Antimikrobiyal Katkılı Soğutma Kulesi Yapı Malzemesinde Biyofilm Oluşumunun İzlenmesi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: İstanbul Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Fen Fakültesi Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2018
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Seval BAL
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Nazmiye Özlem ŞANLI
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Soğutma kuleleri endüstride merkezi klimalar, telekomünikasyon ünitesi gibi cihaz ya da sistemlerin sıcaklığının düşürülmesi, enerji ve suyun verimliliğinin arttırılması amacıyla kullanılan ünitelerdir. Soğutma kulelerinin hava ile teması, tamamlama suyundan sisteme gelen organik/inorganik materyaller ve ıslak yüzeyleri, Legionella pneumophila ve diğer bakterilerin üremesi için uygun ortam sağlamaktadır. Soğutma kulesi gibi kısıtlı besininin olduğu ortamlarda bulunan mikroorganizmalar, biyofilm adı verilen bir tabaka oluşturmaktadırlar. Potansiyel patojenik organizmaları kontrol etmek ve biyofaulingi en aza indirgemek için fiziksel ve kimyasal dezenfeksiyon metotları uygulanmaktadır. Ancak bu yöntemler tek başlarına tam anlamıyla etkili olamazken yanlış kullanımda antimikrobiyal direnç, korozyon, patojen bulaşması, suyun deşarj edildiği ortamda sekonder kirlilik oluşturma gibi riskleri doğurmaktadır. Bu yöntemlere alternatif olarak, ilk andan itibaren biyofauling oluşmasını ve biyofilmin tutunmasını önlemek üzere yüzeyler modifiye edilebilmektedir. Çalışmamızda soğutma kulesi yapı malzemesi olarak da kullanılan cam elyaf takviyeli polyester (CTP) levhalara kuaternar amonyum bileşiği olan SilQUAT (3-(trimethoxysilyl)-propyl, cocodimethylammonium chloride) bileşiği uygulanarak antibakteriyel özellik kazandırılmıştır. Biyofilmde, erken kolonizasyondan olgun biyofilme geçerken meydana gelen fizyolojik ve metabolik değişiklikler, mikroorganizmaların antimikrobiyallere hassasiyetini etkileyebileceği için biyofilm 6 ay süresince aylık olarak incelenmiştir. Model sisteme, Legionella pneumophila ATCC 33152 standart suşu aşılanmış, her ay kuponların yüzeyindeki biyofilm ve sistemdeki su örnekleri alınıp heterotrofik bakteri sayısı ve Legionella varlığı, (i) klasik plak yöntemi, (ii) kültürde üremeyen ancak metabolik aktiviteleri devam eden bakterileri tespit edebilmek için canlı/ölü floresan boyama yöntemi ve (iii) suda ve biyofilmde bulunan toplam-serbest ATP miktarı ölçümü yöntemi ile değerlendirme yapılmıştır. CTP levhalara uygulanmış SilQUAT bileşiğinin kalıcılığını test etmek için, modifiye edilmiş EPA#01-1A protokolüne göre levhalara aşındırma yapılmıştır. Aşındırma işlemi sonrasında da kültür, özel floresan yöntemi ve ATP ölçümü yapılmış, aşındırma yapılmış ve yapılmamış örneklerdeki bakteri sayısı kıyaslanmıştır. Antibakteriyel etkinlik testlerinin sonucunda SilQUAT kaplı CTP levhaların heterotrofik bakteriler ve Legionella bakterisine karşı güçlü antibakteriyel etki gösterdiği belirlenmiştir. 6 ay sonunda bileşiğin açık uçları biyofilm tabakası ile kaplandığı için etkide azalma olmuş (% 95), ancak aşındırma yapılmış örneklerde, antibakteriyel uçların reaktive olduğu ve antibakteriyel etkinin 6 ay boyunca korunduğu (% 99,90 ) belirlenmiştir. Canlı/ölü floresan boyama yöntemi ve ATP miktar ölçümü sonuçları klasik plak yöntemi sonuçlarına paralellik göstermiştir. Kolmogorov-Smirnov analizine göre, deneysel veri normal dağılım göstermiştir. Antibakteriyel ve kontrol CTP levhaları arasında bakteri sayısı açısından istatistiksel olarak anlamlı bir fark olduğu belirlenmiştir (p 0,05 olarak hesaplanmıştır. Test metotları arasında da güçlü pozitif korelasyon olduğu belirlenmiştir (r > 0). Biyofilm tabakasının kaynağında engellenmesi ile sistemde oluşturacağı hasarlar, enerji kayıpları ve patojen bulaşma riski minimuma indirgenebilecektir. Yanı sıra, fazla biyosit kullanımının neden olduğu korozyon ve sekonder çevre kirliliğinde azalma, dolayısıyla ekonomik maliyetin düşmesi ve kamuya/çevreye olan zararın en aza indirgenmesi gibi indirekt avantajlar da söz konusu olacaktır. Bu bakımdan, antibakteriyel aktivitesi ve kalıcılığı doğrulanmış SilQUAT kaplı CTP levhaların, biyofaulingin ilk andan itibaren engellenmesinde saha uygulamalarında kullanımı önerilebilir.