Metal-tolerant bacteria from the ceramic industry wastewater

Document Sample
Metal-tolerant bacteria from the ceramic industry wastewater Powered By Docstoc
					              Metal-tolerant bacteria from the ceramic industry wastewater treatment plant sludge
                           Semra MALKOÇ1, Kıymet GÜVEN2, A.Savaş KOPARAL1
      1
          Anadolu University, Applied Research Centre for Environmental Problems, 26555 Eskişehir, Türkiye
                2
                 Anadolu University, Science Faculty, Biology Department, 26470 Eskişehir, Türkiye

Abstract
Introduction
The ceramic industry (sanitary ware, tiles, complementary products, bathtubs & shower systems) is an important
source of pollutants to the environment. A large group of organisms can have heavy metal ions from the external
environment on their own absorption structure and, heavy metal-resistant microorganisms have been working for
many years. However, there is no study about metal tolerant bacteria isolated from ceramic industry wastes.

Aim
The objective of this study was to isolate and identify metal tolerant bacteria from the ceramic industry
wastewater sludge obtained from a local treatment plant for removal of heavy metals in future studies.

Material and methods
Total Chromium (Cr), Copper (Cu), Mercury (Hg) metal concentrations of the sludge was determined with ICP-
OES (Varian 720 S) according to EPA 3051. Heavy metal resistant bacteria were isolated from the sludge by
using 0.1 % sterile sodium pyrophosphate (pH 7.0) and Nutrient agar amended with 45 mg Cr (CrCL2.6H2O),
5.7 mg Cu (CuSO4.5H2O) and 1.43 mg Hg (HgSO4).
Metal-tolerant bacteria were purified and then identified based on whole-cell cellular fatty acids, derivatized to
methyl esters, FAME and analyzed by gas chromatography (GC) using the MIDI microbial identification system
with TSBA 5.0 library.

Results
Heavy metal concentrations of the sludge sample were 87.9 µg/g Cr, 14.6 µg/g Cu, 9.7 µg/g Hg. A total 13
species of bacteria were isolated from ceramic industrial wastewater treatment plant sludge. The metal-tolerant
bacteria reported in these studies belonged to Brevundimonas diminuta, Brevundimonas vesicularis,
Ochrobactrum anthropi, Ancylobacter aquaticus, Pediococcus pentosaceus, Brevibacillus centosporus,
Micrococcus luteus, Bacillus megaterium, Variovorax paradoxus, Staphylococcus cohnii, Staphylococcus
aureus, Bacillus cereus and Xanthobacter agilis.


Conclusion
Even metals exert their toxic effects on microorganisms through various mechanisms, and metal-tolerant bacteria
could survive in these habitats and could be isolated and selected for their potential application in the
bioremediation of contamination sites. In view of the results obtained in the present work for all heavy metals,
the dominating bacterial isolates belonged to B. dimunuta. In practice, the bacterium is commonly used as a test
organism for the efficiency of water filters due to the small size. It is found in water and hospital equipment;
occasionally associated with human infection. These metal tolerant bacteria will be used in the studies of
removal of heavy metals in future studies.
       SERAMİK ENDÜSTRİSİ ATIKSU ARITMA TESİSİ ÇAMURUNDAKİ METALE DİRENÇLİ
                                                     BAKTERİLER
                                                 1
                              Semra MALKOÇ , Kıymet GÜVEN2, A.Savaş KOPARAL1
        1
            Anadolu Üniversitesi, Çevre Sorunları Uygulama ve Araştırma Merkezi , 26555 Eskişehir, Türkiye
                   2
                       Anadolu Üniversitesi, Fen Fakültesi, Biyoloji Bölümü, 26470 Eskişehir, Türkiye
Özet
Giriş
Seramik endüstrisi (sıhhi tesisat, fayans, tamamlayıcı ürünler, küvet ve duş sistemleri) çevredeki önemli kirletici
kaynaklarıdır. Kendi absorbsiyon yapıları ile çevreden ağır metal iyonlarını bünyelerine alan bir grup
organizmalar ile uzun yıllardır çalışılmaktadır. Ancak, seramik endüstrisi atıklarından elde edilen metal dirençli
bakteriler ile ilgili çalışmaya rastlanılmamıştır.

Amaç
Bu çalışmanın amacı seramik endüstrisi arıtmasuyu çamurundan metale dirençli bakterileri elde etmek,
tanımlamak ve ağır metalin uzaklaştırmasını sağlamaktır.

Materyal ve yöntem
Çamurdaki toplam Krom (Cr), Bakır (Cu) ve Civa (Hg) metal yoğunlukları EPA 3051 yöntemi ile ICP-OES
(Varian 720 S) cihazı kullanılarak belirlendi. Çamurdan elde edilen ağır metale dirençli bakteriler % 0,1 steril
sodyum piropfosfat (pH 7,0) ve 45 mg Cr (CrCL 2.6H2O), 5.7 mg Cu (CuSO4.5H2O) ve 1.43 mg Hg (HgSO4)
eklenmiş Nutrient agarda geliştirildi.
Metal tolerant bakteriler saflaştırıldı ve daha sonra, metil esterlerine (FAME) türevlenmiş toplam hücresel yağ
asitlerine dayalı TSBA 5.0 kütüphanesi içeren MIDI mikrobiyal identifikasyon sistemi kullanan gaz
kromotografisinde analiz edilerek tanımlandı.


Sonuç
Çamur örneklerindeki ağır metal yoğunlukları 87.9 µg/g Cr, 14.6 µg/g Cu, 9.7 µg/g Hg. Seramik endüstrisi
atıksu arıtma tesisi çamurundan toplam 13 tür bakteri saflaştırıldı. Brevundimonas diminuta, Brevundimonas
vesicularis, Ochrobactrum anthropi, Ancylobacter aquaticus, Pediococcus pentosaceus, Brevibacillus
centosporus, Micrococcus luteus, Bacillus megaterium, Variovorax paradoxus, Staphylococcus cohnii,
Staphylococcus aureus, Bacillus cereus ve Xanthobacter agilis.


Tartışma


Metaller çeşitli mekanizmalar yoluyla mikroorganizmalar üzerindeki toksik etkilerini ortaya koysalar bile metale
dayanıklı bakteriler kirlenmiş alanlardan biyoremidasyonda uygulamalar için hayatta kalabilir ve saflaştırılabilir
ayrılabilir. Mevcut çalışmada tüm metaller için ağırlıklı olarak B. dimunuta saflaştırıldı. Uygulamada B.
dimunuta su filtrelerin etkinliğini test etmek için kullanılan küçük boyutta bir bakteridir. Su ve hastane
cihazlarında sıklıkla rastlanılır; insan enfeksiyonuyla ilişkilidir. Bu metal dirençli bakteriler gelecekte ağır
metallerin uzaklaştırılması çalışmalarında kullanılabilecektir.