Arıtılmış Suların Tarımsal Sulamada Kullanımında Antibiyotiklerin Taşınımı ve Risk Değerlendirmesi - Yakamercan, Elif; Aygün, Ahmet; Bursa Teknik Üniversitesi Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı (Bursa, 2025)
Bu tez çalışması kapsamında, günlük hayatta sıklıkla kullanılan 20 antibiyotik ve bu antibiyotiklerin 4 metaboliti olmak üzere toplamda 24 hedef kirletici seçilmiştir. Konya İleri Atıksu Arıtma tesisinden alınan ham atıksu, ikincil dereceden arıtılmış su ve ultrafiltrasyon (UF) ve çok katmanlı kum filtresi ve Ultraviole (MMF/UV) ile arıtılmış sular ve yer altı suyu, marul ve mısır bitkilerinin sulamasında kullanılmıştır. Antibiyotiklerin, sulama suyundaki varlıkları ile marul ve mısır bitkisine geçişleri değerlendirilmiştir. Bu kapsamda sulama suyu ve toprak numuneleri ile birlikte hasat sonrasında kök, gövde ve yenilebilir kısımlarına ayrılan bitkilerin sıvı kromatografi-kütle spektrometrisi (LC-MS) cihazı ile antibiyotik konsantrasyonları belirlenmiştir. Marul ve mısırın yenen kısımlarındaki antibiyotik konsantrasyonlarından çocuk ve yetişkin için sağlık riskleri hesaplanmıştır. Ayrıca alg, daphnia, balık ve topraktaki canlılar için sırasıyla sulama suyu ve topraktaki antibiyotik konsantrasyonları kullanılarak olası ekolojik riskler belirlenmiştir. Sulama sularının içme suyu olarak kullanılması ve toprağın yutulması durumları için de sağlık risk değerlendirilmesi yapılmıştır. Bu hesaplamalara ilave olarak bilgisayar üzerinde hesaplamalı similasyon ve öngörü modelleri ile antibiyotiklerin toksisiteleri değerlendirilmiştir. Hedef antibiyotik ve metabolitlerin hepsi su örneklerinde tespit edilmiş olup yer altı suyununda herhangi bir antibiyotik kalıntısı tespit edilememiştir. Su örneklerinde en yüksek antibiyotik ve metabolitlerin konsantrasyonları ham atıksuda olup 1932,77-22117,78 ng/L aralığındadır. Metabolitlerin ham atıksuda konsantrasyonu ise 185,69-1108,29 ng/L olarak bulunmuştur. Ham atıksuda en yüksek oranda bulunan antibiyotik sınıfı makrolidler (ML'ler)dir. Ortalama bazında en yüksek konsantrasyonda olan antibiyotiklerin azitromisin (AZI) klaritromisin (CLA) ve doksisiklin (DOX) olduğu tespit edilmiştir. Antibiyotiklerin giderim genel olarak sınırlı kalmakla birlikte en yüksek giderim UF prosesinde gerçekleşmiştir. Rokritromisin (ROX) tüm arıtma proseslerinde giderilememiştir. Sülfametaksazol (SMX), ROX ve klindamisin (CLI) biyolojik parçalanmaya dirençli antibiyotikler oldukları tespit edilmiştir. Arıtım prosesleri sonucunda bazı antibiyotikler için negatif giderimler gözlemlenmiştir bu durumun nedeni sorpsiyon desorpsiyon ile metabolitlerin tekrar ana bileşene dönmesi ve askıda katı maddelere tutunan antibiyotiklerin tekrar sisteme salınımıdır. Antibiyotikler, fizikokimyasal özelliklerine göre marul ve mısırda farklı taşınım dönüşüm mekanizmaları gerçekleştirir. Marul ve mısırda en yüksek oranda biriken antibiyotik sınıfları sırasıyla ML ve kinolon (QN) olmuştur. Antibiyotiklerin genel olarak bitki kökünden bitkinin diğer kısımlarına geçme eğiliminde olduğu bulunmuştur. En yüksek antibiyotik birikimleri ham atıksu ile sulanan örneklerde gözlemlenmiştir. Marulda en yüksek antibiyotik birikimi marulun yenen kısmında iken mısır için mısırın gövdesinde mısırın yenen kısmına göre daha yüksek oranda antibiyotik birikiminin olduğu tespit edilmiştir. Marul ve mısırın yenen kısımlarında antibiyotik birikimleri sırasıyla 651,52-1045,10 ng/g ve 190,06-578,24 ng/g olarak ölçülmüştür. Marul ve mısırın hasat edildiği toprakta ise antibiyotik konsantrasyonları sırasıyla 322,73-490,57 ng/g ve 148,00-263,00 ng/g olarak ölçülmüştür. Marul ve mısırın yenmesi durumunda oluşabilecek kanserojenik ve kanserojenik olmayan sağlık riskleri ile diğer ekolojik riskler değerlendirilmiştir. Çocuğun marul ve mısırı tüketmesi sonucu oluşan kanserojenik olmayan sağlık riski için elde edilen tehlike oranı (HI) değerleri sırasıyla 3,23x10-3-7,33x10-3 ve 3,07x10-3-1,17x10-2 olarak bulunmuştur. Yetişkin için ise bu değerler çocuğa göre daha düşüktür. Her iki bitkinin yenmesi durumunda da çocuk ve yetişkin için elde edilen HI değerleri sınır değerin altında kaldığından herhangi bir kanserojenik olmayan sağlık riski oluşturmayacağı öngörülmüştür. Marul ve mısırın yenmesi durumunda antibiyotik kaynaklı kanserojenik risk değerlendirmesinde ise toplam kanserojenik risk (TCR) değerleri çocuk ve yetişkin için 10-7 mertebelerinde bulunmuş olup her iki durumda da mısır ve marulun tüketimi sonucunda antibiyotik kaynaklı kanserojenik risk oluşmayacağı öngörülmüştür. Toksisite endişe yaklaşımı (TTC) ile de antibiyotiklerin insanda sağlık riski oluşturması için tüketilmesi gereken marul ve mısır miktarları tespit edilmiştir. Tespit edilen bu değerler gerçekte tüketilmekte olan verilere kıyasla oldukça yüksek olmaları nedeniyle bu yaklaşıma göre da farklı sulama suları ile sulanan marul ve mısırın yenmesi sonucu herhangi bir sağlık riski oluşmayacağı öngörülmüştür. Monte Carlo Similasyonu ile de marul ve mısırın yenmesi durumunda oluşabilecek sağlık risklerinin 100000 iterasyon sonucuna göre de antibiyotik kaynaklı sağlık risklerinin oluşmayacağı öngörülmüştür. Antibiyotik içeren suları içilmesi ve antibiyotik içeren hasat edilen toprağın yutulması durumunda oluşan sağlık riskleri değerlendirildiğinde genel olarak geri kazanılmış suların içilmesi durumunda antibiyotik kaynaklı herhangi bir sağlık riskinin olmadığı ancak mevsimsel olarak antibiyotik konsantrasyonundaki artışa bağlı olarak yüksek HI değerleri elde edilmiştir. Toprağın yutulması sonucunda da antibiyotik kaynaklı herhangi bir sağlık riski olmayacağı bulunmuştur. Daphnia, alg ve balık ile toprak canlıları için ekolojik risk değerlendirmesi yapılmıştır. En yüksek risk katsayısı (RQ) değeri ham atıksu kaynaklı olup şubat ayında elde edilmiştir. Bu değerlendirmede en yüksek RQ alg için elde edilmiş iken en düşük RQ'nun balık için elde edilmiştir.
Tez (Doktora) -Bursa Teknik Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Enstitüsü,2025
Kaynakça : 197-230 sayfa
Keywords: Antibiyotik; Ekolojik risk