Soğuk plazmanın içme sularında Escherichia coli üzerine etkisinin araştırılması / Investigation of the effect of cold plasm on Escherichia coli in drinking water

Abstract

Su kaynakları üzerindeki talep gün geçtikçe artmakta ve konuma göre bu kaynakların arzu edilen miktar ve kalitede olmadığı bilinmektedir. Mevcut su kaynaklarının ekonomik, çevresel ve sosyal faydalar için en verimli şekilde kullanılması gerekmektedir. Ayrıca kullanılan suların arıtım işleminden sonra steril edilmesi zorunluluğu ortaya çıkmıştır. Çalışmamızda, Escherichia coli (ATCC25922) bakterisi inoküle edilmiş doğal kaynak suyunun soğuk plazma yöntemi kullanılarak steril edilmesi hedeflenmiştir. Bu amaçla elektrik gaz boşalmalarının özel bir türü olan dielektrik bariyer boşalması yönteminin doğal kaynak suyuna uygulanmasını sağlayacak bir reaktör tasarlanarak deneysel işlemler gerçekleştirilmiştir. Bu kapsamda yapılan deneysel uygulamalarda, kullanılan plazma yönteminin Escherihia coli bakterisinin üremesi üzerindeki etkisinin incelenmesi işlemlerinde uygulama süresi, uygulama gerilimi ve uygulama frekansı parametrelerinin uygun koşullarda ve bağımsız olarak değiştirilerek optimal rejimlerin belirlenmesi sağlanmıştır. Optimum uygulama frekansı etkinliğinin belirlenmesi amacıyla 5 kV uygulama gerilimi altında ve 5 dakika süre ile, 50 Hz, 100 Hz, 200 Hz, 350 Hz ve 500 Hz uygulama frekansları çalışılmıştır. Optimum uygulama gerilimi etkinliğinin belirlenmesi amacıyla 500 Hz. uygulama frekansı altında ve 5 dakika süre ile, 0,5 kV, 1kV, 3 kV, 4 kV ve 5 kV uygulama gerilimleri çalışılmıştır. Optimum uygulama süresi etkinliğinin belirlenmesi amacıyla 5 kV uygulama gerilimi altında ve 500 Hz uygulama frekansı ile, 30 sn, 1 dakika, 2 dakika, 3 dakika ve 5 dakika uygulama süreleri çalışılmıştır. Deneysel çalışmaların her uygulama aşamasından sonra alınan numuneler uygun ortam koşullarında üreme işlemi için 24 saat süreyle bekletilerek bakteri kolonilerinin sayımı yapılmıştır. Alınan sonuçlara göre, kullanılan yöntemdeki en uygun uygulama parametreleri olarak; uygulama geriliminin 5 kV, uygulama frekansının 500 Hz ve uygulama süresinin ise 3 dakika olduğu tespit edilmiştir. Sonuç olarak soğuk plazmanın içme sularının sterilizasyonu işleminde önemli bir etkiye sahip olduğu gözlenmiştir. Demand on water resources is increasing day by day, and it is known that the amount and quality of the resources are not at the desired level. The sterilization of water after purification and efficient use of water sources for economical, environmental and social interests has become compulsory. The purpose of the present thesis is to sterilize the Escherichia coli (ATCC25922) contaminated water by using cold plasma system. The experimental processes were conducted by designing a reactor that make it possible to use the method of dielectrically barrier discharge, which is a special type of electrical gas evacuation on natural source water. In the experiments, the effect of plasma method on the reproduction of Escherihia coli bacteria, process duration, process voltage, process parameters were changed independently in suitable conditions and optimal regimes were provided. To determine optimal frequency, 50 Hz, 100 Hz, 200 Hz, 350 Hz and 500 Hz were applied under the voltage of 5kV through 5 minutes. Again, with a purpose of discovering the optimal voltage, the voltages of 0,5 kV, 1kV, 3 kV, 4 kV and 5 kV were applied under the frequency of 500 Hz. through 5 minutes. The process durations of 30 seconds, 1 minute, 2 minutes, 3 minutes and 5 minutes were applied under 5 kV and 500 Hz. Each sample obtained after applying every experimental process was kept for 24 hours in suitable conditions for reproduction, and bacteria colonies were counted. According to the findings, the optimal parameters are applying the voltage of 5 kV, 500 Hz. through 3 minutes. Consequently, it was observed that cold plasma has a significant effect on the sterilization of drinking water.