İÇİNDEKİLER

TEZ ÖZETLERİ

1- Fizik Anabilim Dalı..........................................................................................................22- Biyoloji Anabilim Dalı...................................................................................................103- Matematik Anabilim Dalı...............................................................................................134- Moleküler Biyoloji ve Genetik Anabilim Dalı...............................................................155- Orman Mühendisliği Anabilim Dalı...............................................................................246- Orman Endüstri Mühendisliği Anabilim Dalı.................................................................377- Peyzaj Mimarlığı Anabilim Dalı.....................................................................................458- Kimya Anabilim Dalı......................................................................................................489- Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı...............................................................................6210- Jeofizik Mühendisliği Anabilim Dalı..............................................................................6611- Makine Mühendisliği Anabilim Dalı..............................................................................7012- Endüstri Mühendisliği Anabilim Dalı.............................................................................7313- Bilgisayar Bilimleri Mühendisliği Anabilim Dalı..........................................................7514- Çevre Mühendisliği Anabilim Dalı.................................................................................8115- Elektrik-Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı...........................................................8816- İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı.................................................................................9117- Maden Mühendisliği Anabilim Dalı...............................................................................9318- Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Anabilim Dalı.......................................................9419- Su Ürünleri Temel Bilimleri Anabilim Dalı...................................................................9620- Su Ürünleri Avlama ve İşleme Teknolojisi Anabilim Dalı..........................................10821- Enformatik …………………………………………………………………………...110

1

1. FİZİK ANABİLİM DALI

TAVUKOĞLU Zeynep

Danışman : Prof. Dr. Sehban KARTALII. Danışman : Doç. Dr. Kazem AZİZİAnabilim Dalı : FizikProgramı : Yüksek Enerji ve Plazma FiziğiMezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Sehban KARTAL

Prof. Dr. İ. Melih BOSTAN Prof. Dr. Ömer OĞUZ Doç. Dr. Güray ERKOL Doç. Dr. Olcay BÖLÜKBAŞI YALÇINKAYA

Evrensel Ekstra Boyut Ve Diğer Bazı Yeni Fizik Senaryolarında Hadronik Fcnc Geçişlerinin Araştırılması

Standart Model; şimdiye kadar elde edilen deneysel veriler ve teorik tahminler arasında en çarpıcı uyumu göstermesi nedeniyle, son derece başarılı bir teori olarak kabul edilmektedir. 2012 yılında, LHC deneyinde Higgs bozonunun keşfedilmiş olması ile birlikte bu modelin tamamlandığı düşünülmektedir. Söz konusu teorinin var olan pek çok probleme açıklık getirmiş olmasının yanında, maddenin kökeni, ayar ve fermiyon kütle hiyerarşisi, madde-antimadde asimetrisi, birleşme gibi cevap veremediği bazı önemli kavramsal eksiklikleri de vardır. Bu eksiklikleri çözebilmek için, TeV skalasının üzerinde var olan enerjilerde bir çok Yeni Fizik senaryosu önerilmiştir. Standart Model'in, daha temel teorilerin düşük enerjili durumlarında ortaya çıktığına inanılmaktadır.

Bu tezde temel amaç, bir veya iki boyutta Evrensel Ekstra Boyutlu modelleri, farklı Süpersimetrik modeller (SUSY I, SUSY II, SUSY III ve SUSY SO(10)) ve Toprenk- Destekli Teknirenk senaryosu gibi bazı Yeni Fizik modelleri kullanılarak ( ) ve gibi bazı baryonik FCNC geçişlerini analiz etmektir. FCNC geçişleri, yalnızca Standart Model'in bir çok parametresinin belirlenmesi için değil, bunun yanında Yeni Fizik senaryolarının öngördüğü yeni parçacıklara hassas olduklarından dolayı da önemlidir. Yukarıda bahsedilen kanallar, Standart Model'de de incelenmektedir. Yeni Fizik modellerinden elde edilen sonuçlar Standart Model öngörüleri ile karşılaştırılmaktadır.

İlk olarak, Standart Model ve tek bir kompakt boyutun varlığında Evrensel Ekstra Boyut modelinde, baryonik FCNC geçişi, tam teoride ışık koni QCD Toplam Kuralları ile hesaplanmış yapı faktörleri kullanılarak analiz edilmektedir. Göz önüne alınan bozunum kanalında dallanma oranı, lepton ileri-geri yön asimetrisi, baryon polarizasyon ve çift lepton polarizasyon asimetrileri gibi değişik fiziksel nicelikler hesaplanmakta ve Evrensel Ekstra Boyut modelinden gelen sonuçlar Standart Model'in tahminleri ile karşılaştırılmaktadır. Ayrıca, CDF deneyi tarafından sağlanan baryonik bozunum kanalında alınan deneysel veriler ile teorik sonuçların karşılaştırılması aracılığıyla ekstra boyutun kompaktifikasyon skalası (1/R) üzerine bir alt limit elde edilmektedir.

Tezin bir sonraki bölümünde, Standart Model'in yanı sıra bir veya iki kompakt Evrensel Ekstra Boyut içeren modellerde ışınımsal geçişi araştırılmaktadır. Düşük enerjili matris elemanlarına konulan, ışık koni QCD kurallarıyla hesaplanmış yapı faktörleri kullanılarak bu bozunum kanalının toplam bozunum genişliği ve dallanma oranı hesaplanmaktadır. Dikkate alınan fiziksel nicelikler üzerinde Standart Model'in tahminleri ile Ekstra Boyut modellerinin sonuçları karşılaştırılmaktadır. Kompaktifikasyon faktörünün farklı değerlerinde, Standart Model öngörülerinden sonuçların sapmaları araştırılmaktadır.

2

Diğer çalışma, Standart Model'in yanında farklı Süpersimetrik modellerde yarıleptonik bozunum kanalının incelenmesidir. Özellikle, yapı faktörleri bağlamında düşük enerjili etkin Hamiltonyen'e konulan matris elemanlarının parametrizasyonu göz önüne alınarak, Süpersimetrik modellerde bu geçişten sorumlu geçiş genliği ve diferansiyel bozunum oranı hesaplanmaktadır. Işık koni QCD toplam kuralları ile hesaplanmış yapı faktörleri, SUSY I, SUSY II, SUSY III ve SUSY SO(10) gibi farklı Süpersimetrik modellerde diferansiyel dallanma oranı ve lepton ileri-geri asimetrisini analiz etmek için yine kullanılmaktadır. Elde edilen sonuçlar Standart Model'in öngörüleri ile karşılaştırılmaktadır. Ayrıca, farklı Süpersimetrik Modeller için hesaplanan sonuçların Standart Model'in öngörülerinden nasıl sapma gösterdiği tartışılmaktadır.

Son olarak, Standart Model'in yanı sıra Toprenk-Destekli Teknirenk senaryosunda, FCNC geçişinin karşılaştırılmalı analizi yapılmaktadır. Bu bozunum kanalı ile ilgili bozunum genişliği, dallanma oranı ve lepton ileri-geri asimetrisi göz önüne alınan modellerde hesaplanmaktadır. Aynı zamanda, Toprenk-Destekli Teknirenk modelin sonuçları Standart Model'in öngörüleri ile karşılaştırılmakta ve Standart Model'in tahminlerinden Toprenk-Destekli Teknirenk modelin sonuçlarının nasıl ayrıldığı tartışılmaktadır.

Tezde elde edilen çalışmaların öngörüleri ile gelecekte yapılabilecek deneysel bulguların göz önüne alınan bozunum kanalları üzerinde karşılaştırmalarını yapmak, Standart Model Ötesi'nde Yeni Fizik etkilerinin araştırılması esnasında bize yardım edebilecektir.

  Investıgatıon Of The Hadronıc Fcnc Transıtıons In Unıversal Extra Dımensıon And Some Other

New Physıcs Scenarıos

The standard model is recognized as a highly successful theory due to the fact that it has shown the most impressive harmony between the obtained experimental data and theoretical predictions until now. This model has considered to be complete with the discovery of the Higgs boson at the LHC in 2012. Although this theory has been clarified many questions, there are some important conceptual deficiencies such as origin of the matter, gauge and fermion mass hierarchy, matter-antimatter asymmetry, unification, etc. that this model can not answer. In order to solve these problems, many new physics scenarios have been proposed in energies beyond TeV scale. It is believed that the standard model is a low energy manifestations of those more fundamental theories. The main purpose of this thesis is to analyze some baryonic FCNC transitions like (

) and using some new physics models such as universal extra dimension with one or two extra dimensions, different supersymmetric models (SUSY I, SUSY II, SUSY III ve SUSY SO(10)) and topcolor-assisted technicolor scenario. The FCNC transitions are important not only for determination of many parameters of the standard model, but also because of their sensitivity to new particles predicted by new physics scenarios. The above mentioned channels are also investigated in standard model. The obtained results from new physics models are compared with the predictions of the standard model.

Firstly, using the form factors calculated via light cone QCD sum rules in full theory, the baryonic FCNC transition is analyzed both in standard model and universal extra dimension scenario

in the presence of a single extra compact dimension. Various physical quantities related to this decay channel like branching ratio, forward-backward asymmetry, baryon polarizations and double lepton polarization asymmetries have been calculated and the results obtained in universal extra dimension have been compared with those of the standard model. A lower limit on the compactification scale (1/R) of extra dimension has also been put via comparison of our theoretical results with the experimental data in the baryonic decay channel provided by CDF Collaboration. In the next part of the thesis, the radiative transition is investigated in the standard model as well as models with one or two compact universal extra dimensions. Using the form factors entered the low energy matrix elements, calculated via light cone QCD, the total decay width and branching ratio of this decay channel are calculated. The results of the extra dimensional models are compared with those of

3

the standard model on the considered physical quantities. It is looked for the deviations of the results from the standard model predictions at different values of the compactification factor. The next study is the investigation of the semileptonic decay channel in standard model as well as different supersymmetric models. Especially, considering the parametrization of the matrix elements entered the low energy effective Hamiltonian in terms of form factors, the amplitude and differential decay rate responsible for this transition are calculated in supersymmetric models. The form factors calculated via light cone QCD sum rules are again used to analyze the differential branching ratio and lepton forward-backward asymmetry in different supersymmetric models such as SUSY I, SUSY II, SUSY III ve SUSY SO(10). The obtained results are compared with those of the standard model. It is discussed how the results of different supersymmetric models deviate from the standard model predictions. Finally, the FCNC transition has been comparatively analyzed in the standard model as well as the topcolor-assisted technicolor scenario. The decay width, branching ratio and lepton forward-backward asymmetry related to this decay channel are calculated in those models. The results of the topcolor-assisted technicolor model have also been compared with those of the standard model and it is debated how the results of the topcolor-assisted technicolor model depart from the standard model predictions. Any comparision of the results obtained in this thesis with the future experimental data on the considered decay channels can help us in the course of search for new physics effects beyond the standard model.  

4

OLGUN Asiye Tuğba

Danışman : Prof. Dr. Sehban KARTALII. Danışman : Doç. Dr. Kazem AZİZİAnabilim Dalı : FizikProgramı : Yüksek Enerji ve Plazma FiziğiMezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Sehban KARTAL

Prof. Dr. Ali TUTAY Prof. Dr. Ömer OĞUZ

Doç. Dr. Hayriye SUNDU PAMUK Doç. Dr. Olcay BÖLÜKBAŞI YALÇINKAYA

Farklı Süpersimetrik Modeller Ve Diğer Bazı Yeni Fizik Yaklaşımlarında Hadronik Fcnc Geçişlerinin Fenomenolojisi

Parçacık Fiziği'nin uzun yıllardır başarılı bir teorisi olan Standart Model; hemen hemen bilinen tüm dataları açıklayabilen ve şimdiye kadar elde edilen deneysel verilerle mükemmel bir şekilde uyum gösteren bir teoridir. Son yıllarda, 1964 yılından beri Standart Model'in eksik bir unsuru olarak görülen Higgs bozonunun araştırılması ile ilgili önemli ilerlemeler kaydedilmiştir. 2012 yılında, CERN'deki ATLAS ve CMS deneyleri 5 ’lık bir istatistiksel güvenilirlik seviyesinde 126 GeV'lik bir kütle ile Higgs benzeri bir bozonun gözlemlendiğini ilan etmişlerdir ve bu bozonun bozunum özellikleri hakkında deneysel girişimler hala devam etmektedir. Standart Model parçacık hızlandırıcılarından yirmi yıla yakın bir süredir gelen dataların neredeyse tamamını başarılı bir şekilde açıklamasına rağmen, cevaplanamayan pek çok soru içermesinden dolayı doğanın nihai bir teorisi olarak kabul edilememektedir. Bu nedenle, Yeni Fizik adı altında bazı alternatif teoriler ileri sürülmüştür. Yeni Fizik modelleri ağırlıklı olarak TeV ölçeğinin ötesindeki enerjilerde önerilmiştir ve Standart Model'in bu teorilerin düşük bir enerji durumu olduğuna inanılmaktadır. Yeni Fizik etkilerini araştırmanın direkt ve dolaylı olarak iki yolu bulunmaktadır. Direkt araştırmada, Standart Model Ötesi parçacıklar direkt olarak çarpıştırıcılarda araştırılmakta, fakat dolaylı araştırmada ise yeni parçacıkların Çeşni Değiştiren Yüksüz Akım (FCNC) bazlı bozunum kanallarına etkileri incelenmektedir. Bu bağlamda, tezde, bazı FCNC bazlı kanallar farklı Süpersimetrik modeller, Bir veya İki Evrensel Ekstra Boyutlu modeller ve Toprenk-Destekli Teknirenk model gibi bazı Yeni Fizik senaryoları kullanılarak çalışılmakta, elde edilen sonuçlar Standart Model sonuçları ile karşılaştırılmaktadır.

Tezin en önemli kısmını meydana getiren ilk çalışmada, Standart ve farklı Süpersimetrik modellerde (SUSY I, SUSY II, SUSY III, SUSY SO(10)) yarıleptonik geçişi incelenmektedir. Özellikle, yapı faktörlerinin bağlamında düşük enerjili etkin Hamiltonyen'e girilen matris elemanlarının parametrizasyonu göz önüne alınarak, Süpersimetrik modellerde bu bozunum kanalını temsil eden genlik ve diferansiyel bozunum oranı hesaplanmaktadır. Bu bozunum kanalı ile ilgili diferansiyel dallanma oranını ve lepton ileri-geri asimetrisini farklı Süpersimetrik modellerde analiz edebilmek amacıyla tam teoride ışık koni QCD toplam kuralları yolu ile hesaplanmış yapı faktörleri kullanılmaktadır. Farklı Süpersimetrik modeller için elde edilen sonuçlar Standart Model sonuçları ile karşılaştırılmakta, ayrıca farklı Süpersimetrik modellerin sonuçlarının Standart Model tahminlerinden farklı olarak nasıl sapma gösterdikleri ve hangi Süpersimetri senaryolarının tercih edildiği tartışılmaktadır.

İkinci çalışma olarak; tekrar tam teoride ışık koni QCD toplam kuralları aracılığıyla hesaplanmış geçiş yapı faktörleri kullanılarak, Standart Model ve Bir veya İki Evrensel Ekstra Boyutlu modellerde nadir ışınımsal bozunumu karşılaştırmalı olarak analiz edilmektedir. Ekstra boyutlu modellerde bu bozunum kanalı ile ilişkili toplam bozunum genişliği ve dallanma oranı hesaplanmakta, elde edilen sonuçlar Standart Model sonuçları ile kıyaslanmaktadır. Ayrıca, ekstra boyutun kompaktifikasyon faktörü arttığında Evrensel Ekstra Boyutlu modellerin sonuçlarının Standart Model öngörülerine nasıl yaklaştıkları tartışılmaktadır.

5

Son olarak, tam teoride ışık koni QCD toplam kuralları aracılığıyla hesaplanmış yapı faktörleri kullanılarak Standart Model'in yanı sıra Toprenk-Destekli Teknirenk modelde Çeşni Değiştiren Yüksüz Akım süreci karşılaştırmalı olarak analiz edilmektedir. Özellikle, bu geçiş ile ilgili olarak bozunum genişliği, dallanma oranı ve lepton ileri-geri asimetrisi hesaplanmaktadır. Her iki modelin sonuçlarının gösterdikleri farklılıklar karşılaştırılarak Toprenk-Destekli Teknirenk modelin Standart Model öngörülerinden ayrı olarak nasıl bir sapma meydana getirdiği tartışılmaktadır. Ayrıca; CDF ve LHCb deneyleri tarafından sağlanan en son deneysel datalar ile dallanma oranı ve diferansiyel dallanma oranı üzerinde elde edilen sonuçlar mukayese edilmektedir.

Baryonik bölgede Çeşni Değiştiren Yüksüz Akım bazlı geçişler Standart Model için en hassas testi sağladıklarından ve Standart Model Ötesi Yeni Fizik etkilerine duyarlı olduklarından dolayı, bu tez çalışmasında göz önüne alınan bozunum kanalları yalnızca deneysel dataları analiz etmek konusunda yardımcı olmakla kalmayarak aynı zamanda kuantum kromodinamiğin tedirgemeli ve tedirgemesiz yönleri hakkında yararlı bilgiler elde edilmesini sağlayacaktır.

  Phenomenology Of The Hadronıc Fcnc Transıtıons In Dıfferent Supersymmetrıc Models And Some

Other New Physıcs Approaches

The standard model of particle physics has been a successful theory for many years. It has shown a perfect agreement with the experimental data so far and has explained almost all known data. In recent years, significant progresses have been made regarding the investigation of Higgs boson as a missing element of the standard model since 1964. In 2012, the ATLAS and CMS experiments at CERN reported their observations of a Higgs like boson with a mass of 126 GeV at a statistical significance of 5 . Experimental attempts on the decay properties of this boson are continued. Although the standard model has successfully explained almost all data obtained from particle accelerators in a period of nearly twenty years, it can not be considered as a ultimate theory of nature due to many questions that can not be answered by this model. For this reason, some alternative theories under new physics have been proposed. The new physics models have been mainly proposed in energies beyond the TeV scale and it is believed that the standard model is a low energy manifestation of those theories. There are two ways of searches for new physics effects: direct and indirect. In direct search, people are looking for the particles beyond the standard model at colliders directly, but in indirect search, we look at the effects of new particles to the flavor changing neutral current (FCNC) based decay channels. In this connection, in this thesis, some FCNC based channels are studied using some new physics scenarios like different supersymmetric models, extra dimensional models with one or two universal extra dimensions and topcolor-assisted technicolor model. The results obtained are compared with those of the standard model.

As the first study which constitutes the most important part of the thesis, the semileptonic transition is studied in standard as well as different supersymmetric models (SUSY I, SUSY II, SUSY III, SUSY SO(10)). In particular, considering the parametrization of the matrix elements entered the low energy effective Hamiltonian in terms of form factors, the amplitude and differential decay rate responsible for this decay channel are calculated in supersymmetric models. The form factors calculated via light cone QCD sum rules in full theory are used to analyze the differential branching ratio and lepton forward-backward asymmetry related to this decay channel in different supersymmetric models. The obtained results are compared with those of the standard model. Also it is discussed how the results of different supersymmetric models deviate from the standard model predictions and which SUSY scenarios are favored.

As the second work, using transition form factors calculated again via light cone QCD sum rules in full theory, the rare radiative decay is comparatively analyzed in the standard model and models with one or two universal extra dimensions. The total decay width and branching ratio associated with this decay channel are estimated in extra dimensional models. The obtained results are compared with

6

those of the standard model. It is discussed how the results of universal extra dimensional models approach to the standard model predictions when the compactification factor of extra dimension is increased.

Finally, the flavor changing neutral current process of the is comparatively analyzed in the standard model as well as topcolor-assisted technicolor model using the form factors calculated via light cone QCD sum rules in full theory. In particular, the decay width, branching ratio and lepton forward-backward asymmetry related to this decay channel are calculated. The results of the topcolor-assisted technicolor model are compared with those of the standard model and debated how the results of the topcolor-assisted technicolor model depart from the standard model predictions. Also our results on the branching ratio and differential branching ratio are compared with recent experimental data provided by CDF and LHCb Collaborations.

Since the flavor changing neutral current based transitions in baryonic sector provide the most sensitive test for the standard model and are sensitive to new physics effects beyond the standard model, the decay channels considered in this thesis can help us not only in analyzing the experimental data but also in getting useful information about the perturbative and non-perturbative aspects of the quantum chromodynamics.  

7

SAKA Erdinç Ulaş

Danışman : Prof. Dr. Y. Gürkan ÇELEBİII. Danışman : Prof. Dr. Cemsinan DELİDUMANAnabilim Dalı : FizikProgramı : Genel FizikMezuniyet Yılı : 2013Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Y. Gürkan ÇELEBİ

Prof. Dr. S. Kayhan ÜLKERProf. Dr. Teoman TURGUTProf. Dr. K. İlhan İKEDAProf. Dr. Haşim MUTUŞ

Değişmesiz Uzayda Fiziksel Simetrilerin Tanımlanması ve Fiziksel Uygulamaları

Değişimsiz ve asosiye olmayan uzay güncel fiziğin ilgi çekici konularından biridir. Değişimsiz uzay sicim teoride açık sicimin bir d-zarı üzerine tutunması ve bir artalanda hareketi sonucu ortaya çıkar. Teorik modellerin değişimsiz uzay üzerinde yeniden oluşturulması üzerine çalışmalar sürmektedir. Süpersimetrik modellerin değişimsiz uzay üzerinde nasıl çalıştığı üzerine literatür son derece zengin fakat süpergravite için literatür var bile denemez. Tez kapsamında bu problemin çözümüne yönelik teorik bir yaklaşım oluşturmaya çalıştık. Bununla beraber kapalı sicim söz konusu olduğunda zara ait koordinatların asosiye özelliğini de yitirdiği gözlenmiştir. Bu bağlamda asosiye olmayan çarpım altında ayar değişmezliği irdelendi. Dört boyutta SO(32) heterotik ve Tip IIA sicim teorileri arasında kütleli S- düallik ilişkisi olduğunu gösterdik. Bir tarafta K3 üzerinde ki altı boyutlu teoriden T^2 üzerinde SS burulması varken boyutsal indirgeme ile elde edilen dört boyutlu tip IIA teori, diğer tarafta benzer bir burulma altında altı boyutlu teoriden T^2 üzerine boyutsal indirgeme ile elde edilen heterotik teori bulunmaktadır. Bu iki teori arasında S-düalite ilişkisinin kütleli alanlar söz konusu olduğunda da varlığını gösterdik. Ayrıca, dört boyuttaki lagranjiyenin Schön ve Weidner tarafından verilen SL(2)xO(6,22) simetrisine sahip ayar süpergravite formuna belirli alan dönüşümleri altında getirilebildiğini gösterdik.    

Definition Of Physical Symmetries in Noncommutative Space Time and Its Physical Applications

We have investigated space-time symmetric features of non-commutative space. We have also attempted to construct a supergravity model on non-commutative space. We realize that the theory should be superconformal due to the requirements imposed by the gauge theoretical limitations. We have also analysed some of the features of nonasssociative product which appear in the dynamics of closed and open string moving on a curved background. In this context, we discuss the effect of nonassociative Kontsevich product on the gauge invariance. We have applied the Kontsevich product to the gauge transformations of Ricci scalar and some other elements of gravity. We find that the gauge invariance must be restored because Kontsevich product or any other non-associative product is not loyal to the gauge invariance.

In the second part of the thesis, we demonstrate that when Scherk-Schwarz twist is imposed on the theory, S-duality still survives between heterotic and type IIA theory in four dimensions. We have type IIA theory obtained by dimensional reduction from 6-dimensional theory when T^2 space has an SS twist. We also have heterotic theory obtained from the same six dimensional theory when T^2 space had a similar but different SS twist. We showed that one can establish a massive S-Duality between these two

8

theories. Also we demonstrated that the resulting theory can be put in a gauge supergravity formalism, the most general form of which is given by Schön and Weidner .

  

CIKIT Serpil

Danışman : Prof. Dr. K. Gediz AKDENİZAnabilim Dalı : FizikProgramı : Atom ve Molekül FiziğiMezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. K. Gediz AKDENİZ

Prof. Dr. Nurten ÖNCAN Prof. Dr. Handan GÜRBÜZ Prof. Dr. Oya OĞUZ Prof. Dr. Gönül BAŞAR

Optik Örgülerde Düzensizlik: Aşırı Soğuk Atomik Gazlarda Lokalizasyon Etkileri

Bir boyutlu optik örgü potansiyeli içinde bozon(41K)-bozon(87Rb) karışımının Bose-Einstein yoğunlaşması farklı düzensizlikler altında incelenmiştir. Sistemin durumu sıkı bağlılık Bose-Hubbard Hamilton fonksiyonu ile belirlenmiş, durum yoğunluğu ve yerelleşme özelliklerini elde edebilmek için Green fonksiyonu yaklaşıklığı kullanılmıştır. Kısa-mesafe ilişkilendirilmiş düzensizlikli bir optik örgüde site enerjilerinin değişimi ile sistemin faz durumunun analizi yapılmış ve siteler arasındaki enerji farkı artışı ile sistemin lokalize olduğu görülmüştür.

Kısa-mesafe ve uzun-mesafe ilişkilendirilmiş düzensizlik altında her iki sistem için hoplama enerjisinin değişimin sistemin faz durumuna etkisi incelenmiş ve her iki sistemin karşılaştırması yapılmıştır. Her iki sistem için hoplama enerjisi artarken durum yoğunluklarının benzer davranış gösterdiği görülmüştür.

Disorder In Optical Lattices : Localization Effects In Ultracold Atomic Gases

The mixture of boson(41K)-boson(87Rb) in one dimensional optical lattice Bose-Einstein Condensation are studied for different disorders. State of the system are determined with tight-binding Bose-Hubbard Hamiltonian. To examine density of state and lozalization properties are used Green function approach. State of the system within an optical lattice with short-range correlated disorder are analyised with changing of the site’s energy and it is determined that system is localized with increasing energy difference between sites.

With changing the hopping energy, state of the system is investigated for both of the system which is under short-range and long-range correlated disorder and is compared both of the systems. It is showed that density of the systems are similar as hopping energy increase for both of the systems.

9

2. BİYOLOJİ ANABİLİM DALI  

KARATUĞ Ayşe

Danışman : Prof. Dr. Şehnaz BOLKENTAnabilim Dalı : BiyolojiProgramı : ZoolojiMezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Şehnaz BOLKENT

Prof. Dr. Refiye YANARDAĞ Prof. Dr. Kadriye AKGÜN DAR Prof. Dr. Ayşen YARAT Prof. Dr. Tülin AKTAÇ

Sıçan İnsülinoma β-Hücrelerinde (INS-1) 4-Metilkatekol’ün Etkileri

İnsülinoma, pankreasın endokrin kısmını oluşturan Langerhans adacıklarının beta hücrelerinden kaynaklanan ve insülin salgılayan bir tümördür. Sağlıklı bireylerde artan kan glukozunu düşürmek için beta hücrelerinden insülin salgılanır. Kan glukozu homeostaza ulaşınca inhibe edici bir mekanizma insülinin fazla salınımını durdurur. Oysa, bu mekanizma insülinoma da insülin salınımını düzenlemez ve insülinomalar insülin salınımına devam eder. 3, 4-dihidroksitoluen olarak da bilinen 4-metilkatekol bir katekolamin türevidir ve reaktif oksijen türlerini üreterek sitotoksik etkisini gösterdiği bilinmektedir. Çalışmanın amacı sıçan insülinoma β-hücrelerine (INS-1) uygulanan 4-metilkatekol’ün hücre ölümüne neden olan dozlarının belirlenerek, bu dozlarda hücrelerin hangi ölüm tipi ile öldüğünü ve meydana gelen hücre ölümünün moleküler mekanizmasını araştırmaktır.

Çalışmada insülinoma INS-1 hücre soyu kullanılmıştır. Hücre ölümünün olduğu dozlarda hücrenin erken apoptoz, geç apoptoz ve nekroz ölüm tiplerinden hangisi ile hangi oranda öldüğünü belirlemek için hücreler akridin oranj/etidyum bromür ile işaretlenerek floresan mikroskobunda görüntülenmiştir. Apoptoz kiti kullanılarak bu dozlardaki apoptoz oranı ve sitotoksisite kiti kullanılarak da nekroz oranı spektrofotometrik olarak hesaplanmıştır. Reaktif oksijen türlerini diklorofloressin diasetat ile, mitokondri membran potansiyel kaybı ise 3,3′-diheksiloksakarbosiyanin iyodit ile hücrelerin inkübasyonu sonucu spektrofotometrik olarak gösterilmiştir. Hücre içi ATP ve GTP azalması yüksek performanslı likit kromotografisi ile belirlenmiştir. Hücre içi ve sekresyonundaki insülin miktarı insülin ELISA kiti kullanılarak hesaplanmıştır. Ekzojen verilen 4-metilkatekol sonucu hücreleri ölüme götüren dozlarda JNK/ERK hücre sinyal yolağı incelenmiştir. Hem aktif hem de total JNK ve ERK miktarları ELISA yöntemi ile gösterilmiştir. Hücre içinde MAPK yolağında fonksiyonel olan p-RAF1, hem aktif hem total Elk1, c-Jun ve ATF2 transkripsiyon faktörleri, ısı şok proteinlerinden Hsp 70, Hsp 90, hem hücre içi hem de hücre sekresyonunda Betasellülin ve inhibin beta-A miktarları western blot yöntemi ile gösterilmiştir. Protein seviyeleri belirlenen moleküllerin ekpresyon dereceleri q-RT-PCR ile elde edilen Ct değerlerinden hesaplanmıştır.

INS-1 hücrelerinde 4-metilkatekol’ün 250-450 M arasındaki dozlarında hücre ölümünün olduğu gözlenmiştir. Belirlenen dozlarda apoptoz ile meydana gelen hücre ölümünün kontrol grubuna göre anlamlı bir artış gösterdiği hesaplanmıştır. 350, 400 ve 450 M 4-metilkatekol verilmesi ile apoptoza kıyasla daha yüksek oranda nekrotik hücre ölümü gözlenmiştir. Bu dozlarda laktat dehidrogenaz değerlerinde, reaktif oksijen türlerinde ve mitokondri membran potansiyel kaybında artış gözlenmiştir. ATP ve GTP azalması da bulgularımızı desteklemektedir.

10

JNK ve ERK hücre sinyal yolağına bakıldığı zaman ise, 4-metilkatekol verilmesi ile belirlenen dozlarda kontrol grubuna göre p-RAF1 aktivitesinde artma, ekspresyonunda azalma, total JNK miktarında azalma, aktif JNK miktarınında artma, ekpresyonunda azalma, total c-Jun miktarında artma bulunurken, aktif c-Jun miktarında ve ekspresyonunda değişiklik bulunmamıştır. Total ATF2 ve aktif ATF2 miktarlarında herhangi bir değişiklik gözlenmezken, ekpresyonunda azalma gözlenmiştir. Total ERK miktarı değişmezken, aktif ERK’da ve ekpresyonunda azalma görülmüştür. Total Elk1 ve aktif Elk1 miktarlarında değişiklik olmamıştır, ancak Elk1 ekspresyonunda azalma bulunmuştur. Isı şok proteinlerinden Hsp 70 ve Hsp 90 miktarlarında ve ekpresyonlarında gruplar arasında değişiklik bulunmamıştır. Betasellülin hem hücre içinde ve sekresyonda hem de ekpresyonda azalma göstermiştir. İnhibin beta A’nın ise hücre içi ve sekresyonda değişiklik görülmezken, ekspresyonda azalma dikkati çekmiştir.

Hücre içi insülin miktarında gruplar arasında fark gözlenmezken, Ins1 ekspresyonunda azalma görülmüştür. 4-metilkatekol’ün artan dozlarında düşük doz glukoz verilmesi ile insülin sekresyonu artarken, yüksek doz glukoz verilmesi sonucu gruplar arasında herhangi bir değişiklik gözlenmemiştir. Ayrıca GLUT2 ekspresyonunda azalma bulunmuştur.

Sonuç olarak, 250-450 M dozlarda 4-metilkatekol’ün insülinoma INS-1 hücrelerine uygulanması ile hücre ölümü gerçekleşmektedir. 350, 400 ve 450 M 4-metilkatekol verilmesi ile hücreler apoptoza oranla daha fazla olarak nekrotik ölüme gitmektedir. Hücrelerin bu nekrotik hücre ölümünü, i) fosforile olan RAF1 ve transkripsiyon faktörü c-Jun ile JNK yolağının aktif hale gelmesi, ii) Hsp 70 ve Hsp 90’nın hücre içerisinde herhangi bir değişiklik göstermeyerek, JNK yolağınının aktif halde kalması sonucunda gerçekleştirdiğini düşünmekteyiz.

The Effects of 4-Methylcatechol in Rat Insulinoma β-cells (INS-1)

Insülinoma is a tumor originating from the beta cells of the Langerhans islets, which form the endocrine part of the pancreas and secretes insulin. In healthy individuals, insulin is secreted from the beta cells in order to decrease the increased blood glucose. When the blood glucose reaches homeostasis, an inhibitory mechanism stops the excessive secretion of insulin. However, insulin secretion could not be regulated by this mechanism in insülinoma and insülinomas continue insulin secrection. 4-methylcatechol, which is also known as 3,4-dihydroxytoluene, is a catecholamine derivative and it is known that it show a cytotoxic effect by generating reactive oxygen species. The aim of this study was to determine the doses of 4-methylcatechol that caused cell death in rat insülinoma β-cells (INS-1), to find out the type of cellular death at these doses, and to investigate the molecular mechanism of cellular death occurred.

In this study, we have used INS-1 cell line. In order to determine the death rate of the cell along with what type of death (early apoptosis, later apoptosis, and necrosis) occurred at the doses causing cellular death, the cells were marked with acridine orange/ethidium bromide and visualized under fluorescent microscope. Under these doses, the apoptosis rate with apoptose kit and necrosis rate with cytotoxicity kit were measured as spectrophotometric method. Reactive oxygen species were shown by using dichlorofluorescein diacetate and mitochondrial membrane potential loss was indicated with 3,3'-dihexyloxycarbocyanine iodide, both spectrophotometric method, as a result of incubation of the cells. High-performance liquid chromatography was used to determine the intracellular ATP and GTP decrease. The amount of insulin in the cell and the secretion were calculated by using insulin ELISA kit. The JNK/ERK cellular pathway was investigated at the cell death-causing doses after exogeneously administered 4-methylcatechol. Both active and total JNK and ERK amounts were shown with the ELISA method. In the MAPK pathway, functional p-RAF1, both active and total Elk1, c-Jun and ATF2 transcription factors, heat shock proteins (Hsp 70 and Hsp 90) were shown in the cell. Betacellulin and inhibin beta-A amounts were shown in both the cell and the secretion with western blot method. Expression levels of the molecules that determined the protein levels were calculated from the Ct values obtained with q-RT-PCR method.

11

It was shown that cellular death was observed in between 250-450 µM doses of 4-methycatechol in INS-1 cells. We calculated that there was a significant increase of apoptotic cell death at determined doses compared to control group. It was observated more necrotic cells than apoptosis with administration of 350, 400, and 450 µM 4-methylcatechol. Lactate dehydrogenase levels, reactive oxygen species, and mitochondrial potential loss were increased at these doses. Our findings were supported by ATP and GTP losses.

When JNK and ERK cellular pathway were screened, an increase in p-RAF1 activity, a decrease in its expression, a decrease in the total JNK amount, an increase in active JNK amount, a decrease in its expression, an increase in total c-Jun amount were found, but no change in active c-Jun amount and its expression were observed by 4-methylcatechol administration when compared to control group at determinated doses. Total ATF2 and active ATF2 amounts did not lead to any change, but there was a decrease in its expression. Total ERK amount did not change, but active ERK and its expression did decrease. There was no change in total Elk1 and active Elk1 amounts, but it was found a decrease in Elk1 expression. The amounts of Hsp 70 and Hsp 90 from heat shock proteins their expressions were not found a change in between the groups. Betacellulin was decreased in the cell, the secretion and its expression. Inhibin beta A did not lead to a change in the cell and the secretion, while a decrease in its expression was noticed.

Intracellular insulin amount did not change significantly in between the groups, but Ins1 expression showed a decrease. Insulin secrection increased with giving a low dose of glucose in increasing doses of 4-methylcatechol, whereas there was no difference in between the groups with giving a high dose of glucose. In addition, a decrease was observed in GLUT2 expression.

As a result, cellular death occurred when 4-methylcatechol was applied to insülinoma INS-1 cells at 250-450 µM doses. Giving 350, 400, and 450 µM 4-methylcatechol led to more necrotic death of the cells. We concluded that cells perform necrotic death by the following options: i) phosphorylated RAF1 activates the JNK pathway with the activity of transcription factor c-Jun, ii) Hsp 70 and Hsp 90 did not show a change inside the cell, rendering the JNK pathway active.

12

3. MATEMATİK ANABİLİM DALI  

ÜNLÜ Canan

Danışman : Prof. Dr. İ. Müfit GİRESUNLUAnabilim Dalı : MatematikProgramı : -Mezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. İ. Müfit GİRESUNLU

Prof. Dr. Mehmet AHLATÇIOĞLUProf. Dr. Mustafa SİVRİProf. Dr. Yusuf AVCIProf. Dr. Serap ÖZTOP

Kesirli Türevli Diferansiyel Denklemler ve Çözüm Yöntemleri

Bu tez çalışmasında, kesirli türevli diferansiyel denklemler için bazı çözüm yöntemleri ele alınmıştır. Bu yöntemler, varyasyonel iterasyon yöntemi ve modifiye varyasyonel iterasyon yöntemidir. Lineer olmayan kesirli mertebeden diferansiyel denklem sistemlerini çözmek için varyasyonel iterasyon yönteminin bir modifikasyonu verilmiştir. Lineer olmayan kesirli mertebeden Van der Pol, Brusselator ve Genesio-Tesi diferansiyel denklem sistemlerinin hem standart varyasyonel iterasyon yöntemi hem de modifiye varyasyonel iterasyon yöntemi ile yaklaşık çözümleri bulunmuş ve bu çözümler grafiklerle gösterilmiştir. Böylece varyasyonel iterasyon yöntemi ve modifiye varyasyonel iterasyon yöntemiyle elde edilen yaklaşık çözümlerin karşılaştırılması yapılmıştır. Sonuç olarak, modifiye varyasyonel iterasyon yöntemiyle elde edilen seri çözümlerin, standart varyasyonel iterasyon yöntemiyle elde edilen seri çözümlere göre tam çözüme daha hızlı yakınsadığı gösterilmiştir.

 Fractional Differential Equations and Their Solution Methods

In this thesis study, some solutions methods are presented for fractional differential equations. These methods are the variational iteration method and a modification of the variational iteration method. A modification of the variational iteration method for solving systems of nonlinear fractional-order differential equations is proposed. Approximate solutions of systems of nonlinear fractional-order Van der Pol, Brusselator and Genesio-Tesi are obtained by standard variational iteration method and modification of variational iteration method and these approximate solutions are showed by graphs. Thus, these approximate solutions obtained from variational iteration method and modification variational iteration method are compared with each others. It is demostrated that series solutions obtained by using modification of the variational iteration method converges exact solution faster relative to the approximate solutions by standard variational iteration method.

13

EMİROĞLU Esra

Danışman : Prof. Dr. İ. Müfit GİRESUNLUAnabilim Dalı : Matematik Programı : -Mezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. İ. Müfit GİRESUNLU

Prof. Dr. Müjgan TEZ Prof. Dr. Alp EDEN Prof. Dr. Erhan ÖZDEMİR Yard. Doç. Dr. Kadri Ulaş AKAY

Optimizasyon Uygulaması Olarak Regresyon Parametrelerinin Tahmini

Yanıt degiskeninde aykırı degerler oldugunda ya da hatalar uzun-kuyruklu dağılımda oldugunda En Küçük Mutlak Sapma (Least Absolute Deviation, LAD) regresyonu popular En Küçük Kareler (Least Squares, LS) regresyonuna güçlü bir alternatifdir. En Küçük Mutlak Daralma ve Seçim Operatoru (Least Absolute Shrinkage and Selection Operator, LASSO) degisken seçimi ve parametre tahmini için populer bir seçimdir. Bu iki klasik yöntemin birlestirilmesiyle elde edilen En Küçük Mutlak Sapma ve En Küçük Mutlak Daralma ve Seçim Operatörü (Least Absolute Deviation and Least Absolute Shrinkage and Selection Operator, LAD-LASSO) degisken seçimini ve parametre tahminini aynı anda yapabilen, uzun kuyruklu dagılımlara ve aykırı degerlere dirençli olan bir tahmin edicidir. Bu tezin amacı, LAD-LASSO problemini yeniden formüle etmek ve yeniden formüle ettigimiz LAD-LASSO problemini Matematik Programlamanın çözüm yöntemlerinden Simpleks Yöntem ile çözmektir.

Estimation of Regression Parameters as Optimization Application

The least absolute deviation (LAD) regression is more robust alternative to the popular least squares (LS) regression whenever there are outliers in the response variable, or the errors follow a heavy-tailed distribution. The least absolute shrinkage and selection operator (LASSO) is a popular choice for shrinkage estimation and variable selection. By combining these two classical ideas, Least Absolute Deviation and Least Absolute Shrinkage and Selection Operator (LAD-LASSO) is an estimator which is able to perform shrinkage estimation while at the same time selecting the variables and is resistant to heavy-tailed distributions and outliers. The aim of this thesis is to reformulate LAD-LASSO problem and solve this reformulated LAD-LASSO problem with the Simplex Algorithm, which is a subject of Mathematical Programming.

14

4. MOLEKÜLER BİYOLOJİ VE GENETİK ANABİLİM DALI

  ADIGÜZEL Zelal

Danışman : Prof. Dr. Nazlı ARDAAnabilim Dalı : Moleküler Biyoloji ve Genetik Programı : -Mezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Nazlı ARDA

Prof. Dr. Ayşegül TOPAL SARIKAYA Prof. Dr. Süha YALÇIN Prof. Dr. Kemal BAYSAL Doç. Dr. Ali KARAGÖZ

İnsan Torasik Aortik Anevrizmalarında Oksidatif Stres ve Apoptozla İlişkili Gen Anlatımlarının İncelenmesi

Torasik aortik anevrizma (TAA), nispeten nadir görülen, ölüm riski çok yüksek bir hastalıktır. Reaktif oksijen türlerinin (ROT) bu hastalığın patogenezinde önemli bir rolü olduğu gösterilmiştir. Artmış oksidatif stres, aorttaki düz kas hücrelerinde apoptoza yol açar. Bu hücrelerin kaybı TAA gelişimine yol açan en önemli faktörlerden biridir.

Bu çalışmanın amacı, torasik aortik anevrizmalı (deney grubu) ve anevrizmasız (kontrol grubu) dokulardan çıkan hücrelerde oksidatif stres ve apoptoz ile ilgili bazı genlerin anlatım düzeylerini karşılaştırarak TAA’da ölüm yolaklarına ilişkin mevcut bilgilere katkıda bulunmaktır.

Anevrizmalı ve anevrizmasız dokular, Kartal Koşuyolu Eğitim ve Araştırma Hastanesindeki uzman hekimler tarafından, etik kurul onayı ile cerrahi operasyon sırasında toplandı. Doku örnekler kullanılarak primer hücre kültürleri kuruldu. Düz kas hücrelerinde oksidatif stresi indüklemek için oksisteroller (7-ketokolesterol ve 25-hidroksikolesterol) kullanıldı. Bu ajanlar uygulandıktan sonra hücre içi ROT düzeyleri belirlendi. ROT’a bağlı ölüm yanıtı, antioksidan (resveratrol ve N-asetilsistein) uygulamaları ile doğrulandı. Oksidatif strese karşı bu hücrelerin apoptoz mekanizmasıyla öldüğü, canlı hücre mikroskopisi, DNA kondensasyonu/ fragmentasyonu analizleri ve kaspaz 3 aktivitesi ölçümleriyle belirlendi.

Seçilen bir dizi genin (Bax, p53, kaspaz 3, Akt1 ve Akt2), TAA hücrelerinin apoptozundaki rolü gen susturma teknolojisiyle araştırıldı. Gen susturma etkinliği, gerçek zamanlı polimeraz zincir reaksiyonu (RT-PZR) ile doğrulandı. Ek olarak, oksidatif stres yanıtı ile ilişkili SOD ve Nox4 genlerinin anlatım düzeyleri incelendi.

Oksisterollerin hem deney hem de kontrol hücrelerinde oksidatif stresi indükleyerek apoptoza yol açtığı ve kaspaz 3 aktivitesini artığı belirlendi. Bununla beraber bu hücrelerde apoptotik genlerden Bax, p53 ve kaspaz 3’ün ve oksidatif stres yanıtı genlerinden SOD ve Nox4’ün anlatım düzeyi anlamlı bir değişim göstermedi.

Bu bulgularla, 1) TAA’larda oksisterollerle indüklenen oksidatif stresin apoptoz ile sonuçlanarak hücrelerin ölümüne yol açtığı; 2) SOD ve Nox4 anlatımını değiştirmediği; 3) hücre ölümünün Bax, p53 ve kaspaz 3 moleküllerinden bağımsız meydana geldiği; 4) anti-apoptotik Akt1 ve Akt2 gen

15

anlatımlarının azaltılması ile hücre ölümünün artmadığı ve 5) tüm bu süreçlerin anevrizmasız dokulardan çıkan hücrelerdekine benzer bir şekilde gerçekleştiği sonucuna varıldı.

TAA’nın tüm mekanizmasını daha iyi anlamak için ilgili tüm genleri protein düzeyinde de çalışmak ve diğer ölüm yolaklarını araştırmak gereklidir.

Investigation of Gene Expressions Related to Oxidative Stress and Apoptosis in Human Thoracic Aortic Aneurysms

Thoracic aortic aneurysm (TAA) is a relatively rare disease with a high risk of mortality. It has been shown that reactive oxygen species (ROS) play an important role in the pathogenesis of this disease. Increased oxidative stress induces apoptosis in smooth muscle cells within the aorta. Loss of these cells is one of the prominent factors lead to development of TAA.

The aim of this study is to contribute to current knowledge on death pathways in TAA by comparing the expression levels of some genes related to oxidative stress and apoptosis in smooth muscle cells from aneurysmal (experimental group) and non-aneurysmal (control group) tissues.

Both aneurysmal and non-aneurysmal tissues were collected during the surgical operation by expert medical doctors at Kartal Kosuyolu Training and Research Hospital with the approval of ethics council. Primary cell cultures were established using the tissue samples. Oxysterols (7-ketocholesterol and 25-hydroxycholesterol) were used to induce oxidative stress in smooth muscle cells. Intracellular ROS levels were determined after the treatment with these agents. The cell death in response to ROS was confirmed via treatment with antioxidant agents, resveratrol and N-acetylcysteine. The mean of cell death via apoptosis was determined by live cell imaging microscopy, DNA condensation/fragmentation analyses and caspase 3 activity measurements.

The role of a selected set of genes (Bax, p53, caspase 3, Akt1 and Akt2) in the apoptosis of TAA cells was investigated using gene silencing technology. The silencing efficiency was verified using real-time polymerase chain reaction (RT-PCR). In addition, expression levels of SOD and Nox4 genes involving oxidative stress response were analyzed.

It was observed that oxysterols caused apoptosis through inducing oxidative stress, and increased caspase 3 activity in both experimental and control cells. However, expression level of apoptotic genes, Bax, p53 and caspase 3, and oxidative stress response genes, SOD and Nox4 did not change significantly in these cells.

With these findings, it was concluded that 1) the oxidative stress response has triggered cell death via apoptotic pathways in TAAs; 2) SOD and Nox4 expression levels have not changed; 3) cells could undergo apoptosis independent of Bax, p53 and caspase 3; 4) cell death has not been enhanced by silencing anti-apoptotic genes, Akt1 or Akt2; and 5) all these processes in TAAs have occurred similar to non-aneurysmal tissues.

For a better understanding of whole mechanism of TAA all related genes might be studied on protein level and other death pathways should also be investigated.

  

16

YÖRÜK Emre

Danışman : Doç. Dr. Gülruh ALBAYRAKAnabilim Dalı : Moleküler Biyoloji ve GenetikProgramı : -Mezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Doç. Dr. Gülruh ALBAYRAK

Prof. Dr. Şule ARIProf. Dr. Kadir TURANProf. Dr. Muhsin KONUKProf. Dr. Keriman GÜNAYDIN

Fusarium Türlerinde Trikotesen Üretiminin Durdurulması

Bu çalışmada Fusarium türlerinde trikotesen biyosentezi ile ilişkili tri4 ve tri5 genleri siRNA aracılı mekanizma ile susturuldu. RNAi, F. graminearum 4F ve F. culmorum 9F ve 20F izolatlarında genlerin ekzonik bölgelerine özgün olarak tasarlanan altı siRNA molekülü ile tetiklendi. Bu amaçla, 38 Fusarium izolatında farklı in vitro koşulların tri4 ve tri5 anlatımı üzerindeki etkileri incelendi. pH 5.6 ve 25°C’de üretilen Fusarium kültürleri kontrol grubu olarak kullanıldı. Sıcaklığın trikotesen üretimine etkisi, miselyumun pH değeri 5.6 olan besi ortamında, 8°C ve 15°C’de kültüre edilmesi ile test edildi. pH’nın etkisi ise, Fusarium türlerinin pH değeri 3.0 ve 7.0 olan besi ortamlarında, 25°C’de kültüre edilmesi ile araştırıldı. Trikotesen üretimine etkisi denenen bir diğer parametre ortama H2O2 (0.5 mM) eklenmesidir. En yüksek tri4 ve tri5 anlatım düzeyleri kontrol grubunda belirlendi. Taranan 14 izolat arasında en yüksek tri4 ve tri5 geni anlatım düzeyi F. graminearum 4F’de saptandı. En yüksek tri4 anlatımı 24 F. culmorum izolatı arasından 20F’te belirlenirken, maksimum tri5 anlatımı 9F’te bulundu. Dolayısıyla, bu üç izolat RNAi mekanizmasının indüksiyonu için seçildi. Tam boydaki tri4 ve tri5 fragmentleri, özgün siRNA moleküllerini tasarlamak için 4F, 9F ve 20F izolatlarından çoğaltıldı, dizilendi ve CLUSTALW analizine tabi tutuldu. Dizileme sonuçları referans genoma ait tri4/tri5 genleri ile 4F, 9F ve 20F izolatlarına ait gen dizilimleri arasında yüksek düzeyde (%94-99) benzerlik olduğunu ortaya koydu. Bu üç izolatın iki genine ait dizilim bilgileri aksesyon numaraları alınarak (KJ677970, KJ677971, KJ677972, KJ677973, KJ677974 ve KJ677975) veritabanına eklendi. Çalışmada kullanılan siRNA molekülleri bu dizilim bilgilerine göre biyoinformatik araçlarla tasarlandı. Kuramsal olarak belirlenen 60 ekzonik siRNA molekülü arasından tri4 için dört (Tri4E1:5'-ACAATACGGGCGTGAGTCATGTCAA-3', Tri4E2:5'-GAACCCTGAGAGAAGTTGGTGATGT-3', Tri4E3:5'-ACATGCTCCTTGTACTTCAAGTTCT-3', Tri4E4:5'-CATCTTGGAGATCTCCCAGAGAT-3'), tri5 için ise iki siRNA (Tri5E1:5'-AAGCGACTACAGGCTTCCCTCCAAA-3', Tri5E2:5'-CAGGATCTGATGACTACCCTCAATT-3') gen susturma çalışmalarında kullanılmak üzere seçildi. Bu altı çift iplikli siRNA, protoplast kültürlerine tekli ve çoklu olmak üzere tri4 için 30, tri5 için de altı farklı kombinasyonda yardımcı plazmidler (pEGFP75 ve pAN7-1) ile birlikte transfekte edildi. Transfeksiyon etkinliği 36 deneme grubunda 500.00 ile 99.3310.06/5x104 arasında bulundu. Transfektantlar fluoresan mikroskopisi ve spektrofluorimetrik analizle seçildi. Hücrelerde GFP proteininin yayımlandığı fluoresan ışıma spektrofluorimetrik olarak ölçüldü. Transfektantların RFU (relatif fluoresan ünitesi) değerleri 1.37±0.07-2.89±0.06 arasında bulundu. Ayrıca pEGFP75 ve pAN7-1 plazmidlerinin aktarıldığı transfektantların seçiminde PZR da kullanıldı. Bu amaçla pAN7-1 plazmidindeki hph ve pEGFP75 plazmidindeki GFP genlerinin 0.7 kb’lik parçası çoğaltıldı. 30 deneme setinde tri4 geninin %100’e yakın düzeylerde baskılandığı gerçek zamanlı PZR analizi ile gösterildi. Geriye kalan altı deneme grubunda her iki tür için tri5 gen anlatımındaki azalma %65-95 olarak belirlendi. Aynı zamanda, tri4 ve tri5 susturulmuş Fusarium örneklerinde trikotesen biyosentezinin son ürünü olan DON mikotoksininin üretilmediği de

17

ince tabaka kromatografisi ile de gösterildi. Sonuç olarak bu çalışmada tri4 ve tri5 genlerinin trikotesen biyosentez yolağının susturulmasında kullanılabileceği gösterildi. Bununla birlikte tri4 geninin tri5’e göre RNAi için daha kullanışlı bir hedef olabileceği sonucuna varıldı. Fusarium türlerinde siRNA transfeksiyonunun sonucu olarak gözlenen tri4 ve tri5 gen anlatımındaki belirgin düşmenin post-transkripsiyonel düzeyde gerçekleştiği düşünülmektedir. Bu çalışma Fusarium türlerinde siRNA aracılı gen susturma ile ilişkili ilk rapor olması yanı sıra, bitki patojeni olan türler ile mücadelede uygulanabilecek model olması bakımından da büyük önem taşımaktadır.

Quellıng Of Trıchothecene Productıon İn Fusarium Specıes

In this study, tri4 and tri5 genes associated with trichothecene biosynthesis in Fusarium species were quelled with siRNA mediated mechanism. RNAi was triggered by six siRNA molecules designed specific to exonic sites of the genes in F. graminearum 4F and F. culmorum 9F and 20F isolates. For this purpose, effects of different in vitro conditions on tri4 and tri5 expression were investigated in 38 Fusarium isolates. Fusarium cultures grown on pH 5.6 and at 25°C was used as control group. Effects of temperature on trichothecene production was tested by cultivating of mycelia on medium with pH value of 5.6 at 8°C and 15°C. Also, the effects of pH was investigated by cultivating the Fusarium species on medium with pH 3.0 and 7.0 at 25°C. Another factor effecting trichothecene production was addition of H2O2 (0.5 mM) to medium. Maximum tri4 and tri5 expression levels were determined in control groups. Maximum expression levels of tri4 and tri5 genes were detected in 4F among screened 14 F. graminearum isolates. While the highest tri4 expression was determined in 20F among 24 F. culmorum isolates, maximum tri5 expression was found in 9F. Consequently, these three isolates were selected for induction of RNAi mechanism. In order to design specific siRNA molecules, full length tri4 and tri5 fragments were amplified from 4F, 9F and 20F isolates, sequenced and subjected to CLUSTALW analysis. Sequencing results revealed that there was high levels of similarity (94-99%) between tri4/tri5 genes belonging to reference genome and gene sequences that of 4F, 9F and 20F isolates. Sequence data belonging to two genes of these three isolates were deposited under database by gaining accession numbers (KJ677970, KJ677971, KJ677972, KJ677973, KJ677974 and KJ677975). siRNA molecules used in study were generated according to these sequence data via bioinformatic tools. Among hypothetically identified 60 exonic siRNA molecules, four siRNA for tri4 (Tri4E1:5'-ACAATACGGGCGTGAGTCATGTCAA-3', Tri4E2:5'-GAACCCTGAGAGAAGTTGGTGATGT-3', Tri4E3:5'-ACATGCTCCTTGTACTTCAAGTTCT-3', Tri4E4:5'-CATCTTGGAGATCTCCCAGAGAT-3') and two siRNA for tri5 gene (Tri5E1:5'-AAGCGACTACAGGCTTCCCTCCAAA-3', Tri5E2:5'-CAGGATCTGATGACTACCCTCAATT-3') were selected for using in quelling. These six double stranded siRNA were co-transfected as a single or multiple together with helper plasmids (pEGFP75 and pAN7-1) into protoplast cultures with totally 30 combinations for tri4 and six for tri5. Transfection efficiency was found ranged from 500.00 to 99.3310.06/5x104 in 36 experimental sets. Transfectants were selected by fluorescence microscopy and spectrofluorimetric analysis. Fluorescence emitting by GFP protein in cells was measured as spectrofluorimetrically. RFU (relative fluorescence unit) values of transfectants were found between 1.37±0.07 and 2.89±0.06. Besides, PCR was used in selection of transfectants with pAN7-1 and pEGFP75. For that purpose, 0.7 kb fragments of hph gene in pAN7-1 plasmid and GFP gene in pEGFP75 plasmid were amplified. Nearly a hundred per cent tri4 suppression in 30 experimental sets was shown by real time PCR analysis. Down regulation of tri5 gene for both of two species was detected as 65-95% in remaining 6 experiment groups. At the same time, it was shown that DON mycotoxin, final product of trichothecene biosynthesis, was not produced in tri4 and tri5 silenced Fusarium samples by thin layer chromatography. As a result, it was demonstrated that both tri4 and tri5 genes could be used in quelling of trichothecene biosynthesis pathway, in this study. Moreover, it was concluded that tri4 gene could be more useful target than tri5 for RNAi. It was thought that significant decreases in the expressions of tri4 and tri5 genes observed as a result of siRNA transfection were carried out in post-transcriptional level in Fusarium species. This study has a great importance in terms of being not only the first report related to siRNA mediated gene silencing in Fusarium species but also an applicable model in struggling with phytopathogenic species.

  

18

JAFARI GHODS Farinaz

Danışman : Prof. Dr. Nazlı ARDAAnabilim Dalı : Moleküler Biyoloji ve GenetikProgramı : -Mezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Nazlı ARDA

Prof. Dr. Nermin GÖZÜKIRMIZIProf. Dr. Ayşe ÖZERProf. Dr. Kadir TURANProf. Dr. Selma YILMAZER

Sistemik Lupus Eritematozus Hastalarında Sitokinlerin Gen Anlatımı ve miRNA’lar Arasındaki İlişkinin Araştırılması

Bu çalışmada, miRNA’ların; moleküler tıpta yeni diagnostik, prognostik ve hedefe yönelik terapötik biyomarkırların belirlenmesinde umut verici unsurlar olabileceği fikrinden yola çıkarak, Sistemik Lupus Eritematozus (SLE)’da tanı için kullanılabilecek spesifik bir veya birden fazla biyomarkırın ortaya konulabilmesi için, hastaların sitokin genlerinin anlatım profilleri belirlenmesi, serumdaki sitokin miktarları ile karşılaştırıldı ve miRNA – sitokin ilişkileri araştırıldı.

Öncelikle 16’sı hasta (10 böbrek tutulumu olan ve 6 böbrek tutulumu olmayan) ve 8’i kontrol olmak üzere toplam 24 gönüllü bireylerden, kan örnekleri alındı ve serumlar ayrıştırıldı. Mikrodizilim deneylerinde kullanılmak amacıyla kan ve serum örneklerinden total RNA ve miRNA izolasyonu yapıldı ve örnekler, 8x60K v2 “SurePrint G3 Human Gene Expression” ve 8x60K v19 miRNA slaytları (Agilent) kullanılarak mikrodizilim ile analiz edildi. Verilerin ön-işleme ve diferansiyel ekspresyon analizi “GeneSpring” yazılımı (Agilent) (versiyon 12.6) ile gerçekleştirildi. SLE’li hasta grubu ve kontrol grubunun miRNA ve mRNA mikrodizilim sonuçları, böbrek tutulumu, kompleman yetersizliği, ANA ve anti-DNA varlığı gibi faktörlerin eşzamanlı bulunmaları dikkate alınarak değerlendirildi ve karşılaştırıldı. Transkripsiyon düzeyleri farklılık gösteren miRNA’lar için microRNAorg, TargetScan ve PITA programları kullanılarak tahmini potansiyel hedefler belirlendi. mRNA profillemesinden elde edilen veriler hedef genler için sorgulandı ve mRNA/miRNA dizi eşleşme analizleri yapıldı. Multipleks ELISA kiti (Bio-Rad) kullanılarak sitokinlerin miktarları tayin edildi.

Sağlıklı kontrollere göre SLE hastalarında transkripsiyonu farklı olan toplam 10 miRNA arasından hsa-mir-1825, hsa-mir-933, hsa-mir-149-5p, renal tutulumlu vakalarda belirlenen miRNA’lardan hsa-mir-766-3p ve renal tutumlu olmayıp ANA test sonucu pozitif olan hastalarda belirlenen hsa-miR-621’in PI3K-AKT-mTOR yolağında rolleri olabileceği gösterildi. Ayrıca IL-4, IL-6 ve TNF-α gibi pro-enflamatuvar sitokinlerin kandaki miktarının, hastalığın evresi ve şiddetine göre değişebilen miRNA’ların sentezini düzenleyerek nefropati, hipertansiyon, ciltteki koyu lekeler ve insülin direnci gibi bazı semptomların ortaya çıkmasında rolleri olabileceği yönünde veriler elde edildi.

Ayrıca hsa-miR-149-5p için yapılan biyoinformatik çalışmalar sonucu elde edilen tahmini hedef genlerden ERbB3 mRNA’sı deneysel olarak mRNA ekspresyon analiz aşamasında da onaylandı. NCBI dizi eşleşme analiz sonuçlarına dayanarak yaklaşık %90 düzeyindeki benzerlik, hsa-miR-149-5p’nin bu gene ait primer transkripti kırpılma öncesi yıkıma uğratarak düzenlediği gösterildi.

Örnek sayısının düşük olması ve SLE hastalığının klinik heterojenitesinden dolayı, çalışma kapsamında alınan sonuçların daha geniş çalışmalarla da teyit edilmesi gerekmektedir.

19

  

Investigation of Relationship between Cytokines Gene Expression and miRNA in Systemic Lupus Erythematosus Patients

miRNAs transpire as promising elements in molecular medicine for the identification of new diagnostic, prognostic and targeting therapeutic biomarkers. This being the case, we aimed to investigate a or a group of specific diagnostic biomarkers for Systemic Lupus Erythematosus (SLE) disease, to identify cytokines genes’ expression profiling, comparison between the profiles with related amounts in the serum and eventually to study target-gene-mediated functional roles of miRNAs, which have been correlated to disease development and progression.

First, blood and serum samples were obtained from a total of 24 volunteers, including 16 patients (10 with renal involvement and 6 without renal involvement), and eight healthy controls. In order to use in microarray assays total RNA and miRNAs samples that were isolated from PBMCs and serum samples respectively, were assessed by using 8x60K v2 “SurePrint G3 Human Gene Expression” and 8x60K v19 miRNA microarray slides (Agilent). Data processing and differential expression analysis were done by "GeneSpring" software (version 12.6) (Agilent). Taking coexistence of factors such as the renal involvement, complement deficiency, positive ANA and anti-DNA, into the account, miRNA and mRNA microarray analysis, was performed by comparison of SLE patients with the healthy controls. For each differentially expressed miRNA, potential target genes were predicted by microRNAorg, TargetScan and PITA prediction tools. Obtained mRNA profiling data were interrogated for the target genes and mRNA/miRNA binding site sequence analyses were done. Finally, the amounts of cytokines were measured by multiplex ELISA method (Bio-Rad).

The results of study showed that some differentially expressed miRNAs may play pivotal roles in PI3K-AKT-mTOR pathway. These included (hsa-miR-1825, hsa-miR-933 and hsa-miR-149-5p) of the 10 differentially expressed miRNAs in SLE patients comparing to healthy controls, hsa-miR-766-3p from those which were differentially expressed in SLE patients with renal compared to without renal involvement, and hsa-miR-621 among those which were differentially expressed in SLE without renal involvement and positive ANA test compared to the others. In addition, according to the obtained data it is suggested that blood-borne proinflammatory cytokines such as IL-4, IL-6 and TNF-α alongside with stage and severity of disease may contribute to differential expression of these miRNAs which may also lead to much more serious complications such as nephropathy, hypertension, dark spots on the skin, and insulin resistance.

Furthermore, out of the target genes predicted for hsa-miR-149-5p through bioinformatics studies, ERbB3 was confirmed experimentally in the mRNA expression analysis. Based on NCBI sequence matching analysis results, with approximately 90% homology level, it was shown that hsa-miR-149-5p regulates gene expression via degradation of primer transcript prior to mRNA splicing.

Because of the smaller sample size and clinical heterogeneity of SLE, our results must be confirmed in larger studies.

  

20

ŞAHİN Kaniye

Danışman : Prof. Dr. Nermin GÖZÜKIRMIZIAnabilim Dalı : Moleküler Biyoloji ve GenetikProgramı : -Mezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Nermin GÖZÜKIRMIZI

Prof. Dr. Şule ARIProf. Dr. Ayhan DEVİRENDoç. Dr. Ahu ALTINKUT UNCUOĞLUDoç. Dr. İbrahim İlker ÖZYİĞİT

İnsanda SIRT6 Geninde Yaşlanmaya Bağlı Meydana Gelen Genetik ve Epigenetik Değişiklikler

Bu çalışmada, metabolizma ve hayat döngüsünde önemli işlevleri olan SIRT6 genindeki genetik ve epigenetik değişiklikler ile yaşlanma arasındaki ilişki araştırılmıştır. Toplam 56 bireye (34 kadın ve 22 erkek) ait kan örneklerinden elde edilen genomik DNA’lar SIRT6 geninin 7 eksonunu çoğaltan 7 çift primer ile tarandı. Nükleotit çeşitliliği analizleri için tek iplik konformasyon polimorfizmi tekniği (SSCA) kullanıldı. 1, 2 ve 5. ekson bölgeleri için polimorfik bantlar gözlenirken; 3, 4, 6 veya 7. ekson bölgelerinde hiçbir bireyde farklılık bulunmadı. Bireylerin %17.9’u en az bir eksonik bölge için polimorfik bant profili gösterdi. Bu örneklerin dizi analizi ile intron veya ekson dizilerinde 5 delesyon, 3 insersiyon ve 7 nükleotit çeşitliliği saptandı. Ancak, gözlenen tek nükleotit polimorfizmleri ile uzun yaşam arasında anlamlı bir ilişki bulunamadı. Epigenetik değişiklik olarak SIRT6 geninin promotöründeki metilasyon oranları, genomik DNA’nın bisülfit dönüşümü sonrası real-time PCR analizi ile belirlendi. Buna göre, 0-19 yaş grubundaki bireylerde metilasyon yüzdesi %43.21 iken 20-79 yaş grupları arasında bu oranın %65.63’e çıktığı, 80-99 yaşlarında ise %52.15’e indiği saptandı.  

Aging-Dependent Genetic and Epigenetic Alterations on SIRT6 Gene in Human

In this study, we investigated the association between longevity and genetic and epigenetic alterations in SIRT6 gene which plays important roles in metabolism and life span. Isolated genomic DNAs from blood samples of 56 individuals (34 females and 22 males) were screened using 7 pairs of primers covering 7 exons of SIRT6 gene. Single-strand conformation polymorphism (SSCP) technique was performed for nucleotide variation analyses. We observed polymorphic band patterns for exonic regions 1, 2, and 5; but not for 3, 4, 6 or 7. 17.9% of the subjects retained a polymorphic band pattern for at least one of those exonic regions. The sequencing of those samples revealed 5 deletions, 3 insertions, and 7 single nucleotide variations (SNVs) on either the intronic or exonic sequence. However, we found no significant evidence of an association between observed single nucleotide polymorphisms and longevity. For epigenetic changes, the methylation levels of SIRT6 gene promoter were detected by real-time PCR analysis following bisulfite treatment of genomic DNA. While the results indicated 43.21% methylation in 0-19 age groups, this ratio is found to be increased up to 65.63% in 20-79 age groups, and decreased to %52.15 in 80-99 age groups.

21

Elif ÇEPNİ Fatma

Danışman : Prof. Dr. A. Filiz GÜRELAnabilim Dalı : Moleküler Biyoloji ve Genetik Programı : -Mezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. A. Filiz GÜREL

Prof. Dr. Nermin GÖZÜKIRMIZI Prof. Dr. Ayşegül TOPAL SARIKAYA

Prof. Dr. Gülaçtı TOPÇU Doç. Dr. Yelda ÖZDEN ÇİFTÇİ

Bakteriyel Quorum-Sensing İnhibitörlerinin Araştırılması ve Biyokimyasal Olarak Tanımlanması “Quorum sensing” (QS), moleküler sinyallere dayanan bakteriler arası bir iletişim mekanizmasıdır. Bu mekanizma patojenite gibi birçok bakteriyel fonksiyonu düzenler. Patojeniteyi baskılamak amacıyla bu mekanizmayı inhibe edebilen bileşikler bazı alglerden ve bitkilerden izole edilmiştir. Ancak Türkiye’de yetişen bitki türleri anti-QS aktivite açısından yeterince araştırılmamıştır. Bu çalışmada, Rize ve İstanbul’da yetişen 26 bitki türünün anti-QS aktiviteleri Gram (-) bir bakteri olan Chromobacterium violaceum ‘a dayalı biyomonitör sistemler aracılığıyla test edilmiştir. Sonuç olarak, 22 bitkide anti-QS aktivite bulunmazken, Quercus robur L., Quercus frainetto Ten., Epilobium angustifolium L. ve Tanacetum balsamita L. subsp. balsamitoides’in metanolik ekstrelerinde % 31-62 arasında anti-QS aktivite bulunmuştur. Yüksek aktivite gösteren Quercus robur L.’nin etil asetat fraksiyonunda, viyolasin üretimi %92 oranında baskılanmıştır. İnce tabaka kromotografisi (İTK) ve yüksek performans sıvı kromotografisi (HPLC) analizlerine göre fraksiyondaki aktivitenin gallik asitten ileri geldiği düşünülmektedir.

Çalışmada ek olarak, bileşiklerin Gram (+) bakterideki QS sistemi üzerindeki etkilerini araştırmak amacıyla Lactococcus lactis’e dayalı bir agar biyodifüzyon belirlemesi test edilmiştir. Rosmarinik asit, ferulik asit, Quercus robur L. ve Quercus frainetto Ten. ekstrelerinin L. lactis’deki QS’e bağlı nisin üretimini baskıladığı gösterilmiştir. Bu hücrelerde ayrıca nisin sentezinden sorumlu nisA geninin anlatımı azalmıştır. Çalışmada L. lactis agar biyodifüzyon belirlemesinin Gram (+) bakterilerde anti-QS analizleri için etkili bir yöntem olduğu bulunmuştur. Sonuç olarak, Q. robur L. ve Q. frainetto Ten. türlerinin Gram (-) ve Gram (+) bakterilerde QS’i baskıladığı saptanmıştır. Böylece, elde edilen bulgular yeni anti-QS bileşiklerin bulunmasına katkı sağlayacaktır.

  Searching Bacterial Quorum –Sensing Inhibitors and Their Characterization by Biochemical

Methods

Quorum-sensing (QS) is cell-cell communication mechanism based on molecular signaling. This mechanism regulates various function such as pathogenicity. In order to suppression of pathogenicity, compounds that inhibit this mechanism were isolated from some algae and plant species. However, plant species grown in Turkey was not investigated for anti-QS activity sufficiently. In this study, anti-QS activity was analysed in 26 plants originated from Rize and Istanbul by biomonitor systems depend on Chromobacterium violaceum as a Gram- negative bacterium. Twenty two plants did not show anti-QS activity while methanolic extract of Quercus robur L., Quercus frainetto Ten., Epilobium angustifolium L. and Tanacetum balsamita L. subsp. balsamitoides showed anti-QS activity between 31-62%. Violacein

22

production was supressed in a ratio of 92% in the fraction of ethyl acetate of Quercus robur L. which was highly active. The activity in the fraction could be depend on gallic acid according to thin layer chromotography (TLC) and high performance liquid chromotography (HPLC) analyses.

In addition, an agar difussion bioassay based on Lactococcus lactis was tested to investigate effects of compounds on the QS system in Gram–positive bacteria. Suppression of QS-based nisin production in L. lactis was demonstrated by using rosmarinic acid, ferullic acid, Quercus robur L. and Quercus frainetto Ten. extracts. Expression of nisA gene which is responsible for nisin production was also decreased in these cells. Our study showed that L. lactis agar difussion bioassay is efficient to monitor anti-QS activity in Gram (+) bacteria. As a result, Q. robur L. and Q. frainetto Ten. have been found to supress QS in both Gram (-) and Gram (+) bacteria. Thus, the obtained findings will contribute to isolate new anti-QS compounds.

23

5. ORMAN MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI  

DUYAR Ahmet

Danışman : Prof. Dr. Ender MAKİNECİAnabilim Dalı : Orman Mühendisliği Programı : Toprak İlmi ve EkolojiMezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Ender MAKİNECİ

Prof. Dr. M. Ömer KARAÖZProf. Dr. Oktay YILDIZProf. Dr. Doğanay TOLUNAYProf. Dr. Ömer KARA

Toprak Eklembacaklılarının (Arthropoda) Bolu-Aladağ Göknar (Abies Bornmulleriana Mattf.) Ekosistemindeki Mevsimsel Değişimi

Orman ekosistemlerinde, besin döngüsünün en önemli bileşeni, ölü örtü ayrışmasıdır. Toprak eklembacaklıları, ölü örtünün parçalanması ve ayrışması sürecinde, birincil ve ikincil tüketiciler olarak rol almaktadır. Toprak ekosistemindeki eklembacaklıların miktarı, çeşitliliği ve toplum yapısı; yetişme ortamının fiziksel, kimyasal ve iklim özelliklerinin değişimine çok hızlı tepki vermektedir.

Bu çalışmada, ülkemizin önemli orman ağaç türlerinden olan, Uludağ Göknarı (Abies bornmulleriana Mattf.) ekosistemindeki, toprak eklembacaklılarının mevsimsel değişiminin ortaya konması amaçlanmıştır. Çalışma, Bolu Aladağ ormanlarında, 1200-1600 metre yükseltiler arasındaki (4 yükselti basamağı halinde) saf göknar meşcerelerinde yürütülmüştür. Örnekler üst mineral toprak (0–5 cm), ölü örtü ve zemin üzerinden (çukur tuzak) ayrı ayrı alınmıştır. Ayrıca, örnek alanlara ait toprak, ölü örtü ve iklim özellikleri de incelenmiştir.

Toprak ekosisteminde, eklembacaklıların yaşama ortamına ait özellikleri ve ilişkileri tespit edilmiştir. Eklembacaklıların miktar ve çeşitliliğinin; mevsim ve yükseltiye bağlı değişimleri değerlendirilmiştir. Eklembacaklıların toprak katmanlarına dağılımı ve yaşama ortamı tercihleri ortaya konmuştur. Ayrıca, eklembacaklıların beslenme tiplerine dağılımları ve biyolojik çeşitlilikleri de saptanmıştır.

Çalışma sırasında, sıcaklık ve nem gibi iklim özelliklerine ek olarak, bazı toprak ve ölü örtü özellikleri mevsim ve yükseltiye bağlı olarak farklı bulunmuştur. Eklembacaklıların ortalama miktarı toprakta 90116, ölü örtüde 167716 ve çukur tuzakta 4437 olmak üzere toplam 262269 birey/m² dir. Yaşama ortamlarında, eklembacaklıların miktar ve çeşitliliği üzerine en etkili faktör, mevsime bağlı olarak değişen sıcaklık ve nemdir. Yaşama ortamlarına göre, Shannon-Wiener İndeksi (H′) ve Taksonomik Zenginlik (S′) değerleri ölü örtü (H′= 2,96; S′= 45), toprak (H′= 2,63; S′= 30) ve çukur tuzak (H′= 2,22; S′= 22) şeklinde sıralanmaktadır.

Seasonal Varıatıon Of Soıl Arthropods (Arthropoda) İn Fır (Abies Bornmulleriana Mattf.) Ecosystems İn Bolu-Aladag

In the forest ecosystems, the most important component of nutrient cycling is litter decomposition. Soil arthropods have a role as primary and seconder consumers in process of litter decay and decomposition.

24

Abundance, diversity and community structure of arthropods in soil ecosystem; give rapid response to change of physical, chemical and climatic characteristics of site.

In this study, to determine of seasonal changes of soil arthropods was aimed in Uludağ Fir (Abies bornmulleriana Mattf.) ecosystem which is an important forest tree species in Turkey. Study was conducted in pure fir stands at 1200-1600 m altitudes (4 elevation gradients) in Aladağ, Bolu. The samples were taken separately from top mineral soil (0–5 cm), forest floor and intact point of surface soil and forest floor (pitfall traps). Also, soil, forest floor and climate characteristics in samples plots were evaluated.

Arthropods’ characteristics and their relationships with site properties were determined in the soil ecosystem. Abundance and diversity of arthropods were also evaluated according to seasons and altitudes. The distribution in soil layers and habitat preferences of the arthropods have been revealed. In addition, distribution in trophic levels and biological diversity of arthropods were determined.

During the study, some characteristics of soil and forest floor, in addition to climatic conditions such as temperature and humidity, were significantly different depending on seasons and altitudes. The average abundance of arthropods were 90116 in the soil, 167716 in the forest floor and 4437 in the pitfall traps; and was 262269 individuals/m² in total. The most effective factors on the abundance and diversity of arthropods were temperature and humidity that changes depending on the season in their habitats. Shannon-Wiener Index (H′) and Species Richness (S′) values were arranged in forest floor (H′= 2.96; S′= 45), in the soil (H′= 2.63; S′= 30) and in the pitfall traps (H′= 2.22; S′= 22) according to their habitats.

  

25

KRAVKAZ KUŞCU İnci Sevinç

Danışman : Prof. Dr. M. Ömer KARAÖZAnabilim Dalı : Orman Mühendisliği Programı : Toprak İlmi ve Ekoloji Mezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. M. Ömer KARAÖZ Prof.Dr. Ender MAKİNECİ Prof. Dr. Ömer KARA Prof. Dr. Doğanay TOLUNAY Prof. Dr. Süleyman TABAN

Kastamonu Yöresindeki Orman, Mera Ve Tarım Topraklarındaki Enzim Aktivitelerinin (Katalaz- Üreaz) Karşılaştırılması

Toprak ekosisteminin yapı ve işlevinin anlaşılabilmesi için toprak mikroorganizmalarının populasyon büyüklüğü ve aktivitelerini yönlendiren faktörlerin analizi önemlidir. Bu amaçla toprak enzimleri, toprak mikrobiyal aktivitesi ve toprak verimliliğinin bir göstergesi olarak kullanılmaktadır.

Monokültür veya ekim nöbeti altındaki tarım topraklarında çeşitli toprak enzimlerinin dağılımı ve aktiviteleri konusunda oldukça fazla araştırma vardır. Buna karşın doğal ekosistemlerde özellikle enzimler kullanılarak ekolojik bir ilişkinin araştırılması konusunda fazla araştırma bulunmamaktadır.

Bu çalışmada farklı arazi kullanımının toprakta üreaz ve katalaz enzim aktiviteleri üzerine etkisinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla kuzey ve güney bakılardaki tarım, orman ve mera topraklarının 0-5 cm ve 5-10 cm derinliğinden alınan toprak örneklerinde üreaz ve katalaz enzim aktiviteleri belirlenmiş, farklı arazi kullanımı, bakı ve toprak derinliğinin enzim aktiviteleri üzerine etkisi araştırılmıştır. Ayrıca topraklarda toprak reaksiyonu (pH), elektiriksel iletkenlik (EC), organik madde (OM), kalsiyum karbonat (CaCO3), toplam azot (N), bitkiye yarayışlı fosfor (P) ve değişebilir potasyum exchangeable potassium (K) analizleri yapılarak üreaz ve katalaz enzim aktiviteleri ile bu parametreler arasındaki ilişkiler ortaya konulmaya çalışılmıştır.

Katalaz enzim aktivitesi kuzey bakıdan alınan topraklarda 15,38 ml/ g toprak, güney bakıdan alınan topraklarda ise 16,61 ml/g toprak olarak hesaplanmıştır. Yapılan T testi sonuçlarına göre katalaz enzim aktivitesinin kuzey bakıda mera topraklarında 0-5 cm toprak derinliği ile 5-10 cm toprak derinliği arasında ve güney bakıdaki tarım, orman ve mera topraklarının tamamında 0-5 cm toprak derinliği ile 5-10 cm toprak derinliği arasında istatistiki olarak anlamlı düzeyde farklılıklar bulunmuştur.

Arazi kullanımının üreaz ve katalaz enzim aktivitesi üzerindeki etkisini belirlemek için yapılan varyans analizi sonuçlarına göre ise hem kuzey, hem de güney bakıda, katalaz ve üreaz enzim aktivitesi arazi kullanımına göre belirgin bir şekilde farklılaştığı görülmüştür. Kuzey bakıda en yüksek üreaz enzim aktivitesi seviyesinin mera topraklarında belirlenmiş, mera topraklarından sonra en yüksek üreaz enzim aktivitesi seviyesinin orman topraklarında ve en düşük üreaz enzim aktivitesi seviyesinin tarım topraklarında belirlenmiştir. Güney bakıda ise üreaz enzim aktivitesi bakımından en yüksek değerler her iki derinlik kademesinde de orman topraklarında belirlenmiş, orman topraklarını tarım ve mera toprakları takip etmiştir.

26

Katalaz enzim aktivitesi ise hem kuzey, hem de güney bakıda, her iki derinlik kademesinde de en yüksek orman topraklarında elde edilmiştir. En düşük katalaz enzim aktivitesi değerleri ise kuzey bakıda tarım, güney bakıda ise mera topraklarında elde edilmiştir.

Yapılan korelasyon analizi sonucunda ise katalaz ve üreaz enzim aktivitelerinin birbirleri ile istatistiki olarak anlamlı düzeyde ve pozitif yönlü olarak ilişkili oldukları, bunun yanında katalaz enzim aktivitesinin OM, N ve K ile pozitif yönlü, CaCO3 ile negatif yönlü, üreaz enzim aktivitesinin ise pH ve CaCO3 ile pozitif yönlü, P ve K ile ise negatif yönlü ilişkide oldukları belirlenmiştir.

  Comparıson Of Enyzme Actıvıtıes (Catalase-Urease) In The Area Of Kastamonu Forestry,

Rangeland And Agrıculture Soıls

For understanding the functions and properties of soil ecosystem, the analysis of effective factors on soil microorganisms’ activities and the size of their population is important. For this purpose, the soil enzymes and soil microbial activities are used as the indicators of soil fertility.

The distribution and activities of various soil enzymes in agricultural lands under monoculture or sowing; is accepted as a wide research topic. In the other hand, the researches; investigating the ecological relations using enzymes is too rare and there are not many studies on this subject.

In this study it was aimed to examine: the effects of use of land on the urease and catalase enzyme activities in soil. For this purpose, from the north and south aspects of agriculture, forest and grassland areas, soil samples were taken from the 0-5 cm and 5-10 cm depth and urease and catalase enzyme activities were determined and the effects of land use, aspect and soil depth on these enzymes activities were tried to figure out. Also the soil reaction (pH), electrical conductivity (EC), (OM), calcium carbonate (CaCo3), total nitrogen (N), plant available phosphorus (P) and K analysis were done and the relation between urease and catalase enzymes activities and these parameters have been tried to reveal.

The catalase enzyme activity in soil samples of north aspect was measured as 15,38 ml/g soil, and 16,61 ml/g soil in south.

According to the T-test results it was found that the catalase enzyme activity is statistically significant in north aspect grasslands between 0-5cm and 5-10cm soil depth and at the south aspect in all agricultural, forest and grasslands it is also significant between 0-5cm and 5-10cm soil depth.As a result of variance analysis which was done to determine the effects of use of land on the activities of urease and catalase enzymes, both in north and south; the urease and catalase enzyme activities vary significantly according to the use of land. In the north aspect the highest urease enzyme activity level was found in grasslands then the second one was found as the forest lands the lowest one is agricultural lands. In the south aspect, the highest urease enzyme activity level was found in forest lands even in two depth range and the agricultural lands and grasslands followed the forest lands.

The highest catalase enzyme activity was calculated from forest lands both from north and south aspect in two depth range. The lowest activity value was found as; agricultural lands in north aspect and grasslands in south aspect.

According to the correlation analysis it was found that: the catalase and urease enzyme activity is statistically significant and the relation between them is positive, in addition to these, the catalase enzyme activity has a positive relation with (OM), N and K, negative with CaCO3 and urease enzyme activity has a positive relation with pH and CaCO3 and negative with P and K.

  

27

ÇAKIR Figen Danışman : Prof. Dr. H. Ferhat BOZKUŞAnabilim Dalı : Orman MühendisliğiProgramı : SilvikültürMezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. H. Ferhat BOZKUŞ

Prof. Dr. Cemil ATAProf. Dr. Melih BOYDAK

Prof. Dr. Hüseyin DİRİKProf. Dr. Ünal AKKEMİK

Çankırı Yöresi Ormandan Stebe Geçiş Zonundaki Orman Kuruluşları ve Silvikültürel Özellikleri Orman yapısındaki değişim süreçlerinin tespit edilmesinde orman geçiş zonları incelenmektedir. Geçiş zonları; aşırı yararlanma ve tahripler sonucunda meydana gelen azalma oranının, ormanın yenilenme oranını aştığı durumlarda ortaya çıkan olumsuz etkileri belirgin biçimde göstermektedir. Orman tahriplerinin sürekliliği ile birlikte parçalanmış orman alanları meydana gelmektedir. Bu alanlardaki ormanların sürekliliğinin sağlanıp sağlanamadığının veya ormanın step alanlarına doğru ilerleme mi yoksa gerileme mi kaydettiğinin anlaşılabilmesi için, orman ile komşu yetişme ortamları arasında kalan geçiş zonlarının dinamiğinin belirlenmesi önem taşımaktadır.

Araştırma alanı olarak seçilen bölgede; Karadeniz ormanlarından İç Anadolu stebine geçiş zonunda yer alan orman alanları, güneye doğru inildikçe yerini tamamen step alanlarına bırakmaktadır. Bu nedenle, kuzey-güney doğrultularında; ormanın önemli kuruluş hatlarının (sıklık, kapalılık, boy, alan bütünlüğü vb.) kaybolmaya başladığı bölgelerden başlayarak ağaçların tamamen varlığını yitirdiği ve otsu türlerin bulunduğu step alanlarına kadar uzanan kesitler alınarak vejetasyon yapısı incelenmiştir.

Kesitler; Yapraklı, Sarıkaya ve Merkez şeflikleri sınırları içerisinde yer alan, Dereçatı, Yakadere ve Sarıkaya mevkiilerinde kuzey-güney yönünde konumlandırılmıştır. Her bir kesit üzerinde; ormanın kuruluş hatlarının bozulmaya başladığı alanlardan, geçiş zonundan ve kesitlerin step alanlarına temas ettiği bölgelerden 3’er adet olmak üzere toplam 27 örnek alan alınmıştır. Orman alanlarının kuruluş özelliklerini ortaya koymak amacıyla gerekli meşcere ölçümleri yapılarak orijinal meşcere profilleri çıkartılmış, ayrıca geçiş zonu olarak nitelendirilen alanın orman ve step alanlarından farklı olup olmadığını saptayabilmek için vejetasyon dönemi boyunca bitki varlığının durumu saptanmış, yetişme ortamı özelliklerini ortaya koyabilmek için fizyografik değişkenler ölçülmüş, edafik değişkenleri belirlemek için ise toprak örneklemesi yapılmıştır.

Elde edilen veriler doğrultusunda; bitki türlerinin dağılımı bakımından belirgin farklılıklar gösteren 3 vejetasyon grubu (orman, geçiş zonu ve step) belirlenmiştir. Orman alanları; 1250-1400 m yükseltiler arasında yayılış göstermekte olup tek tabakalı kuruluş özelliği gösteren ve kapalılık derecesi yaklaşık olarak 0,70 olan Anadolu karaçamı (Pinus nigra Arn. subsp. nigra var. caramanica (Loudon) Rehder) ormanlarından oluşmaktadır. Geçiş zonunda yer alan ormanlar ise 1100-1250 m yükseltiler arasında yayılış gösten, tek tabakalı kuruluş özelliği taşıyan ve kapalılık derecesi 0,40’lara kadar düşen kalıntı karaçamlardan oluşmakta olup meşcerenin altında meşe (Quercus pubescens Willd, Quercus infectoria Oliver) ve ardıç (Juniperus oxycedrus L. subsp oxycedrus L.) türlerinin hakim olduğu belirgin bir ağaççık ve çalı katı yer almaktadır. Step alanlarına doğru ilerledikçe karaçamlar alandan uzaklaşarak yerini tamamen çalı türlerine bırakmakta ve daha sonra nihai vejetasyon tipi olarak step vejetasyonu ile son

28

bulmaktadır. Kesitlerin orman alanlarına temas ettiği bölgeden step alanlarına doğru ilerledikçe ağaç boylarının kısaldığı, hektardaki ağaç sayısı, meşcere göğüs yüzeyi ve kapalılık derecesinin düştüğü, ağaçların gövde çaplarının ise arttığı tespit edilmiştir.

Kesitler üzerinde yapılan tür çeşitliliğini belirleme çalışmalarında step ve geçiş zonuna dahil olan örnek alanların Shannon Wiener tür çeşitliliği indisi, orman alanlarına göre daha yüksek bulunmuştur. Ayrıca tür çeşitliliği indis değerinin yükselti ve topraktaki iskelet miktarı ile negatif; eğim, toprağın kireç miktarı (CaCO3) ve ince toprak miktarı ile ise pozitif ilişkili olduğu saptanmıştır.

Yapılan araştırmalar sonucunda ormandan stebe geçiş zonunun mevcut vejetasyon durumu ortaya konmuştur. Geçiş zonları gibi ekolojik açıdan çok önemli olan alanların yetişme ortamı koşulları ile birlikte bu özel alanlara adaptasyon sağlamış bitkilerin özelliklerinin bilinmesi, bu alanların korunması ya da restore edilmesi için gerekli ve doğru silvikültürel müdahale yöntemlerine karar verilmesi ve uygulanması bakımından önem taşımaktadır. Söz konusu alanların, orman ile temas ettiği bölgede yer alan orman kuruluşları; gerek doğal gençleştirmenin ekolojik koşulları, gerekse ağaçlandırma müdahaleleri için elverişlidir. Geçiş zonunda yer alan orman kuruluşlarında ise doğal gençleşmeye uygun koşullar bulunmamaktadır. Meşe toplulukları arasında bulunan ve erozyona maruz kalan çıplak alanların ise alanda bulunan doğal türler kullanılarak bitkilendirilmesinin, korumaya amaçlı yapılan uygun bir silvikültürel müdahale yöntemi olacağı öngörülmektedir. Böylece biyolojik çeşitliliğe, yaban hayatına ve odun dışı ürün üretimine de önemli katkılar sağlanacaktır.  

Forest Structures And Silvicultural Characteristics of Forest-Steppe Transition Zone in Çankırı

The process of changes in the forest structure is determined through the investigation of the forest transition zones. The transition zones clearly reflect the negative effects that emerge when the reduction rate of the forest arising from over-exploitation and destruction, exceeds the rate of regeneration. As a result of recurrent forest destruction, fragmented forest pieces are formed. Determining the dynamics of the transition zone that remain in between the forest and neighbouring sites is of capital importance, in order to clarify whether, the sustainability of these forest areas are secured or the movement of forests progress or regress towards the steppe.

The forests, which take place in the transition zone between Black Sea Region forests and Anatolian steppes, of the region, selected as research area for this thesis study, are replaced by steppe trough south. Thus, cross-sections, initiating from areas where a reduction on the important components of the forest structure (such as density, canopy closure, height, area integrity) to steppe areas where trees disappear and replaced by herbaceous species were taken in northern- southern direction.

The cross-sections were located in Dereçatı, Yakadere and Sarıkaya localities, which take place in the borders of Yapraklı, Sarıkaya and Central forestry enterprises. On each cross section, 3 sample plots as representative for each; forest areas in which the structure started to degraded, transition zone and the contact zones to steppe were sampled. Thus the field studies were conducted on a total of 27 sample plots on 3 cross sections. Stand profiles were prepared via measurements to figure out the stand characteristics at each cross-section. Additionally, to present whether transition zone exhibit differences from forest and steppe areas, plants were sampled during vegetation period. Besides, to expose site conditions, physiographical variables were measured and to determine edaphic variables soil sampling was performed.

According to obtained data, 3 vegetation groups (forest, transition zone and steppe), showing significant differences in the distribution of plant species were determined. The main tree species of forest areas were consist of black pine forests, distributed on elevations between 1250-1400 m with a 0, 70 percentage canopy closure where the canopy stratification is determined as single. In case, the forests located on transition zone, distributed on elevations between 1100-1250 m were consist of degraded black pine forest with a significant shrub layer dominated by Quercus pubescens and Juniperus oxycedrus in which canopy closure degreased up to 0,40 degree. Towards the steppe areas, pines were replaced by bushy

29

species progressively and ended up with steppe vegetation. While, moving on to steppe from the areas that are in contact with forests on the cross section, a decrease in the height of trees, number of trees per hectare, basal area and canopy closure were determined.

The Shannon Wiener diversity index for the areas at the steppes and the transition zones were found to be higher than the forest areas. The diversity index values were negatively correlated with the elevation and coarse fragment content of soil, and otherwise positively correlated with slope, fine soil weight and amounts of carbonate (CaCO3).

As a result of this research, the current state of the transition zone from forest to steppe have been revealed. Transition zones are ecologically important areas thus, the knowledge of site conditions together with the characteristics of plants that are adopted to this particular areas have a special importance in deciding and determining proper silvicultural methods to practice for protection or restoration of this areas. The stand structure of the areas in question that located in contact with the forests are suitable for both natural regeneration and afforestation practices. However, ecological conditions were not suitable for natural regeneration in the transition zone. It is foreseen that planting the bare areas located in between the oak collectives that are exposed to erosion with native species of the area, would be an appropriate silvicultural treatment.

  

30

BİLİCİ Ebru

Danışman : Prof. Dr. Mesut HASDEMİRAnabilim Dalı : Orman MühendisliğiProgramı : Orman İnşaatı ve TransportuMezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Mesut HASDEMİR

Prof. Dr. Metin TUNAYDoç. Dr. Mehmet EKERDoç. Dr. Tolga ÖZTÜRK

Orman Yangınından Sonra Üretim Çalışmalarındaki Sorunlar ve Çözüm Olanakları

Orman yangınından sonra yangın alanında erozyon, kütle kaybı, su kaynaklarının bozulması, hava kirliliği gibi birçok sorun ortaya çıkmaktadır. Bu nedenle orman yangınından sonraki süreçte hızlı bir planlama yapılmalı ve alan bir an önce ağaçlandırılmalıdır. Ayrıca orman yangını nedeniyle zarar görmeyen ya da zarar görse de ticari değeri olan orman ürünü, olağan eta alımında olduğu gibi üretim sürecine katılmalıdır. Orman ürününün ticari değeri düşük olsa bile bu ürünü yanan alandan kısa bir zamanda çıkarılması ile maksimum düzeyde faydalanmak mümkündür. Zamanın kısıtlı olması nedeniyle alanda enkaz kaldırma çalışması sırasında kaos ortamı oluşmaktadır. Plansız ve kontrolsüz eylemlerle hasar görmüş yada görmemiş ürünün değeri düşmektedir. Ürünün kalitesini korumak için olağan üretim planlarından farklı olacak şekilde ürünün kısa zamanda alandan çıkarılmasını gerektiren planlara ihtiyaç duyulmaktadır. Bu çalışmada, çoğunlukla büyük bir yangından sonra arta kalan ürünün hızlı, ekonomik, çevreye duyarlı ve istihdam koşullarına uygun olacak şekilde sahadan çıkarılmasına yönelik operasyonel bir planlama yaklaşımının geliştirilmesi amaçlanmıştır. Standardize edilerek ve hızlı bir karar verme mekanizması oluşturularak, operasyonel planlama yaklaşımının kullanılabilirliği sınanmıştır. Operasyonel Planlama yöntemi esas alınarak “Yangın Sonrası Eylem Planlama” (YSEP) modeli geliştirilmiştir. Yangından sonra alanı boşaltmak için bu model ile en kısa sürede ve en uygun yöntem ile bir plan hazırlanabilir. Yangın Sonrası Eylem Planı (YSEP) ile hızlı ve etkin müdahale yapılarak yangın sonrası oluşan zararlar azaltılabilir. Çalışma alanı olarak orman yangınlarının yoğun olması ve 2008 yılındaki büyük orman yangını nedeniyle Antalya Orman Bölge Müdürlüğü Serik-Taşağıl Orman İşletmeleri seçilmiştir. 20 bölmeden oluşan çalışma alanının herhangi birinde çıkabilecek yangından sonraki planlama için çeşitli senaryolar oluşturulmuştur. Seçilen senaryolara bağlı olarak alanın boşaltılmasında kullanılacak en uygun teknikler belirlenmiştir ve uygulanma süreleri hesaplanmıştır. Çalışmada yangının gerçekleştiği tarih göz önünde bulundurularak hazırlanan senaryoya göre en uygun toplam değer (amaç fonksiyon değeri) 2666.410 dk/m3 olarak tespit edilmiştir. Bu değerler ile yanan alanda herbir bölmenin en kısa kaç günde boşaltılacağı bulunmuştur. Çalışma alanına ait üretim dosyalarından elde edilen iş bitirme tarihleri ile YSEP modeli çözümleme sonucu karşılaştırılmıştır. Aktüel çalışma ile YSEP model sonucu karşılaştırılmasına bakıldığında en az 17 gün en fazla 75 gün kadar fark ortaya çıkmıştır. YSEP modeli uygulandığında yapılan çalışmaların daha kısa sürdüğü tespit edilmiştir. Ayrıca yangın sonrası yapılan üretim çalışmalarından önce bu planlamanın yapılması ile ekonomik ve ekolojik değerlerin de korunmasına katkı sağlayacağı ortaya çıkmıştır. Sonuç olarak, yangın sonrası yaşanan kriz ortamını en iyi şekilde yönetebilmek ve sürdürebilirlik ilkesi ile alandan maksimum faydayı sağlamak amacıyla operasyonel planlama yaklaşımıyla YSEP yapılması gereklidir.

  Problems And Solutıon Optıons In The Harvestıng Studıes After Forest Fıre

31

Many problems as erosion, mass loss, degradation of water resources, air pollution are erging after forest fire in the fire area. Therefore, a planning should be quickly made and the area should be afforested in this process after forest fire. Also the forest product that was undamaged or commercial value with damaged due to forest fire should be participated production process as common eta. From these products maximum benefit can be gotten if the fired area is removed in a short time, even though forest products have a low commercial value.The chaos causes during work of damaged trees removal due to limited of time in thearea. A value of damaged or undamaged forest product decreases with unplanned anduncontrolled actions. The plans of products that require removal from fire area to differfrom common product plans are required to protect quality of product.The aim of the study was to improve approach of an operational planning to remove from area fast, economical, environmentally conscious and under the conditions of employment of the residual product after a great fire. Usability of approach of an operational planning was developed with standards and a fast decision-making mechanism. “The Action Planning After Fire” model was created based on operational planning method. A plan was prepared using this model with the most correct method to discharge the area immediately after fire. A loss that results from fire may be decreased with a quick and effective intervention in these plans. Employment opportunity may be provided with discharge of the area after fire. The study area was selected as the Serik-Taşağıl Antalya Regional Directorate of Forestry due to dense of forest fires and the largest forest fire in 2008 . Various scripts were created for planning after forest fire in the any area consisted of 20-forest compartments. The ideal techniques were determined as the emptying of the area related to chosen scripts and time of implementation was calculated. The study was prepared considering the time of the fire , the optimal total value (objective function value) 2666.410 min / m3 have been identified. With these values, how early the burned areacould emptied was found out.Working in the field of production files obtained from completion dates and results of analysis YSEP model are compared. In using YSEP model of the work and current study, 15 days up to 75 days notice has emerged. According to YSEP model which depends on the design of the studies it was determined that will take shorter. In addition, before the production work in post fire making the planning of economic and ecological values will also contribute to the protection that has emerged. In conclusion, after the fire of the crisis and the best way to manage the area with the principle of sustainability in order to ensure maximum benefit from the operational planning is required.

32

YURTSEVEN Hüseyin

Danışman : Prof. Dr. Hakan YENERAnabilim Dalı : Orman MühendisliğiProgramı : Ölçme Bilgisi ve KadastroMezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Hakan YENER

Prof. Dr. Ayhan KOÇ Prof. Dr. Nebiye MUSAOĞLUProf. Dr. Kadir ERDİN Doç. Dr. Füsun Balık ŞANLI

Yüksek Çözünürlüklü Uydu Verileri ile Obje Tabanlı Görüntü Analizleri

Ormancılık çalışmalarında uzaktan algılama teknolojilerinden oldukça uzun zamandır faydalanılmaktadır. Geleneksel yersel ölçümler ve fotogrametrik yöntemler ile görece daha doğru veriler elde edilebilirken çok daha fazla insan gücü ve zamana ihtiyaç duyulmaktadır.

Gerçekleştirilen bu çalışmanın en önemli yönü, yüksek geometrik çözünürlüğe (<1 metre) sahip multispektral uydu görüntülerinde obje (nesne) tabanlı sınıflandırma yöntemlerinin ormanlık alanlarda, ormancılık amaçları için kullanılabilirliğinin araştırılmış olmasıdır. Ağaç bireyi ve meşcere bazında yapılmış olan bu araştırma ile ormancılık çalışmalarında çok zaman alan birtakım problemler için çözüm yolları aranmıştır.

Ülkemiz şartlarında yüksek geometrik çözünürlüklü multispektral ve hiperspektral görüntü alımlarının henüz hava taşıtlarıyla yapılamamasından dolayı ulaşılabilen en son teknolojik olanaklara sahip uydu verileri kullanılarak yapılan bu çalışmanın, Ülkemiz ve uluslararası ölçekte bir örnek niteliğini taşıyacağı düşünülmektedir.   

Using of High Resolution Satellite Images in Object Based Image Analysis

Remote Sensing technologies have been used quite a long time in forestry applications. While the more acquired data can be obtained with traditional survey and photogrammetric techniques, they required relatively more manpower and time consuming.

The most important characteristics of this research will bring the new opportunities for forestry applications by using the object-based classification methods with multispectral satellite images that have high spatial resolution (<1meter). In this individual tree and forest stand based research, the solutions searched with using high resolution satellite images for time consuming problems in forestry applications.This research with use the newest satellite images equipped with technological advantages will be the pioneer in the forestry applications and be the highly practical because of the acquiring of the multispectral and hyperspectral high resolution images with airborne systems is not available in Turkey.

33

EBCİN KORKUSUZ Ebru

Danışman : Prof. Dr. Hüseyin DİRİKAnabilim Dalı : Orman MühendisliğiProgramı : SilvikültürMezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Hüseyin DİRİK

Prof. Dr. Melik BOYDAKProf. Dr. H. Ferhat BOZKUŞProf. Dr. C. Ünal ALPTEKİNProf. Dr. Ali Ömer ÜÇLER

Gümüşi Ihlamurun (Tilia tomentosa Moench.) Tohum Özellikleri Üzerine Araştırmalar

Bu çalışmada, Gümüşi Ihlamur (Tilia tomentosa Moench.) türünün Marmara ve Batı Karadeniz Bölgesi’nde toplu doğal yayılış gösteren 5 farklı populasyonunda elde edilen tohumlar üzerinde gerçekleştirilen bir dizi gözlem ve denemelerle tohum olgunlaşma evreleri ve toplama zamanı, tohum morfolojisi ve dormansi ya da çimlenme engelleri ile giderilmesi yöntemleri araştırılmıştır.

Tohum olgunlaşma süreci kapsamında yapılan tekrarlı ön ve ana gözlemler 2010 ve 2011 yıllarında İstanbul-Belgrad Ormanı orijininde gerçekleştirilmiştir. Ön gözlem ve tespitlere dayanarak, 2012 yılında İstanbul-Belgrad Ormanı orijini tohumları üzerinde 10 ar günlük aralıklar ile 6 farklı zamanda toplanan tohumların morfolojik değişimlerine dayanan olgunlaşma evreleri modeli oluşturulmuştur. Buna göre Gümüşi ıhlamur tohumlarının 1.toplama zamanından (T1) itibaren (26 Temmuz 2012) 5,5 haftada olgunlaştığı belirlenmiştir. İlk toplama zamanından (T1) son toplama zamanına (T6) kadar geçen süreçte tohumların perikarp renginde ve tohumun içyapısında önemli değişimler saptanmıştır. Böylece, Gümüşi ıhlamur tohumlarının doğru zaman diliminde toplanması için perikarp rengi, endosperm durumu, tohum kabuğu rengi ve embriyo renginin dikkatte alınmasının yararlı olacağı ortaya çıkmıştır.

Embriyonun yeşil, endospermin yarı katılaşmış, tohum kabuğunun taba renkli ve perikarpın sarımsı-yeşil olduğu dönem evre 1 (Ağustos sonu-yarı olgunlaşmış), embriyonun sarı, endospermin katılaşmış, tohum kabuğunun kahverengi ve perikarpın sarımsı-koyu kahverengi olduğu dönem de evre 2 (Eylül başı-tam olgunlaşmış) olarak ayrılmış ve tohum fizyolojisi ile ilgili denemeler söz konusu 2 evreye göre gerçekleştirilmiştir.

Tohum morfolojisi kapsamında 6 farklı zamandan toplanan tohumların ilk toplama zamanında % 66.6 olan nem içeriğinin, son toplama zamanında % 21.9 düştüğü ve nem içeriğinin olgunlaşma sürecine bağlı olarak azaldığı saptanmıştır. Söz konusu toplama zamanlarına göre 1000-dane ağırlıklarında ve tohum boyutlarında da farklar ortaya çıkmıştır.

Gümüşi ıhlamurun Marmara ve Batı Karadeniz yörelerindeki ana yayılışını temsil eden 5 farklı orijininde (Zonguldak-Kocaman, Karabük-Yenice, Bursa-Cumalıkızık, Düzce-Çilimli, Tekirdağ-Şarköy), belirlenen 2 evreye göre (yarı olgunlaşmış-evre 1 ve tam olgunlaşmış-evre 2) toplanan tohumlarda tohumların morfolojik özellikleri, canlılık testleri, dormansi durumu ve çimlenme engellerinin giderilmesi yöntemleri araştırılmıştır.

5 farklı orijinde 2 farklı toplama zamanına göre (evre 1 ve evre 2) toplanan tohumlarda 1000-dane ağırlığı ve tohum boyutları saptanmış ve hem orijinlere hem de evreler itibari ile morfolojik belirgin farklılıklar

34

ortaya çıkmıştır. Evre 1 döneminin ortalama 1000-dane ağırlığı 103.95 gr (maks. 118.79 gr – min. 95.52 gr), Evre 2 döneminin ortalama 1000-dane ağırlığı da 105.77 gr (maks. 115.66 gr – min. 97.42 gr) olarak bulunmuştur.

Gümüşi ıhlamur tohumlarında fiziksel ve fizyolojik dormansi mevcuttur. Araştırma kapsamında, söz konusu 5 orijinde evre 1 ve evre 2’de toplanan tohumlarda fiziksel ve fizyolojik dormansinin giderilmesi amacıyla, soğuk katlama, sıcak katlama + soğuk katlama, gibberellik asit (GA3) + soğuk katlama, asit ile işlem + soğuk katlama ve asit ile işlem + gibberellik asit (GA3) + soğuk katlama olmak üzere 5 farklı ön işlem uygulanmıştır.

Elde edilen bulgular sonucunda, evre 1 döneminde toplanan tohumlarda en yüksek çimlenme yüzdesi 240 gün kum ortamında soğuk katlamaya alınan 10/20 ºC sıcaklıkta çimlendirilen Cumalıkızık orijininden (%35), evre 2 döneminde ise en yüksek çimlenme yüzdesi 240 gün kum ortamında soğuk katlamaya alınan 10/20 ºC sıcaklıkta çimlendirilen Kocaman orijininden (%26) elde edilmiştir.

Her iki evrede kum ve perlit ortamlarında katlamaya alınan tohumlarda, uzun katlama süresi içerisinde çimlenmeler meydana gelmiştir. Katlama ortamında meydana gelen en yüksek çimlenme yüzdesi 20 dakika sülfürik asit (H2SO4) ile ön işlem + 1000 ppm GA3 + 224 gün soğuk katlamaya alınan Kocaman orijininde (evre 2 - % 70) elde edilmiştir. Tüm dolu tohumların uzun katlama süresi içerisinde çimlenmesi, çimlenme testinde düşük çimlenme yüzdesi elde edilmesine neden olmuştur. Buna göre, soğuk katlamayı takip eden 20 ºC ve 10/20 ºC gibi standart çimlendirme sıcaklıkları, Gümüşi ıhlamur tohumlarında sekonder dormansi olarak nitelenebilecek olgu ve sonuçları ortaya çıkarmıştır.

Denemeler genelinde, perlit ortamının kum ortamına göre mevcut dormansinin giderilmesinde etkili olduğu saptanmıştır. 20 ºC’lik sabit çimlendirme sıcaklığının 10/20 ºC’lik değişken sıcaklığa göre daha düşük çimlenme yüzdesi elde edilmiştir. Katlama süresi içerisinde meydana gelen çimlenmeler dikkate alındığında, Gümüşi ıhlamur tohumlarının standartlara göre daha düşük sıcaklıklarda daha yüksek performansla çimlenebileceği ortaya çıkmıştır.

Tohum canlılığını kısa sürede belirlemeye dönük dolaylı yöntemler kapsamında kesme ve tetrazolium testleri gerçekleştirilmiştir. Kesme testinden tohumların dolu-boş oranlarının belirlenmesinde, tetrazolium testinden ise tohumların canlılıklarını belirli düzeyde tahmin etmede yararlanılabileceği öngörülmüştür. Açık alan ekimlerinde, yarı olgunlaşmış halde (evre 1) toplanıp ekimi yapılan tohumlarda daha yüksek fidecik yüzdesi (% 16) elde edilmiştir. Tam olgunlaşmış (evre 2) evrede toplanıp ekimi yapılan tohumlarda ise daha düşük fidecik yüzdesi (% 1) belirlenmiş ve tohumların ekim ortamında yıllandığı saptanmıştır

 The Researches on Seed Characteristics of Silver Linden (Tilia tomentosa Moench.)

This study investigates seed maturation phases and collection time of Silver Linden (Tilia tomentosa), seed morphology and overcome of the seed dormancy or germination obstacles through a number of observations and experiments on seeds acquired from 5 different populations of natural stands in Marmara and Western Black Sea Regions.

Repetitive preliminary and main observations were performed in Istanbul-Belgrade Forest provenances in 2010 and 2011 under seed maturation process. Maturation phases model was developed based on the morphological transformations in seeds of Istanbul-Belgrade Forest provenances that were collected in 6 different periods at intervals of 10 days in 2012 pursuant to preliminary observations and determinations. As a result, it was determined that seeds of Silver Linden matured within 5.5 weeks as from the date of first collection (26 July 2012–T1) Significant changes were observed in pericarp colour and inner structure of seeds from the date of first collection (T1) until the last collection (T6). Thereby, it was ascertained that it would be appropriate to consider the pericarp colour, endosperm condition, seed coat colour, and embryo colour so as to ensure collection of Silver Linden seeds at the most suitable time.

35

The period when embryo is green with semi-solidified endosperm, snuff-coloured seed coat, and yellowish-green pericarp was defined as phase 1 (late August; semi-ripen) whereas the period when embryo is yellow, solidified endosperm, brown seed coat, and yellowish-dark brown pericarp was defined as phase 2 (early September; fully-ripen) and experiments as to seed physiology were performed with due regard for the 2 phases.

Given the fact that the seeds were collected in 6 different periods under seed morphology study, the moisture content of seeds which was 66.6% at the time of first collection was reduced to 21.9% at the time of last collection, implying that moisture content decreased in parallel with the ripening process. A number of differences were also observed in 1000-seed weights and seed sizes according to the collection time.

Morphological properties, vigor tests, dormancy condition, and overcome of dormancy were also analyzed in the seeds collected at 2 phases (semi-ripen; phase 1 and fully-ripen- phase 2) in 5 different provenances (Zonguldak-Kocaman, Karabük-Yenice, Bursa-Cumalıkızık, Düzce-Çilimli, Tekirdağ-Şarköy) representing the main spread of Silver Linden in Marmara and Western Black Sea regions.

1000-seed weights and seed sizes of seeds collected at 2 phases (phase 1 and phase 2) in 5 different provenances were determined in a manner to point out significant morphological differences in terms of both origins and phases. Accordingly, average 1000-seed weight was determined as 103.95 gr (max 118.79 gr – min. 95.52 gr) in phase 1 and 105.77 gr (max. 115.66 gr – min. 97.42 gr) in phase 2.

There is seed dormancy in Linden seed caused by physical and physiological dormancy. For this reason, cold stratification, warm+cold stratification, gibberellic acid (GA3) + cold stratification, acid scarification + cold stratification, acid scarification + gibberellic acid (GA3) + cold stratification were applied to seeds in order to overcome seed dormancy of the seeds collected from 5 different provenances in phase 1 and phase 2.

In that regard, the highest germination percentage for seeds collected in phase 1 turned out to be of Cumalıkızık provenance (% 35) germinated in 10/20 ºC left in cold stratification in sand medium for 240 days whereas the highest germination percentage for those collected in phase 2 was of Kocaman provenance (% 26) germinated in 10/20 ºC left in cold stratification in sand medium for 240 days.

Germinations had been occurred in long period for seeds at stratification in sand and perlite mediums in both phases. The highest germination percentage in stratification medium was of Kocaman provenance (phase 2 - % 70) at cold stratification with 20 minute (H2SO4) sulphuric acid as pre-treatment + 1000 ppm GA3 + 224 days. Germination of all full seeds within long stratification period led to acquisition of low germination percentage in germination tests. Accordingly, high germination temperatures of 20 ºC and 10/20 ºC were resulted in secondary dormancy in Silver Linden seeds.

In general sense, it was revealed that perlite medium was more effective in removal of current dormancy than sand medium. 20 ºC fixed germination temperature proved to lower germination percentage than variable temperature of 10/20 ºC. Given the germination activities within stratification period, it occurred that Silver Linden seeds could be germinated in lower temperatures.

Cutting and tetrazolium tests were carried out under indirect methods used for determining seed viability in a short span of time. Cutting test proved to be efficient in determining empty-full rates of seeds whereas tetrazolium test reflected the viability of seeds to a certain extent.

As for field sowing, semi-ripe seeds fielded higher seedling percentage. Fully-ripen seeds, on the other hand, yielded lower seedling percentage and it was revealed that seeds continued for delaying to next year in seeding medium.

36

6. ORMAN ENDÜSTRİ MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI

  ÖZTÜRK Emel

Danışman : Prof. Dr. K. Hüseyin KOÇAnabilim Dalı : Orman Endüstri MühendisliğiProgramı : Orman Endüstrisi Makinaları ve İşletme Mezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. K. Hüseyin KOÇ

Prof. Dr. M. Nafiz DURUProf. Dr. M. Erdal BALABANProf. Dr. Ahmet KURTOĞLUDoç. Dr. Tuncer DİLİK

Altı Sigma Metodolojisi Ve Türkiye Orman Ürünleri Endüstrisinde Uygulanabilirliği

Altı Sigma, işte başarıyı yakalamak, sürdürmek ve en üst düzeye ulaştırmak için, süreçlerin iyileştirilmesinde kullanılan kapsamlı ve esnek bir sistem, işletmelere yol gösteren bir metodoloji ve yönetim felsefesidir. Süreçlerin iyileştirilmesi ve yeniden tasarlanmasını sağlayarak müşteri memnuniyetinin artırılmasına odaklanır ve genel olarak işletme faaliyetlerinde mükemmele ulaşmayı hedefler. Altı Sigma’yı işleten benzersiz mekanizma, müşteri ihtiyaçlarını derinlemesine anlama; gerçekleri, verileri ve istatistiksel analizleri bir disiplin çerçevesinde kullanma; iş süreçlerini yönetme, iyileştirme ve yeniden keşfetmekten ibarettir.

Bu araştırmada, Altı Sigma metodolojisinin orman ürünleri sektöründe uygulanabilirlik koşullarının analizi amaçlanmıştır. İşletmelerin hatasızlığa yönelimi, Altı Sigma’ nın temel hedeflerinden olan hatanın milyonda 3,4’ e indirilmesi ideal bir hedefi göstermektedir. İdeal hedefe yönelim ve başarı işletmelerin kendi süreçlerinde yapacakları iyileştirmeler ile ancak belli bir düzeye kadar sağlanabilir. İşletmelerin kendi süreçleri kadar, süreçlerini doğrudan veya dolaylı etkileyen koşullar da başarı için önemlidir. Bu araştırma, Altı Sigma’ nın daha etkin ve daha hızlı bir şekilde yaşama geçirilmesi koşullarını irdelemek üzere orman ürünleri sektöründeki mevcut süreçlerin ve işletmecilik koşullarının ortaya konmasına odaklanmıştır. Bu amaçla SIPOC döngüsü çerçevesinde bütünleşik bir mantıkla tüm süreçleri (tedarikçi, girdi, proses, çıktı, müşteri) etkileyen koşullar analiz edilmiştir.

Araştırmada, bilgi toplama aracı olarak anket yöntemi kullanılmıştır. Araştırma, Türkiye orman ürünleri endüstrisindeki 25 ve daha fazla çalışanı olan işletmeler ile sınırlandırılmıştır. Bu amaca uygun olarak 1022 işletmeden belirlenen kriterler sağlayan ve istenen güven düzeyinde bilgi alınabileceği düşünülen 270 işletmeye ulaşılmıştır. Anketin yanıtlanma oranı %34 olmuştur. Değerlendirmeye uygun olarak belirlenen 92 işletme ile yapılan çalışma, %95 güven oranını sağlamaktadır.Araştırmaya katılan işletmelerin %63’ü Marmara Bölgesi merkezli işletmelerdir. İşletmeler ana faaliyet konularına göre gruplandırılmıştır; buna göre işletmelerin %66’sı mobilya dekorasyon, %13’u levha endüstrisi, %11’i kereste, parke, doğrama, palet ve %10’u diğer orman ürünleri alanında faaliyet göstermektedir.

Türkiye orman ürünleri işletmelerinde yaş ortalaması 24’tür. İşletmelerin yaklaşık yarısı 1980 sonrası kurulmuştur. Bu durum sektörün hızlı gelişimi açısından önemli bir gösterge iken kurumsallaşma ve işletmelerde süreklilik bakımından bir yetersizlik göstergesi olarak görülmektedir. Kapasite kullanım

37

oranı ortalama %71’dir. İşletmeler genel olarak gelişmiş işletmecilik tekniklerinin yararlı olduğunu düşünmektedir. İşletmelerin %54’ünün bir kalite güvence sistemine sahip olması yine %23’ünün çevre yönetim sistemi ve iş sağlığı iş güvenliği sistemine sahip olması MRP, ERP, TVB, HTEA uygulamalarının başlamış olması, Türkiye orman ürünleri işletmeleri için Altı Sigma metodolojisine yönelimde önemli başarı göstergeleridir. Ancak işletmelerin ortalama 114 tedarikçi ile çalışmaları, yarıdan fazlasının bir tedarikçi değerlendirme sisteminin varlığını belirtmelerine rağmen bağımsız denetleme sistemlerinin olmaması, hatasızlığa yönelimde tedarik sürecinin iyileştirilmesi gerektiğini göstermektedir. Zira işletmelerin %47’si girdi odaklı sorunları çok fazla ve fazla oranda yaşadığını belirtmektedir. İşletmeler, üretim, üretim planlama ve satış süreçlerinde önemli sorunlar ile karşı karşıyadırlar. Örneğin, ara stok miktarı, plansız duruşlar, sipariş iptalleri %10’un üzerinde gerçekleştirmektedir. Orman ürünleri işletmeleri müşterilerle ilgili süreçlerini olumlu olarak değerlendirmekte ve işletmelerin %60’ ı süreçlerinin müşteri isteklerine uygun yapılandırıldığını belirtmektedir. Ancak müşterileri ile ilgili değerlendirmelerde tanımlanmış bir geri bildirim sistemi varlığı %40 civarındadır. Müşteriler ile ilgili bilgi toplama yöntemi işletmelerin %66’sında geleneksel teknikler ile uygulanmaktadır. Özetle değerlendirmeler insani ilişkilere ve subjektif araçlara bağlıdır.

Orman ürünleri işletmeleri %40-55 arasında değişen bir oranda hammadde, yarı mamul ve nihai ürün için depolama sorunu yaşadığını belirtmektedir. İşletmelerin %85’i yurtiçi pazarda tescilli bir (veya daha fazla) markaya sahip iken, sadece %40’ı yurtdışı pazarda bir marka değerine sahip olduğunu düşünmektedir.

Türkiye orman ürünleri işletmeleri içerisinde 92 işletmeden ancak 7 işletmede Altı Sigma uygulaması mevcuttur. Ancak metodolojinin uygulanma ve başarı yeterliliğine ilişkin sayısal bir değerlendirme yapılmamıştır. Altı Sigma uygulamasında başarı koşulları değerlendirildiğinde, yönetim yaklaşımı, sistemin desteklenmesi, kaynak, çalışanların yöntemi sahiplenmesi öncelikli faktörler olarak görülmektedir. Türkiye orman ürünleri işletmelerinde geleneksel aile yapısının etkin olduğu görülmektedir.

Genel çerçevede, Altı Sigma uygulamasına orman ürünleri sektörü olumlu fakat temkinli yaklaşmakta, değerli ve gerekli bulmaktadır. Ancak metodolojinin yaygınlaşmasının, mevcut sektörel koşullar da dikkate alındığında, çok yakın bir zamanda gerçekleşebileceği öngörülmemektedir. Metodolojinin yaygınlaşması, başarı ve etkinliğinin yaygınlaştırılması için işletmecilik uygulamalarında standart yaklaşımlara, sektörel veri toplama ve izleme sistemlerine ihtiyaç duyulmaktadır. İşletmeler üretim ana süreçlerinde gerekli iyileştirmeleri yaparken tedarik kaynaklarının ve pazar döngülerinin de oluşması gereklidir. Altı Sigma metodolojisi yaygınlaştığında orman ürünleri sektörünün uluslararası rekabet ve başarısının hızla artacağı düşünülmektedir.

  Sıx Sıgma Methodology And Its Applıcabılıty In Turkısh Forest Products Industry

Six Sigma is a comprehensive and flexible system used in improving the processes and is a methodology and management philosophy guiding the businesses in order to achieve, maintain and maximize success in business. It focuses on increasing the customer satisfaction by ensuring that the processes are improved and redesigned, and in general aims for achieving an excellent level in business activities. The unique mechanism operating the Six Sigma is consisted of deeply understanding the customer needs; using the facts, data and statistical analyses with a discipline; and managing, improving and rediscovering the business processes.

This study aims analyzing the applicability conditions of the Six Sigma methodology in the forestry products sector. Tendency of the businesses to accuracy, reducing the error rate to 3,4 in a million, which is one of the fundamental aims of the Six Sigma, shows an ideal target. Tendency to the ideal target and achievement may be provided only to a certain level with the improvements made by the businesses in their own processes. In addition to own processes of the businesses, the conditions directly or indirectly affecting their processes are also important for success. This study focuses on revealing the existing

38

processes and business management conditions in the forestry products sector in order to address the conditions for implementing the Six Sigma more effectively and faster. For this purpose, the conditions affecting all processes (supplier, input, process, output, customer) have been analyzed with an integrated logic within the scope of SIPOC cycle.

In the study, survey method is used as a tool for collecting information. The study is limited with business employing 25 or more employees in the Turkish forestry products industry. For this purpose, 270 businesses, among 1.022 business, which are considered to meet the criteria set and that information with the requested reliability level can be obtained, have been contacted with. The study carried out with 92 business, determined to be suitable for assessment, provides a reliability level of 95%.

63% of the businesses participated to the study are businesses headquartered in the Marmara Region. Businesses are grouped according to their main line of activity; accordingly, 66% of the businesses operate in furniture decoration area, while 13% in plate industry, 11% in timber, parquet, joinery and palette, and 10% in other forestry products.

The average of age in the Turkish forestry products businesses is 24. Approximately half of the businesses were founded after 1980. While this is a significant indicator for the quick development of the sector, it’s seen as an indicator for lack of institutionalization and continuity. Capacity utilization rate is 71% in average. Business generally think that advanced management techniques are useful. Facts that 54% of the businesses have a quality assurance system and also 23% of them have environmental management system and occupational health and safety system and implemented MRP, ERP, TPM, and FMEA applications are important success indicators for the Turkish forestry products businesses in heading towards the Six sigma methodology. However, the fact that the business cooperate with 114 suppliers in average, and more than half of them to not have independent audit systems although they stated the existence of a supplier assessment system shows that the supply process should be improved for accuracy. 47% of the businesses tell that they experience input related problems more and more. Businesses encounter important problems in their production, production planning and sales processes. For example, intermediary stock quantities, unscheduled stops and order cancellations happen over 10%. The forestry products business evaluate their processes related to the customers as positive and 60% of the businesses tell that they structure their processes according to the requests of the customers. However, existence of a feedback system defined for the assessments related to the customers is around 40%. Customer information collection methods are applied with traditional techniques in 66% of the businesses. In summary, the assessments depend on human relations and subjective tools.

40-55% of the forestry products businesses tell that they experience a storage problem for raw materials, semi-finished products and finished products. 85% of the business have one (or more) registered trademark(s) in the domestic market, only 40% of them think that they have a brand value in the overseas market.

Only 7 of 92 Turkish forestry products businesses have Six Sigma. However, no quantitative assessment is made related to the application and success sufficiency of the methodology. For the success conditions in Six Sigma application, management approach, system support, source, and employees owning the method are considered as the prioritized factors. It’s seen that traditional family structure is effective in the Turkish forestry products businesses.

In general, the forestry products sector has a positive, but cautious approach to the Six Sigma application, and considers it as valuable and required. However, it is not anticipated that the spreading of methodology will take place soon, considering the existing sector conditions. Standard approaches, sector data collection and monitoring systems in management applications are needed for spreading the methodology, as well as the success and effectiveness.

While the businesses perform the required improvements in their main processes, it is also required to create their supply sources and market cycles. It’s believed that the international competition and success of the forestry products sector will quickly increase when the Six Sigma methodology is spread.

39

KARADEMİR Devrim

Danışman : Prof. Dr. K. Hüseyin KOÇAnabilim Dalı : Orman Endüstri Mühendisliği Programı : Orman Endüstrisi Makinaları ve İşletmeMezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. K. Hüseyin KOÇ

Prof. Dr. M. Nafiz DURUProf. Dr. Ahmet KURTOĞLUProf. Dr. Havva Tunç ÇELEBİDoç. Dr. Tuncer DİLİK

Türkiye Mobilya Endüstrisindeki Küçük ve Orta Ölçekli İşletmelerin (KOBİ’lerin) Avrupa Birliğine Uyumlaştırılması

Türkiye’nin AB’ne üye olabilmesi için öncelikle tüm mevzuatını AB’ne uyumlu hale getirmesi gerekmektedir. Mevzuatların ve işletmecilik anlayışının iyileştirilmesi ve uygulanabilir hale getirilmesi sadece AB’ne üye olmak için değil, çağımızın gereği olarak da önemlidir. Bu çalışmanın temel amacı Türkiye mobilya endüstrisi işletmelerinin AB teknik mevzuatına uyum koşullarını değerlendirmektir. Böylece işletmelerin ilgili AB mevzuatını hızla tanımasına ve kendi yapılarını değerlendirerek uyum koşullarını belirlemesine katkı sağlanabileceği düşünülmektedir.

TÜİK 2012 verilerine göre Türkiye Mobilya Endüstrisindeki işyeri sayısı 31.089, çalışan sayısı ise 151.904’tür. Bu alanda faaliyet gösteren KOBİ’lerin sayısı ise 29346 olarak belirlenmiştir. KOBİ’lerin 24105’i 19 ilde toplanmıştır. Bu nedenle araştırma evreni geneli yansıtacağı düşünülerek bu 19 ildeki KOBİ’lerden oluşturulmuştur. Söz konusu iller sırayla; İstanbul, Ankara, İzmir, Bursa, Kayseri, Eskişehir, Adana, Hatay, Samsun, Antalya, Sakarya, Kocaeli, Konya, Trabzon, İçel, Aydın, Gaziantep, Manisa ve Balıkesir’dir.

Araştırmada 3 aşamalı bir uygulama planı izlenmiştir. İlk aşamada Türkiye Mobilya Sektörünün AB mevzuatına uyumunu değerlendirebilmek için sektörün genel işletmecilik koşulları ortaya konmuştur. İkinci aşamada belirlenen temel parametrelerle Türkiye Mobilya Endüstrisi için çalışma ortamının yeterliliği araştırılmıştır. Üçüncü aşamada ise çalışma ortamında AB mevzuatı için çok kritik bir faktör olarak görülen odun tozu maruziyetinin güncel verilerle tespiti amaçlanmıştır.

Uygulamanın ilk aşamasında anket yöntemi uygulanmıştır. CATI tekniği ile uygulanan ankette 424 işletmeden veri toplanmıştır. İkinci aşama için termal konfor, gürültü ve aydınlatma gibi parametreler belirlenmiştir. Bu parametreler için toplam 255 işletmeye gidilmiş ve ölçüm cihazı yardımı ile veriler toplanmıştır. Üçüncü aşamada AB direktifleri için de kritik bir faktör olan odun tozu parametresi belirlenmiştir. Bu amaçla, mikro ölçekli işletmelerin en yoğun ve bir arada olduğu Ankara bölgesi uygulama bölgesi olarak seçilmiş ve toplam 40 işletmede ölçüm yapılmıştır.

Elde edilen verilerle; mobilya işletmelerinin %85’inin mikro ölçekli, şehir içi mahalle arası ya da küçük sanayi sitelerinde ağırlıklı olarak 500 m2’nin altında küçük kapalı alanlarda üretim yaptıkları ve şahıs işletmesi görünümünde oldukları tespit edilmiştir. Bu işletmelerin %78’inin teknolojiyi yeterince takip edemediği, %70’inin ise ihracat yapamadığı görülmüştür.

40

Mobilya işletmeleri termal konfor açısından incelendiğinde; işletmelerin %63’ünün ortam ısısının ideal sıcaklığın altında kaldığı görülmektedir. Çalışma ortamı, işletmelerin %33’ünde havasız, %40’ında ise aşırı cereyanlıdır. Sadece nem bulgularının önerilen sınır değerler arasında kaldığı görülmüştür. Ortam aydınlatması; işletmelerin %83’ünde 300 lüksün, %95’inde ise 500 lüksün altındadır. İşletmelerin %99’unda maksimum gürültü maruziyeti 85 dB’in üzerindedir.

Türkiye Mobilya Endüstrisi işletmelerinin %90’ındaki çalışma ortamı ağaç tozu maruziyeti, 5 mg/m3’lük sınır değerinin üzerindedir. Bu işletmelerin %35’i 5 mg/m3’lük sınır değerini 2 kat, %40’ı 3 kat, %15’i ise 4 kat aşmaktadır.

Sonuç olarak; Türkiye Mobilya Sektörü AB ile entegrasyon sürecinde yapısal iyileştirmelerin hızla yapılmasına ihtiyaç duyulan önemli sektörlerinden biridir. Bu sektörün AB ile uyumlaştırılması için, işletmecilik yapılarının ve çalışma ortamlarının AB mevzuatında tanımlanan teknik direktiflere uygun hale getirilmesi gerekmektedir. Bu amaçla farklı ölçeklerde uyumlaştırma projeleri hazırlanarak hızla uygulamaya konulmalıdır.

European Union Harmonisation With Small and Medium-Sized Enterprises of the Turkish Furniture Industry

To be a member of EU, primarily, Turkey is required to be harmonized all its legislation with the EU. Not only had to be a member of EU, but also as our age required, improving the legislation and management mindset is very important. The main purpose of this study, the Turkish Furniture Industry enterprises compliance conditions to the EU technical legislation have evaluated. Thus, It is expected to contribute that enterprises are quickly identified the relevant EU legislation and are determined compliance conditions evaluating their structure.

According to TURKSTAT’s 2012 data, the total number of enterprises in the Turkish Furniture Industry is 31,089 and 151,904 employees are worked. The number of SMEs operating in this area was determined 29,346. 24105 SMEs are located in 19 cities. These cities are Istanbul, Ankara, Izmir, Bursa, Kayseri, Eskişehir, Adana, Hatay, Samsun, Antalya, Sakarya, Kocaeli, Konya, Trabzon, İçel, Aydın, Gaziantep, Manisa and Balıkesir, respectively.

In the study, three-phase application plan was followed. In the first stage, the Turkish Furniture Industry compliance with the EU legislation was evaluated and business management conditions of the industry was revealed. In the second stage, adequacy of the work environment for the Turkish Furniture Industry was investigated and revealed. In the last stage, wood dust exposure seen as a critical factor for EU legislation in the work environment was intended to be identified with current data.

In the first stage of the study, questionnaire method was applied. Data were collected from 424 enterprises by questionnaire applied with CATI technique. For the second stage, some parameters were determined such as thermal comfort, noise and lighting. Totally 255 enterprises were visited for all these parameters. Measurements were made with the help of measuring device. For this aim, Ankara region was selected as a study area. Because micro scaled enterprises are a combination and the most intense.The obtained data was shown that 85% of the furniture enterprises are micro-scaled, are located in small industrial area or inner-city area, are produced smaller than 500 m2 small confined space, and are proprietorship. It was observed that 78% of these enterprises were not kept up with the technology enough, 70% were not exported.

The furniture enterprises when analyzed in terms of thermal comfort; 63% of these enterprises ambient temperature is below the ideal temperature were seen. Work environment is to be airless at 33%, is to be over drafty at 40% of the enterprises. Just humidity data was remained within the limit values recommended. Ambient lighting is to below 300 lux at 83% of the enterprises, 500 lux at 95%. The maximum noise exposure is above 85 dB at 99% of the enterprises.

41

90% of Turkey Furniture Industry enterprises, wood dust exposure in the work environment is over the limit value 5 mg/m3. 35% of these enterprises are exceeded to limit value two-fold, 40% three-fold and 15% four-fold.

As a result; the Turkish Furniture Industry in the process of integration with the EU is one of the important sectors that structural improvements need to be made quickly. For harmonization of this sector with the EU, the sector enterprises management structures and work environments are needed to be accommodated to the technical directives defined in EU legislation. For this aim, harmonization projects at different scales should be prepared and applied rapidly.

TIRAK HIZAL Kamile

Danışman : Prof. Dr. Nurgün ERDİNAnabilim Dalı : Orman Endüstri MühendisliğiProgramı : Orman Biyolojisi ve Odun Koruma TeknolojisiMezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Nurgün ERDİN

Prof. Dr. S. Nami KARTALDoç. Dr. Yalçın ÇÖPÜRDoç. Dr. Coşkun KÖSEDoç. Dr. Süleyman KORKUT

Doğal meşcerelerde ve plantasyonlarda yetişen dişbudak, kızılağaç odunları yapısal özelliklerinin karşılaştırılması

Orman ürünleri sanayisinin hammadde talebinin karşılanmasında hızl” ı gelişen türlerin endüstriyel plantasyonları giderek önem kazanmaktadır. Plantasyon ormanları hızlı büyümeleri nedeni ile odun üretiminde tercih edilmekte, fakat elde edilen odunun kalitesi hem kâğıt hamuru hem de masif odun üretimi için düşük derecede olabilmektedir.

Bu tez çalışmasında plantasyonda ve doğal meşcerede yetişen dişbudak (Fraxinus angustifolia Vahl.) ve kızılağaç (Alnus glutinosa (L.) Gaertner) odunlarının arasında kalite farkı olup olmadığını belirlemek için anatomik, fiziksel, doğal dayanıklılık özellikleri ve liflere paralel basınç direnci incelenmiş ve karşılaştırılmaları yapılmıştır. Plantasyonda ve doğal meşcerede yetişen dişbudak örnekleri Adapazarı, Samsun ve Sinop bölgelerinden, plantasyonda ve doğal meşcerede yetişen kızılağaç örnekleri Samsun ve Trabzon şehirlerinden temin edilmiştir.

Yıllık halka genişliği ve anatomik özellikler literatürde belirtilen yöntemlere göre belirlenmiş, fiziksel özellikler, liflere paralel basınç dirençleri ve dayanıklılıkları özelliklerinin tespitinde ise ilgili standartlarda verilen yöntemlere göre tespit edilmiştir.

Makroskopik özellikleri belirlemek için dişbudak odunlarında; yıllık halka genişliği, yaz odunu genişliği ve yaz odunu katılım oranı, kızılağaçlarda sadece yıllık halka genişliği ölçülmüştür. Mikroskopik özellikleri belirlemek için dişbudak odunlarında ilkabahar ve yaz odunu trahe teğet çapları, ilkbahar ve yaz odununda mm2’de trahe sayısı, mm’de öz ışını sayısı, tek ve çok sıralı öz ışınlarında hücre sayısı olarak yükseklik, tek ve çok sıralı öz ışınlarında metrik yükseklik, öz ışını genişliği, ilkbahar ve yaz odunu trahe uzunlukları, lif uzunluğu, lif çapı, lif çeper kalınlığı ölçülmüş ve istatistikî değerlendirmeleri yapılmıştır.

Plantasyonda ve doğal meşcerede yetişen dişbudak ve kızılağaçların fiziksel özelliklerinden hava kurusu yoğunluk, tam kuru yoğunluk, hacim ağırlık değeri, daralma-genişleme miktarı, lif doygunluğu noktası

42

(LDN), odunun içerisine alabileceği maksimum su miktarı, hücre çeper madde miktarı, boşluk oranı tespit edilmiştir. Mekanik özelliklerden liflere paralel basınç direnci ölçülmüş ve değerlendirmesi yapılmıştır. Doğal dayanıklılığın belirlenmesinde esmer çürüklük mantarlarından Gloeophyllum trabeum (Pers.:Fr.) Murrill Mad-617-R, beyaz çürüklük mantarlarından Pleurotus ostreatus (Jacq.: Fr.) P. Kumm. PLO 9669 ve Coriolus versicolor (L.: Fr.) Quél. COV 1030 kullanılmıştır.

Ölçüm ve denemelerden elde edilen sonuçlar hem bir bölge içerisinde plantasyonda ve doğal meşcerede yetişen ağaç odunlarının özelliklerinin karşılaştırılması hem de bölgeler arasında plantasyonda ve doğal meşcerede yetişen ağaç odunlarının özelliklerinin karşılaştırılması için varyans analizi ve Duncan testi kullanılarak farklılıklar araştırılmıştır.

Sonuçlara göre plantasyonda yetişen dişbudak ve kızılağaçların yıllık halkaları, doğal meşcerede yetişenlerden daha geniştir. Mikroskopik ölçümler sonrasında her bir anatomik özellik, her bölgede farklı istatistikî değerler göstermiştir.

Plantasyonda ve doğal meşcerede yetişen dişbudak ve kızılağaçların yoğunlukları literatürde verilen değerlerden yüksek çıkmıştır. Plantasyonda yetişen dişbudaklarda yoğunluk değerleri doğal meşcerede yetişenlerden daha yüksek bulunmuştur. Kızılağaçlarda bu ilişki bölgelere göre değişmektedir. Plantasyonda ve doğal meşcerede yetişen dişbudak ve kızılağaçlarda yoğunluğun artması ile daralma-genişleme miktarı artmaktadır.

Kâğıt üretiminde kızılağaçların lif yapısı, dişbudakların lif yapısından daha uygundur. Plantasyonda ve doğal meşcerede yetişen dişbudak ve kızılağaç odunlarının dayanıklılıkları arasında fark bulunmamıştır.

Sonuç olarak plantasyonda yetişen dişbudakların yoğunluk, daralma-genişleme miktarları, liflere paralel basınç direnci değerleri, doğal meşcerede yetişenlerden farklı bulunmuş, kızılağaçlarda plantasyonda ve doğal meşcerede yetişenlerin ise çoğu odun özellikleri arasında istatistikî açıdan fark bulunmamıştır.

 Comparison of structural properties of ash and alder wood species grown in natural and planted

stands

Industrial plantations of the fast growing tree species have increasingly becoming important for meeting the demands for raw materials needed by the forest products industry. Plantation forestry is desirably due to rapid growth rates of trees; however, wood quality is highly affected and might decrease for both pulp production and solid wood products.

In this PhD dissertation, anatomical and physical properties, compression strength parallel to grain and natural durability of fast-growing ash (Fraxinus angustifolia Vahl.) and alder (Alnus glutinosa (L.) Gaertner) grown in different plantation regions and natural stands in Turkey were investigated and statistical comparisons were then made among the species. Plantation and natural grown ash trees were sampled from Adapazarı, Samsun and Sinop, whilst alder trees for the study were obtained from Samsun and Trabzon.

Annual ring width and anatomical properties were determined according to the procedures explained in relevant literature sources. In order to determine physical, mechanical and durability characteristics, the related standards were followed.

For macroscopic investigations, annual ring, late wood width and late wood ratio were evaluated for ash wood; however, annual ring width only was measured for alder wood. For evaluations of microscopic properties of ash wood, tangential diameter of earlywood and latewood vessels, earlywood and latewood vessels in mm2, rays in 1mm, cell height of uniseriate and multiseriate rays, length of uniseriate and multiseriate rays, width of rays, length of earlywood and latewood vessels, fiber length, fiber diameter and fiber wall diameter were measured. Tangential diameter of vessels, vessels in mm 2, rays in 1mm, cell

43

height of uniseriate rays, length of uniseriate rays, length of vessels, fiber length, fiber diameter and fiber wall diameter were measured and evaluated statistically in alder wood.

As physical properties, air-dried density, oven-dried density, basic specific gravity, shrinkage-swelling, fiber saturation point (FSP), maximum water content, amount of cell wall, and amount of void volume of plantation and naturally grown ash and alder wood were measured. For both wood species, compression strength parallel to grain was tested.

In testing of natural durability of the wood species, the brown rot fungi Gloeophyllum trabeum (Pers.:Fr.) Murrill Mad-617-R, white rot fungi Pleurotus ostreatus (Jacq.: Fr.) P. Kumm. PLO 9669 and Coriolus versicolor (L.: Fr.) Quél. COV 1030 were employed.

Results from measurements and tests were evaluated by statistically according to differences between inter and intra properties of wood species grown in planted and natural stands.

Results showed that ash and alder trees grown in planted stands have wider annual ring than the trees grown in natural stands. Microscopic evaluations revealed that each property had significant difference between each region.

Density of ash and alder wood grown in planted and natural stands is higher than the literature values. There was significant difference between planted and natural stands for ash wood but there is no significant difference between inter and intra regions for alder wood. With the increase in density, amount of shrinkage and swelling increased.

Fiber properties of alder wood were found to be more suitable than ash fibers for pulping. There was no significant difference in natural durability between planted and naturally grown ash and alder wood.In conclusion, annual ring width, density, shrinkage-swelling, compression strength paralel to grain values of planted ash wood were significantly different from naturally grown ash wood and there were no significant difference between planted and naturally grown fewer alder wood properties.

44

7. PEYZAJ MİMARLIĞI ANABİLİM DALI  

ADA Elvan

Danışman : Prof. Dr. T. Hakan ALTINÇEKİÇAnabilim Dalı : Peyzaj Mimarlığı Programı : -Mezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. T. Hakan ALTINÇEKİÇ

Prof. Dr. Hüseyin DİRİKProf. Dr. Nuran ZEREN GÜLERSOYProf. Dr. Mesut HASDEMİRProf. Dr. Haldun MÜDERRİSOĞLU

İstanbul Adaları Peyzajında Kültürel Dinamiklerin Etkisiyle Oluşan Değişimlerin Değerlendirilmesi

Çağlar boyunca üç büyük devlet için önemli bir yerleşim alanı olan İstanbul, tarihi, kültürel, arkeolojik ve doğal değerleri ile ender bir fiziksel ve doğal yapıya sahiptir. İstanbul Adaları’nın tarihi ve kültürel yapısı da, bağlı olduğu İstanbul kenti ile yakından ilgilidir. Adalar, merkezden kopuk özgün ada yapısının yanı sıra, tarihsel süreç içerisinde burada yaşamış olan medeniyetlerin bıraktığı izleri de taşıması nedeni ile değerli bir doğal ve kültürel peyzaj alanıdır.

Adalar halkı, çok kültürlü nüfus yapısı nedeni ile ülkede yaşanan toplumsal, sosyal ve ekonomik dinamiklerden önemli ölçüde etkilenmiştir. Yüzyıllar boyunca burada yaşayan toplumun sahip olduğu gelenek, görenek, kültür ve yaşam biçimi, doğadan yararlanış ve kullanış şekline bağlı olarak, doğa üzerinde izler bırakmış ve bugünkü peyzaj değerlerini oluşturmuştur. Adaların sınırlı toprak bütünlüğüne sahip olması nedeni ile toplumsal yapı ve peyzaj arasındaki etkileşimin, peyzaj değişimine etkisi belirgin olarak gözlemlenmektedir.

İnsanoğlunun çevresi, doğa ve zaman ile arasındaki tüm sosyal, ekonomik, kültürel ve duygusal bağların açıklaması olan peyzaj, aynı zamanda ortak kimliğimizin bir parçası ve yeni nesiller için bırakacağımız mirası oluşturmaktadır. Bu nedenle, peyzaj alanlarının geçirdiği değişimlerin kayıt altına alınması ve güncel durumunun belirlenmesi önem arz etmektedir.

Belirtilen nedenler doğrultusunda, İstanbul Adaları’ndan Büyükada, Heybeliada, Burgazada ve Kınalıada’nın toplumsal olaylar, politik kararlar ve planlama çalışmalarını kapsayan kültürel dinamiklerin etkisiyle şekillenen peyzajı ve değişimlerini değerlendirmek, bu tez çalışmasının amacını oluşturmaktadır.Peyzaj değişimi, peyzajın fiziksel yapısında oluşan değişimlerin tespit edildiği peyzaj karakter alanlarının tespiti ve tanımlanması yöntemi ile peyzajı algılayan ve düzenleyen toplumun algısını ölçmek amacıyla yapılan fotografa dayalı anket yönteminden faydalanılarak belirlenmiştir.

İlk yöntemi oluşturan, peyzaj karakter alanlarının belirlenmesinde, 1918 yılına ait Necip Bey Haritaları, 1938 yılına ait İstanbul Harita Şirketi Haritaları ile İBB tarafından 1986 ve 2007 yıllarında hazırlanan hâlihazır haritalar altlık olarak kullanılmıştır. Her ada için 1918 yılı, 1938 yılı, 1986 ve 2007 yılları

45

olmak üzere farklı yıllara ait arazi kullanımı, peyzaj tipleri ve yeşil alan tipleri ile peyzaj karakter alanlarına ait 4 adet pafta olmak üzere toplamda 16 adet pafta hazırlanmıştır. Peyzaj değişimi, oluşturulan farklı yıllara ait bu haritaların overlay-kaplama analizleri yapılması sonucu elde edilen alansal büyüklük tablosundan yararlanılarak karşılaştırılmış ve değerlendirilmiştir.

Adalar tarihinde öne çıkan, toplumsal olaylar göz önünde bulundurulmuş, kültürel dinamikleri oluşturan sosyo-ekonomik ve sosyo-kültürel veriler dönemlere ayrılmıştır. Peyzaj değişiminde kültürel dinamiklerin etkisini değerlendirmek adına, peyzaj karakter alanlarından elde edilen bulgular ile aynı dönemlere ait kültürel veriler örtüştürülerek yorumlanmıştır.

Adalarda peyzajın kültürel boyutunu oluşturan ve etkileyen insan faktörünün, peyzaj değişimi ile ilgili algısını ölçmek adına 100 kişi ile 20. yüzyıl başı ve güncel fotograflardan oluşan 2’li grup halinde, toplam 12 fotograf çifti üzerinden bir anket uygulaması yapılmıştır.

Çalışmanın sonucunda, İstanbul Adaları peyzajının değişiminde etkili olan başlıca iki kültürel faktör belirlenmiştir. Bunlardan ilki, 1950’li yıllardan itibaren sosyal ve toplumsal olayların etkisiyle nüfus yapısında yaşanan değişimdir. Diğer etki ise, ülke genelinde ve Adalar ölçeğinde, maki alanlarının orman statüsünden çıkarılması ve orman alanlarının imara açılması konusunda alınan kararlar ile Adaların planlama sürecinin peyzaj değişimine olan etkisidir. Demografik yapıda oluşan değişim ve planlama süreci gibi kültürel dinamiklerin etkisi nedeniyle, kentsel konut alanları ve kentsel yeşil alanların her adada farklı olmakla beraber toplamda %10 - %40 arasında alansal genişleme yaşadığı tespit edilmiştir. Bu artışa bağlı olarak, doğal yeşil alanlarda da aynı oranda azalma belirlenmiştir. 1970’li yıllara dek Adaların kırsal peyzaj karakterinde tek peyzaj tipi olan tarım alanları tamamen kaybolmuştur. Bu alanların kentsel konut ve kentsel yeşil alanlara dönüştüğü tesbit edilmiştir. Belirlenen bu değişimlerde, kültürel dinamik faktörünü oluşturan toplumun ve onu oluşturan bireylerin, önemli rolü bulunmaktadır. Peyzaj ve kültür bilincine sahip toplumların, peyzaj oluşum, değişim ve planlama aşamalarına olan etkisi, gelecek kuşaklara bırakılacak mirasların niteliğini belirlemektedir.

Evaluatıon Of Changes Occured By Cultural Dynamıc Effects On Landscape Of Istanbul Islands

Throughout the ages Istanbul has been a residential area for three big states and it also has a rare physical and natural structure because of its historical, cultural, archaeological and natural values. The historical and cultural structure of the Istanbul Islands is closely associated with the city of Istanbul. Islands are valuable natural and cultural landscape areas within their unique island structure away from the centre and having the scars of the civilizations which lived there.

Due to the multicultural population of the Islands, it has been significantly affected from the social and economic dynamics of the country. Landscape values have been created depending on the customs, traditions and culture of the society which lived here for centuries. The interaction between social structure and landscaping of the Islands has significantly affected the changes of the landscape with having limited territorial integrity.

Landscape is the environment of mankind’s and the description of the all social, economic, cultural and emotional ties between nature and time. It is also a common part of our identity and forming our legacy for the next generation. Therefore, recording the changes and determining the current status of the landscape areas has been important.

Evaluation of the changes occurred by the cultural dynamics which includes the social events, political decisions and planning studies on landscape of Istanbul Islands including Büyükada, Heybeliada, Burgazada and Kınalıada, has been the aim of this thesis.

Landscape changes has been identified by the description and determination method which is used for determination of the changes in the physical structure of the landscape and in order to measure the perception of the society, photo-based survey method has been used.

46

For determining the landscape character areas, the Necip Bey Maps belonging to the year 1918, the maps of Istanbul Map Company belonging to the year 1938 and the maps of IBB which were prepared in 1986 and 2007, has been used as base maps. For each island, totally 16 sheets has been prepared which are land use, landscape types, green area types and landscape character areas belonging to the years 1918, 1938, 1986 and 2007. Landscape change has been compared and evaluated as a result of overlay analysis of these maps belonging to different years and by the help of the spatial size table.

Social events, that are prominent in the history of the islands, have been considered and the socio-economic and socio-cultural data composed by the cultural dynamics, has been separated by periods. For evaluating the cultural dynamics effecting the changes on landscape, the findings from the landscape character areas and cultural data from the same periods has been interpreted by their overlay.

A survey method has been used for measuring the landscape change perception of human factor in the Islands which forms the cultural format of the landscape. In these surveys 12 photograph pairs belonging to 2 groups which are consist of current and from the beginning of 20 th century photos and these surveys have been implicated to 100 people.

As a result of this study two factors have been determined which are effective on the cultural dynamics of the changes on the landscape of Istanbul Islands. First of these factors is the change on population by the social and communal events since 1950. The other factor is declaration of scrubs as non-forest areas and zoning of forests which lead to landscape changes. Urban residential zones and urban green areas are increased between 10 ~ 40% on each island depending on the cultural dynamics such as change of demographical structure and landscape planning. In parallel with the mentioned increase, natural green areas decreased by the same rate. The single rural landscape type which is agriculture until 1970 has been completely lost today. Those once agricultural areas are now urban housing and urban green zones. Community and its people played an important role over these changes by creating cultural dynamic factors. The quality of the landscape heritage to the next generation is directly related to the landscape consciousness of the community by effecting landscape formation, evolution and planning.

47

8. KİMYA ANABİLİM DALI  

KARAMAN ERSOY Şeyda

Danışman : Prof. Dr. Esma TÜTEMAnabilim Dalı : KimyaProgramı : Analitik KimyaMezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Esma TÜTEM

Prof. Dr. Reşat APAKProf. Dr. Ayhan BOZKURTProf. Dr. Gülaçtı TOPÇUDoç. Dr. Kevser SÖZGEN BAŞKAN

Fenolik Bileşiklerin Seçimli Ayrımı ve Tayininde Yeni Malzemelerden Yararlanılması

Moleküler baskılı polimerler (Molecular imprinted polymers, MIPs), belirli molekülleri (veya türevlerini) kimyasal olarak tanıma özelliğine sahip kalıplar içeren polimerik katı malzemelerdir. MIP’ler doğal proteinli reseptörlere kıyasla hazırlama kolaylığı, düşük maliyet, uç sıcaklık ve kimyasal koşullara dayanım, uzun raf ömrü, deneysel tasarımda gelişmiş çok yönlülük gibi belirgin üstünlükler gösterir.

Kuersetin, pek çok bitkinin yaprak, meyve ve çiçeğinde yaygın olarak bulunan flavon ailesinin en aktif bileşenidir. Kuersetin antioksidan, antiviral, antiinflamatuar ve antitümör özellikleri nedeniyle artan bir ilgi konusu olmuştur. Bu nedenle, kuersetinin çeşitli bitki matrikslerinden ayrımı önemli bir araştırma alanı olmaktadır. Ayrıca kuersetinin önderişiklendirmesi (zenginleştirmesi) ve/veya ayrımı, biyolojik maddelerde olduğu gibi çok bileşenli karmaşık gıda ürünlerinde de kuersetin tayini için gerekli bir basamaktır. Kafeik asit birçok bitki ve içecekte bulunan bir hidroksisinnamik asit türevidir. Meyvelerdeki toplam hidroksisinnamik içeriğinin %70 ini oluşturmaktadır. Kafeik asit, iltihabı (inflamasyon) hafifleterek serbest radikallerin zararlı etkilerine ve endotelyal hasar vb.'ne karşı koruma sağlar.

Bu çalışmada, yukarıda bahsedilen sebeplerden dolayı kafeik asit ve kuersetinin ayrımı ve önderişiklendirilmesi için ayrı ayrı baskılı polimerler sentezlendi. Kuersetin baskılı polimerler gözenek oluşturucu çözücü olan asetonun içinde kalıp molekül olarak kuersetin, fonksiyonel monomerler olarak 4-vinil piridin (4-VP), metakrilik asit (MAA), akrilamid (AA), çapraz bağlayıcı olarak etilen glikol dimetakrilat (EDMA) ve başlatıcı olarak 3,3’-azobisizobutironitril kullanılmasıyla farklı mol oranlarında (kalıp:monomer:çapraz bağlayıcı: 1:4:20, 1:5:30, 1:8:40, 1:10:50) hazırlandı. Ayrıca baskısız polimerler (non-imprinted polymers, NIPs) kalıp molekül olmadan sentezlendi. Bunların tanıma ve seçimlilik özellikleri, farklı oranlarda asetonitril (ACN)-dimetilsülfoksit (DMSO) karışımları ve metanoldeki kuersetin çözeltileri ile denge bağla(n)ma denemeleriyle 370 nm’de absorbansları izlenerek incelendi. Kuersetin:4-VP:EDMA’nın 1:4:20 mol oranındaki MIP’i, kuersetin tanıma için en uygun polimer olarak belirlendi. Bahsedilen bu polimerin yapısal olarak ilişkili diğer bileşiklere (rutin, kateşin, vb.) göre kuersetin için büyük ölçüde seçimli olduğu görüldü. MIP ve NIP’lerin adsorpsiyon özellikleri, ACN:DMSO (98:2, v/v) karışımında hazırlanan kuersetin çözeltileriyle Freundlich ve Langmuir adsorpsiyon izotermleri kullanılarak hesaplandı.

48

Bu çalışmada ayrıca, farklı mol oranlarında (1:4:12, 1:4:16, 1:4:20, 1:5:30, 1:6:30, 1:8:40) bir seri kafeik asit baskılı polimer, gözenek oluşturucu çözücü olarak THF’da hazırlandı. Kafeik asit-MIP'lerin hazırlanması için kalıp molekül olarak kafeik asit, monomer olarak 4-VP, MAA, AA ve 1-vinil imidazol (1-VI), çapraz bağlayıcı olarak EDMA ve başlatıcı olarak AIBN kullanıldı. Ayrıca baskısız polimerler (NIPs) kalıp molekül olmadan sentezlendi. Bunların tanıma ve seçimlilik özellikleri denge bağla(n)ma denemeleri ile 320 nm’de absorbansları izlenerek incelendi. Kafeik asit:4-VP:EDMA’nın 1:4:16 mol oranındaki MIP’i, kafeik asit tanıma için en uygun polimer olarak belirlendi. Bahsedilen bu polimerin yapısal olarak ilişkili diğer bileşiklere (gallik asit, klorojenik asit, vb.) göre kafeik asit için büyük ölçüde seçimli olduğu görüldü. MIP ve NIP’lerin adsorpsiyon özellikleri ACN’deki kafeik asit çözeltileriyle Freundlich ve Langmuir izotermleri kullanılarak hesaplandı.

Kafeik asit ve kuersetin baskılı polimerlerin yapı analizleri Fourier Dönüşümlü İnfrared Spektrokopisi (Fourier Transform Infrared, FTIR)-Zayıflatılmış Toplam Yansıma (Attenuated Total Reflection, ATR) spektrumları kullanılarak gerçekleştirildi. Polimer morfolojileri taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile incelendi.

Hazırlanan moleküler baskılı polimerler kullanılarak moleküler baskılı katı faz ekstraksiyon (MISPE) uygulamaları yapıldı. Böylece sentetik karışımlar ve doğal ürünlerden (kuersetin için; ısırgan ekstraktı hidrolizatı, kırmızı soğan kabuğu ekstraktı ve ekstrakt hidrolizatı ve siyah çay ekstraktı hidrolizatı, klorojenik asit ve kuersetinin her ikisi için de yeşil kahve çekirdeği ekstraktı) kafeik asit (ve/veya kafeik asit türevi klorojenik asit) ve kuersetin (ve/veya kuersetin türevi kamferol, mirisetin, rutin) geri kazanımı gerçekleştirildi.

Utilization Of New Materials In Specific Separation and Determination Of Phenolic Compounds

Molecular imprinted polymers (MIPs) are solid polymeric materials containing templates which have recognizing abilities chemically of specific molecules (or their derivatives). MIPs offer distinct advantages such as ease of preparation, low cost, tolerance to extreme thermal and chemical conditions, long shelf life, and enhanced versatility in experimental design compared to natural proteinaceuous receptors.

Quercetin is the most active compound in flavone family, widely occurring in leaves, fruits, and flowers of many plants. Quercetin has become the topic of increasing interest based on its antioxidant, antiviral and antitumor properties. So, the isolation of quercetin from various plant matrices is becoming an important research area. Moreover, preconcentration and/or separation is a required stage for determining quercetin in complex multicomponent food products as well as in biological objects. Caffeic acid is a hydroxycinnamic acid derivative which is present in many plants and beverages. It accounts for up to 70% of the total hydroxycinnamic acid content in fruits. Caffeic acid can slow down the process of inflammation, thereby providing protection from the hazardous effects of free radicals and against endothelial damage, etc.

In this work, because of the above mentioned reasons, imprinted polymers for the isolation and preconcentration of quercetin and caffeic acid were synthesized separately. Quercetin imprinted polymers in different molar ratios (template:monomer:cross-linker: 1:4:20, 1:5:30, 1:8:40, 1:10:50) were prepared by using quercetin as the template molecule, 4-vinylpyridine (4VP), methacrylic acid (MAA), acrylamide (AA) as the functional monomers, ethylene glycol dimethacrylate (EDMA) as the cross-linker and 2,2’-azobisisobutyronitrile (AIBN) as initiator in the porogen of acetone. Non-imprinted polymers (NIPs) were also synthesized without template. Their recognition and selectivity properties were investigated by equilibrium binding experiments with QC solutions in different proportions of acetonitrile (ACN)-dimethylsulfoxide (DMSO) mixtures and methanol (MeOH) monitoring the absorbances at 370 nm. The MIP with 1:4:20 molar ratio of quercetin-4VP-EDMA was established as the most suitable for recognition of quercetin. The mentioned MIP was found to be highly selective for quercetin according to the other structurally related compounds (rutin, catechin, etc). Sorption parameters of the MIP and the

49

NIP were calculated by using Freundlich and Langmuir isotherms with quercetin solutions in ACN: DMSO (98:2, v/v).

Also in this study, a series with different molar ratios of caffeic acid imprinted polymers (1:4:12, 1:4:16, 1:4:20, 1:5:30, 1:6:30, 1:8:40) were prepared in tetrahydrofuran as porogen. Caffeic acid as template molecule, 4-vinylpyridine (4VP), methacrylic acid (MAA), acrylamide (AA), 1-vinylimidazole as functional monomers, ethylene glycol dimethacrylate (EDMA) as cross-linking agent and 2,2’-azobisisobutyronitrile (AIBN) as initiator were used for the preparation of caffeic acid-MIPs. Non-imprinted polymers (NIPs) were also synthesized without template. Their recognition and selectivity properties were investigated by equilibrium binding experiments monitoring the absorbances at 320 nm. The MIP with 1:4:16 molar ratio of caffeic acid-4VP-EDMA was established as the most suitable for recognition of caffeic acid. The mentioned MIP was found to be highly selective for caffeic acid according to the other structurally related compounds (gallic acid, chlorogenic acid, etc). Sorption parameters of the MIPs and the NIPs were calculated by using Freundlich and Langmuir isotherms with caffeic acid solutions in ACN.

Structure analysis of caffeic acid and quercetin imprinted polymers was carried out by using fourier transform infrared (FTIR)- attenuated total reflection (ATR) spectrum. Morphologies of these polymers were investigated with scanning electron microscopy (SEM).

Molecularly imprinted solid phase extraction (MISPE) applications were performed by using prepared imprinted polymers. Thus, recoveries of caffeic acid (anad/or caffeic acid derivative chlorogenic acid) and quercetin (and/or quercetin derivative kaempferol, miricetin, rutin) were carried out from synthetic mixtures and natural products (nettle extract hydrolizate, red onion peel extract and extract hydrolizate, and black tea extract hydrolizate for quercetin; green coffee bean extract for both quercetin and chlorogenic acid).

  

50

TÜRKER ACAR Elif

Danışman : Prof. Dr. Gülten ATUNAnabilim Dalı : KimyaProgramı : Fiziksel KimyaMezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Gülten ATUN

Prof. Dr. Saadet PABUCCUOĞLUProf. Dr. Sinem GÖKTÜRKProf. Dr. Müzeyyen DOĞANDoç. Dr. Süheyla PURA ERGİN

Bazı Ftalosiyanin Geçiş Metal Komplekslerinin Elektrokimyasal Davranışlarının İncelenmesi

Bu tezde, Cu (II) ve Ni (II) tetrasülfo ftalosiyanin kompleksi tetrasodyum tuzlarının (CuTSPc ve NiTSPc), camsı karbon elektrod üzerindeki elektrokimyasal davranışları, pH 2 fosfat tamponu ve pH 12,15 tetra n-bütil amonyum hidroksit (TnBAH) ortamında incelenmiştir. Çevrimsel Voltametri (ÇV) tekniğini kullanarak, camsı karbon çalışma elektodu (CKE), doymuş kalomel referans elektrod ve platin tel yardımcı elektrodunu içeren, bilinen 3 elektrod sistemi ile çalışılmıştır. Elektrod prosesindeki proton (p) ve elektron (n) sayıları, pH ve tarama hızına bağlı pik potansiyel (E p) değişiminden hesaplanmıştır. Elektrod proses mekanizması, pH ve tarama hızının voltamogramlar üzerindeki etkileri incelenerek aydınlatılmıştır. Modifiye elektodlar Atomik Kuvvet Mikroskobu (AKM) kullanılarak karakterize edilmiştir.

CuTSPc ve NiTSPc modifiye camsı karbon elektrodlar (CuTSPc/CKE ve NiTSPc/CKE), nikotinin voltametrik tayininde başarılı bir şekilde kullanılmıştır. Sistemin reversibilitesi, ÇV voltamogramlarına ait anodik ve katodik piklerin oranlarından belirlenmiştir. Elektrod prosesinin hız sabitleri, tarama hızı ile Ep değişiminden hesaplanmıştır. CuTSPc/CKE ve NiTSPc/CKE lar nikotine karşı 2,82x10-8 M and 1,46x10-7 M tayin sınırları (LOD) ile hızlı bir tepki vermektedir. Modifiye elektrodlar üzerinde nikotin tayini için transfer olan p ve n değerleri kullanılarak elektrokimyasal mekanizma önerilmiştir. Sonuçlar, CuTSPc/CKE ve NiTSPc/CKE elektrodların nikotine verdiği tepkinin difüzyon kontrollü irreversibil bir proses olduğunu göstermektedir. Çalışmanın sonucunda, bu yöntemin nikotin tayini için basit, etkili ve kullanışlı bir yöntem olduğu bulunmuştur.  

Investigation Of Electrochemical Behaviors Of Some Transition Metal-Phthalocyanine Complexes

In this thesis, the electrochemical behaviors of Cu(II) and Ni(II) tetrasulphonated phthalocyanine complex tetrasodium salts (CuTSPc and NiTSPc) were investigated at a glassy carbon electrode in phosphate buffer (pH 2) and tetra n-butylammonium hydroxide (pH 12,15), respectively. A three-electrode system, consisting of glassy carbon working electrode, saturated calomel reference electrod and a platinum wire auxiliary electrode, was employed using cyclic voltammetry (CV) technique. The numbers of proton (p) and electron (n) in electrode process were estimated from the change of peak potentials (E p) depending on pH and scan rate (ν). The mechanisms of the electrode processes were elucidated by examining effects of

51

pH and scan rate on voltammograms.The modified electrodes were characterized by atomic force microscope (AFM) analysis.

Cu(II) and Ni(II) tetrasulphonated phthalocyanine modified glassy carbon electrode was succesfully used for the voltammetric determination of nicotine. The reversibility of the processes was determined from the ratio of cathodic and anodic peak on CV voltammograms. The rate constants of electrode processes were calculated by changing Ep with scan rate. The modified electrodes with Cu(II) and Ni(II) tetrasulphonated phthalocyanine give a response rapidly to nicotine with a detection limit of 2,82x10-8 M and 1,46x10-7 M, respectively. The electrochemical mechanisms on modified electrode for nicotine detection have been proposed by using transferred proton and electron numbers. The results suggested that the response of nicotine at Cu(II) and Ni(II) tetrasulphonated phthalocyanine modified electrodes was an irreversible process and it was controlled by difussion step. As a result of study, this methodology is found to be very useful, simple and effective way for nicotine detection.  

52

SAYIK Aysema

Danışman : Prof. Dr. Ayşe Sergüzel YUSUFOĞLUAnabilim Dalı : Kimya Programı : Organik Kimya Mezuniyet Yılı : 2013Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Ayşe Sergüzel YUSUFOĞLU

Prof. Dr. Süleyman TANYOLAÇ Prof. Dr. Nüket ÖCAL

Prof. Dr. Zuhal TURGUT Prof. Dr. Turan ÖZTÜRK

Değişik Kiral Heteroorganik Ligantların Asimetrik Sentezleri

Bu tez çalışmasında, kiral Bor katalizörlerinin eldesi için kullanılabilecek yeni kiral heteroorganik ligantlar (1L….23L) sentezlenmiştir. Bu ligantlar O ve N hetero atomlarını içermektedir. Sentezlenen ligantlar ile 5 adet yeni orijinal kiral O/N merkezli Bor katalizörü (6K…..10K) yapılmıştır.

Ayrıca satın alınan kiral 4 adet ligant (1S….4S) ile 4 adet orijinal kiral Bor katalizörü (1K….4K) elde edilmiştir. 1 adet akiral ligant (5S) ile akiral (5K) Bor katalizörü sentezlenmiştir. Bu katalizör çeşitliliği katalizör uygulanabilirliği çalışmalarında değerlendirilmiştir.

Çalışmanın birinci aşamasında Bor katalizörlerinin sentezi için çeşitli denemeler yapılarak en uygun reaksiyon koşulları belirlenmiştir. Elde edilen standart Bor katalizörünün yapısı 11B-NMR analizi ile incelenmiştir.

Çalışmanın ikinci aşamasında ise karbohidratlardan aminasyon yöntemi ile 20 adet kiral ( 1L….20L) O/N ligantları sentezlenmiştir. Bunlardan 17 tanesi orijinaldir. Karbohidrat olarak Mannoz kullanılmıştır. Ayrıca biyolojik aktif yapıdaki üç adet madde; Kuersetin, Kurkumin, Androsteron ile üç adet (21L…..23L) yeni kiral ligant sentezlenmiştir. Ligantların yapıları; IR, UV, 13C-NMR, 1H-NMR, kiral HPLC , GC-MS, MS, LC-MS analizleri ile aydınlatılmıştır.

Çalışmanın üçüncü aşamasında; birinci aşamada saptanan yönteme göre yeni orijinal 9 adet kiral ve 1 adet akiral Bor katalizörü yapılmıştır.

Çalışmanın dördüncü aşamasında ise bu katalizörlerin asimetrik indirgeme potansiyelleri, çeşitli reaksiyon koşulları ve kriterleri denenerek Fenil undesil keton’un asimetrik indirgenme reaksiyonlarında araştırılmıştır. Oluşturulan katalizörlerin etkinliği kiral HPLC analizindeki enantiyomerce zenginlik derecesine göre belirlenmiştir.

Asymmetric Synthesis of Various Chiral Heteroorganic Ligands

53

In this thesis study, new chiral heteroorganic ligands were synthesized applicable to obtain chiral Boron catalysts. These ligands include O and N heteroatoms. 5 new original chiral O/N based Boron catalysts (6K…10K) were obtained with synthesized ligands.

Additionally 4 original chiral Boron catalysts were also obtained from 4 chiral purchased ligands. (1S….4S). An achiral Boron catalyst (5K) was synthesized with an achiral ligand (5S). This catalyst variety was appreciated on catalyst applicability studies.

In the first step of study the optimum reaction conditions for Boron catalyst synthesis were determined by a variety of trials. The obtained standart Boron catalyst’s structure was examined with 11B-NMR analysis.

In the second stage, 20 O/N chiral ligands (1L….20L) were synthesized from carbohydrates with amination method. 17 of them are original. Mannose was used as carbohydrate. Three (21L….23L) chiral ligands were also synthesized with biological active Quercetin, Curcumin,Aandrosterone structures. Ligands’ structure were solved with IR, UV, 13C-NMR, 1H-NMR, chiral HPLC, GC-MS, MS, LC-MS analyzes.

In the third stage new 9 chiral and 1 achiral Boron catalysts were gained according to the method stated in the first stage of the study.

In the fourth stage of the study, these catalysts’ asymmetric reduction potantials were researched in Phenyl undecyl ketone’s asymmetric reduction reactions with the trials of different reaction conditions and criterias. Achieved catalysts’ activities were determined with HPLC according to the enantiomeric excess degree.

  

54

GÜNGÖR Nilay

Danışman : Doç. Dr. Kevser SÖZGEN BAŞKAN Anabilim Dalı : KimyaProgramı : Analitik KimyaMezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Doç. Dr. Kevser SÖZGEN BAŞKAN

Prof. Dr. Reşat APAKProf. Dr. Birsen DEMİRATA ÖZTÜRKProf. Dr. Esma TÜTEMProf. Dr. Gülaçtı TOPÇU

Antioksidanlara Duyarlı Soy Metal Nanoparçacık Esaslı Yeni Sensörler Geliştirilmesi

Antioksidanların insan sağlığına olan yararlarından dolayı (kanser, kardiovasküler ve nörodejeneratif hastalıklar gibi oksidatif stres kaynaklı hastalıkların önlenmesi gibi) toplam içeriğinin değerlendirilmesi oldukça önemlidir. Nanoparçacıklar – 1-100 nm arasında bir boyuta sahip yapılar – yığın halindeki malzemelerden daha üstün ve olağanüstü özelliklere sahip olduğundan dolayı artan şekilde ilgi çekici hale gelmiştir. Bu kapsamda bu tez çalışmasında, sağlıklı beslenme açısından ve biyolojik olarak kritik öneme sahip antioksidanların tayin edilebilmesi için, nanoparçacıkların olağanüstü özelliklerinden yararlanılarak soy metal nanoparçacık esaslı sensörler geliştirilmesi amaçlanmıştır.

Tez çalışmasının ilk kısmında polifenollerin (flavonoidler, basit fenolik ve hidroksisinnamik asitler gibi) antioksidan kapasitelerinin tayini için sitratla stabilize edilmiş gümüş çekirdekleri varlığında polifenollerle Ag (I) iyonlarının indirgenmesi esasına dayanan hassas kolorimetrik bir yöntem geliştirilmiştir. Kararlı süspansiyonun renginin kontrolü, trisodyum sitrat, gümüş nitrat ve gümüş çekirdeklerinin konsantrasyonları değiştirilerek sağlanmıştır. Trisodyum sitrat ve gümüş çekirdekleri varlığında, Ag (I) iyonlarının polifenollerle küresel gümüş nanoparçacıklara (SNP’lere) indirgenmesi 423 nm’de çok yoğun bir yüzey plazmon rezonans absorpsiyon bandı oluşturmuştur. SNP’lerin plazmon absorbansı, polifenollerin spektrofotometrik olarak kantitatif tayinine imkan sağlar. Geliştirilen yöntem geniş bir konsantrasyon aralığındaki standart polifenolik bileşiklere lineer bir cevap vermiştir. Rapor edilen nanoparçacık esaslı antioksidan analizlerinin aksine bu çalışmada SNP’lerin çekirdeklenmesi değil büyümesi konsantrasyona bağlı lineer bir cevap vermiştir. Çeşitli (hidrofilik ve lipofilik) antioksidanların geliştirilen yöntem kullanılarak elde edilen troloks eşdeğeri antioksidan kapasite (TEAC) değerleri, CUPRAC yöntemiyle elde edilen değerlerle karşılaştırılmıştır. Okzalat, sitrat, meyve asitleri, amino asitler ve indirgeyici şekerler gibi gıdalarda yaygın olarak bulunan türler geliştirilen yöntemi enterfere etmemiştir. Bu yöntem lineerlik, toplamsallık, tekrarlanabilirlik ve geri kazanım açısından valide edilmiştir. Geliştirilen yöntem güvenilir ve kararlıdır. Geliştirilen yöntem, ön işleme gerek olmaksızın bazı meyve suları ve bitki çaylarının toplam antioksidan kapasitesini (TAC) belirlemek için kullanılmış ve geniş bir aralıkta gıda bitkilerinin içerdiği antioksidan envanterinin çıkarılması için uygun bir yöntem olduğu belirlenmiştir.

Biyolojik sistemlerdeki önemli rollerinden dolayı biyotiyollerin tayini için hassas ve seçici yöntemlerin geliştirilmesi önemlidir. Tez çalışmasının ikinci kısmında Ellman reaktifinin (DTNB) adsorbe edildiği altın nanoparçacıklar (Au-NP’ler) (DTNB-Au-NP) kullanılarak biyolojik örnekler ve farmasötik

55

ilaçlardan biyolojik açıdan önemli tiyollerin (biyotiyollerin) seçimli olarak tayinine olanak sağlayan yeni bir optik sensör geliştirilmiştir. Çözelti fazında serbest sülfhidril gruplarının kantitatif belirlenmesinde kullanılan suda çözünür bir bileşik olan, 5,5′-Ditiyo-bis(2-nitrobenzoik asit) (DTNB) kovalent olmayan etkileşimle Au-NP’lerin üzerine adsorbe edilmiş ve biyotiyollerle reaksiyonunun bir sonucu olarak sarı renkli 5-tiyo-2-nitrobenzoat (TNB2−) anyonunun oluşumuyla meydana gelen absorbans değişimleri 410 nm’de ölçülmüştür. Sensör geniş bir konsantrasyon aralığında sistein, glutatyon, homosistein, sisteamin, dihidrolipoik asit ve 1,4-ditiyoeritritolü kapsayan standart biyotiyol bileşiklere lineer bir cevap vermiştir. Her bir biyotiyol için kalibrasyon eğrileri oluşturulmuş ve bu bileşiklerin molar absorptiviteleri ve lineer konsantrasyon aralıkları belirlenmiştir. Çeşitli biyotiyollerin DTNB-Au-NP yöntemi kullanılarak elde edilen sistein eşdeğeri tiyol içeriği (CETC) değerleri, tiyollere karşı reaktivitesi bulunan DTNB reaktifinin kullanıldığı klasik DTNB yöntemiyle elde edilen değerlerle karşılaştırılmıştır. Amino asitler, flavonoidler, vitaminler ve plazma antioksidanları gibi genel biyolojik örnek içerikleri geliştirilen tayin yöntemini enterfere etmemiştir. Bu yöntem lineerlik, toplamsallık, tekrarlanabilirlik ve geri kazanım açısından valide edilmiş ve ortaya konulan yöntem güvenilir ve kararlı bir yöntemdir. DTNB bağlı Au-NP’ler, biyotiyol tayininde klasik DTNB reaktifine göre daha yüksek duyarlılık (daha düşük dedeksiyon limitleri) sağlamıştır. Optimize edilmiş koşullar altında sistein (Cys) geliştirilen yöntemle tayin edilmiştir. Sisteinin geliştirilen yöntemle elde edilen dedeksiyon limiti (LOD) 0.31 μM’dır ve 0.4 – 29.0 μM konsantrasyon aralığında lineerdir (r = 0.998).  

Development of Novel Noble Metal Nanoparticle Sensors Sensitive To Antioxidants

Making estimation of total content of antioxidants is very important due to their possible health benefits (i.e., prevention of oxidative stress related diseases such as cancers and cardiovascular and neurodegenerative diseases). Nanoparticles – structures with at least one dimension between 1 nm and 100 nm – have attracted steadily growing interest due to fascinating properties and superior to those of bulk materials. In this regard, the aim of this thesis work is to develop novel noble metal nanoparticle sensors for detection of antioxidants crucial in healthy diet and biologically, utilizing the amazing surface properties of nanoparticles.

A sensitive colorimetric method for the detection of polyphenols (i.e., flavonoids, simple phenolic, and hydroxycinnamic acids) was developed at first part of this thesis work based on the reduction of Ag (I) ions by polyphenols in the presence of citrate-stabilized silver seeds. The color of the stable suspension was controlled by varying the concentration of trisodium citrate, silver nitrate, and silver seeds. The reduction of Ag (I) to spherical silver nanoparticles (SNPs) by polyphenols in the presence of trisodium citrate and silver seeds produced a very intense surface plasmon resonance (SPR) absorption band of SNPs at 423 nm. The plasmon absorbance of SNPs allows the quantitative spectrophotometric detection of the polyphenols, and the developed method gave a linear response over a wide concentration range of standard polyphenolic compounds. In contrast to other reported NP-based antioxidant assays, it was established in this work that growth but not nucleation of SNPs gave a linear concentration-dependent response. The trolox equivalent antioxidant capacity (TEAC) values of various (hydrophilic and lipophilic) antioxidants using the developed method were comparable to those of the CUPRAC assay. Common food ingredients like oxalate, citrate, fruit acids, amino acids, and reducing sugars did not enterfere with the proposed sensing method. This assay was validated through linearity, additivity, precision and recovery, demonstrating that the assay is reliable and robust. The developed method was used to screen total antioxidant capacity (TAC) of some commercial fruit juices and herbal teas without preliminary treatment, and showed a promising potential for the preparation of antioxidant inventories of a wide range of food plants.

Development of sensitive and selective methods of determination for biothiols is important because of their significant roles in biological systems. We present a new optical sensor using Ellman's reagent (DTNB)-adsorbed gold nanoparticles (Au-NPs) (DTNB-Au-NP) in a colloidal solution devised to sensitively determine biologically important thiols (biothiols) from biological samples and pharmaceuticals at second part of this thesis work. 5,5′-Dithio-bis(2-nitrobenzoic acid) (DTNB), a versatile water-soluble compound for quantitating free sulfhydryl groups in solution, was adsorbed

56

through non-covalent interaction onto Au-NPs, and the absorbance changes associated with the formation of the yellow-colored 5-thio-2-nitrobenzoate (TNB2−) anion as a result of reaction with biothiols was measured at 410 nm. The sensor gave a linear response over a wide concentration range of standard biothiols comprising cysteine, glutathione, homocysteine, cysteamine, dihydrolipoic acid and 1,4-dithioerythritol. The calibration curves of individual biothiols were constructed, and their molar absorptivities and linear concentration ranges determined. The cysteine equivalent thiol content (CETC) values of various biothiols using the DTNB-Au-NP assay were comparable to those of the conventional DTNB assay, showing that the immobilized DTNB reagent retained its reactivity toward thiols. Common biological sample ingredients like amino acids, flavonoids, vitamins, and plasma antioxidants did not enterfere with the proposed sensing method. This assay was validated through linearity, additivity, precision and recovery, demonstrating that the assay is reliable and robust. DTNB-adsorbed Au-NPs probes provided higher sensitivity (i.e., lower detection limits) in biothiol determination than conventional DTNB reagent. Under optimized conditions, cysteine (Cys) was quantified by the proposed assay, with a detection limit (LOD) of 0.31 μM and acceptable linearity ranging from 0.4 to 29.0 μM (r = 0.998).

57

TÜRKYILMAZ İsmet Burcu

Danışman : Prof. Dr. Refiye YANARDAĞAnabilim Dalı : KimyaProgramı : BiyokimyaMezuniyet Yılı : 2013Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Refiye YANARDAĞ

Prof. Dr. Nuriye AKEV Prof. Dr. Ayşen YARAT Prof. Dr. Ayşe OGAN Prof. Dr. Ayşe YUSUFOĞLU

Sıçanlarda Amiodaron ile Oluşturulan Karaciğer Hasarına U Vitamini’nin Etkileri

Amiodaron, 2-butil-3-(3’,5’-diiyodo-4’--dietil amino etoksi benzoil)-benzofuran, günümüzde kalp ritm bozuklukları ve taşikardi gibi rahatsızlıkların önlenmesinde kullanılan bir antiaritmik ilaçtır. Bu ilaç, başta karaciğer olmak üzere, pek çok doku ve organda birikerek toksisite oluşturmaktadır. U vitamini, S-metilmetiyonin sülfonyum klorür, lipid düşürücü özelliği başta olmak üzere, antiülser, antidepresan ve antioksidan gibi özelliklere de sahiptir. Bu çalışmada, amiodaron ile oluşturulan karaciğer hasarına U vitamininin etkisi incelendi. Çalışmamızda, 3.5-4 aylık Sprague-Dawley türü erkek sıçanlar dört gruba ayrıldı. Grup I: (kontrol grubu) 7 gün boyunca mısır yağı verilen sıçanlar; Grup II: 7 gün boyunca U vitamini (50 mg/kg) verilen sıçanlar; Grup III: 7 gün boyunca 100 mg/kg dozunda amiodaron verilen sıçanlar; Grup IV: 7 gün boyunca amiodaron verilmesinden 1 saat önce U vitamini (50 mg/kg) verilen sıçanlar. Sıçanlara amiodaron ve U vitamini gavaj yöntemi ile verildi. 8. günde bir gece aç bırakılan sıçanların, anestezi altında, kan ve karaciğer doku örnekleri alındı. Elde edilen serum örneklerinde, aspartat aminotransferaz, alanin aminotransferaz ve alkali fosfataz enzim aktiviteleri ile kolesterol, total lipid ve total bilirubin miktar tayinleri yapıldı. Karaciğer doku örneklerinde glutatyon ve lipid peroksidasyonu miktarları ile laktat dehidrojenaz, gama glutamil transferaz, miyeloperoksidaz, paraoksonaz, adenozin dezaminaz, ksantin oksidaz, arginaz, sodyum-potasyum ATPaz, prolidaz, DT-diaforaz ve tromboplastik aktivite tayinleri ile, protein karbonil, fukoz, heksoz ve heksozamin miktarları tayin edildi. Çalışmamızdan elde edilen sonuçlara göre, amiodaron grubuna ait serum aspartat aminotransferaz, alanin aminotransferaz ve alkali fosfataz aktiviteleri ile kolesterol, total lipid ve total bilirubin miktarlarında, kontrol grubu ile karşılaştırıldığında artış meydana geldiği gözlendi. Amiodaron grubuna ait karaciğer doku parametrelerinden lipid peroksidasyonu miktarları ile laktat dehidrojenaz, gama glutamil transferaz, miyeloperoksidaz, adenozin dezaminaz, ksantin oksidaz, arginaz, prolidaz ve DT-diaforaz, tromboplastik aktiviteleri, protein karbonil, fukoz, heksoz ve heksozamin miktarlarında kontrol grubuna göre artış olduğu, glutatyon miktarları ile paraoksonaz ve sodyum potasyum ATPaz aktivitelerinde ise azalma meydana geldiği saptandı. Amiodaron grubuna U vitamini verilmesi ile bu etkiler tersine çevrildi. Bu sonuçlara göre, amiodaron ile oluşturulan hepatotoksisitede, U vitamininin karaciğer hasarı üzerinde koruyucu bir ajan olarak etkisini gösterdiği söylenebilir.

  

Effect of Vitamin U on Liver Injury Induced by Amiodarone in Rats

58

Amiodarone, 2-butyl-3-(3’,5’-diiodo-4’--diethyl amino etoxy benzoyl)-benzofuran, is an antiarrhtymic drug that is used for prevention of the diseases like heart rhythm disorders and tachycardia nowadays. This drug shows toxic effect by accumulation specially in liver and many tissues and organs. Vitamin U, S-methylmethionine sulfonium chloride, has mainly lipid lowering, and besides antiulcer, antidepressant and antioxidant effects. The aim of this study was the investigaton of the protective effect of Vitamin U on liver injury induced by amiodarone. In this study, 3,5-4 months old Sprague-Dawley male rats were randomly divided into four groups. Group I; control animals receiving corn oil for 7 days. Group II; animals receiving Vit U (50 mg/kg) for 7 days. Group III; animals receiving amiodarone (100 mg/kg) for 7 days. Group IV; animals receiving Vit U (50 mg/kg) for 7 days 1 h prior to the administration of amiodarone. Amiodarone and vitamin U were administered by gavage to rats. On the 8 th day, all the animals which were fastened night over were sacrificed, blood and liver samples were taken under anesthesia. In serum samples, aspartate aminotransferase, alanine aminotransferase and alkaline phosphatase enzyme activities and cholesterol, total lipid and total bilirubin levels were determined. In liver samples, glutathione and lipid peroxidation levels and lactate dehydrogenase, gamma glutamyl transferase, myeloperoxidase, paraoxonase, adenosine desaminase, xanthine oxidase, arginase, sodium potassium ATPase, prolidase and DT-diaphorase and thromboplastic activities, protein carbonyl content and tissue factor, fucose, hexose and hexosamine levels were measured. It was determined that serum aspartate aminotransferase, alanine aminotransferase and alkaline phosphatase activities and cholesterol, total lipid and bilirubin levels of amiodarone group made an increase when compared with control group. In liver tissue samples of amiodarone group, it was found that lipid peroxidation levels and lactate dehydrogenase, gamma glutamyl transferase, myeloperoxidase, adenosine desaminase, xanthine oxidase, arginase, prolidase, DT-diaforase and thromboplastic activities, protein carbonyl content, fucose, hexose and hexosamine levels were increased compared to control group, glutathione levels and paraoxonase and sodium-potassium ATPase activities were decreased as compared to control group. Treatment with vitamin U reversed these effects. These results demonstrated that administration of vitamin U is a potentially beneficial agent to reduce the liver damage in amiodarone hepatotoxicity.

59

DUMAN Songül

Danışman : Prof. Dr. Bahri ÜLKÜSEVENAnabilim Dalı : Kimya Programı : Anorganik KimyaMezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Bahri ÜLKÜSEVEN

Prof. Dr. İrfan KIZILCIKLIProf. Dr. Esma TÜTEMProf. Dr. Ulvi AVCIATAProf. Dr. Ahmet Gül

Bazı 2-Hidroksi Aldehit Tiyosemikarbazonların Dioksomolibden(Vı) Kompleksleri

Son yıllarda; enzim katalizör sistemleri ve oksijen atom transfer reaksiyonları için model teşkil eden, [MoO2(L)D] genel formülündeki molibden bileşiklerinin sentezlerine ilgi giderek artmaktadır. Bu bakımdan, bu tipte molibden merkezli komplekslerin sistematik kombinasyonlarını elde etmek ve yapısal karakaterizasyonlarını gerçekleştirmek bu sınıftan bileşiklerin fiziksel, kimyasal ve biyolojik özelliklerinin anlaşılması için önemli yararlar sağlayacaktır.

Çalışmamızda, 3-metoksi/5-bromo-S-alkil-N-alkil-tiyosemikarbazon ligandlarının bis-asetilasetonato dioksomolibden(VI) ile reaksiyonundan, [MoO2(L)D] genel formülü ile gösterilen 25 adet yeni cis-dioksomolibden(VI) kompleksi izole edildi.

İzole edilen komplekslerin ikinci ligandı olarak (D) metanol, etanol, propanol, allil alkol, 2-propin-1-ol, 2-buten-1-ol, 3-metil-2-buten-1-ol, etilen glikol monometil eter, 4-pikolin ve piridin kullanıldı. Ligand ve komplekslerin yapıları elementel analiz ve spektroskopik yöntemlerle (IR, UV, 1H NMR, 13C-NMR, EI-MS) karakterize edildi.

3-metoksisalisilaldehit-N4-butiltiyosemikarbazon dioksomolibden(VI) metanol ve 3-metoksisalisilaldehit-S-propiltiyosemikarbazon dioksomolibden(VI) 3-metil-2-buten-1-ol komplekslerinin tek kristal yapısı X-ışını kırınımı yöntemi ile aydınlatıldı. Sentezi gerçekleştirilen komplekslerde ligandların hangi donör atomlar (ONS, ONN) üzerinden koordinasyona katıldığı belirlendi. xvii

Ayrıca; salisilaldehit-N4-metil tiyosemikarbazon dioksomolibden(VI) metanol kompleksi oksotransfer reaksiyonu denemelerinde kullanıldı ve literatür ile uyumlu bulgulara ulaşıldı.   

Dioxomolybdenum(Vı) Complexes of Some 2-Hydroxy Aldehyde Thıosemicarbazones

In recent years, the interest in synthesis of molybdenum complexes represented by [MoO2(L)D] general formula, which is the model for the enzyme catalyst systems and oxygen atom transfer reactions, have

60

raised. In this regard, to obtain the systematic combinations and structural characterization of molybdenum-centered complexes are important for the purposes of determination their physical, chemical and biological properties.

In our study, 25 new cis-dioxomolybdenum(VI) complexes which are formulated such as [MoO2(L)D] , were isolated by the reaction between 3-methoxy/5-bromo-S-alkyl-N-alkyl-thiosemicarbazone ligands and bis-acetylacetonato dioxomolybdenum(VI).

As a second ligand (D) of the isolated complexes, methanol, ethanol, propanol, allyl alcohol, 2-propine-1-ol, 2-butene-1-ol, 3-methyl-2-butene-1-ol, ethylene glycol monomethyl ether, 4-picoline and pyridine were used. The structures of ligands and their complexes were characterized by elemental analyses and spectroscopic methods (IR, UV, 1H NMR, 13C-NMR, EI-MS).

The single crystal structure of 3-methoxysalicylaldehyde-N4-butylthiosemicarbazone dioxomolybdenum(VI) methanol and 3-methoxysalicylaldehyde-S-propylthiosemicarbazone dioxomolybdenum(VI) 3-methyl-2-butene-1-ol complexes were determined by using X-Ray Diffraction Method. It has been determined that which donor atoms of ligands participate in the coordination (ONS, ONN). xix

Additionally; saliycaldehyde-N4-methylthiosemicarbazone-dioxomolybdenum(VI) methanol complex was used for oxotransfer reaction. The findings obtained are consistent with the literature.

61

9. KİMYA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI  

ÖZBAŞ Zehra

Danışman : Prof. Dr. Gülten GÜRDAĞAnabilim Dalı : Kimya MühendisliğiProgramı : Kimyasal TeknolojilerMezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Gülten GÜRDAĞ

Prof. Dr. Oğuz OKAYProf. Dr. Hasine KAŞGÖZProf. Dr. M. Ali GÜRKAYNAKProf. Dr. Ayfer SARAÇ

Uyarıya Duyarlı Biyopolimer Jellerin Sentezi, Karakterizasyonu ve İlaç Salımında Kullanımlarının İncelenmesi

Bu çalışmada, kitosan (CS) doğal polimeri ile farklı oranlardaki akrilamid (AAm) ve N-hidroksimetil akrilamid (HMA) monomerleri kullanılarak CS:AAm, CS:AAm:HMA ve CS:HMA yarı-IPN hidrojelleri hazırlanmıştır. Polimerizasyon reaksiyonları, toplam monomer başlangıç konsantrasyonu sabit tutularak (0.5 M), kitosanın %2 (v/v)’lik asetik asitteki %1 ve 2 (w/v)’lik çözeltisinde, başlatıcı olarak monomer/monomerlerin molce %1’i oranında amonyum persülfat (APS), hızlandırıcı olarak APS miktarına eşit ağırlıkta N,N,N’,N’-tetrametiletilendiamin (TEMED) kullanılarak 40oC’da 24 saat sürede gerçekleştirilmiştir. Sadece AAm monomerinin kullanıldığı jellerde çapraz bağlayıcı olarak monomer miktarının molce %1’i oranında N,N’-metilenbisakrilamid (NMBA) kullanılmıştır. Karşılaştırma amacıyla CS içermeyen AAm ve HMA homopolimerleri ile AAm-HMA kopolimerleri de hazırlanmıştır. Hazırlanan diğer bir grup polimer de CS’ın glutaraldehit (GA) ile çapraz bağlanması ile elde edilen CS jelleri (CS:GA)’dir. İlaç yüklü hidrojeller, model ilaç 5-fluorouracil (5-FU)’in polimerizasyon öncesinde besleme karışımına ilave edilmesiyle elde edilmiştir.

İlaç yüklenmiş ve yüklenmemiş jellerin FTIR, XRD ve DSC/TGA analizleri yapılarak yapısal ve termal özellikleri karşılaştırılmıştır. CS içeren veya içermeyen ilaç yüklü jellerin, 37oC’de destile su ve farklı pH değerlerine (pH=2.1 ve 7.4) sahip tampon çözeltilerdeki şişme kinetiği ve bu jellerin 5-FU ilacının salımında kullanılabilirliği incelenmiştir. Bunun yanı sıra, jellerin basma elastik modülü değerleri belirlenmiştir.

Karakterizasyon çalışmaları sonucunda 5-FU ilacının yarı-IPN jellerde homojen olarak dağıldığı tespit edilmiştir. CS:AAm, CS:AAm:HMA ve CS:HMA yarı-IPN hidrojellerinin, asidik ortamdaki (pH=2.1) şişme denge değerleri pH=7.4’tekine göre CS’daki amino gruplarının protonasyonu nedeniyle daha yüksek bulunmuştur. Jelde yüksek hidrofilliğe sahip AAm miktarının artmasıyla şişme denge değerinin arttığı tespit edilmiştir. Jellere su diffüzyonunun non-Fickian davranışla uyumlu olduğu belirlenmiştir. İlaç yükleme miktarının artan AAm ve CS miktarı ile artış gösterdiği gözlenmiştir. Jeldeki HMA miktarının artmasıyla N-metilol gruplarından kaynaklanan çapraz bağlanma, çapraz bağ yoğunluğunda artışa neden olmakta ve bu durum jelde ilaç ile etkileşim yapacak fonksiyonel grup miktarının da azalmasına yol açmaktadır. Bu nedenle, jelde HMA içeriğinin artışı ilaç yükleme kapasitesi ve dolayısıyla

62

ilacın % salım miktarının da azalmasına neden olmuştur. Çapraz bağlanma yoğunluğu düşük olan CS:AAm jellerinde ilaç salımı oldukça hızlı ve fazla olmaktadır. Jellerin basma elastik modülleri HMA içeriğinin artması ile ek çapraz bağlanma nedeniyle artmıştır. Jellerin CS içeriğinin artmasının da elastik modül değerlerinde artışa neden olduğu görülmüştür.

The Synthesis and Characterization of Stimuli Responsive Biopolymer Gels and The Investigation of Their Usages in Drug Release

In this study, CS:AAm, CS:AAm:HMA, and CS:HMA semi-IPN hydrogels have been synthesized from chitosan (CS) natural polymer, acrylamide (AAm) and N-hydroxymethyl acrylamide (HMA) monomers by varying the monomer contents. The polymerization reactions have been performed in the solutions of 1 w/v % or 2 w/v % chitosan in aqueous acetic acid (2 v/v %) by keeping the total initial monomer concentration at 0.5 M and using ammonium persulfate (APS) and N,N,N’,N’-tetramethylethylenediamine (TEMED) as initiator and accelerator, respectively, at 40oC for 24 hours. While APS was used in the amounts of 1 mol % of monomer content in the feed, TEMED was used in the equal weight of APS. N,N’-methylenebisacrylamide (NMBA) was used in the amount of 1 mol % of monomer content in feed as the crosslinker only in the preparation of the gels which was prepared from AAm monomer. For comparison purpose, AAm and HMA homopolymer and AAm-HMA copolymer gels without CS were also prepared. Another group of polymer synthesized in this work was CS gels (CS:GA) which were prepared by the crosslinking of CS with glutaraldehyde (GA). Drug loaded hydrogels have been obtained by the addition of model drug 5-FU to the feed before the polymerization.

The structural and thermal characterization of drug-loaded or -unloaded hydrogels have been performed by FTIR, XRD and DSC/TGA analysis, and their properties were compared with each other. The swelling kinetics of drug-loaded gels with or without CS in both distilled water and buffer solutions with pH of 2.1 or 7.4 at 37oC were determined, and the application potential of these gels in the release of 5-FU was investigated. In addition, the compression elastic moduli of these gels were also determined.

The characterization studies indicated that the drug was dispersed homogeneously in the semi-IPN gels. It has been determined that the equilibrium swelling values of CS-containing semi-IPN hydrogels (CS:AAm, CS:AAm:HMA and CS:HMA) in acidic medium (pH=2.1) were higher than those at pH 7.4 due to the protonation of amino groups of CS. In addition, it was also determined that the equilibrium swelling values increased with the increase in AAm content of the gel which has high hydrophilicity. The diffusion of water into the gels was compatible with non-Fickian diffusion behaviors. The amount of drug loading increased with the increase in AAm and CS content of gels. The crosslinking density of gels increased with HMA content of gel due to its methylol groups and it led to decrease in the functional groups which may interact with drug. The release of the drug was quite fast and high amount for CS:AAm gels with low crosslinking density. In addition, the compression elastic moduli of gels increased with their HMA content because of the additional crosslinking. It was also observed that the compression elastic moduli of gels increased with the increase in their CS content.

63

ÖZKAHRAMAN Bengi

Danışman : Prof. Dr. Gamze GÜÇLÜAnabilim Dalı : Kimya MühendisliğiProgramı : Kimyasal TeknolojilerMezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Gamze GÜÇLÜ

Prof. Dr. Saadet PABUCCUOĞLU Prof. Dr. Satılmış BASAN Prof. Dr. Sabriye PİŞKİN Doç. Dr. Tülin Banu İYİM

Polimerik Mikrojel ve Hidrojellerin İlaç Salım Uygulamaların Kullanımı

Günümüzde, ilaç salım sistemlerinde, biyouyumlu, suda çözünmeyen ve toksik olmayan hidrojel ve mikrojeller polimerik taşıyıcı olarak yaygın olarak kullanılmaktadır.

Bu tez çalışmasında, polimerik ilaç taşıyıcı olarak kullanılabilecek hidrojel ve mikrojellerlerin sentezi için sıcaklığa duyarlı ve biyouyumlu, N-vinilkaprolaktam monomeri ile birlikte hidroksietil akrilat, itakonik asit, itakonik asidin sodyum tuzu ve metakrilik asidin sodyum tuzu monomerleri kullanılmıştır. Çalışma kapsamında, bu monomerler kullanılarak üç farklı grup jel (N-vinil kaprolaktam-hidroksietil akrilat-itakonik asit hidrojelleri, N-vinil kaprolaktam-metakrilik asit sodyum tuzu hidrojelleri ve N-vinil kaprolaktam-itakonik asit sodyum tuzu-metakrilik asit sodium tuzu mikrojelleri) sentezlenmiştir.

Hidrojel ve mikrojellerin karakterizasyonu için FTIR ve SEM teknikleri kullanılmıştır.

Hidrojel gruplarına ait çalışmalarda, öncelikle, şişme ve büzülme davranışları, pH’a ve sıcaklığa bağlı olarak incelenmiştir. Ayrıca tüm hidrojellerin ilaç yükleme ve salım çalışmaları farklı pH değerlerinde gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmalarda model ilaç olarak Rodamin B kullanılmıştır.

Mikrojel gubuna ait çalışmalarda ise, öncelikle mikrojellerin zeta potansiyelleri, partikül boyutları ve bulutlanma noktaları tayin edilmiştir. Bunun yanı sıra tüm mikrojellerin ilaç yükleme ve salım çalışmaları hem “model ilaç (Rodamin B)” ve hem de “tansiyon düzenleyici ilaç (Nadolol)” ile gerçekleştirilmiştir.Elde edilen sonuçlar değerlendirildiğinde, tez kapsamında sentezlenen tüm hidrojel ve mikrojellerin ilaç taşıyıcı polimer olarak kullanımlarının mümkün olduğu görülmüştür.

  

Usage of Polymerıc Hydrogels and Microgels in Drug Release Applications

Nowadays, hydrogels and microgels, which have some properties such as biocompatible, non-soluble in water and nontoxic, are often used as polymeric carriers for drug release systems.

In this thesis, thermosensitive and biocompatible N-vinyl caprolactam monomer with hydroxyethyl acrylate, itaconic acid, itaconic acid sodium salt, methacrylic acid sodium salt monomers are used at various molar ratios for synthesis of polymeric drug carrier systems based on hydrogels and microgels.

64

Three different group gels (N-vinyl caprolactam-hydroxyethyl acrylate-itaconic acid hydrogels, N-vinyl caprolactam-methacrylic acid sodium salt hydrogels and N-vinyl caprolactam- itaconic acid sodium salt-methacrylic acid sodium salt microgels) were synthesized using these monomers in this study.

Characterizations of hydrogels and microgels were carried out with FTIR and SEM techniques.

In hydrogel studies, first, swelling and deswelling behaviors of hydrogels were investigated depending on temperature and pH. In addition, drug loading and release studies were realized at different pH values. In these studies Rhodamine B were used as model drug.

In microgel studies, first, zeta potentials, particle dimensions, cloudy points of microgels were determined. Besides, drug loading and release studies of microgels were realized with both “model drug (Rhodamine)” and “blood pressure regulatory drug (Nadolol)”.

As a result, it is observed that, all hydrogels and microgels which have been synthesized in this study can be used as polymeric carriers for drug release systems.

65

10. JEOFİZİK MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI

AYKURT VARDAR Hande

Danışman : Prof. Dr. Yıldız ALTINOKAnabilim Dalı : Jeofizik MühendisliğiProgramı : -Mezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Yıldız ALTINOK

Prof. Dr. Ş. Bedri ALPARProf. Dr. Ahmet Cevdet YALÇINERProf. Dr. A. Oğuz ÖZELProf. Dr. Ali PINAR

Marmara Bölgesi Kıyılarında Tsunami İzlerinin Araştırılması

Bu çalışmada Marmara bölgesi kıyılarında tsunami izlerini belirlemek amacıyla kuzey kıyıda Küçükçekmece Lagünü, güney kıyıda Kocasu, Yeniköy, Kapıdağ Yarımadası, Marmara Adası bölgeleri ve Saros Körfezi kıyılarında karot alma ve hendek çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Elde edilen iki karot (Küçükçekmece Lagünü ve Kocasu karotları) ve diğer çalışma alanlarındaki 16 hendek örneğine paleotsunami çalışmalarında yer alan kimyasal analizler, biomarker (biokimyasal) analizleri ve yaş tayini çalışmaları yapılmıştır. Küçükçekmece karotundaki çalışmalara göre olası iki tsunami seviyesi belirlenmiş ve yaş tayinleri sonucunda bu seviyelerin 989, 1766, 1894 Marmara Denizi depremleriyle eşlenebileceği saptanmıştır. Hendek örneklerinde de kimyasal ve yaş tayini çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Tsunami belirteçliği yüksek olan hendek örneklerdeki yaş tayini sonuçlarına göre bu örneklerin güney Marmara bölgesinde 740, 989, 1039, 1064, 1829; Marmara Adasında 1265, 1332, 1343 tsunamijenik Marmara depremleriyle eşlenebilmiştir. Tsunami bilgisi olmayan Marmara bölgesinde oluşmuş MÖ 427/399-395 ve Saros bölgesinde 1010 ve 1456 depremlerini tanımlayabilen hendek örnekleri de vardır. Ayrıca sayısal modelleme çalışması yapılarak örnek yerleri 989, 1265 ve 1343 depremleriyle test edilmeye çalışılmıştır.  

Investıgatıon Of Tsunami Traces On The Coastal Marmara Regıon

This study focuses on the determination of the tsunami traces in the coastal areas of the Marmara Region. For this purpose the core and trench samples were collected from the Küçükçekmece Lagoon in the northern side, Kocasu, Yeniköy and Kapıdağ Peninsula in the southern side of the Marmara region, Marmara islands and Saros Gulf coasts. The paleotsunami analysis which are including chemical analysis, biomerker (biochemical) analysis and dating methods were applied on two cores from Kocasu and Küçükçekmece Lagoon and 16 trench samples from the other localities. Two possible tsunami levels were identified in the Küçükçekmece core. According to the dating analysis those tsunami levels may match with 989, 1766, 1894 Marmara earthquakes. Depending on the dating results for the tsunamigenic units sampled from the trenches have been related to tsunamigenic Marmara earthquakes 740, 989, 1039, 1064, 1829 in the southern Marmara; 1265, 1332, 1343 in the Marmara Island. There are some trench samples coincidence with the 427/399-395 BC earthquakes accured in the Marmara Sea, 1010 and 1456 earthquakes in the Saros region are defined as well, although there are no information about the tsunamigenic impact of those earthquakes in the historical records. Furthermore, the sample locations are tried to test by numerical modelling process with 989, 1265 and 1343 earthquakes.

66

ARDALI Ayça Sultan

Danışman : Prof. Dr. Aysan GÜRERAnabilim Dalı : Jeofizik MühendisliğiProgramı : -Mezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Aysan GÜRER

Prof. Dr. M. Emin CANDANSAYAR Prof. Dr. İrfan YOLCUBAL Prof. Dr. İbrahim KARA Yard. Doç. Dr. Ertan PEKŞEN

Terkos Havzasında Tuzlu Su Girişimlerinin Geçici Elektromanyetik Ve Doğru Akım Özdirenç Yöntemleriyle Araştırılması

Terkos Gölü İstanbul’un Avrupa yakasına içme suyu sağlayan en büyük ve en önemli tatlı su kaynağıdır. Gölün oluşumu, kumul bir setin gölü denizden ayırmasına bağlı olarak gelişmiştir. Bu set birkaç derenin birleşerek denize döküldüğü bölgede, Karadeniz’in biriktirdiği kumlardan oluşmuştur. Deniz ve göl arasındaki kumulun en ince olduğu batı bölgesinde bu set 165 m kalınlığındadır. Terkos Gölü’nün içme suyu sağlama bakımından önemi, göl ile deniz arasındaki dar kıyı şeridinin yeraltı yapısının özelliklerini ortaya koymayı önemli hale getirmiştir. Göl ile deniz arasındaki hidrolik ilişkinin anlaşılması ve olası tuzlu su kamasının konumunun belirlenmesi havzadaki hassas dengenin korunması açısından önemlidir.

Ne yazık ki Terkos Gölü seddesinin yeraltı yapısı bugüne kadar herhangi bir jeofizik yöntemle incelenmemiştir.

Bu çalışmada Terkos Gölü’nün kuzeyinde olası tuzlu su girişimini belirlemek ve yeraltı yapısını ortaya çıkarmak amacıyla Doğru Akım Özdirenç (DAÖ) ve Geçici Elektromanyetik (Transient Electromagnetic Method, TEM) yöntemleri ile ölçümler yapılmıştır. DAÖ ve TEM verilerinin ters çözümünden elde edilen sonuçlar denetlenmiş ve en uygun modeller seçilmiştir. Bu verilerin ters çözümü sahanın hidrojeolojisi ile birlikte değerlendirildiğinde, bölgede tuzlu su girişiminin sedde boyunca yaygın olmadığı, göl ve denizin çok yakın olduğu özel alanlarda gerçekleştiği sonucuna varılmıştır. Göl ve denizin en yakın olduğu bir ölçüm hattı boyunca, yakınındaki kuyu verilerinden yararlanılarak, su özdirenci modeli hazırlanmış ve tuzlu su girişimi saptanmıştır. Diğer hatlarda yaygın olarak görülen iletken alanların killi seviyeler ve kil mercekleri ile ilişkili olduğu, göl çevresinde açılan kuyu verileri ile doğrulanmıştır. Bu çalışma kil merceklerinin göl sistemindeki yerini ve su döngüsündeki etkisini yerelektrik görüntülerle ortaya koymuş ve Terkos Gölü yer sistemi hakkında bir model önermiştir.

Investıgatıon Of Saltwater Intrusıon In Terkos Basın Usıng Transıent Electromagnetıc And Dırect Current Resıstıvıty Methods

Terkos Lake is the biggest and the most important freshwater source which supports drinking water supply to the European side of Istanbul. The formation of the lake is related to the development of a dune barrier that separates the lake from the sea. This barrier is formed from the sands accumulated by Black Sea at the place where several rivers were converging and draining into the sea. At the East region where the thickness of the sand between sea and lake is too thin, the thickness is 165 meters. Because of the importance of Terkos Lake as a drinking water supply, it is urgent to reveal the characteristics of the

67

subsurface system of the narrow coast line between the lake and the sea. It is important to understand the hydraulic relation between the lake and the sea and to determine the location of the possible salt water wedge in terms of protecting the critical balance in the basin. Unfortunately, the subsurface structure of Terkos Lake barrier was not examined by any geophysical method until now.

In this study Direct Current Resistivity (DCR) and Transient Electromagnetic (TEM) measurements were applied to detect possible saltwater intrusion and to delineate the subsurface structure in the north of Terkos Lake. The results of inverted DCR and TEM data were examined and the optimum models were chosen. When the inversion of these data is interpreted along with the hydrogeology of the area, it is concluded that the salt water intrusion along the barrier is not common and it occurs at a special area where the distance between lake and sea is very close. Along a measurement profile where the lake and the sea is nearest, a water resistivity model was prepared by using borehole data nearby the profile and salt water intrusion was determined. By using the information of boreholes around the lake, it was verified that common conductive region on other profiles were made up of clay levels and clay lenses. This study revealed the place of clay lenses at the lake system and the influence clay lenses on the water cycle with geoelectrical images. And a model about Terkos Lake subsurface formation was proposed.

  

68

KÜÇÜKDEMİRCİ Melda

Danışman : Prof. Dr. Niyazi BAYDEMİRII.Danışmanı : Dr.Salvatore PİROAnabilim Dalı : Jeofizik Mühendisliği Programı : -Mezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Niyazi BAYDEMİR

Prof. Dr. Naci ORBAY Prof. Dr. Z. Mümtaz HİSARLI Prof. Dr. Berkan ECEVİTOĞLU Prof. Dr. Oya YAZICI ÇAKIN

Arkeolojik Alanlarda Manyetik Ve Yer Radarı (Gpr) Yöntemi Uygulamaları

Bu çalışmada, Aizanoi Antik Kenti ve Heraion Teichos Akropolü’nde sığ derinliklerde gömülü kalmış arkeolojik kalıntıların tespit edilebilmesi ve bunların fiziksel ve geometrik özelliklerinin tanımlanması için Manyetik ve Yer Radarı (GPR) yöntemleri uygulanmıştır. Her iki jeofizik yöntemle elde edilen veriler önce birbirinden bağımsız şekilde incelenmiştir. Her iki yöntemde de yeraltında kalıntılara ait temeller, duvarlar ve yol olabileceği düşünülen düzgün geometrik özelliklere sahip anomaliler gözlenmiştir. Çalışmanın esas amacı, bütünleştirme tekniklerinden yararlanarak gözlenen bu anomaliler hakkında daha net ve kesin bilgilerin elde edilmesidir. Bütünleştirme teknikleri kapsamda, matematiksel yaklaşımlar olan Toplamlar ve Çarpımlar işleçleri ve istatistiksel bir yaklaşım olan Temel Bileşen Analizi’nden yararlanılmıştır. Sentetik veriler ve arazi verilerine uygulanan bütünleştirme çalışmaları sonucunda, her bir bütünleştirme yaklaşımı ile yeraltındaki anomaliler ile ilgili birbirinden farklı ve önemli bilgiler elde edilmiştir. Temel bileşen analizi yaklaşımının diğer matematiksel işleçlere alternatif bir çözüm olabileceği sonucuna varılmıştır.

The Application of Magnetic and Ground Penetrating Radar (Gpr) Methods on Archaeological Sites

In this study, Magnetic and Ground penetrating radar (GPR) methods were applied to identify the geometric and physical properties of buried archaeological features under the ground in Aizanoi Ancient City and Heraion Teichos Acropole. Primarily, the magnetic and ground penetrating data were examined individually by the reference of archeological maps. Using two different geophysical methods, the anomalies which are related to possible walls, roads or foundations were identified. In order to have more clear infromations about these anomalies, integration techniques were applied on both synthetic data and field data. For the integration process, mathematical approaches as Sums and Products and statistical approach as Principal Component Analysis are applied. The results of all integration approaches provided more details about the anomalies related to archaeological features. Particularly, the application of Principal Component Analyse is thought to be an alternative technique for mathematical approaches. By using all those applications, it is clear to obtain a complementary images about the archaeological relics under the ground.

69

11. MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI  

DEMİR Mehmet Şirin

Danışman : Prof. Dr. Serdar BARIŞAnabilim Dalı : Makine Mühendisliği Programı : -Mezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Serdar BARIŞ

Prof. Dr. Erol UZAL Prof. Dr. Recep BURKAN

Doç. Dr. Mehmet Salih DOKUZDoç. Dr. Yakup Erhan BÖKE

Mikropolar bir akışkanın hareketli bir plaka üzerindeki akışı

Plakalar üzerinde durma noktası akışı ve ısı transferi problemi, plakaların soğutulması/ısıtılmasını gerektiren bir çok üretim süreci ve mühendislik sistemi için önemli olmaktadır. Bu çalışmada, mikropolar akışkan modelinin, plakaların soğutulması/ısıtılması işlemi üzerine olan teorik etkilerini incelemek amacıyla elektromanyetik kuvvetler ve kaldırma kuvvetleri tesirindeki mikropolar bir akışkan hüzmesinin hareketli ve düşey bir plakaya doğru akışı ve ısı transferi problemi incelenmiştir.

Tez çalışması beş bölümden oluşmaktadır.

İlk bölümde, durma noktası akışı probleminin önemine değinilerek, mikro sürekli ortam teorilerine neden gerek duyulduğundan bahsedilmiştir.

İkinci bölümde, mikro akışkan teorilerinin tarihsel gelişimi verilerek, tez çalışmasında ele alınan durma noktası akışı ve ısı transferi problemiyle ilgili hem Newtonian akışkanlar hem de mikropolar akışkanlar ile ilgili uygulamaya yönelik olan bugüne kadar yapılmış çalışmalardan bahsedilmiştir.

Üçüncü bölümde, mikropolar akışkanlar teorisinin genel kavramları ele alınarak ilgili alan denklemleri vektörel formda elde edilmiş ve bu denklemlerin viskoz akışkan teorisini (Navier-Stokes denklemleri) özel hal olarak içerdiği gösterilmiştir. Sonraki kısımda, modern yaklaşık analitik bir yöntem olan homotopi analizi metodu (HAM) ele alınmıştır. Daha sonraki kısımlarda, dört farklı durum için, elektromanyetik kuvvetler ve kaldırma kuvvetleri tesirindeki sıkıştırılamayan bir akışkanın; yarı sonsuz, düşey ve hareketli bir plakaya doğru akışı ve ısı transferi probleminin formülasyonu yapılmıştır. Birinci durumda, prizmatik hüzme biçimindeki Newtonian bir akışkanın plakaya doğru akışı problemi incelenmiştir. İkinci durumda, akışkanın yine Newtonian akışkan olduğu fakat silindirik bir hüzme biçiminde plakaya çarptığı düşünülmüştür. Üçüncü durumda, akışkanın mikropolar akışkan olduğu ve prizmatik hüzme biçiminde plakaya çarptığı, dördüncü durumda ise akışkanın mikropolar akışkan olduğu ve silindirik hüzme biçiminde plakaya çarptığı düşünülmüştür. Ele alınan tüm problemler için ilgili alan denklemleri uygun benzerlik dönüşümleri yardımıyla adi diferansiyel denklem sistemlerine indirgenmiş ve uygun boyutsuz büyüklükler yardımıyla boyutsuzlaştırılmıştır.

Dördüncü bölümde, elde edilen diferansiyel denklem sistemleri için, ilgili sınır şartları altında hem sayısal yöntemle hem de homotopi analizi metodu ile çözüm elde edilmiştir. Hız alanı, mikro açısal hız alanı ve sıcaklık dağılımları için elde edilen çözümler, parametrelerin çeşitli değerleri için grafik olarak

70

sunulmuş, plaka üzerindeki kayma gerilmesi, çift gerilmesi ve ısı transferi parametresi ise tablo olarak sunulmuştur.

Beşinci bölümde, mikropolar akışkanlar için elde çözümlerden, Newtonian akışkan problemine geçiş yapılabileceği gösterilmiş ve elde edilen çözümlerin parametrelerle değişimleri değerlendirilmiştir.

Bu çalışma neticesinde, sayısal ve yaklaşık analitik yöntemle elde edilen çözümlerin son derece uyumlu olduğu ve Newtonian bir akışkana kıyasla mikropolar bir akışkan için, cidar üzerinde kayma gerilmesi değerlerinin ve cidardan olan ısı transferinin azaldığı sonucu elde edilmiştir.

Flow of a micropolar fluid on a moving plate

This thesis investigates axially symmetric and two-dimensional cases of magneto-hydrodynamic free convection stagnation point flow of a micropolar fluid towards a uniformly heated and moving vertical plate to study the effects of micropolarity on heating/cooling process of vertical plates.

The thesis consists of five chapters.

In the first chapter, the importance of stagnation point flow is emphasized and the necessity for developing the microcontinuum field theories is discussed briefly.In the second chapter, a review of the existing theories of microcontinuum fluid mechanics are presented and previous studies dealing with stagnation point flow towards vertical plate are reviewed briefly.

In the third chapter, micropolar fluid theory and homotopy analysis method have been reviewed in first and second sections respectively. In other sections of this chapter, four problems of stagnation flow on a uniformly heated and moving vertical plate in the presence of transverse magnetic field are considered. In the first problem, a two-dimensional stagnation flow of Newtonian fluid impinging on the vertical plate is examined. In the second problem, a three-dimensional stagnation flow of Newtonian fluid impinging on the vertical plate is examined, and in the third and fourth problem, same problems are considered for a micropolar fluid. For all problems under consideration, with an appropriate similarity transformation, governing equations are reduced to a set of ordinary differantial equations and dimensionless form of these equations are obtained.

In the fourth chapter, these equations are solved approximately subject to the relevant boundary conditions by employing a numerical technique and homotopy analysis method. Numerical results are presented in graphical form for velocity, angular velocity, and temperature distirbution for different values of physical parameters. The shear stress and couple stress components on the plate, along the y-axis and heat transfer parameter are tabulated.

In the last chapter, effect of the physical parameters on the velocity, angular velocity, temperature distirbution, shear and couple stresses on the plate, and surface heat transfer rate are discussed in detail. It is shown that the solutions obtained for micropolar fluid contains the Newtonian fluid solutions as a limiting case. It is observed that there is a good aggrement between the numerical results and semi-analytic results. When compared to Newtonian fluids, it is shown that micropolar fluids display drag reduction and reduced surface heat transfer rate.

  

71

SANDAL Barış

Danışman : Prof. Dr. Erol UZALAnabilim Dalı : Makine MühendisliğiProgramı : -Mezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Erol UZAL

Prof. Dr. H. Rıza GÜVENProf. Dr. M. Orhan KAYAProf. Dr. İbrahim ÖZKOLDoç. Dr. Serdar BARIŞ

İndüksiyonla Isıtmanın Matematiksel Modellenmesi

Bu çalışmada yarı sonsuz bir düzlemin akım yüzeyi ve tek sarımlı halka bobin şeklindeki alan kaynakları kullanılarak indüksiyonla ısıtılmasındaki ısı transferi ve elektromanyetik olaylar matematiksel bir modelle tarif edilmiş ve her iki problem için de analitik çözüm elde edilmiştir. Yarı sonsuz düzlem üzerindeki hava hareketsiz kabul edilmiş, ısı ışınımının etkisi ve deplasman akımları ihmal edilmiştir. Alan kaynağının indüklediği girdap (eddy) akımları elektromanyetik çözümden hesaplanmıştır ve ısıl çözümde ısı kaynağı olarak kullanılacaktır. Elektromanyetik çözümler, Maxwell denklemleri üç komşu bölgede çözülmesiyle, zamana göre harmonik durum için elde edilmiştir. Isıl çözümlere ise birinde ısı kaynağı olan iki komşu bölgede ısı iletim denklemi çözülerek ulaşılmıştır. Çözümlerde integral dönüşüm, değişkenlere ayırma ve öz fonksiyon açılımı yöntemleri kullanılmıştır. Her iki denklem için de yarı sonsuz düzlemdeki elektrik alanı ve sıcaklık alanı veren analitik ifadeler elde edilmiştir.    

Mathematical Modeling Of Induction Heating

In this study, a mathematical model of coupled heat transfer and electromagnetic phenomena for induction heating a of semi-infinite space by a current sheet and a single turn coil field sources has been described and analytical solutions for both problems are derived. Air on semi-infinite space is assumed to be stationary, effect of thermal radiation and displacement currents are neglected. Eddy current induced by the field source was calculated from the electromagnetic solution and used as the heat source for thermal solution. Electromagnetic solutions for time harmonic case were obtained by solving Maxwell's equations in three adjacent regions. Thermal solutions were derived by solving heat conduction equation in two adjacent regions one of which hase heat source. Integral transform, separation of variables and eigenfunction expansion methods were used in solutions. Analytical expressions of electric field and temperature field at semi-infinite space have been obtained for both problems.

  

72

12. ENDÜSTRİ MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI

KALKANCI Çağatay

Danışman : Doç. Dr. Alp BARAYAnabilim Dalı : Endüstri MühendisliğiProgramı : -Mezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Doç. Dr. Alp BARAY Prof. Dr. Şakir ESNAF

Prof. Dr. Selim ZAİMProf. Dr. Kemal Güven GÜLEN

Prof. Dr. Sevinç GÜLSEÇEN

Doğal Afet Yönetiminde Kış Koşulları İle Mücadelede Acil Müdahale Ekiplerinin Organizasyonu

Doğal afetler, ekonomik ve sosyal kayıplara neden olan ve normal yaşam ve insan faaliyetleri üzerindeki olumsuz etkilere sahip doğa olaylarıdır. Kendini tekrarlayan bir süreç olarak doğal afetlerle mücadele edebilmek için, öncesinde, afet sırasında ve sonrasında dikkat edilmesi gereken unsurlar söz konusudur. Afet öncesi, hazırlıklı olmak adına, eğitimli kadrolar, malzeme ve araç gerecin doğru noktalarda konumlandırılması önem kazanırken, afet sırasında, ortaya çıkan gereksinimlerin hızlı bir biçimde saptanması ve gerekli araç gereçlerin ihtiyaç duyulan yerlere acil bir biçimde eriştirilmesi gerekir. Afet sonrasında ise, afet sırasında edinilen veri ve tecrübelerin bilgiye eriştirilmesi gerekir. Afet sonrasında ise, afet sırasında edinilen veri ve tecrübelerin dönüştürülerek gelecekte meydana gelecek doğal afetlere yönelik iyileştirme ve zarar azaltma faaliyetleri için kurumsal hafızaya kazandırılması önemlidir. Bu çalışmada, mevcut yasa ve yönetmeliklerle İstanbul İli’nde kış koşulları ile görevlendirilmiş AKOM (Afet Koordinasyon Merkezi) örnek olarak ele alınarak güzergahlara müdahalenin daha etkin ve verimli biçimde yapılmasını sağlamak, tuzlama ve kar küreme araçlarının şantiyelerden bekleme noktalarına optimum müdahaleye imkan sağlayacak biçimde atanmasını temin etmek, farklı tipteki ve özelliklerdeki araçların, farklı şantiyelerden, bekleme noktalarına atanmasını sağlamak amaçlanmaktadır.

The Organization Of Emergency Response Teams Fighting Against Winter Conditions Of Natural Disaster Management

Natural disasters are the events that cause social and economic losses. They also have negative effects on everyday life of human and nature. To deal with such disasters repeating itself periodically, there are some precautions to be taken into consideration before or during their occurrence. In terms of preparation, it is crucial to place educated people, supplies and vehicles correctly where it is thought for those material to be needed during the occurrence to interfere as fast as possible. During the disaster, recognizing the needs and wants and directing the help to where those are to be met become the major issues. After the disaster, it is very important to transform the data and experience gained during the event into the information and save it to the organizational memory to use for the next-coming disasters to minimize the possible losses and improve the strength of humanitarian help. The objective of this study is to maximize the effectiveness and operational capabilities of AKOM (Disaster Coordination Center), which is appointed by law to deal with natural disasters that occur in the city of İstanbul. For that purpose, it is studied to assign salting and snow cleaning vehicles, which have different types and features to operate at

73

an optimum point by defining their depots and routes in the city to enable AKOM to respond as immediately as possible to the would-be disasters.

ÇAKMAK Emre

Danışman : Doç. Dr. Ş. Alp BARAYAnabilim Dalı : Endüstri Mühendisliği Programı : - Mezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Doç. Dr. Ş. Alp BARAY

Prof. Dr. Şakir ESNAF Prof. Dr. Yaman ÖZTEK Prof. Dr. Necdet ÖZÇAKAR Doç. Dr. M. Mutlu YENİSEY

Depo Yerleşim Düzenlemesi Probleminin Metasezgisellerle Çözümü

Teknolojinin artan bir hızla gelişmesi ve rekabetin artması ile ortaya çıkan baskılar tedarik zincirinde yer alan tüm şirketler üzerinde hissedilmektedir. Söz konusu baskılar ile birlikte müşteri taleplerinin de hızlı değişimlere uğraması tedarik zincirinde yer alan lojistik operasyonların birbirleriyle entegre biçimde gerçekleştirilmesini gerektirmektedir. Bu bağlamda üzerinde durulması gereken en önemli unsurlardan birisi de depolardır. Müşteriler ile tedarikçiler arasında köprü rolü üstlenen depoların, görevlerini amacına uygun bir şekilde gerçekleştirebilmeleri depoların ne kadar iyi düzenlendiğine bağlıdır. Bu noktada depo yerleşim düzenlemesi önem kazanmaktadır.

Bu çalışmada, değişken yüksekliğe sahip paletler için depo yerleşim düzenlemesi problemi modeli geliştirilmiştir. Geliştirilen modelin NP-zor yapısından dolayı, metasezgisel yöntemlerden biri olan parçacık sürü optimizasyon (PSO) algoritması kullanılmıştır. PSO algoritması için geliştirilmiş mevcut sınırlandırma yöntemlerine ek olarak iki yeni sınırlandırma yöntemi önerilmiştir. Ayrıca, çözüm uzayını daraltarak parçacıkların en uygun ve en iyi sonucu bulma olasılığını artırmayı sağlayan parçacıkların başlangıç minimum değerleri için yeni bir atama algoritması önerilmiştir. Geliştirilen algoritmalı PSO algoritması ve standart PSO algoritması farklı örnek problemler üzerinde uygulanarak, elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma sonucunda, en iyi sonucu veren yöntemlerin depo raf sistemi konfigürasyonu ve depo yerleşim boyutlarına ilişkin verdiği sonuçlar sunulmuştur.

 Solving Warehouse Layout Problem With Metaheuristics

Emerging pressures caused by the rapid development of technology and increase of competition, are perceived by all companies in the supply chain. Due to the rapid changes of customer demands along with these pressures, logistics operations within the supply chain need to be integrally performed. In this context, warehouses are one of the important elements that need to be focused on. Warehouses, taking the role of bridge between customers and suppliers, can only perform their duties accordingly their purposes, if only they organized well. At this point, warehouse layout becomes an important issue.

In this study, a warehouse layout problem model for pallets with variable height is developed. Due to the NP-hard nature of the developed model, one of the metaheuristics methods particle swarm optimization (PSO) algorithm is used. Two new boundary conditions are proposed in addition to the current boundary conditions developed for PSO algorithms. Besides, a new assignment algorithm for particles’ initial minimum values is proposed which provides the particles increase the probability of finding the most appropriate and best results by narrowing the solution space. The PSO algorithm with proposed algorithm

74

and standard PSO algorithm are applied on different problems, and the obtained results are compared. At the end of comparison, results obtained from the methods that give the best solutions in terms of warehouse rack configuration and warehouse layout dimensions are presented.

13. BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI

TİLKİ Birol

Danışman : Yard. Doç. Dr. Oğuzhan ÖZTAŞAnabilim Dalı : Bilgisayar MühendisliğiProgramı : -Mezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Yard. Doç. Dr. Oğuzhan ÖZTAŞ

Prof. Dr. Ahmet SERTBAŞProf. Dr. Abdül Halim ZAİMDoç. Dr. Atakan KURTDoç. Dr. Veli HAKKOYMAZ

Bilgisayar Programlamayı Oyun ile Öğretme

Günümüzde teknoloji alanındaki hızlı gelişmelere paralel olarak bilgisayar oyunları ve eğitici oyunlar alanında önemli gelişmeler yaşanmaktadır. Matematik, fizik, coğrafya, tarih, siyaset, dil vb. birçok alanda eğitici oyunlar geliştirilmiştir. Son yıllarda, bir taraftan bu gelişmeler yaşanırken, diğer taraftan Amerika’da bilgisayar bölümleri giren öğrenci sayılarında ve Türkiye’de öğrenci taban puanlarında önemli miktarda bir düşüş ve sonrasında bir miktar artış olmuştur.

Bu tezde; öğrenci sayılarındaki düşüşün eğitimle ilgili olan öğrenci altyapısındaki eksiklik ve bölümün zor olması nedenlerine çözüm bulmak amacıyla bilgisayar programlamadaki temel kavramları içeren, konusu tarihi İpek Yolu’ndaki ticaret olan ve 8-14 yaşlarındaki öğrencilerde bilgi altyapısı oluşturmaya yönelik bir oyun geliştirildi.

Bu oyunu oynayan bir öğrencinin problem çözme ve yaratıcı düşünce yeteneği gelişebilir, temel programlama kavramlarını öğrenebilir. Gelecekte lisede/üniversitede temel programlama dersi aldığı zaman kavramları önceden bilmesi, derse ilgi ve motivasyonunu artırabilir ve bunun bir sonucu olarak başarısı artabilir. Bu oyun aynı zamanda programlamaya giriş derslerinde benzetim öğretim tekniği ile kullanılabilir.

Teaching Computer Programming by Games

Nowadays, major developments are taking place in computer games and educational games parallel with the rapid developments in technology. Educational games have been developed in many areas such as mathematics, physics, geography, history, politics, and language and so on. In spite of all these developments there have been a considerable amount of decline and after a slight increase in the number of students preferring computer departments in the America and the base point of computer departments in Turkey.

In this thesis, a game including the basic concepts of computer programming about historic Silk Road trade has been developed. This game has been designed for 8-14 year-old students in order to find a solution for the educational reasons of this fall such as educational deficiencies in infrastructure of students and difficulty of the department.

75

It can help a student develop his ability to solve problems and creative thinking. He can also learn basic concepts of programming. Being aware of basic concepts of programming can increase his interest and motivation towards programming courses which he takes at high school/university in future. This game might be used with the technique of simulation in an introductory course in computer programming.

YÜKSEL Mehmet Erkan

Danışman : Prof. Dr. Abdül Halim ZAİMAnabilim Dalı : Bilgisayar MühendisliğiProgramı : -Mezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Abdül Halim ZAİM

Prof. Ahmet SERTBAŞProf. Dr. Selim AKYOKUŞProf. Dr. Rıfat YAZICIDoç. Dr. Hacı Ali MANTAR

Enerji Verimli Kablosuz Algılayıcı Ağ Tasarımı ve Gerçekleştirilmesi

Kablosuz algılayıcı ağlar (KAA), çok sayıda algılayıcı devrenin belirli bir coğrafi bölgeye rastgele dağıtılmasıyla ya da sabit bir şekilde konuşlandırılmasıyla oluşan tasarsız (ad-hoc) ağlardır. Algılayıcı devreler; çevresindeki fiziksel olayları algılayan, algıladığı verileri işleyen, çözümleyen, depolayan, kendi aralarında haberleşerek ve işbirliği yaparak çalışan, düşük güç tüketimli, küçük boyutlu, çok işlevli, kablosuz otonom cihazlardır. KAA’lar, bulundukları ortamla sürekli etkileşim halindedirler. Gerçek zamanlı bilgilere anında ve her yerden kolayca erişilmesine imkan sağlayan özelliktedirler. Konuşlandırıldıkları bölgede herhangi bir altyapıya ihtiyaç duymamaları, organize çalışabilmeleri, herhangi bir bakım, onarım veya düzenleme gerektirmemeleri ve çok çeşitli uygulama alanlarına sahip olmaları nedeniyle, KAA’ların kullanım alanları gün geçtikçe daha da yaygınlaşmaktadır.

Bir KAA’ın yapısı (topolojisi); algılayıcı devrelerin uygulama alanlarına, donanım ve yazılım özelliklerine, konuşlandırıldıkları bölgedeki konumlarına (hareketli/hareketsiz), iletişim mesafelerine, kablosuz bağlantı karakteristiklerine, güç yönetim aktivitelerine, işbirlikçi çalışma yapılarına (kümeleme, yönlendirme), veri aktarım yöntemlerine (tek ya da çok sekmeli iletim) ve çevresel şartlara bağlı olmak üzere dinamik olarak değişir. Dolayısıyla, böyle bir dinamik KAA ortamında, algılayıcı devrelerin enerji tüketimini minimize ederken ağın bağlantısını sürekli sağlamak büyük önem taşır.

Çalışmamız, KAA’ların yapısal özelliklerinde bulunan sınırlamaları ve uygulama alanlarında ortaya çıkan zorlukları, problemleri dikkate alarak; belirli bir bölgeye konuşlandırılmış KAA’da kullanılmak üzere ideal algılama, hatasız veri toplama, işleme ve çözümleme işlemlerini yapan, organize çalışan, yenilenebilir enerji kaynağı güneşten enerji sağlayan, kendi güç yönetim modlarını dinamik bir şekilde düzenleyerek enerjilerini mümkün olduğunca az harcayan, çevresel koşullara göre senkronizasyon yapan, küçük boyutlu, uzun ömürlü, düşük güçlü kablosuz algılayıcı düğümlerin gerçekleştirilmesini; bu algılayıcı düğümler ve mevcut koordinatörler (ağ geçidi, veri toplama merkezi) kullanılarak enerji verimli bir KAA’ın oluşturulmasını; KAA’daki koordinatörler için güç tasarrufu sağlayacak donanım sistemlerinin tasarlanmasını; gerçek zamanlı iletilmesi gereken bilgileri etkin servis kalitesi sunarak KAA içerisindeki veri toplama merkezlerine ve İnternetteki sunucu cihazlara aktaracak ara katman yazılımlarının geliştirilmesini amaçlamaktadır.

Çalışmamızda; hem veri işleyici hem de yönlendirici olarak görev yapabilen, üzerinde güneş paneli bulunan, işbirlikçi çalışmayı destekleyen, dinamik güç yönetim özelliğine sahip, enerji verimli, uzun menzilli, küçük boyutlu, kablosuz algılayıcı düğümler gerçekleştirdik. Algılayıcı düğümlerimizi ve literatür taraması sonucunda seçtiğimiz ağ geçitlerini/koordinatörleri (Raspberry Pi marka tek kartlı bilgisayarlar) kullanarak mesh (örgü) ve point-to-multipoint (noktadan-çoklu noktaya) topolojilerini

76

içeren bir KAA oluşturduk. Ağ geçitlerine güneş panelleri entegre ederek ve bunlar için güç yönetim devreleri geliştirerek bu cihazların KAA’da enerji tasarruflu çalışmalarını sağladık. Daha sonra, tasarladığımız KAA için hava koşullarına dayalı, bulanık mantık tabanlı bir senkronizasyon protokolü ve algılayıcı düğümler tarafından toplanan verileri merkezi birimlere gerçek zamanlı aktaran ara katman yazılımları geliştirdik. Ayrıca, algılayıcı düğümlerde ve ağ geçitlerinde güç optimizasyonu, bu cihazlarda çalışan yazılımlarda kod optimizasyonu yaptık. Sonuç olarak; çalışmamızda gerçekleştirdiğimiz kablosuz algılayıcı düğümlerimiz, bu algılayıcı düğümlerimiz için geliştirdiğimiz güç bilinçli metodoloji, donanım yapılarını iyileştirdiğimiz güç tasarruflu ağ geçitleri, kullandığımız senkronizasyon protokolü sayesinde, tasarladığımız KAA’ın enerji verimli ve optimum çalışmasını sağladık.

Design and Implementation of Energy Efficient Wireless Sensor Network

Wireless Sensor Networks (WSN) are ad-hoc networks consisting of many sensor nodes that have either fixed position or randomly distributed across a specific geographic area. Sensor nodes are small-sized autonomous devices that have low power consumption; sense physical events around them; process, analyze and store sensed data; communicate with each other and work collaboratively. WSNs continuously interact with the environment they are in. They have ability to work in an organized manner, access real time data instantly, anywhere. WSNs can work smoothly without needing any infrastructure, maintenance or repair, therefore making their application area spread to many fields.

WSN topology changes dynamically in accordance with the environmental conditions, data transmission procedures (single-hop or multi-hop communication), communication range, signal processing techniques, collaborative working behaviors (clustering, routing), location where they are placed (mobile, fixed), hardware and software specifications of wireless sensor nodes. Therefore, it is important to keep the network connection alive while minimizing the energy consumption of sensor nodes in such dynamic WSN environment.

Our study aims to develop sensor nodes that are to be used in the WSNs deployed in a specific region and capable of ideal sensing, correct data collection, data processing and analysis operations; operates in an organized manner, uses the sun as a renewable energy source, consumes energy as low as possible by adjusting its power management, synchronizes itself according to the weather conditions, small-sized, durable, low power by considering the limitations of WSNs’ structural characteristics and the difficulties in the application areas; design a energy efficient WSN by utilizing these sensor nodes and existing coordinators (gateways, data collection center); design hardware systems that will provide power saving for the coordinators in the WSN; develop middleware that will transmit data in real time to the data collection centers and servers in Internet by guaranteeing quality-of-service (QoS).

In our study, we implemented small-sized, energy efficient, long-range wireless sensor nodes that can serve as both data processors and gateways, have sun panels on them, support collaborative working, and have dynamic power management capabilities. We created a WSN that combines the mesh and the point-to-multipoint topologies; utilizes our developed sensor nodes and the network gateways/coordinators (Raspberry Pi computers with single card slots) chosen through literature review. We ensured that network gateways were also energy efficient by developing power management circuits and integrating sun panels on them. Subsequently, we developed a synchronization protocol that is energy efficient, weather forecast and fuzzy-logic based; a middleware that collects data from sensor nodes and transmits them to related central units in real time. Furthermore, we performed power optimization in the sensor nodes, the network gateways and code optimization in the middleware that runs on these devices. As a result, we ensured that the designed WSN was energy efficient and worked optimal by utilizing the sensor nodes that we developed in our study, the low power network gateways of which their hardware was optimized, the synchronization protocol and the power-aware methodology that was developed for sensor nodes.

77

GÖRMEZ Zeliha

Danışman : Prof. Dr. Ahmet SERTBAŞAnabilim Dalı : Bilgisayar MühendisliğiProgramı : -Mezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Ahmet SERTBAŞ

Prof. Dr. Nizamettin AYDINProf. Dr. Sadık KARAProf. Dr. Fikret S. GÜRGENDoç. Dr. Olcay KURŞUN

Biyoinformatik Uygulamalarında Makine Öğrenme Yöntemlerinin Geliştirilmesine Yönelik Çok Kriterli Yaklaşım

Biyo-işaretçi seçimi genom sonrası elde edilen yüksek boyutlu biyolojik verilerin analizlerinin önemli bir parçasıdır ve biyo-işaretçilerin temsil gücü en yüksek alt kümesini seçmeyi hedefler. Ancak, biyolojik verilerin yüksek boyutlu yapıda olması nedeniyle, seçim süreci çok zor bir iştir. Bu süreç, veri setindeki örnek varyasyonlarından (değişintilerden) ve seçim metodundan da bağımsız olmalıdır. Bu çalışmada, çok amaçlı optimizasyon yöntemi olan Pareto Optimallik (PO) ile çok kriterli karar verme yöntemi olan Analitik Hiyerarşi Proses (AHP) yöntemini birleştiren yeni bir karmametot önerilmiştir. Yöntem farklı biyo-işaretçi seçim yöntemleri ile de kullanılabilmektedir. Bu çalışmada önerilen çok kriterli yaklaşımlar çeşitli yüksek boyutlu biyolojik veriler üzerinde test edilmiştir. Alınan sonuçlar PO yönteminin biyolojik verilerde tanımlanmış problem ile ilgili öznitelikleri başarılı bir şekilde seçtiğinigöstermiştir. Ayrıca AHP yönteminin seçilmiş az sayıda biyo-işaretçinin kendi arasında önceliklendirilmesinde kullanılabileceğini de gösterilmiştir.

Multı-Crıterıa Approach To Development Of Machıne Learnıng Methods In Bıoınformatıcs

Bio-marker selection is the important part of high dimensional biological data, that is obtain from post-genome, analysis and it aims finding most representative subset of the bio-markers. But selection process is a challenging task due to the high dimensional nature of gene expression data. This should also be independent of sample variations in the dataset. In this paper we present a novel hybrid method that incorporates a multi-objective optimization method, called Pareto Optimal approach (PO) with a multi-criteria decision making method, called Analytical Hierarchy Process (AHP). The method is further supported with different bio-marker selection methods. The multi-criteria approaches proposed in this study were tested on various high-dimensional biological data. The results show that PO method selects the features related to the defined problem in biological data successfully. Furthermore; the results also show that AHP method could be used to prioritize a few selected bio-markers among themselves.

  

78

ALSHEWİMY Mahmoud Abd Elhamid Mohammed

Danışman : Prof. Dr. Ahmet SERTBAŞ Anabilim Dalı : Bilgisayar MühendisliğiProgramı : -Mezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Ahmet SERTBAŞ

Prof. Dr. Onur TOKER Doç. Dr. Fırat KAÇAR Doç. Dr. Atakan KURT Doç. Dr. Veli HAKKOYMAZ

Yüksek Performanslı Karma Toplayıcıların Tasarımı

Karma toplayıcılar; yüksek hız, daha az çip alanı ve düşük güç tüketimi gibi performans ölçütleri açısından verimlilik sağlamak için, iki veya daha fazla klasik toplama devrelerini birleştirerek elde edilen yapılardır. Bu çalışmada, aritmetik toplama devresi gerçeklemelerinde, yeni bir sistematik yüksek performanslı karma toplayıcı tasarım yöntemi ortaya konulmuştur. Burada temel amaç, yüksek performanslı karma toplayıcıyı oluşturan alt-toplayıcıların türlerini ve optimum bit uzunluklarını seçmektir.

Sonuçlar, Doğrusal Programlamaya dayanan önerilen yöntemin yüksek performanslı bir karma toplayıcı optimum topolojisi bulmakta başarılı olduğunu göstermiştir. Ayrıca, önerilen yöntem klasik toplayıcı tasarım yöntemlerine göre, gecikme/alan ve gecikme/güç optimizasyonları açısından daha iyi sonuçlar sağlamıştır.

  

High Performance Hybrid adders Design

Hybrid adders are a combination of two or more of classic addition circuits to provide high efficiency in terms of performance criteria such as high speed, small chip area and low power consumption. In this work, a new systematic design method for a high performance hybrid adder has been proposed that is used in implementation of arithmetic circuits. Here the main objective is to select the sub-adder types constituting a high performance hybrid adder and to allocate the optimal values of these sub-adders bit widths.

The results demonstrated that Linear Programming based proposed method is succeeded in finding the optimal topology of a high performance hybrid adder. Moreover, the proposed method has provided better results in terms of delay / area and delay / power optimization in comparison to the classical adder design methods.

79

ERDOĞDU ŞAKAR Betül

Danışman : Prof. Dr. Ahmet SERTBAŞAnabilim Dalı : Bilgisayar Mühendisliği Programı : -Mezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Ahmet SERTBAŞ

Prof. Dr. Abdül Halim ZAİM Prof. Dr. Fikret GÜRGEN Prof. Dr. Aydın AKAN Doç. Dr. Abdullah BAL

Çoklu Ses Kayıtları İçeren Bir Parkinson Konuşma Veri Kümesi Toplanması ve Analizi

Teknoloji ilerledikçe, tıp alanında kestirimci uzaktan tanı ve takip sistemlerinin kullanımı gittikçe artmaktadır. Bu tip sistemler tansiyon ve şeker gibi yaygın hastalıkların teşhis, tanı ve takibinde sıklıkla kullanılmaktadır. Bu sistemlere artan ilgiyle birlikte, Parkinson hastalığının teşhis, tanı ve takibinde kullanılabilecek konuşmadan örüntü tanıma uygulamalarına olan ilgi de artmıştır. Bu amaçla, bu çalışmada Parkinson hastaları için bir dizi konuşma alıştırmasından derlenmiş sürekli sesli harfleri, kelimeleri ve cümleleri içeren farklı ses örnekleri toplanmıştır. Her denek için birden fazla ses kaydı içeren bu tür bir veri kümesi üzerinde çalışacak kestirimci bir yapay öğrenme modeli çıkarımında iki temel sorun bulunmaktadır. Birincisi, bu farklı ses örneklerinin Parkinson hastalığının teşhisinde ne kadar kestirimci olabileceğini tahmin etmektir. Diğeri ise, bir deneğin tüm örnek ses kayıtları yerine bu kayıtların merkezi eğilim ve dağılım ölçütlerini kullanmanın bu deneğin tüm kayıtlarını ne kadar temsil edeceğidir. Bu çalışmanın amacı toplanan Parkinson veri kümesi üzerinde çeşitli yapay öğrenme algoritmalarını kullanarak hangi ses örneğinin daha başarılı sonuçlar vereceğini bulmak; ayrıca merkezi eğilim ve dağılım ölçütlerini kullanarak ses örneklerinden çıkarılan temsili değişkenlerin başarısını ölçmektir. Yapılan bu çalışma sonucunda toplanan Parkinson veri kümesi üzerinde kullanılan popüler yapay öğrenme algoritmaları göstermiştir ki daha önce yapılan çalışmalarda da gösterildiği gibi sürekli sesli harfler daha fazla ayırt edici bilgi içermektedir. Ayrıca bir deneğe ait farklı ses örneklerinin merkezi eğilim ve dağılım ölçütleri ile gösterimini kullanmak kestirimci modelin ayırt edici özelliğini arttırmaktadır.

Collection and Analysis of a Parkinson Speech Dataset with Multiple Types of Sound Recordings

As the tecnological progress advances, usage of predictive telediagnosis and telemonitoring systems in the medical area is also increasing. These kind of systems have already been used for the diagnosis and monitoring of widespread diseases like tension (hyper/hipo) and diabetes. With the increasing interest to these systems, there has been an increased interest in speech pattern analysis applications of Parkinsonism for building predictive telediagnosis and telemonitoring models. For this purpose, we have collected a wide variety of voice samples, including sustained vowels, words, and sentences compiled from a set of speaking exercises for People with Parkison’s (PWP). There are two main issues in learning from such a dataset that consists of multiple speech recordings per subject: (i) how predictive these various types, e.g. sustained vowels vs. words, of voice samples are in Parkinson’s Disease (PD) diagnosis? (ii) how well the central tendency and dispersion metrics serve as representatives of all sample recordings of a subject? One of the aims of this thesis study is to investigate the performance of popular machine learning tools on different voice samples. Additionally the success of using the representations of the voice samples with

80

the central tendency and dispersion metrics is also examined. This study showed that investigating our Parkinson dataset using well-known machine learning tools, as reported in the literature, sustained vowels are found to carry more PD-discriminative information. It is also found that rather than using each voice recording of each subject as an independent data sample, representing the samples of a subject with central tendency and dispersion metrics improves generalization of the predictive model.

14. ÇEVRE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI  

ŞENGÜL Ayşe Büşra

Danışman : Prof. Dr. Neşe TÜFEKÇİAnabilim Dalı : Çevre MühendisliğiProgramı : -Mezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Neşe TÜFEKÇİ

Prof. Dr. Süleyman ÖVEZProf. Dr. Hüseyin SELÇUKDoç. Dr. Reyhan AKÇAALAN ALBAYDoç. Dr. Coşkun AYDINER

İçme Suyundaki Siyanotoksinlerin Aktif Karbonla Zenginleştirilmiş Koagülasyon-Batık Membran Sistemi İle Arıtımı

Bu tez çalışmasının amacı, içme suyunda bulunan siyanotoksinlerin aktif karbonla zenginleştirilmiş koagülasyon ve batık membrandan oluşan bütünleşik membran sistemi ile arıtım veriminin ortaya konmasıdır. Bu amaç doğrultusunda koagülasyon ve aktif karbon ön arıtma olarak kullanılmıştır.

Bu aşamada aktif karbonla zenginleştirilmiş koagülasyon deneylerinde belirlenen optimum şartlar uygulanmıştır. Deneylerde tespit edilen optimum şartlar dikkate alınarak; 60 mg/l miktarındaki aluminyum sülfat koagülasyon tankına ilave edilmiş ve 200 rpm’ de 2 dk karıştırılmıştır. 0,2 mg/L miktarındaki polielektrolit ve 20 mg/L miktarındaki aktif karbon flokülasyon tankına ilave edilmiş ve 30 rpm’ de 20 dk karıştırılmıştır. Çöktürme tankında 60 dk bekletildikten sonra sular PES-5kDa ve PES-10kDa batık UF membran sistemine verilmiştir.

Bütünleşik membran sistemi kullanılarak gerçekleştirilen mikrosistin-LR giderim deneylerine göre elde edilen sonuçlarda; sentetik suda bulunan mikrosistin-LR’ nin aluminyum sülfat ile % 65,10’ u, polilektrolit ile % 67,60’ ı, aktif karbon ile % 91,36’ sı, PES-5kDa membran ile % 98,80’ i PES-10kDa membran ile % 98,91’ i giderilmiştir. Giderim sonrası süzüntüde kalan mikrosistin-LR konsantrasyonları sırasıyla aluminyum sülfat için 1,67 μg/L, polilektrolit için 1,55 μg/L, aktif karbon için 0,41 μg/L, PES-5kDa membran için 0,06 μg/L, PES-10kDa membran için 0,05 μg/L olarak tespit edilmiştir. PES-5kDa ve PES-10kDa membran öncesinde ön arıtma işlemi uygulandığı deneylerde, her iki membranda mikrosistin-LR giderimi ön arıtma işlemi olmayan duruma oranla daha yüksek bulunmuştur. Ayrıca PES-5kDa ve PES-10kDa bütünleşik membran sistemi ile yapılan çalışmalarda mikrosistin-LR konsantrasyonu WHO’ nun içme suları için belirlemiş olduğu sınır değerin (1 µg/L) altına düşmüştür.

Treatment Of Cyanotoxın İn Drınkıng Water By Usıng Actıvated Carbon Enhanced Coagulatıon-Immersed Membrane System

The purpose of the study is to suggest treatment efficiency of cyanotoxins in drinking water using integrated membrane system that is formed by activated carbon enhanced coagulation-immersed

81

membrane system. In accordance with this purpose coagulation and activeted carbon is used for pretreatment.

At this stage, the optimal conditions determined in activated carbon enhanced coagulation experiments was applied. Considering the optimum conditions determined in the experiments; 60 mg/l of aluminum sulfate was added to the coagulation tank and 200 rpm was stirred for 2 minute, 0,2 mg/L of polyelectrolyte and 20 mg/L of activated carbon was added to the flocculation tank and 30 rpm was stirred for 20 min. After 60 min hold in settling tank, water has been released to submerged PES-5kDa and PES-10kDa UF membrane system.

According to microcystin-LR removal experiments performed, using integrated membrane system, 65,10%, 67,60%, 91,36%, 98,80%, 98,91% of microcystin-LR in the synthetic water was removed by aluminum sulfate, polyelectrolyte, activated carbon, PES-5kDa and PES-10kDa membrane respectively. The remaining microcystin-LR concentrations after removal are identified as 1,67 μg/L for aluminum sulfate, 1,55 mg/L for polyelectrolyte, 0,41 mg/L for activated carbon, 0,06 mg/L for PES-5kDa membrane and 0,05 mg/L for PES-10kDa hybrid membrane. In PES-5kDa and PES-10kDa membrane experiments where pre-treatment is applied, both membrane microcystin-LR removal was significantly higher compared to non-pre-treatment condition. Besides, using the PES-5kDa and PES-10kDa integrated membrane systems, obtained MC-LR concentration has fallen below limit value set by WHO for drinking water (1µg/L).  

82

TÜRKOĞLU DEMİRKOL Güler

Danışman : Prof. Dr. Neşe TÜFEKÇİAnabilim Dalı : Çevre MühendisliğiProgramı : -Mezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Neşe TÜFEKÇİ

Prof. Dr. Hüseyin SELÇUKProf. Dr. Bülent KESKİNLERProf. Dr. Vedat UYAKDoç. Dr. Yasemin KAYA

Plazma Tekniği İle Membran Yüzeyinin Modifikasyonu Ve Membran Biyoreaktörlerde Uygulanması

Son yıllarda membran biyoreaktörlerin (MBR) atıksu arıtımında kullanımı yaygınlaşmıştır. Ancak bu yaygın kullanımı engelleyen en önemli nedenlerin başında membranların hızlı kirlenmesi neticesinde işletme maliyetlerinin yüksek olması gelmektedir. Bu maliyetleri azaltmak için farklı membran modifikasyon yöntemleri üzerine yapılan çalışmalarda hızlı bir artış görülmektedir. Bu modifikasyon yöntemlerinden biri de plazma ile membran yüzey modifikasyonudur. Bu tez çalışmasında hidrofobik yapıya sahip membranların plazma işlemiyle yüzey modifikasyonu yapılarak hidrofilik hale gelmesi ve bu membranların MBR’lerde kullanılması amaçlanmıştır. Bu kapsamda meyve suyu endüstrisi atıksularının plazma yöntemiyle modifiye edilmiş ve edilmemiş membranlar kullanılarak farklı organik yükleme ve farklı çamur yaşlarında MBR’de arıtılması araştırılmıştır.

İlk aşamada gerçek meyve suyu atıksuyunun karakterizasyonu yapılmış ve bu atıksuyun karakterizasyonu esas alınarak deneylerde kullanılan atıksu sentetik olarak hazırlanmıştır. İkinci aşamada PS ve PVDF membranlar 1, 2.5, 5, 15 ve 30 dakika temas süresinde 20, 40, 60, 80, ve100 W güçte ayrı ayrı azot gazı (N2) ve su buharı ile plazma işlemi gerçekleştirilmiştir. Daha sonra modifiye edilen membranlar için temas açısı ölçümleriyle en iyi plazma şartları (PS için su buharı ile 100W güçte 15 dakika durağan modda, PVDF için su buharı ile 80W güçte 30 dakika) belirlenmiştir. Laboratuar ölçekli aerobik MBR sistemine yerleştirilen dörtlü membran modülleri ile hem modifiye edilmiş hem de modifiye edilmemiş iki farklı membran tipi (PS0, PSmod, PVDF0, PVDFmod) aynı şartlarda test edilmiştir. Son bölümde, MBR sistemi iki farklı çamur yaşında (ÇY=15 gün ve ÇY=30 gün) üç farklı organik yükleme (KOİ=500 mg/L, 1000 mg/L ve 2000 mg/L) ile çalıştırılmıştır. İşletmeye alma ve arıtılabilirlik çalışmalarında, hücre dışı polimerik madde (EPS) ve çözünmüş mikrobiyal ürün (SMP) içerikleri, mikroorganizmaların flok yapısı, yüzey özellikleri (hidrofobisite ve yüzey yükü), KOİ, çözünmüş oksijen, azot, TKN–N, NH 3–N, NO2–N, NO3–N, fosfor atıksuyun viskozitesi, partikül boyut dağılımı, zeta potansiyeli ile membranların kirlenmesi arasındaki ilişki tespit edilmiştir. Membran süzüntülerinde SMP, EPS, AKM ve KOİ analizleri yapılarak arıtılabilirliği incelenmiştir. Membranların plazma ile modifikasyonundan sonra hidrofobik/hidrofilik yapısı temas açısı ile analiz edilmiş ve MBR uygulamasında membranın porlarında ve yüzeyinde oluşabilecek kirlenmeler (AFM, SEM ve FT/IR–ATR analizleri) incelenerek modifiye edilmiş ve edilmemiş durumlar karşılaştırılmıştır. Bu analizler sonucunda membranların kirlenme özellikleri ortaya çıkarılmıştır. Ayrıca akının modellenmesi suretiyle membran kirlenmesi

83

mekanizmalarının incelenmesi sağlanmış ve membranlarda meydana gelebilecek kirlenme mekanizmalarına açıklık getirilmiştir. Membranlarda kirlenmeden kaynaklanan akı kayıpları hesaplanmıştır.

Sonuç olarak, plazma ile modifiye edilen membranlarda yüzey hidrofilik hale gelmiş ve toplam dirençler azalmıştır. Buna bağlı olarak plazma ile modifiye edilen membranların süzüntü akılarında modifiye edilmeyen membranlara göre önemli ölçüde artış olduğu gözlenmiştir. Bu çalışmada en iyi sonuçlar PVDFmod membran ile ÇY=30 gün, KOİ=2000 mg/L (KOİ=%98 giderim verimi, Jd=55 L/m2.saat süzüntü akısı) işletme şartlarında elde edilmiştir.

Membrane Surface Modıfıcatıon By Usıng Plasma Technıques And Applıcatıon To Membrane Bıoreactors

In recent years the use of membrane bioreactors (MBR) has widespread in wastewater treatment. However, the most important reason that prevent widespread use of this comes to the high operating costs as a result of rapid contamination of the membranes. Studies on different membrane modification methods to reduce these costs has increased. One of these modification methods is the membrane surface modification with plasma treatment. In this thesis study, it is aimed to have the hydrofobic membranes become hydrofilic by the plasma surface modification method and to use these membranes in MBRs.

In this study, it is aimed to treat wastewater of fruit juice industryby using plasma treatment method with modified and non-modified membranes in different organic loading and different sludge retention time at MBR.

For this purpose, firstly the characterization of real fruit juice wastewater was made and then synthetic fruit juice wastewater was prepared. Two different UF membranes (PS and PVDF) were modified with plasma treatment methods with N2 and water vapour at different times (1, 2.5, 5, 15 and 30 min.), dose and power (20, 40, 60, 80, and 100 W). Then the best plasma conditions of contact angle measurements for the modified membranes were determined (100W 15 min. with water vapour for PS membrane, 80W and 30 min. with water vapour for PVDF membrane). Two different types of both modified and unmodified membranes (PS0, PSmod, PVDF0, PVDFmod) were tested in the same conditions at a laboratory scale aerobic MBR system with four membrane modules. MBR system is operated with two different sludge age (SRT=15 days ve SRT=30 days) of three different organic loading (COD=500 mg/L, 1000 mg/L ve 2000 mg/L). Operating and treatability studies showed the relationship between the contaminated membranes andcontents of extracellular polymeric substances (EPS ) and soluble microbial products (SMP ), floc structure of microorganisms, surface properties ( hydrophobicity and surface charge), COD, dissolved oxygen, nitrogen, TKN–N, NH3–N, NO2–N, NO3–N, phosphorus wastewater viscosity, particle size distribution andzeta potential. Treatability of membranes were examined in permeate by performing SMP, EPS, TSS and COD analyses. After modification with plasma membranes hydrophobic / hydrophilic structure was analyzed by contact angle and the fouling which may occur in the pores and surface of the membrane during the MBR application was examined by AFM, SEM and FT/IR–ATR analyses and modified and unmodified membranes were compared. This analysis revealed a result of membrane fouling properties. In addition, the modeling of flux provided the investigation and clarify of fouling mechanisms which may occur in the membranes. Flux losses caused by membrane fouling were calculated.

As a result, surface of the membranes which are modified with plasma treatment have become hydrofilic and total resistance have decreased. Accordingly, in the modified plasma membrane permeate flux was observed to be significantly increased compared to unmodified membrane. The best results in this study has been obtained in the following operating conditions with PVDFmod membrane SRT=30 days, COD=2000 mg/L (COD=98% removal efficiency, Jd = 55 L/m2.h permeate flux).

84

ERŞAN Gamze

Danışman : Doç. Dr. Yasemin KAYAAnabilim Dalı : Çevre Mühendisliği Programı : -Mezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Doç. Dr. Yasemin KAYA

Prof. Dr. Neşe TÜFEKÇİ Doç. Dr. Coşkun AYDINER Prof. Dr. Mehmet ÇAKMAKÇI Doç. Dr. İlda VERGİLİ

Organik Kirletici Maddelerin Karbon Nanomateryellerle Adsorpsiyonu İle Doğal Sulardan Giderilmesi

Bu çalışmada, farklı özellikteki Doğal Organik Maddeler (DOM) ile ön yüklenmiş tek katmanlı karbon nanotüpler (SWNT), çift katmanlı karbon nanotüpler (MWNT), grafen (GNS), grafen oksit (GO) nanomateryalleri ve kömür bazlı granüler aktif karbon (GAK) adsorbanları kullanarak Fenantren (PNT) ve Trikoloroeten (TCE) organik kirleticilerin adsorpsiyonuna DOM‟un etkisi araştırılmıştır. Bu çalışma üç ana bölümden oluşmaktadır.

Çalışmanın birinci bölümünde, kullanılan adsorbanların karakterizasyonu yapılmıştır. Bu amaçla fourier transform infrared spektrum (FTIR), yüzey alan büyüklüğü, por boyut dağılımı, por hacmi, oksijen içeriği ve zeta potansiyeli gibi farklı karakterizasyon metotları kullanılarak adsorbanların fizikokimyasal özellikleri belirlenmiştir. Ayrıca, adsorbanların yüzey morfolojileri Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile analiz edilmiştir. Çalışmanın ikinci bölümünde ise, öncelikle PNT ve TCE içeren Deiyonize (DI) su ile hazırlanmış çözeltilerden altı farklı adsorban (SWNT, MWNT, GNS, GO, F400, HD3000) ile adsorpsiyon deneyleri yapılmıştır. Daha sonra DOM‟un organik kirleticilerin giderimi üzerine etkisini araştırmak için adsorbanlar üç farklı hümik asit xxiv (izole edilmiş) ve bir adet yüzey suyu olmak üzere dört farklı DOM çözeltisi ile ön yüklenmiştir. DOM ile ön yüklenmiş ve yüklenmemiş çözeltilerden elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. PNT ve TCE için dört farklı DOM çözeltisi ile ön yüklenmiş adsorbanların adsorpsiyon kapasiteleri kendi aralarında kıyaslandığında, yüzey suyu ile ön yüklenmiş adsorbanların en düşük adsorpsiyon kapasitesine sahip olduğu gözlenmiştir. Doğal suyun yapısına, adsorbat ve adsorbanın türüne göre adsorpsiyon kapasiteleri değişiklik göstermiştir. Bunun yanı sıra, DOM içeren suların fizikokimyasal yapılarının (örneğin; hidrofobik ya da hidrofilik fraksiyonları, çözünmüş organik karbon değerleri, Ca+2

konsantrasyonu ve SUVA254 değerleri) adsorbanların adsorpsiyon kapasitesini etkileyebileceği sonucuna varılmıştır. Ayrıca, deneylerin sonuçları Freundlich Model (FM), Langmuir Model (LM), Langmuir–Freundlich Model (LFM) ve Polanyi Manes Model (PMM)‟leri gibi yaygın olarak kullanılan izoterm modeller ile modellenmiştir. Sonuç olarak, regresyon katsayı (r2) ve ortalama hata kareleri toplamının karekökü (RMSE) değerlerine göre, doğal suyun yapısına, organik kirleticinin türüne ve adsorbanın çeşidine göre izoterm modellerinin uygunluğu değişiklik göstermiştir. PNT ve TCE için, ön yüklenmiş adsorbanların tek nokta adsorpsiyon katsayıları (Kd) incelendiğinde; DOM moleküllerinin varlığında adsorbanların porlarını tıkadığından dolayı adsorbanların adsorpsiyon kapasitelerinin azaldığı tespit edilmiştir. PNT ve TCE moleküllerinin yapısal farklılıklarından dolayı

85

tüm adsorbanların PNT için gösterdikleri adsorpsiyon kapasiteleri TCE den oldukça yüksek bulunmuştur. Çalışmanın son bölümünde, DI suda ve iki adet yüzey suyunda organik kirleticilerin (PNT ve TCE); altı farklı adsorbana adsorpsiyon mekanizması kinetik çalışmalarla da incelenmiştir. Deney sonuçları, yaygın olarak kullanılan yalancı birinci derece model (PFOM) ve yalancı ikinci derece model (PSOM Tip 1–5), partikül içi difüzyon model (PĠDM) ve Partikül Dışı Difüzyon model (PDDM) kinetik modellerine göre değerlendirilmiştir. Tüm çalışılan modeller arasında, Tip 1 PSOM (r2: 0.978–1) en uygun sonucu vermiştir. Bu sonuç, PNT ve TCE organik kirleticinin adsorbanlar ile arasında kimyasal bir etkileşimin olabileceğini göstermiştir. Difüzyon esaslı kinetik modellerin sonuçları değerlendirildiğinde ise, PDDM (r2: 0.917–0.999) en uygun sonucu vermiştir. Buna bağlı olarak, PNT ve TCE‟nin adsorban gözenek yüzeyinde daha baskın olarak tutunduğunu göstermektedir.

Sonuç olarak, karbon nanomateryallerin adsorpsiyon kapasitesinin GAK‟lar kadar iyi olması alternatif adsorban olarak karbon nanomateryallerin kullanılabileceğinin göstergesidir. DI su ile yapılan deneylerinin sonuçlarına göre, GNS‟ler, CNT‟ler ve GAK‟lar ile organik kirleticilerin adsorpsiyon mekanizması, organik kirleticilerin moleküler yapıları ve konfigürasyonları ile alakalı olduğu bulunmuştur. DOM ile ön yükleme deneylerinin sonuçlarına göre, organik kirleticilerin adsorpsiyonu, adsorbanın yüzey alanı, por yüzey alanı, oksijen içeriği ve pHpzc değerlerine bağlı olduğu kadar adsorbatın hidrofobisitesine ve moleküler boyutuna bağlı olduğu tesbit edilmiştir.Bunun yanısıra, DOM‟ların fizikokimyasal yapıları da organik kirleticinin adsorpsiyon kapasitesini etkilediği sonucuna varılmıştır.

The Removal of Organic Pollutants From Natural Waters By Adsorptıon on Carbon Nanomaterıals

In this study, the effect of different NOM preloading conditions on the adsorption of two organic compounds (OCs), Phenanthrene (PNT) and Trichloroethylene (TCE), by pristine single–walled carbon nanotube (SWNT), pristine multi–walled carbon nanotube (MWNT), pristine graphene nanosheet (GNS), graphene oxide nanosheet (GO), and two coal based granular activated carbons (GACs ) were investigated. This study composed of three major sections. In the first section, the characterization of studied adsorbents was evaluated. For that purpose, various characterization methods have been used to determine physico-chemical properties of adsorbents such as fourier transform infrared (FTIR), BET surface areas, pore volumes, pore size distributions, zeta potential, and oxygen content. Furthermore, surface morphology of the adsorbents was also analyzed by scanning electron microscope (SEM). In the second section of the study, first of all, the adsorption of PNT and TCE by six different adsorbents (SWNT, MWNT, GNS, GO and GACs) in distilled-deionized water (DDW) were investigated. Afterwards, all the adsorbents were preloaded with four different NOM solutions containing three different humic acid solutions (isolated) and one surface water to elucidate the effect of NOM preloading on adsorption of OCs. The results from non-preloaded (DDW) and NOM preloaded conditions were also compared. The comparison of PNT and TCE adsorption capacities of adsorbents in four different NOM solutions revealed that the lowest adsorption capacities were observed for adsorbents in which preloaded with surface water. The adsorption capacity of adsorbents were altered depending on the types of background water, absorbate, and adsorbent. Besides, it is concluded that the physicochemical characteristics of NOMs (i.e., hydrophobic or hydrophilic fractions, dissolved organic carbon contents, Ca2+ concentrations, and SUVA254 values.) may affect the adsorption capacity of adsorbents. Also, the results of experiments were modelled according to commonly used isotherm models as Freundlich (FM), Langmuir (LM), Langmuir-Freundlich (LFM) and Polanyi-Manes (PMM). As a result, according to regression coefficient (r2) and root-mean-square deviation (RMSE) values, the suitability of isotherm models varied depending on the type of the adsorbent, OCs , and characteristics of natural water. Due to the fact that, this suggested that PNT and TCE were adsorbed on adsorbent surfaces homogeneously as well as heterogeneously. According to single point adsorption descriptors (Kd), it

86

has been found that the adsorption of PNT and TCE molecules were reduced in the presence of NOM molecules due to the blockage of pores. Additionally, adsorption results of all studied adsorbents for PNT was higher than TCE in the single solute conditions due to their distinct molecular properties. In the last section of study, adsorption kinetics of OCs (PNT and TCE) by six different adsorbents were examined in one hydrophobic (HPO), one hydrophilic (HPI) and distilled-deionized water (DDW). The results of experiments were evaluated depending on commonly used kinetic models as pseudo first order model (PFOM), pseudo second order model (PSOM Type 1–5), intraparticle diffusion model (ĠPDM) and external particle diffusion models (EPDM). Among the all studied kinetics models, PSOM Type–1 (r2: 0.978–1) provided good fitting for the kinetic data. This result showed that there might be a chemical interaction between PNT, TCE and adsorbents. As for the investigation of diffusion based models, the results exhibited that the data fitted well with EPDM (r2: 0.917–0.999).This finding suggested that PNT and TCE more dominantly attached to the pore surface of the adsorbent.

All in all, the observed high adsorption capacities of carbon nanomaterials as much as granular activated carbons suggested that they can be used as an alternative adsorbents instead of granular activated carbons. The results of DDW experiments were shown that the adsorption mechanisms of OCs by GNSs, CNTs, and GACs strongly related with the molecular configuration and structure of OCs. According to results of NOM preloading experiments, it was also determined that the adsorption of OCs affected by pHpzc, oxygen content, pore and adsorbent surface area as well as molecular size and hydrophobicity of the adsorbate. Additionally, the results also revealed that the adsorption of organic compounds also affected by physicochemical properties of NOMs.

87

15. ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI  

GEZER Murat

Danışman : Prof. Dr. Bekir Sıddık Binboğa YARMANAnabilim Dalı : Elektrik-Elektronik MühendisliğiProgramı : -Mezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. B. Sıddık YARMAN

Prof. Dr. Aydın AKANProf. Dr. Hakan Ali ÇIRPANProf. Dr. Sevinç GÜLSEÇENDoç. Dr. Ümit GÜZ

Modern Haberleşme Sistemlerinde Görüntü Kodlaması Ve Sıkıştırmasında Özgün Matematik Yöntemler

Bilgi teknolojilerindeki gelişmelere paralel olarak son yıllarda görüntü verisi oluşumunda yoğun bir artış olmaktadır. Artan ham veya sıkıştırılmamış görüntüler, depolama kapasitesi ve haberleşme sistemlerinde iletim bant genişliği için yüksek oranda kaynak gerektirmektedir. Özellikle çoklu ortam uygulamalarındaki artış, görüntüleri kodlamak için daha verimli yollar ve aynı zamanda yüksek sıkıştırma oranı ve hızlı iletişim teknolojisi gereksinimini ortaya çıkarmaktadır

Bu tez ile görüntülerin enerji ve yapı fonksiyonları ile modellenmesine yönelik daha önce yapılan çalışmalara yeni bir katkı sunulmaktadır. Önerilen yeni yöntemin en önemli özelliği sıkıştırma sonucunda elde edilen görüntülerin mevcut yöntemlerle ayrık kosinüs dönüşümü tabanlı jpeg ve ayrık dalgacık dönüşümü tabanlı jpeg2000 karşılaştırıldığında daha iyi performans göstermesidir.

Önerilen bu yöntemde, eğitim görüntüleri kullanılarak oluşturulan değişik blok boyutlarında önceden tanımlanmış olan vektör bankaları vasıtası ile modellenen görüntü yeniden oluşturulmaktadır. Önerilen yöntemde, görüntü öncelikle işlem kolaylığı açısından maksimum boyutlu bloklara bölünür. Bu bloklar daha sonra dördül ağaç algoritması kullanılarak sıkıştırma kalitesini belirleyen eşik değerine bağlı olarak minumum boyutlu bloklara bölünmektedir. Her bir blok yapı blokları, enerji blokları ve ölçekleme sabiti birleşimi olarak gösterilebilmektedir. Önerilen yöntem ile çeşitli blok boyutlarında veri tabanları oluşturulmaktadır. Bunu sağlamak için çalışmada çok sayıda görüntü incelenmiştir. İncelemenin sonucunda gerek enerji blokları gerekse yapı bloklarının benzerlik taşıdıkları gözlenmiş ve bunların uygun bir yöntem ile elenebileceği kabul görülmektedir. Eleme işleminden sonra kalan Enerji ve Yapı bloklarından veri bankaları oluşturulmaktadır. Bu oluşturulan bankalar haberleşme sisteminde bulunan alıcı ve verici’ye yerleştirilmektedir. Bu şekilde haberleşme sistemlerinde iletim bandı ve saklama alanında oldukça tasarruf edilmiştir. Bu bankalar içinde özgün görüntüyü en küçük kareler anlamında en iyi temsil edebilecek veya uyumlu enerji ve yapı blokları bulunmaktadır ve bunlara bağlı olarak bir ölçekleme sabiti oluşturulabilmektedir. Bunun sonucunda, herhangi bir görüntüye ilişkin görüntü blok vektörü, enerji blok ve yapı blok fonksiyonları ile bir ölçekleme katsayısının çarpımı şeklinde temsil edildiği gösterilmiş ve oluşturulmuştur.

88

Tez sonucunda geliştirilen bu yöntem sayesinde mevcut yöntemlerden daha iyi bir sıkıştırma performansı gerçekleştirilerek, gün geçtikçe daha da fazla ihtiyaç duyulan depolama kapasitesi ve bant genişliğine olan gereksinimin azaltılmasına katkı sağlanmaktadır. Gelecekte bu yönteme dayalı olarak geliştirilebilecek yeni algoritmalar sayesinde bu ihtiyacın en aza indirilmesi için de önemli bir kaynak olduğu düşünülmektedir.

Orıgınal Mathematıcal Methods For Image Codıng And Compressıon In Modern Communıcatıon Systems

In recent years, an intensive increase has occurred in the formation of image data in parallel with the advances in information technologies. Increasing raw or uncompressed images require high level of source for conduction band width and storage capacity in communication systems. Especially the increase in multimedia applications has brought out the need of more productive methods, high compression ratio and instant communication technology for coding images. With this thesis, a new contribution is offered for the earlier studies carried out for the modeling of images with energy and structure functions. The most important feature of the new method is that it shows better performance when the images obtained as a result of compression are compared with current methods discrete cosinus transform based jpg and discrete wavelet transform based jpg2000.

In this proposed method, the image modelled through vector banks predefined in various block dimensions formed by using training images is recreated. In the proposed method, the image is primarily divided into maximum sized blocks for operation convenience. Afterwards, these blocks are divided into predefined minimum sized blocks which are sub limit depending upon threshold value determining the compression quality by using quad tree algorithm. Each block is modelled as a composition of pattern blocks, energy blocks and scaling constant.

Energy and Pattern blocks have been found for various sized blocks for databases with the method. In this study, many images have been analyzed. As a result of the analysis, a similarity between energy blocks and structure blocks has been observed and it is accepted that these can be eliminated with an appropriate method. is created from the remaining Energy and Structure blocks after the elimination process. This is placed in the receiver and transmitter found in the bank communication system. In this way, saving in the fields of communication band and storage has been achieved in communication systems considerably. In , there are appropriate energy and structure blocks that can represent the specific image in the best way in terms of the smallest frames. Dependently, a scaling constant can be formed. As a consequence, it has been shown that an image block vector regarding any image is represented as the multiplication of energy block and structure block functions with a scaling coefficient.

Thanks to this method developed as a result of the thesis, a better compression performance than the current methods has been achieved and contributions have been made to meet the requirements regarding the storage capacity and band width that are more needed with each passing day. It is also thought that this is an important source for minimizing this need thanks to the new algorithms to be developed based on this method in the future.  

89

BAŞAK Muhammed Emin

Danışman : Prof. Dr. Ayten KUNTMANAnabilim Dalı : Elektrik-Elektronik MühendisliğiProgramı : -Mezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Ayten KUNTMAN

Prof. Dr. Mukden UĞURProf. Dr. Herman SEDEFDoç. Dr. Cevdet IŞIKDoç. Dr. Fırat KAÇAR

Tümdevrelerdeki Elektromanyetik İletim Yayınımının Modellenmesi

Bu çalışmanın amacı, tümdevrelerdeki elektromanyetik iletim yayınımının kestirimini yapabilen bir yöntem tanımlamaktır. Çalışmada besleme/toprak uçlarının girişimin ana kaynağı olduğu temel alınarak tümdevrelerin elektromanyetik iletim yayınımı modellenmiştir. Tümdevrenin besleme uçlarından giriş empedansını ölçmek için test devreleri tasarlanmış ve baskı devreleri hazırlanmıştır. Test devrelerinin besleme uçlarına ait giriş empedansları 10MHz-2GHz frekans aralığında devre analizörü kullanılarak S-parametreleri ölçülmüş ve ölçülen S-parametrelerinden Z-parametreleri elde edilmiştir. Nesne silme yöntemiyle baskı devre ve iletken yolların empedans etkileri ölçümden çıkarılmıştır. Analitik olarak ve modifiye genetik algoritma kullanılarak pasif RLC devreleri tasarlanmıştır. Besleme uçlarına ait pasif RLC devre tasarlandıktan sonra iç akım değerleri iki farklı yöntemle elde edilmiştir. Yöntemlerden birincisinde iç akım değerleri spektrum analizör kullanılarak ölçümle elde edilmiştir. İkinci yöntemde ise iç akım değerleri teorik olarak belirlenmiştir. Pasif RLC devresi ve iç akım değerleri belirlendikten sonra tümdevrenin içyapısında oluşan manyetik alan düzgün dağılımlı akım parçaları olarak modellenmiştir. Düzgün dağılımlı akım dağılımlarının tümdevre üzerindeki yerleri ölçüm sonuçları eşliğinde besleme uçlarından tümdevrenin merkezine doğru, düzgün bir hat olarak tanımlanmıştır. İki farklı akım değerine göre elde edilen iki model ile ölçüm sonuçları karşılaştırılmıştır. Önerilen modelin ölçüm sonuçlarıyla uyumu gösterilmiştir.

 Modelling of Electromagnetic Conducted Emissions in Integrated Circuits

The main objective of this paper is to define a new method which is able to predict the electromagnetic emission of integrated circuits. This paper deals with the modeling of conducted electromagnetic emissions of integrated circuits power/ground terminals based on the main source of electromagnetic interference. The test circuits were designed and printed circuit boards were prepared to measure the input impedance at the power supply pin of the integrated circuit. S-parameters measurement of the test circuit was performed by network analyzer in the frequency range from 10 MHz to 2 GHz, and then Z parameters were obtained via S parameters. After being deleted all the impedance effects by the de-embedding technique, the passive RLC circuit was extracted by analytically and using modified genetic algorithm. Then, the internal current was obtained by two different methods. One of them was the spectrum analyzer which is used to obtain the internal current of the die and the second method was obtained by a theoretical way. In order to obtain this current, both the behaviour of the passive supply network impedance and the profile of the instantaneous current consumed by the chip core have to be identified. Then the model was formed by lines of current characterized by an intensity of current and an

90

orientation in the plane. The electromagnetic near-field measurement has been done for different frequency for examining the currents which pass from the power supply pins. Two different current values obtained by two models were created. Two model results were compared to the measurement results. The model shows very good agreement with the measurements.

16. İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI  

YİĞİT İbrahim

Danışman : Prof. Dr. S. Feyza ÇİNİCİOĞLUAnabilim Dalı : İnşaat Mühendisliği Programı : -Mezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. S. Feyza ÇİNİCİOĞLU

Prof. Dr. İ. Kutay ÖZAYDIN Prof. Dr. Mehmet BERİLGEN Doç. Dr. İ. Hakkı AKSOY Doç. Dr. İlknur BOZBEY

Yumuşak Kilde Zamana Bağlı Davranışın Mikromekanik Olarak Modellenmesi

Alt yapı projelerine olan ihtiyaç şehirleşme ve gelişmeye paralel olarak artmakta ve bu projeler için kamu kaynaklarının önemli bir bölümü ayrılmaktadır. Güvenli ve ekonomik tasarım yapabilmek için ise zemin davranışını iyi anlamak ve doğru takip etmek önemlidir. Killer bu bağlamda deformasyon aralığı en geniş zeminler olarak özellikle önemlidir. Son yıllarda yapılan araştırmalar kil zeminin davranışının sadece gerilme deformasyon ilişkisi ile ifade edilmesinin yetersiz olduğunu, davranışta deformasyon artış hızının gerilme-deformasyon ilişkisini doğrudan etkilediğini ve ancak deformasyon hızını da ilişkiye katmak suretiyle gerilme-deformasyon-deformasyon hızı ( ,,' ) ilişkisinin tekil bir ilişki olarak ifade edilebileceğini göstermektedir.

Makro boyutta zemin numuneleri üzerinde yapılan özel deneyler viskoplastik davranış adı da verilen zamana bağlı davranışın göstergelerini taşımaktadır ve bu davranışın mikro boyuttaki mekanizmaya bağlı olduğu düşünülmektedir. Son yıllarda mikro boyuttaki davranışı araştıran çalışmalar sıklık kazanmıştır ve geoteknik araştırmaların öncelikli konularından birisi haline gelmiştir. Ancak mevcut durumda ulaşılan noktada zeminin konsolidasyonu veya yüklenmesi sürecinde gelişen viskoz davranışı yeterli seviyede açıklayan, genel kabul gören ve makro davranışla bağdaştıran bir teori henüz kurulamamıştır.

Bu tez çalışması ile sunulan araştırma çalışmasının amacı killerin konsolidasyon ve anizotropik yüklenme sürecindeki viskoplastik davranışını makro ve mikro boyutta açıklığa kavuşturmak ve yapısal modellemeye katarak bilimsel çalışmalara özgün ve önemli katkıda bulunmaktır. Yapılan araştırma çalışması üç aşamadan oluşmaktadır. Her birisi kendi içinde kapsamlı ve yoğun araştırma gerektiren bu çalışma aşamaları; i) özel deneysel teknikler ve görüntüleme yöntemleri kullanılarak gerçekleştirilen ve hem makro hem de mikro düzeyde zemin davranışının takip edilmesini sağlayan tamamen özgün bir deney programının uygulanması, ii) Elde edilen deney sonuçları ve ESEM analiz sonuçlarının irdelendiği ve değerlendirildiği sayısal analiz çalışmaları, iii) Malzeme modelinin kurulmasıdır.   

Mıcrostructural Modellıng Of The Tıme Dependent Behavıour Of Soft Clay

91

Increasing needs of modern societies combined with developments in science and technology entail a greater resource allocation for infrastructure projects. Therefore, the considerations of safety and economy need to be more optimally combined in today’s construction projects. In terms of design and construction of soil structures, this concern requires to understand and follow the fundamental soil behaviour more thoroughly. Clays as having the widest deformation range deserves special consideration on research projects aimed to understand fundamental soil behaviour. Recent research indicated that deformation rate has a vital role in defining stress-strain behaviour of clay soils. Only if the strain rate is included, the behaviour of clays can be defined by a unique relationship in terms of “stress-strain-strain rate ( ,,' )”.

This mechanism can also be termed as the time dependency or viscoplastic behaviour of clays. Viscoplastic mechanism is attributed to the mechanisms involved at the micro scale and there is a surge of interest to this research area among the researchers. It is, however, known that there is no generally accepted theory or methodology that explains the viscoplastic mechanism at the micro-scale and gives clues which can be used to combine micro-behaviour with macro-behaviour.

The research work defined in this thesis aims to evaluate “stress-strain-strain rate” behaviour of clays by disclosing the mechanism involved at macro and micro scale. The ultimate aim is to induce the implications of micro-mechanic behaviour into constitute modelling. This research work constitutes of three stages each of which involves intensive theoretical experimental and numerical modelling work. These stages are; i) Application of a novel experimental program which involves a series of original techniques, ii) numerical analyses of experimental findings together with image analyses results, iii) Development of a constitutive model under the light of the findings of experimental and numerical work.

92

17. MADEN MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI

  BATCHULUUN Ganzorig

Danışman : Doç. Dr. Ümit ÖZERAnabilim Dalı : Maden MühendisliğiProgramı : -Mezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Doç. Dr. Ümit ÖZER

Prof. Dr. Ataç BAŞÇETİNDoç. Dr. Nuray TOKGÖZDoç. Dr. Hakan TUNÇDEMİRDoç. Dr. Deniz TUMAÇ

Moğolistan’daki Baganuur Linyit İşletmesi Döküm Sahası Stablite Sorunlarının Araştırılması

Bu tez çalışması kapsamında, Moğolistan’daki Baganuur Linyit işletmesi’ne ait Dragline Döküm Sahasında meydana gelen stabilite sorunları ve çözüm önerileri araştırılmıştır. Bu amaçla; laboratuvarda yapılan deneyler sonucu elde edilen parametreler kullanılarak ve sızıntı su etkisi, gerilme birim deformasyon etkisi, sismisite etkisi, yeraltı su seviyesi etkisi göz önünde bulundurularak 2D (iki boyutlu) ve 3D (üç boyutlu) stabilite analizleri yapılmıştır. Yapılan analizlerde, limit denge yöntemi ve sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak döküm sahası stabilite sorunları irdelenmiştir.

Yapılan 2D (iki boyutlu) ve 3D (üç boyutlu) şev stabilite analizleri neticesinde, sahaya özgü olarak üretilmiş olan gerçek veriler doğrusal ilişki analizi ile irdelenmiş ve “Döküm Sahası Şev Açısı, Döküm Sahası Şev Yüksekliği ve İçsel Sürtünme Açısı” parametreleri dikkate alınarak güvenlik katsayısını ve “Döküm Sahası Şev Açısı, Topuk Genişliği ve Kömür Damarı Eğimi” parametreleri dikkate alınarak ta kazı hızını tahmin eden iki eşitlik geliştirilmiştir. Gerçek verilerle doğruluğu test edilmiş ve ıspatlanmış bu eşitlikler, ilerleyen dönemlerde, kömür damarı eğimi gibi değişen şartlara bağlı olarak şev stabilite analizine ve kazı hızı tespitine ışık tutacaktır.

The Investıgatıon of Stability Problems of Dump Site in Baganuur Lignite Mine in Mongolia

Within the scope of this thesis, stability problems and solutions in the dump site of dragline of Baganuur Lignite Mine in Mongolia were investigated. For this purpose, 2D and 3D slope stability analyses were done by taking into consideration the results of laboratory experiments, the effect of seepage water, stress and deformation, seismicity, ground water level. Slope stability analyses were done by using Limit Equilibrium Method, Finite Element Method and stability problems of the dump site were examined.

As a result of the 2D (two dimensional) and 3D (three dimensional) slope stability analyses, site specific produced actual data were examined by linear regression analysis. Two equations were developed that factor of safety which is estimated by taking into consideration parameters of slope angle of the dump site, height of the dump site, angle of internal friction and excavation velocity which is estimated by taking into consideration parameters of slope angle of the dump site, slope height of the dump site, dip of coal seam. These equations were tested and authenticated by actual data, in the upcoming times, they will

93

be offered an insight into slope stability analysis and assessment of excavation velocity depending on changing conditions, such as dip of coal seam.

18. METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI  

ÖZTÜRK Yusuf

Danışman : Prof. Dr. Suat YILMAZ II. Danışman : Dr. Esin GÜNAYAnabilim Dalı : Metalurji ve Malzeme MühendisliğiProgramı : - Mezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Suat YILMAZ

Prof. Dr. İbrahim YUSUFOĞLUProf. Dr. Ziya Engin ERKMENProf. Dr. Gökhan ORHANProf. Dr. Cengiz KAYA

Alüminyumca Zengin Anotlama Çamurlarının Geri Dönüştürülmesi ve Mullit Esaslı Seramiklerin Geliştirilmesi

Alüminyum ekstrüzyon ürünlerinde kontrollü oksit tabakası üreterek korozyon ve aşınmaya karşı direncini artırmak ve kullanım ömrünü uzatmak için uygulanan Anotlama prosesi süresince, yüksek tonajlarda “anotlama çamuru” olarak adlandırılan alüminyumca zengin çamur üretilmektedir. Tehlikesiz atık olarak sınıflandırılmasına rağmen, yıllık üretim miktarının çok fazla olması nedeniyle anotlama çamuru bertaraf işlem maliyetlerinin düşürülmesi gerekmektedir. Çamurun bileşiminde ağ.%15-30 arası inorganik bileşiklerden oluşan katı madde bulunmaktadır. Katı maddenin ~ağ.%90’ı böhmit (AlOOH), geri kalan kısmı ise tenardit (Na2SO4) ve barit (BaSO4)’tir.

Yaklaşık ağ. %3 oranında sodyum içeren anotlama çamuruna yüksek sıcaklıkta mullit oluşumunu engellemesinden dolayı, yıkama, süzme ve kurutma kademelerinden oluşan sodyum giderme işlemi uygulanmış ve sodyum tamamen uzaklaşana kadar çevrim tekrarlanmıştır. Elde edilen sodyumsuz toz, 5°C/dk ısıtma hızı ile 1400°C’de 1 saat kalsine edilerek alfa alümina (α-Al2O3) fazına dönüştürülmüştür. Üretilen α-Al2O3 tozu, kaolen, diyatomit ve kil ile sırasıyla ağ. %15, 28 ve 15 oranlarında karıştırılarak kuru pres, slip döküm ve ekstrüzyon yöntemleri ile şekillendirilmiş ve 1450-1550°C aralıklarında 1, 3 ve 5 saat sürelerde sinterlenmişlerdir. Aynı çalışma, anotlama çamurunun yıkanması ve ısıl işlem uygulanması ile üretilen α-Al2O3 tozu yerine, Alcoa firmasından satın alınan A-16 kodlu ticari α-Al2O3 tozu kullanılarak (kaolen, diyatomit ve kil oranları sabit tutularak) tekrarlanmıştır.

Anotlama çamuruna uygulanan önişlemler sonrası elde edilen α-Al2O3 tozu kullanılmasıyla, sinterleme sıcaklığına ve süresine bağlı olarak %12,35 ile %17,39 arasında %küçülme, yaklaşık %10 ağırlık kaybı, %63,9 ile %78,8 arasında göreceli yoğunluk, %0,72 ile %26,08 arasında porozite, 53,12 ile 84,42 MPa arasında mukavemet, 927 ile 2082,6 Å arasında kristalit boy değerlerine sabit, %100 mullit içeren seramik malzemelerin üretimi gerçekleştirilmiştir. Ticari Alcoa A-16 α-Al2O3 tozu kullanılarak üretilen mullit seramiklerin ise; %7,13 ile %8,18 arasında %küçülme, yaklaşık %8 ağırlık kaybı, %66,8 ile %70,3 arasında göreceli yoğunluk, %0,81 ile %6,36 arasında porozite, 72,18 ile 79,51 MPa arasında mukavemet, 1115,2 ile 1782,9 Å arasında kristalit boy değerlerine sahip olduğu görülmüştür.

94

Sonuç olarak, Alüminyum endüstrisi atıklarından olan anotlama çamurunun, uygun ön işlemlerden geçirilmesi ve kil, kaolen ve diyatomit gibi doğal mineraller katkılarıyla birlikte, seramik filtrelerden ateşleme parçalarına, yüksek sıcaklık fırınlarından jet motorlarına, hızlı pişirim fırınlarında kullanılan rulolardan, laboratuar malzemelerine, seramik fırınlarında kullanılan raflardan, buhar türbinlerine kadar oldukça geniş bir alanda kullanım alanı bulan mullit esaslı seramik malzemelerin üretilebileceği tespit edilmiştir.

  Recycling of Al-Rich Anodizing Sludge and the Development of Mullite Based Ceramics

During the anodizing process, which is carried out to increase resistance against corrosion and abrasion and to lengthen physical life of aluminum extrusion products by producing controlled oxide layer, aluminum rich sludge names as “anodizing sludge” is produced at high tonnages. Despite that anodizing sludge is classified as nonhazardous waste, costs of disposal process should be lowered since its annual production amount is considerably high. The sludge contains solid matter that contains 15 to 30% inorganic compounds by weight. wt 90% of the solid matter is boehmite (AlOOH) and the remaining portion is thenardite (Na2SO4) and barite (BaSO4).

Sodium removal procedure that includes leaching, filtering and drying steps was applied to anodizing sludge containing approximately wt 3% sodium as it prevents mullite formation at high temperatures. The cycle was repeated until sodium was completely removed. The sodium free powder obtained was transformed to alpha alumina (α-Al2O3) phase by calcining at 1400°C for 1 hour at a heating rate of 5°C/min. α-Al2O3 powder produced was mixed with kaoline, diatomite and clay at proportions 15%, 28% and 15%, respectively. Then, it was shaped by dry press, slip casting and extrusion, and sintered for 1, 3 and 5-hour periods between 1450°C and 1550°C. This procedure was repeated with commercial α-Al2O3 powder (Code A-16) purchased from Alcoa Company instead of α-Al2O3 powder produced by leaching and tempering anodizing sludge (kaoline, diatomite and clay proportions were kept constant).

When α-Al2O3 powder obtained by pretreatment of anodizing sludge is utilized, production of ceramic material containing 100% mullite was achieved. The material obtained was 12.35 to 17.39% smaller with10% weight loss. Furthermore, relative density value was between 63.9% and 78.8% and porosity was between 0.72% and 26.08%. Strength value was between 53.12 and 84.42 MPa and crystallite height was between 927 and 2082.6 Å.

Mullite ceramics produced using commercial Alcoa A-16 α-Al2O3 were observed to shrink 7.13 to 8.18% with a weight loss of 8%. Relative density was between 66.8 and 70.3%, porosity was between 0.81% and 6.36%, strength was between 72.18 and 79.51 MPa and crystallite height was between 1115,2 and1782,9 Å.

In conclusion, it was found that if appropriately treated and mixed with natural mineral additives such as clay, kaoline and diatomite, anodizing sludge, one of the wastes of aluminum industry, can be utilized in the production of mullite-based ceramic materials, which are used in many areas such as ceramic filters, ignition elements, high-temperature furnaces, jet motors, rolls used in firing kilns, laboratory equipment, roof ceramic furnaces and steam turbines.

95

19. SU ÜRÜNLERİ TEMEL BİLİMLER ANABİLİM DALI  

TOPÇU ERYALÇIN Nur Eda

Danışman : Prof. Dr. Bayram ÖZTÜRKAnabilim Dalı : Su Ürünleri Temel BilimleriProgramı : Deniz BiyolojisiMezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Bayram ÖZTÜRK Prof. Dr. Gülşen ALTUĞ Prof. Dr. Enis MORKOÇ Prof. Dr. Hüsamettin BALKIS Doç. Dr. Çetin KESKİN

Marmara Denizi Adalarında Bulunan Octocorallia Ordosuna Ait Türlerin Taksonomileri, Dağılımları, Biyolojileri ve Ekolojileri

Bu tezin amacı Marmara Denizi’nde bulunan Oktokoral mercan türlerini tanımlamak, türlerin bölgesel yoğunluklarını belirlemek ve Marmara Denizi için temsili bir türün bazı demografik parametrelerini incelemek olmuştur. Bu amaç doğrultusunda Marmara Denizi’ndeki oktokoral mercanlar, haloklinden (yaklaşık 20 m) 40 metre derinliğe kadar tüplü dalış yapılarak transekt ve kuadrat yöntemleri ile incelendi. Bu çalışmada Octocorallia subklasisine ait her üç ordodan 9 genus, 14 tür oktokoral mercan tespit edildi. Bunlardan 11 tür Kuzey Marmara’da bulundu, Güney Marmara’da ise 14 türün tamamına rastlandı. Bulunan türlerin çalışılan istasyonlardaki yoğunlukları hesaplandı. Marmara Denizi’ndeki oktokoral mecanların çeşitlilik ve dağılımları, Akdeniz’e kıyaslanarak tartışıldı ve elde edilen farklı sonuçlar irdelendi. Marmara Denizi’nin alt katman suyunun hâkim olduğu, dalış limitleri içerisindeki yumuşak zeminlerinin (20-40 m), özellikle deniz kalemleri tarafından kolonize edildiği görüldü ve en sık rastlanan tür Veretillum cynomorium olarak belirlendi. Tüm Marmara Denizi’ndeki en yaygın tür ise Alcyonium palmatum oldu. Marmara Denizi’nin kuzey ve güneyindeki sert ve karma zeminler, oktokoral mercanların çeşitlilik ve bollukları açısından farklı bulundu. Kuzeyde, Paramuricea macrospina ve Spinimuricea klavereni gorgonları ile Paralcyonium spinulosum mercan türlerinden oluşan topluluklar; ayrıca Eunicella cavolini gorgonunun baskın olduğu topluluklar yaygındı. Akdeniz’de daha yüksek derinliklerde bulunan P. macrospina ve S. klavereni gorgonlarından oluşan toplulukların Marmara Denizi’ndeki az ışık, yoğun bulanıklık ve çökelme ortamına adapte olmuş fırsatçı türler olmaları tartışıldı. Marmara Denizi’nin güneyinde ise, gorgon topluluklarına daha az, (Alcyonium coralloides, Alcyonium acaule gibi türlerden oluşan) yumuşak mercan topluluklarına ise daha sık rastlandı. Marmara Denizi’ndeki mercan ve gorgonları etkileyebilecek, balıkçılık ve müsilaj gibi tehditler tartışıldı ve balıkçılığa kapalı mevcut alanların genişletilmesi, dipte takılı balıkçılık malzemelerinin temizlenmesi, çapalamanın yasaklanması ve yasakların daha iyi denetlenmesi gibi mercan topluluklarını korumaya yönelik öneriler sunuldu.

Bunların yanında, Marmara Denizi’nin kuzeyinde yaygın olduğu ortaya çıkarılan S. klavereni türünün, bölgedeki yoğunluğu, boy dağılımı, büyümesi ve üreme faaliyetleri incelendi. Sonuç olarak S. klavereni’nin Marmara Denizi’nin kuzeyinde haloklinden itibaren (Akdeniz’deki derinlik dağılımından daha sığlarda), taş/çakıl barındırmayan ince-kum/çamurlu zemin dışında her türlü substrat tipinde yaygın

96

bir tür olduğu, seyrek (0,35 ± 0,13 koloni.m-2) ama geniş alanlara yayılan bir dağılım gösterdiği; 110 cm boya erişebildiği, popülasyon boy dağılımının neredeyse normal olduğu (43 ± 20 cm), oldukça hızlı büyüdüğü (4,96 ± 3,01 cm.yıl-1), gonokorik bir tür olduğu (dişi:erkek cinsiyet oranı: 1,64:1), ve yayılımcı yumurtlama yoluyla yıl boyu üreme (maksimum ovosit çapı: 538,3 µm; maksimum sperm kesesi çapı: 680,3 µm; ortalama fekondite: 65 ± 27 ovosit.polip-1; ortalama sk.polip-1: 38 ± 18) yapabildiği, ilk üreme boyununsa 20 cm civarında olduğu belirlendi.

Taxonomy, Distribution, Biology and Ecology of Octocorallia Species Present Around the Islands of Marmara Sea

The aim of this thesis was to identify Octocoral species in the Marmara Sea, determine their regional densities and investigate demographic parameters of a representative species of the Marmara Sea. In order to achieve this aim, octocorals were surveyed from the halocline to 40 meters deep by Scuba diving with transect and quadrate techniques. Nine genera, 14 octocoral species belonging to all three orders of the subclassis Octocorallia were identified in this study. Eleven species were found in the Northern Marmara Sea whereas all 14 species were found in the Southern Marmara Sea. Densities of the species were calculated for each station of the study. The diversity and distribution of octocorals in the Marmara Sea were compared to that of the Mediterranean Sea and the differences encountered are discussed. The soft substrates in diving depth limits (20-40 m) where the lower layer seawater of the Marmara Sea is predominant were mainly colonized by sea pens and Veretillum cynomorium was the most common species. Alcyonium palmatum was the most common species in all the Marmara Sea. The mixed and hard substrates of the Northern and Southern Marmara Sea were significantly different in terms of octocoral diversity and abundance. The assemblages consisting of the gorgonians Paramuricea macrospina and Spinimuricea klavereni along with the soft coral Paralcyonium spinulosum as well as those where the gorgonian Eunicella cavolini was dominant were common in the Northern Marmara Sea. Whether P. macrospina and S. klavereni were opportunistic species adapted to the highly turbid environment with low light and high sedimentation conditions of the Marmara Sea was discussed. As for the Southern Marmara Sea, gorgonian assemblages were less common whereas soft corals assemblages (consisting of species such as Alcyonium coralloides, Alcyonium acaule) were more common. The threats such as fisheries and mucilage that can impact corals and gorgonians in the Marmara Sea were argued and protective measures, including the expansion of the present areas closed to fisheries, removal of abandoned fishing nets, prohibition of anchoring and better prosecution of the prohibitions, were presented.

Moreover, the density, size distribution, growth and reproductive features of the species S. klavereni which was found to be common in the Northern Marmara Sea were investigated. In summary, it was found that S. klavereni is a common species on all types of substrates except those formed by fine sand/mud without gravels/pebbles from the depth of the halocline (shallower than the species distribution in the Mediterranean Sea) in the Northern Marmara Sea, that it has a distribution along extensive areas but in low densities (0,35 ± 0,13 colonies.m-2), that it can reach 110 cm high, that the population size distribution is approximately normal (43 ± 20 cm), that it grows fast (4,96 ± 3,01 cm.year-1), that it is a gonochoristic species (female:male sex ratio: 1,64:1) and reproduces year round by broadcast spawning (maximum ovocyte diameter: 538,3 µm; maximum sperm sac diameter: 680,3 µm; mean fecundity: 65 ± 27 ovocyte.polyp-1; mean sperm sac.polyp-1: 38 ± 18) whereas the size at first reproduction was determined as about 20 cm high.  

97

BALCIOĞLU Esra Billur

Danışman : Prof. Dr. Bayram ÖZTÜRKAnabilim Dalı : Su Ürünleri Temel BilimleriProgramı : Deniz BiyolojisiMezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Bayram ÖZTÜRK Prof. Dr. Gülşen ALTUĞ Prof. Dr. Enis MORKOÇ Prof. Dr. Oya OKAY Prof. Dr. Filiz KÜÇÜKSEZGİN

Marmara Denizi’ nin Farklı Bölgelerinden Alınan Midyelerde (Mytilus galloprovincialis, Lamarck, 1819) PAH (Polisiklik Aromatik Hidrokarbonlar) ın Belirlenmesi

Bu çalışmada Marmara Denizi’ nin farklı kıyılarında seçilen istasyonlardan toplanan midyelerde (Mytilus galloprovincialis) EPA tarafından temel kirletici olarak belirtilen 16 PAH bileşeninin konsantrasyonları incelenmiş, belirlenen miktarların ve kirliliklerin pirolitik ve/veya petrojenik kaynaklı olduklarının saptanması amaçlanmıştır. Bu kapsamda Marmara Denizi, İstanbul Boğazı ve Çanakkale Boğazı’ ndan alınan midyelerde PAH bileşenlerinin seviyeleri daha önce saptanmamıştır.

Marmara Denizi kıyılarında İstanbul ve Çanakkale Boğazları da dahil olmak üzere belirlenen 16 istasyondan 2011- 2013 yılları arasında 4 kez örnekleme yapılmıştır. Tartılan ve sabunlaştırılan örneklerin ekstraksiyonu yapılmıştır. Azot ortamında uçurulup temizleme düzeneğinden geçirilerek HPLC – DAD cihazında analizi yapılmıştır.

Marmara Denizi’ nden seçilen 16 istasyondan toplanan midye örneklerindeki toplam PAH konsantrasyonları arasında en yüksek T-PAH değerleri sırasıyla deniz trafiğinden etkilendiği bilinen Kadıköy, Kumkapı ve Kumkale Burnu istasyonlarında tespit edilmiştir. PAH bileşenleri içerisinde krizen tüm örnekleme dönemleri boyunca 2 ppb- 52 ppm aralığında bulunarak en yüksek konsantrasyona sahip ve her örnekte tespit edilen bileşen olmuştur. Krizeni, flouranten ve benzo(a)piren takip etmiştir. Bu çalışmada incelemeye alınan PAH bileşenlerinden bazıları ölçüm limitinin altında kalsa da kirlilik bileşenlerinden en az biri özellikle de kanserojen etkisi en yaygın olarak bilinen ve gıda kodeksinde sınır değeri tanımlanmış tek bileşen olan Benzo(a)piren, çalışma süresince en düşük 3 ppb, en yüksek de 8 ppm değerinde bulunmuştur. Sonuç olarak bu en düşük değerin bile mevzuatla belirlenen sınır değerin (10 ppb) üzerinde olması M. galloprovincialis türü midyelerin gıda olarak tüketilmesinin halk sağlığı bakımından potansiyel bir risk olduğunu göstermiştir.

Determination of PAH (Polycyclic Aromatic Hydrocarbons) in Mussels (Mytilus galloprovincialis, Lamarck, 1819) from Various Regions of the Marmara Sea

In this study with an aim to investigate concentrations of PAH components in mussels (Mytilus galloprovincialis) collected from stations chosen at various coasts of Marmara Sea and to understand the origin (pyrolitic / petrogenic) of pollution.

98

The mussel samples were collected from total at 16 different stations choosen in Marmara Sea coasts including Istanbul and Çanakkale Straits between 2011- 2013 in 4 times. Weighed samples were extracted following sapponification. Clean-up was applied to evaporated samples and they were analyesed in HPLC – DAD.

The highest PAH concentrations among the chosen 16 stations in Marmara Sea were found in mussels collected from Kadıköy, Kumkapı and Kumkale Cape which are affected from busy marine traffic. Chrysene was found as a component having 2 ppb- 52 ppm range and the highest concentration among the PAH components. Flouranthene and benzo(a)pyrene have higher components following chrysene. Even so some of the PAH component are under the detection limit, particularly benzo(a)pyrene which is known as canserojen was determined as 3 ppb being the lowest value and 8 ppm as the highest value throughout the study. As a result most samples showed a value of BaP exceeding the maximum limit (10 ppb) established by the law. Thus, it seems that human consuming PAH contaminated mussels as food are at the risk for adverse health effects.

  

99

SEVER KAYA Dilek

Danışman : Doç. Dr. Reyhan AKÇAALAN ALBAYAnabilim Dalı : Su Ürünleri Temel Bilimleri Programı : İçsular Biyolojisi Mezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Doç. Dr. Reyhan AKÇAALAN ALBAY

Prof. Dr. Oya OKAY Prof. Dr. Yelda AKTAN Doç. Dr. Duran ÜSTEK Doç. Dr. Fatma ÇEVİK

Siyanobakterilerde çevresel faktörlerin toksin üretiminde rol oynayan genler üzerine etkileri

Su yaşamın sürekliliği için vazgeçilmez bir kaynaktır. Ancak, evsel ve endüstriyel atıkların yeterince arıtılmadan nehir, göl ve deniz gibi alıcı ortamlara verilmesi ekolojik sistemler için ciddi sorunlar oluşturmaktadır. Microcystinin ölümcül etkilerinden korunabilmek için özellikle içme suları ile yüzme, spor, sulama gibi aktiviteler için kullanılan sulardaki microcystin üreten organizmaların ve üretilen toksin miktarlarının tespiti önemlidir. Günümüzde birçok ülke su kaynaklarındaki siyanobakteriyel hücre yoğunluğunu ve toksin konsantrasyonlarını izlemektedir. Siyanobakteriler üzerinde stres oluşturabilecek çevresel faktörlerin toksin üretimi üzerindeki etkilerinin laboratuvar koşullarında incelenmesi, doğal ortamlarındaki ekolojik ve fizyolojik rollerinin daha iyi anlaşılmasına yardımcı olmaktadır. Bu çalışmada toksin üretiminde rol alan genlerin stres faktörlerine bağlı ekspresyonlarında oluşabilecek değişikliklerin incelenmesi amacıyla Microcystis aeruginosa laboratuvar koşullarında farklı stres faktörlerine (demir yokluğu ve sürekli ışık stresi) maruz bırakılmıştır. Toksin üretiminden sorumlu genlerde farklı ışık ve demir konsantrasyonlarına bağlı olarak meydana gelen değişiklikler Gerçek Zamanlı PCR yöntemiyle tespit edilmiş ve toksin üretiminde bu faktörlerin rolleri ortaya konmuştur. Bu çalışmada elde edilen verilere göre demir yokluğu ve sürekli ışık stresi mcyB gen ekspresyonunu dolayısıyla microcystin konsantrasyonunu arttırmakta, ancak M. aeruginosa hücrelerinin gelişimini yavaşlatmaktadır.   

The effects of environmental factors on the toxin producing genes in cyanobacteria

Water is an indispensable source for life. However, if domestic and industrial wastes reach to the water sources like rivers, lakes and seas, without enough treatment serious ecological problems will arise. Eutrophication as a result of deterioration in water quality and formation of algal blooms causes fish deaths and affects public health negatively because of toxicity problems. Microcystis is the most common cyanobacteria in fresh waters and is usually toxic. Determination of microcystin producing organisms and toxin amounts in water sources, that are used for drinking, irrigation, swimming and other recreational activities is very important to be protected against deadly effects of microcystin. Nowadays, many countries monitor cyanobacteria cell density and toxin concentrations in their water sources. Determination the effects of environmental factors on toxin production of cyyanobacteria in experimental conditions faciliated to understand their ecological and physiological roles in their habitat. The aim of this study is to determine the changes in the expression of toxin genes depending on stress factors. Light and iron concentration will be used as a stres factors on Microcystis aeruginosa in cultured conditions. Real-

100

time PCR was used to detect the changes in the expression of toxin genes according to different light and iron concentration. The result was revealed that iron starvation and continuous light stress enhanced mcyB gene expression and as a result microcystin production, however the growth of M. aeruginosa cells were affected negatively.  

GÜRÜN Sevan

Danışman : Prof. Dr. Gülşen ALTUĞAnabilim Dalı : Su Ürünleri Temel BilimleriProgramı : Deniz BiyolojisiMezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Gülşen ALTUĞ

Prof. Dr. Bayram ÖZTÜRKProf. Dr. Meral BİRBİRProf. Dr. Ayşe OGANProf. Dr. Nuray BALKIS

Güllük Körfezi’nin (Ege Denizi) Kültür Edilebilir Heterotrofik Bakteri Çeşitliliği, Kompozisyonu Ve Bolluğunun Araştirilmasi

Güllük Körfezi ekosistemi evsel ve endüstriyel girdilerin yanında turizme bağlı insan aktiviteleri ve hayvancılık gibi farklı çevresel faktörlerin etkisi altındadır. Bölgede kirlilik kaynaklarının etkisi ile deniz ekosistemindeki mikro değişimleri anlayarak önlemler geliştirilmesini sağlayacak bakteriyel aktivite, bakteriyel dirençlilik ve bakteriyel çeşitlilik konusunda daha önce yapılmış çalışmaya rastlanmamıştır.

Bu çalışmada Güllük Körfezi’nde kültür edilebilir heterotrofik aerobik bakteri çeşitliliğini, bakteriyel aktivite düzeyini, antibiyotiklere dirençli bakteri frekansını ve kirlilik indikatörü bakterileri araştırarak bölge ekosistemini bakteriyolojik olarak tanımlamak amaçlanmıştır.

Mayıs 2012- Şubat 2013 tarihleri arasında Güllük Körfezi’nde seçilen 14 istasyonda Mayıs-Ağustos ayları arasında aylık, diğer zamanlarda mevsimlik olarak deniz suyu ve sediment örneklemeleri yapılmıştır. Deniz suyu örnekleri su kolonu boyunca yüzey (0-30 cm), dip ve orta derinliklerden alınmıştır. Kültür edilebilir heterotrofik aerobik bakteri düzeyi testlerinde Marine Agar’a yayma ekim metodu kullanılmıştır. Bakteri izolatları otomatik VITEK 2 Compact 30 mikro tanımlama cihazı kullanılarak tanımlanmıştır. Bakteriyel metabolik aktivite testleri modifiye boyama tekniği ile epifloresans mikroskop kullanılarak belirlenmiştir. Antibiyotik dirençlilik testlerinde disk düfizyon tekniği kullanılmıştır. İndikatör bakteri düzeyleri membran filtrasyon tekniği ile belirlenmiş, değişken çevresel parametreler multiparametre (YSI Prob) ile yerinde ölçülmüştür.

Sonuç olarak deniz suyu örneklerinden 49’u Gama Protobacteria, % 28’i Alfa Protobacteria, % 10’u Bacili, % 9’u Flavobacteria ve % 4’ü Actinobacteria sınıflarına ait bölgede daha önce rapor edilmemiş yeni kayıt 34 bakteri türü izole edilmiştir. İzolatların enzim reaksiyonları bölgede karbonhidrat metabolizması ile ilgili enzimleri üretme yeteneğinde olan bakterilerin çoğunlukta olduğunu göstermiştir. İndikatör bakteri düzeyleri Güllük Körfezinin özellikle yaz aylarında karasal kaynaklı kirlilik aldığını Sarıçay Deresi ve Güllük Limanının körfezi kirleten en önemli noktalar olduğunu göstermiştir. Deniz suyundan izole edilen bakterilerin % 44 – 98’i, sedimentten izole edilen bakterilerin %100’ünün antibiyotiklere dirençli bulunması bölgede faydasız antibiyotik kullanımı olduğunu göstermiştir. Elde edilen bakteri kompozisyonu ve heterotrofik aktivite düzeyleri Güllük Körfezi kirlilik kaynaklarının ivedilikle kontrol altına alınması gerektiğini göstermektedir.

101

Investigation of Diversity, Composition and Abundance of Culturable Heterotrophic Bacteria of Güllük Bay (Aegean Sea)

The ecosystem of Güllük Bay is under the influences of pollution due to the fact that human activities with respect to tourism, animal husbandry, domestic and industrial inputs. The study related to bacterial diversity, activity and sensitivity to build up the precautions by understanding micro-changes within the effect of pollution resources have not been reported for this area.

In this study with an aim to identify the ecosystem of the study region at micro level, occurrence of the culturable heterotrophic aerobic bacteria and diversity, frequency of antibiotic resistant bacteria and the level of indicator bacteria were investigated.

The samples of sediment and sea water were taken monthly in spring and summer rest of the year they were taken seasonally from 14 stations of the Güllük Bay in the period May 2012 - February 2013.

The water samples were taken through water column from surface (0-30 cm), mid and deep point. The spread plate technique was used in the tests of culturable heterotrophic aerobic bacteria. Bacterial isolates were identified using VITEK 2 Compact micro identifying system.

Bacterial metabolic activity tests were carried out using modified staining technique within epifluorescense microscope. Disc diffusion technique was used in the antibiotic resistivity tests. The levels of indicator bacteria were determined using membrane filtration system. Variable environmental parameters were monitored in situ using a multiparameter (YSI Probe)

In conclusion, thirty-four bacteria species, belonging to 5 classes (49% Gamma Protobacteria, 28% Alpha Protobacteria, 10% Bacili, 9% Flavobacteria and 4% Actinobacteria) were recorded in this study as the first records for the Güllük Bay.

The isolates which have carbon hydrate enzyme reaction were detected to be the most abundant bacteria in the sea water. The recorded indicator bacteria levels showed that Güllük Bay under the influences of the terrestrial pollution sources due to the fact that Sarıçay Stream and Gulluk Harbour. The bacteria which were isolated from sea water (44% – 98%) and sediment (100%) were found resistant to tested antibiotics. The results related to bacterial composition and heterotrophic activity showed that Güllük Bay pollution sources should be taken under control immediately  

102

ÇİFTÇİ TÜRETKEN Pelin Saliha

Danışman : Prof. Dr. Gülşen ALTUĞAnabilim Dalı : Su Ürünleri Temel BilimleriProgramı : Deniz BiyolojisiMezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Gülşen ALTUĞ

Prof. Dr. Bayram ÖZTÜRKProf. Dr. Meral BİRBİRProf. Dr. Ayşe OGANProf. Dr. Nuray BALKIS

Gökçeada Çevresi (Kuzey Ege Denizi) Kültür Edilebilir Bakteri Düzeyleri ve Çeşitliliği

Bu çalışmada Kuzey Ege Denizi Gökçeada çevresinde ve açık deniz alanında seçilen istasyonlardan alınan deniz suyu örneklerinde kültür edilebilir heterotrofik aerobik bakteri düzeyi ve çeşitliliği, metabolik olarak aktif bakteri frekansı ve indikatör bakteri düzeyi araştırılarak ortamın bakteriyolojik yapısını ortaya koymak ve değişken çevresel parametrelerle ilişkilendirerek ekosistemi mikro düzeyde tanımlamak amaçlanmıştır.

Mart 2012 – Kasım 2013 tarihleri arasında sonbahar, kış ve ilkbahar mevsimlerinde mevsimlik yaz aylarında aylık olmak üzere toplam 12 kez örnekleme yapılmıştır. Aseptik şartlarda alınan yüzey suyu (0-30 cm) örnekleri İstanbul Üniversitesi Su Ürünleri Fakültesi Akuatik Mikrobiyal Ekoloji ve Deniz Biyolojisi Laboratuvarlarına ulaştırlarak analize alınmıştır. Kültür edilebilir heterotrofik aerobik bakteri düzeyi testlerinde Marine Agar’a yayma ekim metodu kullanılmıştır. Kültür edilebilir bakterilerin tanısında VITEK 2 Compact 30 otomatik mikro tanımlama sistemi kullanılmıştır.

Metabolik olarak aktif bakteri frekansı modifiye boyama tekniği ile sağlıklı kapsül tabakaya sahip olduğu belirlenen bakteri düzeyinin, epifloresans mikroskopta DAPI-CTC boyama ile farklı ışıma yapan canlı ve ölü bakteri hücrelerine oranı bulunarak belirlenmiştir.

İndikatör bakteri düzeyleri membran filtrasyon tekniği kullanılarak, nitrit azotu, nitrat azotu, amonyum azotu, fosfat fosforu ve klorofil-a analizleri spektrofotometrik yöntemle yapılmıştır.

Sonuç olarak deniz suyu örneklerinden % 48’i Bacilli, % 24’ü Alpha Proteobacteria, % 17’si Gamma Proteobacteria, % 8’i Beta Proteobacteria % 1’i Actinobacteria, % 1’i Lactobacillales, % 1’i Sphingobacteria ve % 1’i Cocci sınıflarına ait bölgede daha önce rapor edilmemiş yeni kayıt 24 bakteri türü izole edilmiştir. Bölgede Sphingomonas paucimobilis rastlanma sıklığı en yüksek (% 20,6) bakteri türü olarak kaydedilmiştir. Deniz suyunda lipolitik ve proteolitik enzim aktivitesine sahip bakterilerin çoğunlukta olduğu tespit edilmiştir. En yüksek metabolik aktif bakteri frekansı 2012 yaz mevsimi örneklemesinde % 33,12 olarak Aydıncık Koyu’nda tespit edilmiştir. İndikatör bakteri düzeyleri yaz aylarında limit değerlerin üzerinde bulunurken, en yüksek değerler Kaleköy Liman ve Kaleköy Liman açığı istasyonlarında kaydedilmiştir. Su Kirliliği ve Kontrolü Yönetmeliği’ne (2004) göre besin tuzları ve klorofil-a bulguları bakımından bölgenin I. ve IV. sınıf su kalitesi değerleri arasında değiştiği, Kaleköy Liman içi istasyonunun IV. sınıf su kalite değerlerine sahip olduğu tespit edilmiştir. Gökçeada çevresi

103

denizel alanının bakteriyolojik yapısının detaylandırıldığı bu çalışmada ayrıca insan aktivitelerinde artışın yaşandığı yaz mevsiminde metabolik olarak aktif bakteri düzeyinde artış görülmüştür. Heterotrofik bakteri düzeyi ile besin tuzları arasında tespit edilen pozitif ilişki heterotrofik bakterilerin enzimatik aktivite yüzdeleri ile ilişkilendirildiğinde, ortama girecek kirlilik girdilerinde olası bir artışın enzim aktivitesi ile ilgili dengeyi bozacağını şu anda mevcut durumun korunması gerektiğini göstermiştir.

Investigation of The Level and Diversity of Culturable Bacteria Around Gökçeada Island (Northern Aegean Sea)

In this study with an aim to describe "bacteriological structure of the study area" and to identify the ecosytem "at micro level", diversity and the levels of culturable heterotrophic aerobic bacteria, frequency of metabolically active bacteria and the levels of indicator bacteria were investigated. The sea water samples which were taken from coastal areas of Gökçeada and offshore area of the Northern Aegean Sea were used in the analyses. The obtained results were associated with variable environmental parameters.

The sea water samples were collected seasonally for the autumn, winter, spring as monthly for the summer in 12 times in total between March 2012 - November 2013. The samples which were taken to the sterile bottles under the aseptic conditions were transported to the Aquatic Microbial Ecology and Marine Biology Laboratory of Istanbul University, Fisheries Faculty. Marine Agar 2216 and the spread plate method were used for the enumeration of the total culturable heterotrophic aerobic bacteria. The bacterial isolates were identified with the automated micro identification system VITEK 2 Compact 30 (bioMerieux, France).

The frequency of the metabolically active bacteria was determined with modified staining technique of DAPI-CTC and epifluorescence microscope, comparing the number of the intact cells to the total (live and dead bacterial cells) number of bacteria.

The levels of indicator bacteria were determined by using membrane filtration technique. The nutrients and chlorophyll-a analyses were carried out by spectrophotometric method.

As a result, twenty-four bacteria species belonging to 8 classes (48% Bacilli, 24% Alpha Proteobacteria, 17% Gamma Proteobacteria, 8% Beta Proteobacteria, 1% Actinobacteria, 1% Lactobacillales, 1% of Sphingobacteria and 1% Cocci) were recorded in this study as the first records for the Gökçeada region. Sphingomonas paucimobilis was recorded as the most common (20.6%) species of the region. The isolates that have lipolytic and proteolytic enzym activities were detected to be the most abundant bacteria in the sea water. The highest metabolically active bacteria percentage was determined to be 33.12% in the seawater samples which were taken from Aydıncık Bay in 2012 summer. The levels of indicator bacteria were recorded above the limit values in the summer period. The highest bacteria count were recorded in the samples which were taken from Kaleköy Port. Nutrients and chlorophyll-a values were found between class I. and class IV according to "Water Pollution and Control Regulation (2004)". Water quality values of the Kaleköy Port were recorded to be class IV. In this study that were detailed bacteriological structure around Gökçeada, were recorded an increase in the level of metabolically active bacteria during the summer period which there was also an increase in human activity. When the percentage of bacterial enzymatic activity is associated with the positive correlation between heterotrophic bacteria and nutrients levels, it showed that the possible increases of pollution inputs disturb the enzyme activities and the current state should be protected.

104

AKKAYA BAŞ Aylin

Danışman : Prof. Dr. Bayram ÖZTÜRKAnabilim Dalı : Su Ürünleri Temel Bilimler Programı : Deniz BiyolojisiMezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Bayram ÖZTÜRK

Prof. Dr. Gülşen ALTUĞ Prof. Dr. Sedat YERLİ Prof. Dr. Enis MORKOÇ Doç. Dr. Çetin KESKİN

İstanbul Boğazı’nda Bulunan Setaselerin Deniz Trafiği İle İlışkileri Üzerine İncelemeler

İstanbul Boğazı, Karadeniz ve Marmara Denizi arasında uzanmakta ve minimum 698 m genişliği ile dünyanın en dar ve tehlikeli suyolları arasında bulunmaktadır. İstanbul Boğazı, deniz taşımacılığı ve balıkçılık faaliyetlerini kapsayan ekonomik değerinin yanısıra, ekolojik olarak da büyük önem taşımaktadır. Üç Cetacea türü, afalina (Tursiops truncatus), tırtak (Delphinus delphis) ve mutur (Phocoena phocoena), boğazda sıkca gözlemlenmektedir. Deniz taşıtının etkisi, birey üzerinde farklı formlarda oluşabilir ve kısa dönemli davranış tepkileri, bireyin enerji bütçesinde azalmaya neden olduğu geçmiş çalışmalarca incelenmiştir. Bireysel etkiler, eninde sonunda popülasyon çerisinde olumsuz etkiler ortaya çıkaracaktır.

Bu çalışma ile İstanbul Boğazı'ndaki deniz taşıtlarının, Cetacea davranışları üzerindeki etkilerinin ayrıntılandırılarak incelenmesi hedeflenmiştir. Fakat deniz taşıtı bilgisi, tek başına bu etkinin boyutlarının anlaşılmasında yeterli değildir. Bu nedenle, deniz taşıtlarının türleri, alandaki yoğunlukları, seyir hızları ve izledikleri rotaları da dikkate alınmıştır. Bununla birlikte, inceleme sadece deniz taşıtına yönelik tepkiler ile sınırlı değildir. Deniz taşıtlarının Cetaceanların enerji bütçesinde ortaya çıkardığı düşüşün uzun soluklu etkisi de değerlendirme kapsamına alınmıştır. Bu nedenle, türler arasındaki davranış geçiş olasılıkları saptanarak, Markov zinciri geliştirilmiştir. Ek olarak; fotoğraflanan afalina bireylerinin yerleşiklik durumları araştırılmış ve afalina popülasyonunun sosyal yapısının anlaşılması sağlanmıştır.

Çalışma, 366 gözlem günü ve 439 gözlem periyodu altında toplanmıştır. Çalışmanın sonuçlarına göre, belirli mevsimlerde İstanbul Boğazının tamamı, üç tür için de kritik habitat özelliği taşımaktadır.

Kritik habitatların mevsimlere göre incelenmesi sonucunda; afalina türü için güney bölgenin yıl boyu kritik habitat özelliği taşıdığı ve bu bölgenin korunmasının, özellikle yaz, sonbahar ve kış dönemlerinde nispeten daha fazla öneme sahip olduğu tespit edilmiştir. Mutur türü için ise, sadece yaz döneminde güney bölgenin kısıtlı bir alanı kritik habitat özelliği taşımaktadır. Tırtak türünün ise yıl boyunca bu bölgeye ait herhangi bir kritik habitatının bulunmadığı tespit edilmiştir. Çalışma sonucunda; orta ve orta-kuzey bölgenin üç tür için de kritik habitat özelliği taşıdığı anlaşılmıştır. Bu kapsamda; afalina ve tırtak türü için ilkbahar ve yaz dönemi önem taşımakta iken, mutur türü için ise bu iki bölge ilkbahar ve kış dönemi başta olmak üzere yıl boyu kritik habitat özelliği taşımaktadır. Kuzey bölge ele alındığında, alanın üç tür için de farklı boyutlarda kritik habitat özelliği taşıdığı görülmektedir. Bu doğrultuda, her üç yunus türü için de ilkbahar, yaz ve kış dönemi kritik habitat özelliği taşımaktadır. Cetaceanlara ilişkin gözlem başarısı, sonbahar dışındaki diğer tüm mevsimler için %60’tan daha yüksek orandadır. Fakat

105

sonbahar ayında gözlem başarısının oranı, güney bölgesi hariç bütün bölgeler için yaklaşık %30'a düşmektedir. Ek ve önemli bilgi olarak; orta ve orta-kuzey bölge deniz trafiği yoğunluğunun en önemli kısmını oluştururken, bu bölgelerdeki Cetacea gözlemleri de en düşük seviyededir. Cetacea gözlemlerindeki bu azalışın arkasında yatan nedenin, deniz trafiği ve büyük balıkçı teknelerinin yoğunluğunun tolere edilebilir seviyeyi aşması sonucunda, Cetaceaların, uzun dönemli alandan uzaklaşma stratejisi uygulamasının olduğu düşünülmektedir. Sonuç olarak; bölgelerdeki nispeten az gözlem sayısı, yüksek taşıt yoğunluğu nedeni ile ortaya çıkan uzun dönemli tepkinin sonucu olabilir. Ayrıca, afalina ve tırtak türünün davranış bütçesinde dalış davranışının etki zincirindeki yeri istatistiksel olarak artış göstermiş olsa da, İstanbul Boğazı'ndaki Cetaceanların kontrol ve etki bütçeleri, istatistiksel olarak birbirinden farklılık taşımamaktadır. Sonuç olarak; boğazdaki Cetacea türleri alandaki deniz trafiğininin olumsuz etkisini, yüzey aktif davranışlardan kaçınarak ve dalış süresini arttırarak telafi edebilmekte ve mutur türü ise bu etkinin azaltılmasına yönelik ilave olarak alandan aktif olarak kaçınma davranışı sergilemektedir. Deniz otobüsleri, hız motorları ve vapurlar, üç yunus türü için de en fazla negatif tepkinin ortaya çıktığı taşıtlardır ve negatif tepkinin görünme olasılığı, taşıt ve Cetacea grubu arasındaki mesafenin azalması ile büyümektedir. En fazla negatif tepki, cetecea türü ve deniz taşıtı arasındaki mesafenin 100 m'nin altına indiği durumda ortaya çıkmaktadır. Aynı zamanda alandaki deniz taşıtı yoğunluğunun artması, yüzey aktif davranışların azalması ile sonuçlanmaktadır. Çalışmanın bir diğer sonucu ise; dinlenme ve sosyalleşme davranışının yıl boyunca çok az kayıt edilmiş olmasıdır. Konu üstünde bölgede gerçekleştirilmiş geçmiş çalışmalarının olmaması nedeni ile karşılaştırma yapmak mümkün olmamıştır. Fakat geçmiş çalışmalarda, dinlenme ve sosyalleşmenin, alandaki deniz taşıtı mevcudiyetinden ilk olarak etkilenen davranışlar olduğunun altı çizilmiştir. Sonuç olarak; düşük orandaki dinlenme ve sosyalleşme kayıtlarının arkasında yatan nedenin, deniz taşıtlarının alandaki Cetacea popülasyonları üzerindeki bir diğer uzun dönemli etkisinin olabileceği veya bu davranışların, İstanbul Boğazı'ndan Marmara ve/veya Karadeniz'e taşınmış olabileceği ve/veya deniz trafiğinin görece az olduğu geceleri Boğaz'da gerçekleşiyor olabileceği düşünülmektedir. İstanbul Boğazı'ndaki afalina bireylerinin heterojen bir komunite yapısına sahip ve sosyal ağlarının yüksek oranda bağlantılı olduğu ve bireyler arasında doğrudan veya dolaylı bağlarının bulunduğu saptanmıştır. Örnek boyutunun küçük olmasına karşın; bazı bireylerin kilit pozisyonda bulunduğu ve komunitedeki bağlılığın korunması açısından bu bireylerin önem taşıdığı anlaşılmıştır. Çalışma süresi boyunca alanda yunusların kayıt edilmesi, bölgede daimi fakat çoğunlukla bilinmeyen ve kompleks bir afalina popülasyonun olduğunun göstergesidir. Sonuç olarak; bu çalışma ile İstanbul Boğazı'nda üç yunus türüne ait kritik habitatlar belirlenmiş ve yerleşiklik durumu ve sosyal yapının anlaşılması için temel basamaklar oluşturulmuştur. Çalışma, koruma stratejilerinin geliştirilmesi ve koruma alanlarının yapılandırılması açısından bir altlık oluşturması nedeniyle ayrı bir önem taşımaktadır.

Investigation on the Interactions Between Cetaceans and Marine Traffic ın the İstanbul Strait

The Istanbul Strait lies between the Black Sea and Marmara Sea and has been known as one of the narrowest and busiest straits in the world with the minimum distance of 698 m between the European and Asian coast. Concomitant with its economic value for shipping, fishing, and recreation, the Istanbul Strait also plays a vital role for marine life. Three species of Cetaceans, bottlenose dolphin (Tursiops truncatus), short-beaked common dolphin (Delphinus delphis) and harbor porpoise (Phocoena phocoena) are frequently observed in the area. Cetaceans react to marine traffic either with short or long-term behavioural changes. However behaviour budgets are directly related to an animal’s energy budget, thus, changes in their behaviour pattern, even a short-term reaction, result in energy depletion for that individual. These individual effects can eventually contribute to long-term concerns for the population. Through this study we intend to differentiate the effect of marine vessel presence on the behaviour of Cetaceans in the Istanbul Strait. However the information on the marine vessel presence alone, by no means, can explain the dimension of its effect. Therefore the effect of different type of vessels, their densities, speed and routes on the dolphin reaction were analysed under seasons and sections. We were also interested in determining if the marine vessel pressure could have detrimental long-term effects such as increased energy expenditures. As such, not only the reactions of dolphins towards different vessels, their distance and densities were analysed but also behavioural transitions were investigated through the

106

development of Markov chains. Moreover, residency patterns of photographed bottlenose dolphins were also analysed to deepen the understanding on the socio-dynamic structure of the population.

This study aims to provide insights into the importance of delineating MPAs according to their critical habitat features by combining behavioural data with locations of high dolphin concentration and dense marine traffic. Moreover, identifying the residency patterns and social structure of these dolphins serves as a tool on the delimitation of critical habitats. Therefore a photo-identification study of bottlenose dolphins was also conducted throughout the study.

A total of 439 sampling period were carried out. The Istanbul Strait as a whole serves as a critical habitat for all three species of Cetaceans throughout the year. When we specify the critical habitats under seasons, south section serves as a critical habitat for bottlenose dolphins for whole year however particular attention should be given during summer, autumn and winter. While, harbour porpoise possesses a small size of critical habitat in the south section for summer, there was no critical habitat documented for common dolphins in the south section. Middle and middle-north section serves as a critical habitat for all three species. While it is important during spring and summer for bottlenose and common dolphins, it carries an all year importance, particularly during spring and winter, for harbour porpoise. North section serves a critical habitat for all three species as well. While bottlenose dolphins and harbour porpoise possess critical habitats in the area during spring, summer and winter, it is important for common dolphins only for spring and summer. Cetacean sightings were high, with more than 60% chance of spotting dolphins, for all seasons except autumn. It drops to around 30% in autumn for all sections but south. In autumn, high density of fishing vessels was observed throughout the strait. In addition, middle and middle-north section which has the highest marine vessel concentration had the least Cetacean sightings. The reason for these drops can be the long term avoidance strategy to avoid the high density of fishing vessels and marine vessels in the area. Therefore the decline on Cetacean sighting might already be a long term reaction of dolphins towards marine vessel presence through area avoidance.

Moreover, even though diving was significantly increased on the impact chain for bottlenose dolphins and common dolphin, the control and impact budget of Cetaceans in the Istanbul Strait was not different from each other. Therefore dolphins in the strait compensate the effect of marine vessels by avoiding surface active behaviour and increasing their diving intervals whereas harbour porpoise were actively avoiding the vessel present area.

Highest negative reactions were recorded for high speed ferries, high speed boats and ferries while the magnitude of negative reaction was highest if the distance between vessels and group was less than 100 m. Also increasing density of vessels was resulted in less surface-active behaviour.

Resting and socialising behaviour of Cetaceans in the strait was rare throughout the year. As there is no previous data, the comparison of current situation is impossible. However as it was pointed out in the previous studies, socialising and resting behaviour were the first behaviours, that would be affected from the marine vessel presence. Therefore the reason behind the few sightings of resting and socialising can be the long term effect of marine vessels and Cetaceans in the area is either reacted by displacing those behaviours somewhere else in Marmara and/or Black sea or engaging with those behaviours at night when the traffic density was comparably low.

Lastly, it was found that the bottlenose dolphins in the Istanbul Strait have a heterogeneous community and the network was highly connected and has many direct and indirect connections between individuals. Even within the small sample analysed, certain individuals serve key positions and their presence may be vital to maintain the cohesion of the community. Continuous presence of the same dolphins throughout the research period shows the existence of a stable but yet mostly unknown and complex population of bottlenose dolphins.

In conclusion, this study delineate the critical habitats in the Istanbul Strait for all three species in details and provides the base on the understanding of residency patterns and social structure of and is meant to serve as a tool for the development of conservation strategies and establishment of protected areas.

107

20. SU ÜRÜNLERİ AVLAMA VE İŞLEME TEKNOLOJİSİ ANABİLİM DALI  

ULUSOY Şafak

Danışman : Prof. Dr. Özkan ÖZDENAnabilim Dalı : Su Ürünleri Avlama ve İşleme TeknolojisiProgramı : İşleme TeknolojisiMezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Özkan ÖZDEN

Prof. Dr. Candan VARLIKProf. Dr. Sühendan MOL TOKAYProf. Dr. Ufuk ÇELİKProf. Dr. Ali AYDIN

İstavrit ve midyelerde gıda güvenliği açısından bazı pestisitlerin belirlenmesi ve değerlendirilmesi

Bu çalışmada, çevresinde önemli ölçüde yerleşim, endüstri ve tarım alanları bulunan, hayvan ve insan sağlığını önemli ölçüde tehdit eden pestisitlerle kirlenmelere maruz kalan Marmara Denizi’nden İstanbul Boğazı, Gelibolu, Bandırma ve Tekirdağ olmak üzere toplam dört bölgeden Ekim 2010-Ekim 2011 tarihleri arasında her ay temin edilen kara midye Mytilus galloprovincialis (LAMARCK, 1819) ve istavrit balığı (Trachurus sp.) örneklerinin altı aylık gruplar halinde analizi yapılmıştır.

Bütün bölgelerden temin edilen istavrit ve midye örneklerinde α-Endosulphane ve heptachlor konsantrasyonu tespit edilmemiştir. Bölgeler arasında yıllık ortalama tespit edilen en yüksek total-DDT, total-HCH, endrin ve β-endosulphane konsantrasyonları istavrit örnekleri için sırayla yaş ağırlıkta 12,16; 6,99; 0,13 ve 0,29 ng/g bulunurken, midye örnekleri için sırayla 1,78; 1,97; 0,05 ve 0,04 ng/g yaş ağırlık olarak bulunmuştur. Bölgeler arasında yıllık ortalama tespit edilen en yüksek PCB 28, PCB 52, PCB 138, PCB 153 ve PCB 180 konsantrasyonları istavrit örnekleri için sırayla yaş ağırlıkta 0,85; 1,23; 2,95; 4,98 ve 1,86 ng/g, midye örnekleri için sırayla 0,10; 0,12; 0,35; 0,40 ve 0,05 ng/g olarak tespit edilmiştir. İstavrit ve midye örneklerinde en yaygın çıkan pestisit bileşikleri total-DDT, total-HCH ve PCB 138, PCB 153 konsantrasyonları olarak belirlenmiştir. Dört bölgede bütün örneklerden elde edilen OCPs ve PCBs konsantrasyonları, Türk Gıda Kodeksi (2011), EU Commission (2011-2006), FAO (1983), FDA (2011)’nın balık ve su ürünleri için verdiği sınır değerlerin altında bulunmuştur.

Determınatıon and evaluatıon of some pesticides in horse mackerel And Mussels, regarding food safety

In this study, horse mackerel (Trachurus sp.) and mussel (Mytilus galloprovincialis) (LAMARCK, 1819) samples that were collected monthly between October-2010 and October-2011 from four stations as Bosphorus, Bandırma, Gelibolu, Tekirdağ in Marmara Sea where is around significant settlement, industrial and agriculturel areas and exposed to contamination with pesticides that significantly threats animal and human health were analyzed.

108

α-Endosulphane and heptachlor concentrations in horse mackerel and mussel samples obtained from all stations were not detected. While the highest average annual total-DDT, total-HCH, endrin, β-endosulphane concentrations among the stations were found 16; 6,99; 0,13; 0,29 ng/g (wet weight) for horse mackerel, the concentrations were found 78; 1,97; 0,05; 0,04 ng/g (wet weight) for mussel respectively. The highest average annual PCB 28, PCB 52, PCB 138, PCB 153 and PCB 180 concentrations were detected 0,85; 1,23; 2,95; 4,98 and 1,86 ng/g (wet weight) for horse mackerel, while these concentrations were detected 0,10; 0,12; 0,35; 0,40 and 0,05 ng/g (wet weight) for mussel respectively. The most common pesticides compounds in horse mackerel and mussel samples were determined as total-DDT, total-HCH ve PCB 138, PCB 153 concentrations. OCPs and PCBs concentrations detected from all samples obtained from four stations were found below the limit values for fish and seafood given by Turkish Food Codex (2011), EU Commission (2011-2006), FAO (1983), FDA (2011).

109

21. ENFORMATİK ANABİLİM DALI  

KÖSE BİBER Sezer

Danışman : Yard. Doç. Dr. Zerrin AYVAZ REİSAnabilim Dalı : EnformatikProgramı : -Mezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Yard. Doç. Dr. Zerrin AYVAZ REİS

Prof. Dr. Sevinç GÜLSEÇENProf. Dr. Ümit DAVASLIGİLProf. Dr. Hülya ÇALIŞKANYard. Doç. Dr. Zekeriya KARADAĞ

Yaratıcılığı Geliştirici Etkinliklerle Desteklenen Web Tabanlı Öğrenmenin Çğrencilerin Başarı ve Yaratıcılığına Etkisi

Bu araştırma ile uzaktan eğitimin bir şekli olan web tabanlı öğrenme ortamında öğrencilerin yaratıcı düşünme becerilerini geliştirecek etkinlikler tasarlamak ve geliştirilen etkinliklerle desteklenen bu öğretim yönteminin, öğrencilerin akademik başarıları ile yaratıcılıkları üzerindeki etkisini incelemek amaçlanmıştır. Bu doğrultuda ilköğretim 6. sınıf düzeyinde öğrenim gören öğrenciler için Matematik dersindeki “Sayılar” öğrenme alanına ait kazanımlar farklılaştırılarak, öğrencilerin üst düzey düşünme becerilerini geliştirmeyi hedef alan özgün bir ders içeriği oluşturulmuştur.

Araştırmada deneme modelinin bir şekli olan ön test – son test kontrol gruplu deney deseni kullanılmıştır. Çalışma, İstanbul’un Maltepe ilçesinde bulunan Orhangazi İlköğretim Okulu’nda, 2012-2013 eğitim-öğretim yılında öğrenim gören 124 adet 6. sınıf öğrencisi ile gerçekleştirilmiştir. Araştırma kapsamında yansız atama yöntemi ile seçilen 4 sınıftan ikisinde geleneksel öğretim yöntem ve teknikleri, diğer ikisinde ise web tabanlı öğretim yöntemi uygulanmıştır. Bununla birlikte hem web tabanlı öğrenme, hem de geleneksel öğretim yöntemleri uygulanan sınıflardan birer tanesinde, araştırmacı tarafından hazırlanan, öğrencilerin yaratıcı düşünme becerilerini geliştirici etkinlikler kullanılmıştır. Kullanılan bu etkinlikler, yaratıcılık alanında uzman kişilerle yapılan görüşmeler doğrultusunda hazırlanmıştır.

Araştırmaya yönelik veriler, Torrance Yaratıcı Düşünce Testi Sözel A ve B Formları ile araştırmacı tarafından geliştirilen akademik başarı testi ve görüşme formu aracılığıyla toplanmıştır. Araştırma kapsamında elde edilen nicel verilerin normal dağılıma uygunluğu Shapiro Wilk W Test istatistiği yardımıyla belirlenmiştir. Normal dağılım gösteren verilerin analizinde parametrik testlerden İlişkili ve İlişkisiz Örneklemler T-Testleri, normal dağılım göstermeyen verilerin analizinde ise parametrik olmayan Mann Whitney U ve Wilcoxon İşaretli Sıralar Testleri kullanılmıştır. Araştırmanın nitel verileri ise Nvivo 10 programı aracılığıyla analiz edilerek tekrar edilme sıklıkları ve yüzdelik dilimlerine göre grafiklerle sunulmuştur.

Araştırmadan elde edilen bulgulara göre web tabanlı öğrenmenin, öğrencilerin akademik başarıları ile yaratıcılıklarını geleneksel öğretime göre daha fazla arttırdığı görülmüştür. Ayrıca geleneksel öğretim

110

yöntemi kullanılan sınıflarda yaratıcılığı geliştirici etkinlikler kullanılmasının da, öğrencilerin akademik başarıları ile yaratıcılıklarını olumlu etkilediği belirlenmiştir. Bununla birlikte öğrencilerin akademik başarı ve yaratıcı düşüncelerinin “en fazla”, yaratıcı etkinliklerle desteklenen web tabanlı öğrenme ortamında geliştiği görülmüştür. Araştırmadan elde edilen sonuçlar doğrultusunda, web tabanlı öğrenmenin öğrencilerin üst düzey düşünme becerilerini geliştirmede etkili bir yöntem olduğu ve bu etkinin yaratıcılığı geliştirici etkinliklerle daha da arttırılabileceği düşünülmektedir. 

The Effect of Web Based Learning Supported by Creativity Improving Activities on Students’ Achievement and Creativity

This study is aimed to design activities that improve creative thinking skills and to observe the effects of this teaching method supported by these improved activities on students’ academic successes and their creativity in an web-based learning environment, which is an another type of distance education. Within this direction, an authentic course content is formed targeting to improve the students’ high level thinking skills by differentiating the objectives of ‘The Numerals’ learning domain in Math courses of 6th grade primary school level.

Pretest-posttest control group experimental design which is a type of experimental model was used in the study. The study is held with a number of 124, 6th grade students having their education in Orhangazi Primary School between 2012-2013 school year. In the context of the research, four classes are chosen with the method of randomly assigning. Traditional teaching methods and techniques are applied to the two of the classes while the other two are treated with the web based teaching method. In addition to that, in each one of the classes which is treated with both the web based and traditional teaching methods, the activities, designed by the researcher to improve the students’ creative thinking skills, are applied. The activities used in the study are prepared in accordance with the interviews made with the experts in the field of creativity.

The data of the research are gathered via Torrance Creative Thinking Test Verbal Forms of A and B, and the academic success tests and interview forms, designed by the researcher. The convenience of the quantitative data of the study to the normal distribution is defined with the statistics of Shapiro Wilk W test. In order to analyze the normal distribution data, Dependent and Independent Samples T-Test of the Parametric Tests are used and for the data, not showing a normal distribution, non-parametric tests of Mann Whitney U and Wilcoxon Signed Rank test are used. The qualitative data of the study is analyzed with Nvivo 10 program and presented in the graphics according to the frequency of repetition and percentiles.

According to the findings of the study, web based learning improves the academic achievements and creativities when compared to the traditional teaching methods. And it is also observed that the creativity improving activities, used in the classrooms educated with the traditional methods, affect the academic achievement and creativity positively, too. Together with these, it is defined that the academic achievement and the creativity is best enhanced with the web based learning environment supported with the creative activities. The results of the study show us that web based learning is an effective way of improving high level thinking skills and this effect is considered to be strengthened through the creativity improving activities.

111

YILDIZ Osman

Danışman : Prof. Dr. Sevinç GÜLSEÇENAnabilim Dalı : EnformatikProgramı : -Mezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Sevinç GÜLSEÇEN

Prof. Dr. Erdal BALABAN Prof. Dr. Hülya ÇALIŞKAN

Prof. Dr. Rauf NİŞELDoç. Dr. İlhan VARANK

Makine Öğrenmesi İle Uzaktan Eğitim Öğrencilerinin Performanslarının Değerlendirilmesi

Uzaktan eğitimdeki öğrencilerin yıl sonu akademik performanslarının önceden tahmin edilmesi ve bu tahmin sonucunda elde edilecek bilginin kullanılmasıyla gerekli önlemlerin alınması çok önemlidir. Özellikle öğrencilerin akademik performanslarının iyileştirilmesine ve böylece eğitim kalitesinin artırılmasına olanak sağlanabilir. Bu çalışmada uzaktan eğitimdeki öğrencilerin ilk 6 haftalık öğretim yönetim sistemi verileri kullanılarak, yıl sonu akademik performanslarını tahmin etmeye yönelik yeni bir matematiksel model geliştirilmiştir. Klasik bulanık ve uzman görüşüne dayanılarak oluşturulan bulanık modeller kurulmuş, sonrasında genetik algoritma kullanılarak bulanık modele ait üyelik fonksiyon aralıkları optimize edilmiştir. Daha sonrasında kümeleme yöntemleri kullanılarak bulanık mantık ile birlikte melez bir model oluşturulmuştur. Bu çalışmada kullanılan veriler veriler açık kaynak kodlu öğretim yönetim sistemi olan Moodle üzerinden elde edilmiştir. 2011-2012 öğretim yılı Temel Bilgisayar Bilimleri dersine kayıtlı 218 öğrencinin verileri kullanılarak model oluşturulmuştur. 2012-2013 öğretim yılı Temel Bilgisayar Bilimleri dersine kayıtlı 95 öğrenciye ait veriler de doğrulama verisi olarak kullanılmıştır. Yapılan çalışmada bir öğrencinin sisteme en son ne zaman girdiği, ne sıklıkla girdiği, en son oturumda ne kadar süre kaldığı gibi 6 haftalık verilere ilave olarak, 4.haftada yapılan küçük sınav notu ve 8.haftada yapılan ara sınav notu bilgileri giriş verisi olarak kullanılmıştır. Bu veriler ışığında oluşturulan modellerle öğrencilerin akademik performans tahminleri yapılmış ve elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır.

 Evaluating Distance Learning Students’ Performance by Machine Learning

It is essential to predict distance education students’ year-end academic performance early during the semester and to take relevant measures on the basis of such prediction. In this way, it could be possible to enhance students’ academic performance and thus the quality of education they are provided with. The present study is forced on designing a new mathematical model to predict distance education students’ year-end academic performance in reference to the 6-week data kept in the learning management system. Particular fuzzy models were formed on the basis of classical fuzzy and learned opinion, and the membership function ranges for the fuzzy model were optimized through a genetic algorithm. Next, a hybrid model was formed with fuzzy logic using clustering methods. The data were collected on Moodle, an open-source learning management system. The model was based on the data on a total of 218 students registering for the course Basic Computer Sciences during the 2011-2012 Academic Year. In addition, one more dataset, which was concerning another 95 students registered for the course during the 2012-

112

2013 Academic Year, was used as verification data. The input data were comprised of five components, namely the last time when students logged on to the system, the frequency at which they logged on to the system, the amount of time spent online in the last session, one quiz administered in Week 4, and one midterm exam administered in Week 8. The models formed on the basis of these data were used to predict students’ academic performance and to make particular comparisons.

  

ŞİŞMAN Burak

Danışman : Prof. Dr. Sıddık B. YARMANAnabilim Dalı : EnformatikProgramı : EnformatikMezuniyet Yılı : 2014Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Sıddık B. YARMAN

Prof. Dr. H. Ali ÇIRPANProf. Dr. İlhan KOCAARSLAN

Prof. Dr. Sevinç GÜLSEÇENDoç.Dr. Ümit GÜZ

Sesini Kaybetmiş Hastaların, Eski Ses Kayıtlarından Özgün Ses Üretme Algoritmasının (Süa) Geliştirilmesi

Insanog lunun doğasında var olan konuşma yeteneği, insanları diğer canlılardan ayıran en önemli özellik olup, iletişimin de en önemli parçasıdır. Konuşmanın en temel özelliği sestir; dolayısıyla iletişim kaybına neden olan herhangi bir ses problemi de insanı sosyal açıdan olumsuz etkileyebilir.

Disfoni, ses tellerinin, işlevsel ya da organik bir sebepten ötürü bozuk bir şekilde ses çıkarmasını ifade eden bir tıp terimidir. Konuşma üretiminde kullanılan organlarda görülen patolojilerde veya ekstra fizyolojik durumlarda ses bozuklukları (disfoni) meydana gelmektedir. Disfonik ses, çatallı, aşırı soluklu, pürüzlü veya fısıltı şekilde olabilir.

Disfoni, iletişime ve sosyal hayata etki edebilmekte, bu hastalarda ses bozukluklarının doğrudan sonucu olarak psikolojik ve duygusal problemler görülmektedir (Krischke ve diğerleri, 2005). Yapılan araştırmalar, disfoni problemi olan kişilerin ses bozukluklarının bir sonucu olarak çok sayıda zorluk yaşadıklarını ve bunların işitme problemi olan hastaların karşı karşıya kaldığı zorluklara benzer nitelikte olduğunu göstermektedir.

Bu tez çalışmasında amaçlanan, başlıca nedenleri; ses teli felci, gırtlak kanseri ve ses tellerindeki organik lezyonlar olan kronik ses bozukluklarından ötürü sesini kaybetmiş hastaların fısıltı benzeri konuşmalarını, eski ses kayıtlarından çıkarılan özelliklere göre yeniden yapılandırarak sağlıklı seslerine yakın bir ses üretmektir.

Tez çalışmasının birinci bölümünde; çalışmanın genel bir özeti verilmiştir.

İkinci bölümünde; insanda ses üretimi ve konuşma işareti işleme üzerine temel bilgiler verilmiştir ve Türkçe’nin ses özelliklerinden bahsedilmiştir. Otomatik Konuşma Tanıma Sistemi(Automatic Speech Recognition - ASR)’nin çalışma biçimi ve yöntemleri hakkında bilgiler verilmiştir. Konuşma üretiminde önemli rolü olan gırtlağın yapısından bahsedilmiştir. Daha sonra; Disfonik konuşma, gırtlak kanseri ve gırtlağın komple ya da kısmen alınması (larenjektomi) sonrası üretilen konuşmadan bahsedilmiştir. Disfonik konuşma ile sağlıklı konuşma arasındaki farklılıklar incelenmiş ve literatürde konuyla ilgili yapılan diğer çalışmalar sunulmuştur.

113

Üçüncü bölümünde; tez çalışması kapsamında geliştirilen Özgün Ses Üretme Algoritması (SÜA) detaylandırılmıştır.

Dördüncü bölümünde; tespit edilen bulgular ortaya konmuştur ve son bölümünde; tez çalışması sonuçları değerlendirilmiştir.

  

 Based On Its Original Form, A Novel Voice Production Algorithm For Dysphonia Patients

The speaking ability, which is in the nature of the human beings and is the most important trait that distinguishes humans from the other living creatures, is the most important element of the communication. Sound is the basic property of speaking, thus any sound problem resulting in communication loss impacts the human beings socially.

Dysphonia is a medical term that defines the distorted sound production of vocal chords owing to functional or organic reasons. Dysphonia occurs in the case of pathologies observed in the vocal tract or in extra physiological cases. Dysphonic sound can be cracked, excessively aspirated, rough or whispering. Dysphonia affects communication and social life, psychological and emotional problems are observed in the patients as a direct result of this speaking disorder. (Krischke at al, 2005). According to the research findings, individuals with dysphonia disorder experience many difficulties and these resemble the difficulties of people with hearing impairment.

This thesis study is aiming at producing healthy sound for the individuals who lost their voice due to chronical sound disorders like vocal cord paralysis, larynx cancer and organic lesions in vocal chords by reconstructing their whisper-like voice according to features taken from their previous sound recordings In the second part of this thesis, the speech production and speech processing in humans and the sound features of Turkish language have been discussed. The processing principles and methods of Automatic Speech Recognition System (ASR) have been presented.

And dysphonic speech, vocal tract, larynx cancer and speech after laryngectomy have been mentioned. The differences between healthy speech and dysphonic speech have been examined and other studies in the literature have been presented.

In the third part, a Novel Voice Production Algorithm which has been developed in the context of this study and various approaches have been detailed.

Finally, the findings have been discussed and in the last part the conclusions of the study have been evaluated.

114

115