Biological Treatment and Optimization of Direct Black 22 Azo Dyes with Pleurotus Ostreatus

Yıl 2017, Cilt: 32 Sayı: 2, 216 - 222, 20.06.2017

Murat Çankaya , Ayşe Hümeyra Taşkın Kafa , Hüseyin Özkan Cançelik

https://doi.org/10.7161/omuanajas.281969

Öz

Most commercial
synthetic dyes consist of azo dyes which have toxic, carcinogenic and mutagenic
properties. Dyes are widely used in painting and printing processes especially
in textile industries. Because of the inadequate chemical and physical treatment
techniques used to treat these dyes from factory discharge waters, and some
oxidant molecules used in chemical treatment methods danger for the
environment, biological treatment is gaining importance. P. ostreatus is saprophyte that lives in almost all temperate
climates; Many trees such as poplar, beech, oak, elm, maple, linden, willow,
walnut and chestnut in rotten trunks. It degrades the plant's polysaccharides
such as hemicellulose, cellulose and lignin extracellular and uses it as a
carbon source. Lignocellulosic enzymes, which can be produced by a large
majority of white rot fungi in general, used to treat dye substances from waste
water. In this study, the biosorption-biodegradation of Direct Black 22 azo
dyes widely used in the textile industry by P.
ostreatus fungi, which are used in this study and isolated from Erzincan,
and for this purpose the activities of enzymes of function have been
investigated. Also it is aimed to biological treatment of synthetic dye
materials which are used in the textile dying industry and which are the
important pollution factors in the wastewater which are left to the
environment. Consequently, it was observed that enzymes such as polyphenol
oxidase, laccase, manganese peroxidase and lignin peroxidase gave effective results
on the treatment of azo dyes. In particular, the activity of the enzyme laccase
has been high. In addition  the tried to
use different logging waste as a source of nutrient treatment on and It has
been determined that tree species that have been saprophyte on P. ostreatus have turned their shell
parts into microparticles and used them in the environment of dyeing.

Anahtar Kelimeler

Pleurotus ostreatus, Azo dyes, Biosorption, Biodegradation

Direct Black 22 azo boyasının Pleurotus Ostreatus ile Biyogiderimi ve Optimizasyonu

Öz

Ticari olarak kullanılan sentetik
boyaların büyük bir kısmını toksik, kanserojenik ve mutajenik özelliklere sahip
olan azo boyalar oluşturmaktadır. Boyalar özellikle tekstil endüstrilerinde
boyama ve baskı işlemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu boyaların
fabrika deşarj sularından arıtılması için kullanılan kimyasal ve fiziksel
arıtım teknolojileri yetersiz kaldığından ve özellikle kimyasal arıtım
yöntemlerinde kullanılan bazı oksidan moleküller çevre için tehlikeli
olduğundan biyolojik arıtım önem kazanmaktadır. Pleurotus ostreatus, dünyanın hemen hemen bütün ılıman iklim
bölgelerinde; kavak, kayın, meşe, karaağaç, akçaağaç, ıhlamur, söğüt, ceviz ve
kestane gibi birçok ağaç türünün çürümüş gövdelerinde çürükçül olarak yaşar.
Üzerinde bulunduğu bitkinin hemiselüloz, selüloz ve lignin gibi
polisakkaritlerini ekstraselüler olarak degrede eder ve karbon kaynağı olarak
kullanır. Genel olarak beyaz çürükçül fungusların büyük bir çoğunluğu
tarafından üretilebilen ligninoselülotik enzimler, boya maddelerinin atık
sulardan arıtılmasında kullanılır. Çalışmada kullanılan ve Erzincan’dan izole
edilen P. ostreatus mantarının,
tekstil endüstrisinde yaygın olarak kullanılan Direct Black 22 azo boyasının
biyosorbsiyonu–biyodegredasyonu ve bu amaçla fonksiyon gösteren enzimlerin
aktiviteleri araştırılmıştır. Ayrıca özellikle tekstil boya endüstrisinde
kullanılan ve bu işletmelerden çevreye bırakılan atık su içerisindeki önemli
kirlilik faktörü olan sentetik boyar maddelerin düşük maliyetle ve kısa sürede
biyolojik olarak arıtılması amaçlanmıştır. Sonuç olarak, polifenol oksidaz,
lakkaz, mangan peroksidaz ve lignin peroksidaz gibi enzimlerin azo boyaların
giderimi üzerinde etkili sonuçlar verdiği gözlenmiştir. Özellikle lakkaz
enziminin aktivitesi yüksek çıkmıştır. Ayrıca arıtım üzerine farklı
kerestecilik atıklarının da besin kaynağı olarak kullanımı denenmiş ve P. ostreatus’un üzerinde çürükçül olarak
yaşadığı ağaç türlerinin kabuk kısımlarını mikro partikül haline getirdiği ve
boyarmadde giderim ortamında kullandığı belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

Pleurotus ostreatus, Azo boyalar, Biyosorbsiyon, Biyodegradasyon

Kaynakça

• An, H., Qian, Y., Gu, X., Tang, W. Z. 1996 “Biological Treatment of Dye Waste water using Anaerobic-Oxic System”, Chemosphere, 33(12): 2533-2452.
• Ardon, O., Kerem, Z., Hadar, Y. 1998 “Enhancment of Lignin Degradation and Laccase Activity in Pleurotus ostreatus by Cotton Stalk Extract”, Canadian Journal of Microbiology, 44: 676-680.
• Başer, İ., İnanıcı, Y. 1990 “Boyar Madde Kimyası”, Marmara Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi Yayınları, İstanbul, 47-52, 35-37, 90-187.
• Cripss, C., Bumpus, J.A., Aust, S.D. 1990. “Biodegradation of azo and hetero- cyclic dyes by Phanerochaete chrysosporium”, Appl.Environ. Microbiol. (56): 1114-1118.
• Fu, Y., Vıraraghavan, T. 2002. “Removal of Congo Red From an Aqueous Solution by Fungus Aspergillus niger”, Advances in Environmental Research, 7: 239-247.
• Kapdan, K.I., Kargi, F. 2001. “Biological Decolorization of Textile Dyestuff Containing Wastewater by Coriolus versicolor in Rotating Biological Contactor”, Enzyme and Microbial Technoloy, 30, 195-199.
• Kuai, L., De Vreese, I., Vandevivere, P. 1998. “GAC-Amended UASB Reactor for The Stable Treatment of Toxic Textile Wastewater”, Environmental Technology, 19: 1111-17.
• Murray, P.R. 1990. “Medical Microbiology”, St. Louis: Mosbay, 616.
• Pagga, U., Brown, D. 1986. “The Degradation of Dyestuffs: Part II Behaviour of Dyestuffs in Anaerobic Biodegradation Tests”, Chemosphere, 15(4): 479-491.
• Platt, M.K., Hadar, Y., Chet, I. 1984. “Fungal Activities Involve in Lignocellulose Degradation by Pleurotus”, Applied Microbiology and Biotechnology, 20: 150-154.
• Seesuriyachana, P., Takenakab, S., Kuntiyaa, A., Klayraungc, S., Murakamib, S., Aokib, K. 2007. “Metabolism of azo dyes by Lactobacillus casei TISTR 1500 and effects of various factors on decolorization”, Water Research. 41: 985 – 992.
• Stolz A. 2001. “Basic and Applied Aspects in the Microbial Degradation of Azo Dyes, App.”, Microbiol Biotechnol. 56: 69-80.
• Şişli, N. 1996. “Çevre Bilim Ekoloji” H.Ü. Fen Fakültesi. Ankara.
• Taner, T. 2006 “Katyonik Alkiltrimetilamonyum Bromür Surfaktantlar İle C.I. Reactive Orange 16 Etkileşimi”, Yüksek Lisans Tezi, T.Ü Fen Bil. Enst., Edirne.
• Wesenberg, D., Buchon, F., Agathos, S.N. 2002. “Degradation of Dye Containing Textile Effluent by Agaric White - Rot Fungus Clitocybula dusenii”, Biotechnology Letters, 24: 989-993.
• Zadrazıl, F., Brunnert, F. 1981. “Investigation of Physical Parameters Important for Solid State Fermentation of Straw by White Rot Fungi, Eur. J. Appl.”, Microbiol Biotechnol, 11, 183-188.
• Zaoyan, Y., Ke, S., Guanglıng, S., Fan, Y., Jınshan, D., Huanıan, M. 1992. “Anaerobic – Aerobic Treatment of a Dye Wastewater by Combination of RBC With Activated Sludge”, Water Sci. Technol., 26(9-11): 2093-96
• Zhang, F., Knapp, J.S., Tapley, K.N. 1999. “Decolourisation of Cotton Bleaching Effluent with Wood Rotting Fungus”, Water Resources, 33, 919-928.