Dünyamızın Esrarengiz İşçileri
Mikroorganizmalar sularda ve fabrikaların sıvı artıklarında bulunarak besin maddelerinin pislenmesine yol açarlar. Ama aynı zamanda katı veya sularda erimiş halde bulunan organik artık maddelerin ortadan kalkmasını da sağlarlar. Mikropların tesiriyle artıkların parçalanmaya uğraması sanayi mikrobiyolojisinin dünya üzerinde gerçekleştirdiği en mühim işlerden biri olacaktır.
Kullanılmış suların arıtılması sadece sağlık bakımından değil su tasarrufu bakımından da büyük ehemmiyet arzeder.
Biyolojik arıtmanın birinci devresinde elde edilen artıklar sindirici bir makineye konularak mayalanmaya bırakılır ve neticede de metan gazı elde edilir. Bu gaz şehir hava gazına karıştırılarak yüksek bir yanma gücü elde edilmiş olur. Sindirilmiş artıklarda birçok besleyici madde vardır.
Bugün kullanılmış sularda tek hücreli çeşitli yosunların yetiştirilmesi konusunda birçok ülkede mühim çalışmalar yapılmaktadır. Meselâ Japonya'daki bir fabrikada yosunlar kullanılmış suların karbon gazını almakta ve böylece temiz su istihsali sağlanmaktadır. İlk denemelerin yapıldığı bu fabrikada günde 27 kilo yosun ve 908.781 kilo arıtılmış su üretilmektedir. Bu yosunlar yoğunlaştırılarak hayvan yemine katılmaktadır. Ayrıca Prag Mikrobiyoloji Enstitüsüne bağlı bir araştırma merkezinde de buna benzer denemeler yapılmaktadır.
Kullanılmış suların arıtılması yoluyla elde edilen katı artıklar ve ev çöpleri hususi bu iş için kurulmuş fabrikalarda mayalandırılabilir ve böylece organik maddeler bakımından zengin gübre mayaları elde edilebilir.
Avrupa ülkelerinde ev çöplerinin miktarı adam başına ve günlük olarak 650 ila 1000 gram arasında değişir. Brezilya'da tropikal bölgede şehir kesimlerinde adam başına ve günlük olarak 600 gram; Fas'ta Rabat'ta ise 500 gram olarak tesbit edilmiştir. Tropikaltı ve tropik bölgelerinde kasaba ve köylerde ise küçümsenmeyecek ölçüde azalma görülür. Buralarda adam başına günlük ortalama 250 gramdır.
Taze çöplerin bir gramında milyonlarca tek hücreli canlı bulunur. Bunların ameliyelerden geçirilmesi çeşitli zamanlarda olur. Sonunda hastalık yapan mikroplar ve parazitler ölür; elde edilen gübre mayası da antibiyotik maddeler ve toprak mikroplarının düşmanı olmayan tek hücreli organizmalar kalır. Çöplerin bu ameliyeden geçirilmesinde 40 kg. maya elde etmek için 100 kg. çöp kullanmak gerekir.
Gübre mayası kullanımının dozları değişiktir. Hektar başına 20 ila 40 ton arasında. Şerbet toprağın fizik özellikleri üzerinde ödemli bir tesir yapar. Kumlu topraklara döküldüğü zaman bu toprakların suyu ve gübreyi tutabilme kabiliyetini güçlendirir ve böylece verimi artırır. (Meselâ narenciye söz konusu olduğu zaman % 15 ile % 20 arasında bir artış sağlanır) Hatta yoğun toprakların su geçirebilirliliğini sağlar ve yağmur mevsiminde çamura dönüşmesine mani olur. Bayırlarda ise önemli ölçüde erozyonların önüne geçer.
100.000 ile 150.000 kişilik şehirden günde 50 ile 100 ton arasında çöp çıkar. Bu günde 17 ile 25 ton arasında gübre mayası demektir. 200 ile 300 hektar arasında bir toprak için bu miktar gübre mayası yeterlidir.
Bu gün bakır nikel krom kalay ve molibden bakımından zengin maden filizlerinin pek güç bulunduğu bilinmektedir. Zengin olmayan filizleri yoğunluk bakamından zengin veya orta derecedeki filizlerle tatbik edilen madencilik işlerinde arıtmak pahalıya mal olmaktadır. Ama suda veya sülfirik asitte erimiş bu madenleri çıkarmak için mikropları kullanma imkânı da vardır.
On - onbeş yıl önce Rio Tinto'da Thiobacillus ferroxidans'a benzeyen bir bakteri elde edildi. Bu bakteri nevi daha önce Pensilvanya kömür ocaklarında yapılan araştırmalar sırasında bulunmuştu. Bakteri kömürdeki pritin yıkanması için kullanılan sulardan elde edilmiştir. Artık suların yüksek asitli olması çevredeki bitkilerin kurumasına sebep olmuş ve bu alâka çekici hadise yıkanma olayının keyfiyeti üzerinde araştırmalar yapılmasına yol açmıştı. Daha sonra Birleşik Devletlerde Bingham'da bakır yüklü sulardan buna benzer başka bir mikrop elde edildi. Laboratuvarlarda yapılan çalışmalar en az sekiz madeni içine alan kükürtlü suların bu mikropların tesirinde kaldığını gösterdi.
Bu mikrobiyolojik yıkamanın ehemmiyeti mevzuunda fikir vermek için Birleşik Devletler'de 1965'de bakır madenlerinde 370 milyon ton cüruf elde edildiğini ve mikroorganizmaların faaliyeti neticesinde bu cüruftan elde edilen bakırın A.B.D.'nin 1966’daki bakır üretiminin % 10'unu sağladığını söylemek kâfidir.
Bu yolla elde edilen bakırın tonunun 1000 dolara mal olduğu da bilinmektedir. Oysa dünya piyasasında bu rakam 14.000 dolar kadardır. Demek ki 1 milyon ton cürufta % 03 oranında bulunan bakırın % 50 si elde edilebilirse 600.000 dolarlık bir kazanç sağlanacaktır. Şimdilik mikrobiyolojik yıkama ekonomik bakımdan verimli görünmektedir. Meksika SSCB ve Birleşik Devletler gibi on ülke bu usulü kullanmaktadır.
''Tkioba siller" ve ''Ferrobakteriler'' brannit gibi bazı maden filizlerinden uranyum çıkarılmasında da kullanılabilir. Uranyum uranil sülfat olarak çözülmüş durumuna geçer ve çeşitli şekillerde bu çözülmüş şeyden uranyum elde edilir.
1985'te uranyum ihtiyacının iki katına çıkacağı ve bundan dolayı biyolojik yıkama ile maden çıkarma yolunun çok faydalı olacağı tahmin edilmektedir.
Kanada'da "Stanrock" ocaklarından bu yolla ayda 7500 kilo uranyum elde edilmektedir. Madenciler mikropların tesirli olduğu ocak duvarlarını ıslatmakta elde edilen çözülmüş şeyler toprak yüzüne aktarılmakta ve bundan uranyum çıkarılmaktadır. Böylece pek değerli olmayan tonlarca maden filizinin taşınması gereği de ortadan kalkmaktadır.
İsveç'te içinde pek az uranyum bulunan geniş şist yatakları vardır. Bakterilerin dolaylı tesiri sayesinde bu uranyum yoğun hale getirilebilmektedir. (Uranyum tonunun 30.000 dolar olduğu göz önüne alınacak olursa masrafların pek yüksek sayılamayacağı kolaylıkla anlaşılır.)
Batı Afrika'daki yataklardan altın çıkarılması konusunda da dış beslenen bakterilerden faydalanılmaktadır. Butonolda eriyen ve bu bakteri tarafından oluşturulan organik bileşimde büyük ölçüde altın bulunmaktadır.
İrkutsk'da Değerli Madenler Enstitüsünde çalışan Rus araştırmacıları altının erimesi ve çökmesiyle alâkalı biometalürjik usulleri incelemektedirler. Bu araştırmacılar filizdeki altının % 30'unun yirmi saat içinde çıkarıldığını ve çözülmüş hale getirildiğini açıklamışlardır.
Manganez çıkarılmasında kullanılan filizler umumiyetle manganit ve pirolüzit gibi oksitlerdir. İkinci durumda oksitlenme Ferrobakteriler olarak bilinen Leptothriks ve Godionella çeşitleri tarafından gerçekleştirilir.
Bazı madenlerin çıkarılması için mikroorganizmaların kullanılmasının çeşitli avantajları da vardır. Enerjiye hemen hiç ya da pek az gerek duyulması az yatırım kullanılan âletlerin ucuz olması. Ama bu hayli zaman isteyen bir iştir. Bu yeni metodun verimli olabilmesi için eskiden beri kullanılan usûllerle birlikte veya onların ardından kullanılması şarttır. Ayrıca Mikrobiyolojinin bu tatbîkî yönünden jeoloji maden kimyası biyokimya mikrobiyoloji ve maden sanayi gibi dallarda ortaklaşa çalışmayı gerekli kıldığını da belirtmeliyiz.
İlim ve teknik gelişmelerin varabileceği oldukça üst seviyeye yaklaştığı günümüzde her yeni keşif; bize kâinatda yer alan madde ve canlı her şeyin yaratılmasında insanı hedef alan bir gâyenin gözetildiğini gözle görülmeyen en küçük bir canlının dahi -benzetecek olursak- insanın idare ettiği bir orkestrada yerinin ve vazifesinin çok mühim olduğunu ve herşeyin önceden hazırlanmış bir program ve plânın düblörleri bulunduklarını bize göstermektedir.
Mikroorganizmalar sularda ve fabrikaların sıvı artıklarında bulunarak besin maddelerinin pislenmesine yol açarlar. Ama aynı zamanda katı veya sularda erimiş halde bulunan organik artık maddelerin ortadan kalkmasını da sağlarlar. Mikropların tesiriyle artıkların parçalanmaya uğraması sanayi mikrobiyolojisinin dünya üzerinde gerçekleştirdiği en mühim işlerden biri olacaktır.
Kullanılmış suların arıtılması sadece sağlık bakımından değil su tasarrufu bakımından da büyük ehemmiyet arzeder.
Biyolojik arıtmanın birinci devresinde elde edilen artıklar sindirici bir makineye konularak mayalanmaya bırakılır ve neticede de metan gazı elde edilir. Bu gaz şehir hava gazına karıştırılarak yüksek bir yanma gücü elde edilmiş olur. Sindirilmiş artıklarda birçok besleyici madde vardır.
Bugün kullanılmış sularda tek hücreli çeşitli yosunların yetiştirilmesi konusunda birçok ülkede mühim çalışmalar yapılmaktadır. Meselâ Japonya'daki bir fabrikada yosunlar kullanılmış suların karbon gazını almakta ve böylece temiz su istihsali sağlanmaktadır. İlk denemelerin yapıldığı bu fabrikada günde 27 kilo yosun ve 908.781 kilo arıtılmış su üretilmektedir. Bu yosunlar yoğunlaştırılarak hayvan yemine katılmaktadır. Ayrıca Prag Mikrobiyoloji Enstitüsüne bağlı bir araştırma merkezinde de buna benzer denemeler yapılmaktadır.
Kullanılmış suların arıtılması yoluyla elde edilen katı artıklar ve ev çöpleri hususi bu iş için kurulmuş fabrikalarda mayalandırılabilir ve böylece organik maddeler bakımından zengin gübre mayaları elde edilebilir.
Avrupa ülkelerinde ev çöplerinin miktarı adam başına ve günlük olarak 650 ila 1000 gram arasında değişir. Brezilya'da tropikal bölgede şehir kesimlerinde adam başına ve günlük olarak 600 gram; Fas'ta Rabat'ta ise 500 gram olarak tesbit edilmiştir. Tropikaltı ve tropik bölgelerinde kasaba ve köylerde ise küçümsenmeyecek ölçüde azalma görülür. Buralarda adam başına günlük ortalama 250 gramdır.
Taze çöplerin bir gramında milyonlarca tek hücreli canlı bulunur. Bunların ameliyelerden geçirilmesi çeşitli zamanlarda olur. Sonunda hastalık yapan mikroplar ve parazitler ölür; elde edilen gübre mayası da antibiyotik maddeler ve toprak mikroplarının düşmanı olmayan tek hücreli organizmalar kalır. Çöplerin bu ameliyeden geçirilmesinde 40 kg. maya elde etmek için 100 kg. çöp kullanmak gerekir.
Gübre mayası kullanımının dozları değişiktir. Hektar başına 20 ila 40 ton arasında. Şerbet toprağın fizik özellikleri üzerinde ödemli bir tesir yapar. Kumlu topraklara döküldüğü zaman bu toprakların suyu ve gübreyi tutabilme kabiliyetini güçlendirir ve böylece verimi artırır. (Meselâ narenciye söz konusu olduğu zaman % 15 ile % 20 arasında bir artış sağlanır) Hatta yoğun toprakların su geçirebilirliliğini sağlar ve yağmur mevsiminde çamura dönüşmesine mani olur. Bayırlarda ise önemli ölçüde erozyonların önüne geçer.
100.000 ile 150.000 kişilik şehirden günde 50 ile 100 ton arasında çöp çıkar. Bu günde 17 ile 25 ton arasında gübre mayası demektir. 200 ile 300 hektar arasında bir toprak için bu miktar gübre mayası yeterlidir.
Bu gün bakır nikel krom kalay ve molibden bakımından zengin maden filizlerinin pek güç bulunduğu bilinmektedir. Zengin olmayan filizleri yoğunluk bakamından zengin veya orta derecedeki filizlerle tatbik edilen madencilik işlerinde arıtmak pahalıya mal olmaktadır. Ama suda veya sülfirik asitte erimiş bu madenleri çıkarmak için mikropları kullanma imkânı da vardır.
On - onbeş yıl önce Rio Tinto'da Thiobacillus ferroxidans'a benzeyen bir bakteri elde edildi. Bu bakteri nevi daha önce Pensilvanya kömür ocaklarında yapılan araştırmalar sırasında bulunmuştu. Bakteri kömürdeki pritin yıkanması için kullanılan sulardan elde edilmiştir. Artık suların yüksek asitli olması çevredeki bitkilerin kurumasına sebep olmuş ve bu alâka çekici hadise yıkanma olayının keyfiyeti üzerinde araştırmalar yapılmasına yol açmıştı. Daha sonra Birleşik Devletlerde Bingham'da bakır yüklü sulardan buna benzer başka bir mikrop elde edildi. Laboratuvarlarda yapılan çalışmalar en az sekiz madeni içine alan kükürtlü suların bu mikropların tesirinde kaldığını gösterdi.
Bu mikrobiyolojik yıkamanın ehemmiyeti mevzuunda fikir vermek için Birleşik Devletler'de 1965'de bakır madenlerinde 370 milyon ton cüruf elde edildiğini ve mikroorganizmaların faaliyeti neticesinde bu cüruftan elde edilen bakırın A.B.D.'nin 1966’daki bakır üretiminin % 10'unu sağladığını söylemek kâfidir.
Bu yolla elde edilen bakırın tonunun 1000 dolara mal olduğu da bilinmektedir. Oysa dünya piyasasında bu rakam 14.000 dolar kadardır. Demek ki 1 milyon ton cürufta % 03 oranında bulunan bakırın % 50 si elde edilebilirse 600.000 dolarlık bir kazanç sağlanacaktır. Şimdilik mikrobiyolojik yıkama ekonomik bakımdan verimli görünmektedir. Meksika SSCB ve Birleşik Devletler gibi on ülke bu usulü kullanmaktadır.
''Tkioba siller" ve ''Ferrobakteriler'' brannit gibi bazı maden filizlerinden uranyum çıkarılmasında da kullanılabilir. Uranyum uranil sülfat olarak çözülmüş durumuna geçer ve çeşitli şekillerde bu çözülmüş şeyden uranyum elde edilir.
1985'te uranyum ihtiyacının iki katına çıkacağı ve bundan dolayı biyolojik yıkama ile maden çıkarma yolunun çok faydalı olacağı tahmin edilmektedir.
Kanada'da "Stanrock" ocaklarından bu yolla ayda 7500 kilo uranyum elde edilmektedir. Madenciler mikropların tesirli olduğu ocak duvarlarını ıslatmakta elde edilen çözülmüş şeyler toprak yüzüne aktarılmakta ve bundan uranyum çıkarılmaktadır. Böylece pek değerli olmayan tonlarca maden filizinin taşınması gereği de ortadan kalkmaktadır.
İsveç'te içinde pek az uranyum bulunan geniş şist yatakları vardır. Bakterilerin dolaylı tesiri sayesinde bu uranyum yoğun hale getirilebilmektedir. (Uranyum tonunun 30.000 dolar olduğu göz önüne alınacak olursa masrafların pek yüksek sayılamayacağı kolaylıkla anlaşılır.)
Batı Afrika'daki yataklardan altın çıkarılması konusunda da dış beslenen bakterilerden faydalanılmaktadır. Butonolda eriyen ve bu bakteri tarafından oluşturulan organik bileşimde büyük ölçüde altın bulunmaktadır.
İrkutsk'da Değerli Madenler Enstitüsünde çalışan Rus araştırmacıları altının erimesi ve çökmesiyle alâkalı biometalürjik usulleri incelemektedirler. Bu araştırmacılar filizdeki altının % 30'unun yirmi saat içinde çıkarıldığını ve çözülmüş hale getirildiğini açıklamışlardır.
Manganez çıkarılmasında kullanılan filizler umumiyetle manganit ve pirolüzit gibi oksitlerdir. İkinci durumda oksitlenme Ferrobakteriler olarak bilinen Leptothriks ve Godionella çeşitleri tarafından gerçekleştirilir.
Bazı madenlerin çıkarılması için mikroorganizmaların kullanılmasının çeşitli avantajları da vardır. Enerjiye hemen hiç ya da pek az gerek duyulması az yatırım kullanılan âletlerin ucuz olması. Ama bu hayli zaman isteyen bir iştir. Bu yeni metodun verimli olabilmesi için eskiden beri kullanılan usûllerle birlikte veya onların ardından kullanılması şarttır. Ayrıca Mikrobiyolojinin bu tatbîkî yönünden jeoloji maden kimyası biyokimya mikrobiyoloji ve maden sanayi gibi dallarda ortaklaşa çalışmayı gerekli kıldığını da belirtmeliyiz.
İlim ve teknik gelişmelerin varabileceği oldukça üst seviyeye yaklaştığı günümüzde her yeni keşif; bize kâinatda yer alan madde ve canlı her şeyin yaratılmasında insanı hedef alan bir gâyenin gözetildiğini gözle görülmeyen en küçük bir canlının dahi -benzetecek olursak- insanın idare ettiği bir orkestrada yerinin ve vazifesinin çok mühim olduğunu ve herşeyin önceden hazırlanmış bir program ve plânın düblörleri bulunduklarını bize göstermektedir.
