Ziraat ve biyoloji mühendisliği alanında doktora öğrencisi Noreen Shaika ve Profesör Halis Şimşek, alglerle arıtılmış atık sudan mikroalg Chlorella vulgaris’in toplanması için elektrokoagülasyonun kullanımını gösteriyor. (Purdue Tarımsal İletişim/Tom Campbell)

Batı Lafayette, Ind. — Dünyanın artan nüfusunun beslenmesine yardımcı olan su ürünleri üretim operasyonları aynı zamanda çevreye zarar veren kirli atık su üretmektedir. Purdue Üniversitesi bilim insanları tarafından geçtiğimiz Mayıs ayından bu yana yayınlanan dört çalışma, atık suyun arıtılmasına yönelik daha önce kanıtlanmamış yöntemlerin potansiyelini başarıyla belgeledi.

“Bu atık sular çevre için iyi değil çünkü nitrojen ve fosfor gibi büyük miktarda besin açığa çıkarıyorlar” dedi. Zhen-yi HuangDoçent Gıda Bilimi. Bu besinler su ortamına salındığında oksijen tükenmesi ve alg çoğalması gibi zararlı koşullara neden olurlar. Mikroalgleri atık su arıtma yöntemi olarak kullanmak istiyoruz. Su ürünleri yetiştiriciliği atık suyunda yosun yetiştiriyoruz” diyen Huang, biyolojik atık su arıtma yöntemi olarak besin maddelerinin mikrobiyal kullanımına odaklanan bir çalışmaya öncülük etti.

Huang’ın çalışmasında ortaya çıktı Mayıs 2024 sayısı Biyokaynak Teknolojisi. Halis ŞimşekYardımcı Doçent Dr. Ziraat ve Biyoloji Mühendisliğidiğer üç çalışmaya öncülük etti. A yayınlanacak 1 Haziran Çevresel çalışmalar ve diğerleri yayınlandı 15 Mart 2024Ve 15 Ağustos 2023Çevre kirliliği sorunu.

Araştırmaya Mısır, Hindistan ve Türkiye’deki bir düzine Purdue bilim insanı ve kurumu katkıda bulundu. Dört çalışmanın tamamı 10 milyon dolarlık hibe ile finanse edildi ABD Tarım Bakanlığı Ulusal Gıda ve Tarım Enstitüsü Büyümeyi hedefliyoruz Ortabatı Deniz Ürünleri Üretimi ve Tüketimi.

Bioresource Technology’de Huang ve ortak yazarları, karides için yeniden sirkülasyonlu bir su ürünleri yetiştiriciliği sisteminden gelen atık suyun mikrobiyal bazlı arıtılmasına ilişkin yaşam döngüsü değerlendirmesinin (LCA) sonuçlarını sunuyorlar. LCA, Fowler, Indiana’daki ticari bir çiftlik için yem üretiminden atık su arıtımına kadar karides üretim sürecinin çevresel etkisini analiz etti.

Huang, “Bu makalenin sonuçları deneysel ölçekte konseptin kanıtını sağlıyor” dedi.

USDA projeleri, sıfır atıklı su ürünleri yetiştiriciliği (kontrollü koşullar altında suda yaşayan hayvanların yetiştirilmesi) ve akuaponik (su ürünleri yetiştiriciliğinin besin açısından zengin suda bitki yetiştiriciliği ile birleştirilmesi) sistemlerini geliştirmeyi amaçlamaktadır. Huang, “Mikroalg kullanarak atık sudaki besin maddelerini tamamen geri kazanmak istiyoruz” dedi.

Amaç, sıfır atıklı gıda üretiminin teknik olarak mümkün ve çevresel açıdan sürdürülebilir olmasını sağlamaktır. İkincisi, büyük bir çevresel ayak izi yaratmayı önleyen bir üretim sistemi gerektirir.

Huang, “Mikroalglerin atık su arıtımını gerçekleştirmek için hala bir miktar enerji girdisine ihtiyaç duyması nedeniyle bir ödünleşme var” dedi. “LCA, alg atıksu arıtımı için besin geri kazanımı ile ek enerji girişi arasındaki dengeyi değerlendirdi.”

Huang’ın ekibi, mikroalg atıksu arıtma işleminin çevresel açıdan uygun olduğunu buldu. Ayrıca ekip, enerji gereksinimlerine rağmen mikroalg arıtımının geleneksel aktif çamur atıksu arıtma yöntemlerinden daha iyi performans gösterdiğini buldu.

Huang, “Mikroalglerin atık su arıtma yöntemi olarak kullanılması, su ürünleri yetiştiriciliğinin çevresel performansını gerçekten artırabilir” dedi.

Şimşek ekibinin üç çalışması da Purdue’de gerçekleştirildi. Su Ürünleri Araştırma Laboratuvarı. Bu iki çalışmada bilim insanları, aynı dört alg ve iki bakteri türüyle arıtılan bireysel tilapia ve karides atık sularını analiz etti.

Şimşek, “Atık sularda her zaman bakteri vardır” dedi. “Atık suda zaten mevcut olan kirletici maddeleri gidermek için doğal bakteriler kullanıyoruz.”

Araştırma ekibi deney sırasında atık sudaki nitrat, nitrit, amonyum ve diğer parametreleri ölçtü. Buna, çevreye zararlı atıkların boşaltılmasının bir ölçüsü olan kimyasal oksijen talebi de dahildir.

Şimşek, “Bu parametrelerin tümü, alg ve bakterilerin bir arada kullanılmasıyla atık sudan uzaklaştırılabilir.” dedi. Algler ve bakteriler araştırma için seçilen en yaygın doğal türlerdir. “Her atık su farklıdır” diye belirtti, bu da farklı endüstriyel sektörlerin farklı atık sular ürettiği ve dolayısıyla farklı arıtma yöntemleri gerektirebileceği anlamına geliyor.

15 Mart Çevre kirliliği çalışmasının sonuçları, büyük ölçekli tilapia atık suyunun arıtılmasında mikroorganizmaların ve yerli bakterilerin birlikte kullanılma potansiyelini ortaya koydu.

2023 yılında yapılan bir çalışmada Şimşek ve ortak yazarları, karides atık suyunun elektrokoagülasyon (EC) ve elektrooksidasyon (EO) arıtmalarını hem ayrı ayrı hem de birlikte değerlendirdiler. Tarımsal ve diğer atık su türlerinin arıtılmasında yaygın olarak kullanılan yöntemler olan EC ve EO, kimyasal reaksiyonları yönlendirmek için elektrik kullanarak kirleticileri giderir.

Araştırmacılar ayrıca elektrokimyasal süreçleri etkileyen optimal faktörleri belirlemek için sıklıkla kullanılan bir modelleme yaklaşımını da uyguladılar.

Şimşek ve ortak yazarları, “Çalışmanın sonuçları, EC ve EO proseslerinin su ürünleri yetiştiriciliği atık suyunun arıtılmasında potansiyel olarak faydalı olduğunu gösteriyor” diye yazdı. Toksik çevresel etkileri azaltmak için tedavi olarak EC ve EO’nun daha büyük ölçekli test edilmesini önerdiler.

“Diğer arıtma yöntemleriyle birleştirilmiş ileri arıtma yöntemleri, dünya çapında çok çeşitli atık suların arıtılmasında etkili olabilir ve bu da sıfır atık politikalarının geliştirilmesini destekleyebilir” diye yazdılar.

Huang ve Şimşek, aralarında Prof’ların da bulunduğu dört makaleyle katkıda bulundular Paul Brown ve doktora sonrası araştırma görevlisi Aya Hüseyinher ikisinde de Ormanlar ve doğal kaynaklar.

Purdue Üniversitesi Hakkında

Purdue Üniversitesi, geniş ölçekte mükemmellik sergileyen bir kamu araştırma kurumudur. Amerika Birleşik Devletleri’ndeki en iyi 10 devlet üniversitesi ve en iyi dört kolejden ikisi arasında yer alan Purdue, bilgiyi rakipsiz bir kalite ve ölçekte keşfeder ve yayar. Yaklaşık 50.000’i West Lafayette kampüsünde olmak üzere, Purdue’de çeşitli yöntem ve yerlerde 105.000’den fazla öğrenci eğitim görmektedir. Uygun fiyat ve erişilebilirliğe önem veren Purdue’nin ana kampüsü, öğrenim ücretlerini art arda 13 yıl boyunca dondurdu. Purdue’nin bir sonraki dev adım olan Indianapolis’teki ilk devasa şehir kampüsü, yeni Mitchell E. Daniels, Jr. İşletme Fakültesi ve Purdue Computes — şu adreste: