İçme Suyundaki Mikroplastiklerden Kurtulmak

Bizi hasta edebilecek birçok zararlı mikro organizmayı (patojen) öldürdüğü için içme suyunu önce kaynatmak, özellikle acil durumlarda içmek zorunda olduğunuz suyun temiz olup olmadığını bilmiyorsanız veya kamp yapan doğa severler tarafından kullanılan bir yöntem. Çinli bilim insanları, bu yöntemin daha önce düşünülmemiş bir faydasını daha ortaya çıkardı: kaynatılan suyun nano ve mikroplastiklerden arınması.

Boyu 2 mm’den küçük sentetik polimer yani genel adıyla plastik parçacıklarına mikroplastik, 0,001 mm, yani 1 mikrometreden küçük parçacıklara ise nanoplastik deniyor ve gözle görülemeyecek kadar küçükler. Mikroplastiklerin doğal çevredeki varlığı ilk defa 2004 yılında tespit edildi ve o günden bu yana hem çevre hem de insan sağlığı üzerine etkileri araştırılıyor. O kadar küçükler ki, Pirene Dağları’ndan Antarktika’ya kadar gezegenimizin neredeyse her yerine hava akımları veya su akışlarıyla taşınıyorlar. Yeni bir araştırmaya göre, Latvia’da üç farklı gölün tortu tabakalarını analiz eden bir grup bilim insanı tarafından 1700’lerin ilk yarısına ait çökeltilerde bile mikroplastikler bulundu. Araştırmacıların amacı antroposen adı verdiğimiz dönemin başlangıcını, jeolojik katmanlarda mikroplastik bulunup bulunmadığına göre tespit edilebilirliğini denemekti. Fakat, sentetik polimer üretme teknolojisinin henüz olmadığı 1733 yılına ait bir katmanda bile mikroplastik tespit edilince, hem bu yöntemin işe yaramadığı hem de mikroplastiklerin geçmişe dahi gidebildiği (şaka bir yana) belirlenmiş oldu. 2022 yılında yapılan bir araştırmada ise insan bedeninde mikroplastiklere rastlayınca sağlık üzerine etkileri daha ciddi biçimde incelenmeye başladı.

Bu kirleticileri ortamdan ayırmak için geliştirilen teknolojilerse oldukça karmaşık ve pahalı. Böylece, içme suyundaki mikroplastik parçacıkları hedef alan Çinli araştırmacılar, içinde mikroplastik olan suyu kaynattıkları zaman neyle karşılaşacaklarını merak ederek bir çalışma yürüttü. Guangzhou (Kanton) şehrindeki musluk suyundan örnek aldılar ve bu örneklere farklı miktarlarda polystren, polietilen ve polipropilen mikro parçacıkları ekledikten sonra beş dakika boyunca kaynatıp on dakika dinlendirip içindeki mikroplastik oranını ölçtüler.

Buradaki kritik konu, ölçüm yapılan musluk suyunun bildiğimiz anlamda “kireçli” yani sert su olması. Yeraltı suları çoğunlukla kireçtaşı gibi kayaçlardan süzülerek toplandığı için, içinde kalsiyum karbonat ve/veya magnezyum karbonat gibi mineraller barındırır. Suyu “sert” yapan şey de bu mineral içeriğidir. Çaydanlığın dibinde bir süre sonra sertleşmiş beyaz bir tabaka bulanlarımız iyi bilir. Evdeki çamaşır/bulaşık makinelerinin rezistanslarında birikerek arızalara yol açan da bu sert sudur.

Deneyi yürüten araştırmacılar, bu tür mineraller içeren sert su ısıtıldığında oluşan kristal formda CaCO₃ yani kalsiyum karbonatın, sudaki mikro ve nano plastik parçacıklarını kaplayarak suda serbest biçimde yüzmesini engellediğini, yani sudan ayırdığını gözlemledi. Geride kalan az miktarda parçacıksa kâğıt veya bez kahve filtresi gibi basit ve ucuz filtrelerle sudan ayrılabiliyor. Bu işlemin ne kadar verimli olduğunu belirleyen şeyse, suyun ne kadar sert olduğu. Sonuçlara göre, 300 mg/L CaCO₃ içeren oldukça sert bir sudaki mikro ve nano plastiklerin %90’ından bu yolla kurtulabiliyorsunuz. Oran 60mg/L’ye düştüğünde, yani yumuşak bir suda dahi %25 verim gözlemlenmiş.

Guangzhou Tıp Okulu Biyomedikal Mühendislik Fakültesi’nden Dr. Zhanjun Li ve ekibi, suyu neyin içinde ve nasıl kaynattığınızın bir önemi yok diyor. Herhangi bir teknik zorluk veya gizli bilgi yok; beş dakika boyunca kaynamış suyun içinde sertleşen kristallerin çökelmesi için on dakika bekleyip soğuyunca içebilirsiniz.

Hazır yeri gelmişken, plastik kirliliğini faydalı bir kaynağa dönüştürme amacıyla yürütülen iki yeni çalışmadan da bahsedelim.

Plastiklerin kimyasal yapısı, ellerimizi yıkadığımız sabunlardaki yağ asitlerine oldukça benziyor. Fakat plastikleri meydana getiren karbon molekülleri, yağ asitlerine kıyasla oldukça uzun zincirlerden oluşuyor. Araştırmacılar, bu zincirleri kısaltmak amacıyla özel bir fırında plastiği ısıtarak yanmasını sağlamış, karbon molekülleri yeterince küçüldüğü zaman işlemi durdurarak tamamen gaz formuna dönüşmeden yakalamayı başarmış. Böylece kısa zincirli bir polietilen mumu elde ederek, bunu sabuna dönüştürmüşler. Science Dergisi’nde yayımlanan makalenin yazarı Virginia Teknik Üniversitesi’nden Guoliang Liu, bunun başarılı bir deneme olsa dahi plastik kirliliğinin önüne geçecek kesin bir çözüm olmadığını ekliyor. Çözüm, plastik tüketimini azaltmak.

Bir diğer gelişmeyse, beslenme çantasına polietileni eklemiş yeni bir mantar türünün keşfiyle ilgili (Eurythenes plasticus). Araştırmayı yürüten bilim insanları, sert odunlu ağaçların uzun süre parçalanmadığı gözlemiyle hareket ederek, koruma altındaki ormanlarda devrilmiş bu tür (örneğin, abanoz) ağaçların çevresinden mantar numuneleri toplamış (selüloz ve lignin gibi maddelerce zengin odunsu organik maddeyi parçalayan başlıca canlılar mantarlardır). Bu numuneleri laboratuvarda izole ederek sert odunlu ağaç parçacıkları ve plastik ile beslemeye başlamış ve gelişmeleri gözlemlemişler. Yalnızca plastik (polietilen) ile beslenen mantarların metabolizmasını değiştirerek, bu plastiklerin içindeki karbonu besin maddesi olarak kullandığını ve hızla parçalayabildiğini tespit etmişler. Lignin ve polietilenin kimyasal özellikleri birbirine benzediği için, mantarların lignin parçalamak için kullandığı enzimler polietilen üzerinde de işe yaramış.

Aslında yüzlerce mantar ve bakteri türünün çeşitli plastikleri parçalayabildiği zaten bir süredir biliniyor ve bu mikrobik biyobozunma süreçlerinin fosil yakıt bazlı plastikleri monomerlere veya minerallere dönüştürme yönteminin, uzun vadeli plastik kirliliğine karşı önemli bir yaklaşım olduğu da düşünülüyor. Fakat bu tür bir teknolojinin büyük ölçekte hayata geçmesi için birçok engelin aşılması gerekiyor ve bilim insanları, o zamana kadar plastik tüketimini azaltmanın ve biyobozunur hammaddeler kullanmanın önemi üzerinde duruyor.