tesisleri tarafından tamamen giderilemedikleri için çevrede her yerde bulunur hâle gelmektedir. FKBÜ'lerin su ortamından giderimi için adsorpsiyon, ozonlama ve membran filtrasyonu gibi çeşitli prosesler mevcuttur. Ancak bu proseslerin yüksek maliyeti ve kirleticileri sudan diğer bir faza aktarmaları nedeniyle kullanımları sınırlıdır. Dolayısıyla FKBÜ'lerin giderimi için alternatif arıtma teknolojilerinin dikkate alınması gerekebilir. Fitoremediasyon yüksek enerji ve pahalı kimyasallar gerektirmeyen uygun maliyetli ve çevre dostu bir proses olarak kabul edilmektedir. Fitoremediasyon bitkilerin yardımıyla hava, su, toprak gibi çevresel matrislerden çeşitli organik ve inorganik kirleticilerin giderilmesidir. Fitoremediasyon; fitostabilizasyon, fitoekstraksiyon, fitovolatilizasyon, fitodegradasyon ve rizofiltrasyon gibi mekanizmaları içeren birleşik bir remediasyon sürecidir. Bu tez çalışması kapsamında, sucul bir makrofit olan Pistia stratiotes'in amoksisilin ve bisfenol A akümülasyon kapasitesi araştırılmıştır. Bu amaçla laboratuvar ölçekli reaktörler kurulmuş; reaktörlere belirlenen konsantrasyonlarda amoksisilin ve bisfenol A içeren sentetik atıksu ile Pistia stratiotes bitkisi yerleştirilmiştir. Su bitkileri belirlenen zaman aralıklarında hasat edilmiş; hasat edilen bitki örneklerinde yapılan analitik ölçümler sonucunda amoksisilin ve bisfenol A'nın bitki dokularındaki akümülasyon miktarları belirlenmiştir. Elde edilen bulgular doğrultusunda, Pistia stratiotes'in sucul ortamlarda bulunan farmasötik ve kişisel bakım ürünlerinin gideriminde fitoremediasyon açısından uygulanabilirliği değerlendirilmiştir.

Pharmaceuticals and personal care products (PPCPs), a group of emerging organic pollutants, have recently attracted significant attention due to their toxicity and persistence in cells. PPCPs are continuously released into the environment due to their high consumption in daily life and improper disposal. PPCPs enter the environment through both controlled and uncontrolled discharges from homes, livestock farms, industry, wastewater treatment plants (WWTPs), and hospitals. Among these sources, WWTP effluents are considered one of the primary pathways for the release of PPCPs into the environment. Due to their toxic properties and resistance to microbial degradation, PPCPs cannot be completely removed by conventional wastewater treatment processes and have consequently become ubiquitous in the environment. Various treatment methods, including adsorption, ozonation, and membrane filtration, are available for the removal of PPCPs from aquatic environments. However, the application of these methods is limited by their high operational costs and their tendency to transfer contaminants from one phase to another rather than eliminating them completely. Therefore, alternative treatment technologies should be considered for the effective removal of PPCPs. Phytoremediation is regarded as a cost-effective and environmentally friendly process because it does not require high energy input or expensive chemicals. It is defined as the removal of various organic and inorganic contaminants from environmental matrices such as air, water, and soil through the use of plants. Phytoremediation is an integrated remediation process involving several mechanisms, including phytostabilization, phytoextraction, phytovolatilization, phytodegradation, and rhizofiltration. In this thesis, the accumulation capacity of Pistia stratiotes, an aquatic macrophyte, for amoxicillin and bisphenol A was investigated. For this purpose, laboratory-scale reactors were established and filled with synthetic wastewater containing predetermined concentrations of amoxicillin and bisphenol A, along with Pistia stratiotes plants. The aquatic plants were harvested at specified time intervals, and analytical measurements were conducted on the harvested plant samples to determine the accumulation levels of amoxicillin and bisphenol A in plant tissues. Based on the findings obtained, the applicability of Pistia stratiotes for the phytoremediation of pharmaceuticals and personal care products present in aquatic environments was evaluated.