Plastik Kötü, Peki ya Alternatifleri?

2020 yılında Nature’da yayımlanan bir makaleye göre, insan yapımı malzemelerin (beton, çelik, plastik, vb.) toplam kütlesi (1,1 trilyon ton), Dünya üzerindeki tüm canlıların (insanlar, hayvanlar, bitkiler, bakteriler bir arada) toplam kütlesini aşmıştı. Yıllar ilerledikçe bu oranın canlı biyokütle aleyhine artmaya devam ettiğini düşünebiliriz. Yani gezegen üzerindeki ayak izimiz o kadar büyük ki, ihtiyaçlarımız, isteklerimiz ve konforumuz için imal ettiğimiz malzemeler ve ürünler, artık çevremizdeki canlılıktan daha fazla. Petrokimya endüstrisinin bu orandaki rolü ise göz ardı edilemez. Özellikle plastikler, denizlerde, okyanuslarda, atık depolama alanlarında (çöplüklerde) birikmeye, ufalanmaya devam ediyor ve yüzlerce yıl boyunca da edecek gibi görünüyor. Geri dönüşüm ise bizi kurtarmayacak; çalışmalara göre, artık yeni plastik üretmek o kadar ucuz ki, kimse geri dönüşüm tesislerine ve işletmesine yatırım yapmak istemiyor. Özellikle Çin, sınıflandırılmış plastik atıkları diğer ülkelerden 2018 yılında satın almayı bıraktıktan sonra, bu piyasa Malezya ve Endonezya (ve Türkiye) gibi ülkelere yöneldi (Türkiye, 2021 yılında AB’den 14,7 milyon ton atık ithal etti). Maalesef bu ülkelerdeki atık yönetiminin takibi çok zor olduğundan, tam olarak nerede ve nasıl başa çıkıldığı net olarak bilinmiyor.

Bunun yanı sıra, mikro-plastik meselesi de son yıllarda biyoçeşitlilik ve insan sağlığı açısından önemli tartışmalara konu oluyor. Çünkü plastikler yalnızca güneş ışığıyla, çok uzun sürelerde bozunabiliyor ve ufalanarak besin zincirine karışıyor. Hem ulusal hem de yerel yönetimler, özellikle tek kullanımlık plastik ürünlerin önüne yasaklar yoluyla geçmeye çalışıyor. Duyarlı vatandaşlar da kendi plastik ayak izini azaltmak için tedbirler alıyor. Fakat bu yeterli mi? Plastik üretmek bu kadar ucuzken, doğal çevre ve insan sağlığı üzerindeki uzun vadeli etkileri hâlâ tam olarak bilinmese de kirlilik etkeninden kimsenin şüphesi olmadığı, gündelik hayatı bu kadar kolaylaştıran plastik ambalaj, sentetik tekstil ve çeşitli diğer sarf malzemelerinin yerine başka alternatifler koyulabilecek mi? Bu sorunun cevabını zaman verecek, fakat bu sırada malzeme bilimciler çalışmaya, bu alternatifleri keşfetmeye veya keşfedilen alternatiflerin ekonomik düzeyde endüstriyel üretim kapasitesine nasıl ulaşabileceği üzerine çalışmaya devam ediyor.

Geleneksel anlamda plastiklerin yerine kullanabileceğimiz çeşitli seçeneklere zaten ulaşabiliyoruz. Yeniden kullanılabilir gıda saklama kapları için paslanmaz çelik (dışarıdan aldığınız kahve bardakları 10 dk. içinde çöpe dönüşmeyebilir); cam (camın geri dönüşümü de artık plastikler gibi yeni imalattan daha pahalıya gelebiliyor); silikon (büyük oranda kum taneciklerindeki platin silikat mineralinden üretilir); doğal kumaşlar (pamuk, keten, yün, bambu, vb.), seramik, ahşap, kâğıt, karton, vb.

Son yıllarda biyoplastik adı verilen bir malzeme grubu da karşımıza sık sık çıkıyor. Temelde petrol bazlı hammaddeler yerine biyolojik kaynaklar ile üretilen malzemeleri tanımlamakta kullanılıyor, yani doğal veya yenilenebilir bir kaynak kullanarak imal edilen polimerler diyebiliriz (Aslında petrol de fosilleşmiş biyokütle olduğundan, teoride ikisi arasında bir fark yok). Biyoplastiklerin bir kısmı doğrudan doğal biyopolimerlerden üretilirken (polisakkaritler, proteinler), bir kısmı bitki veya hayvan temelli şekerlerden sentetik yöntemlerle üretiliyor (laktik asitler, lipidler gibi), fakat bazen bu şekerlerin fermantasyonu ile de elde edilebiliyor.

Biyoplastikler genel anlamda iki ayrı sınıfa ayrılıyor: biyobozunur ve biyobozunmaz. Bunlar da kendi içlerinde ayrılsa da, temel anlamda biyolojik süreçlerle aşınan, parçalanan ve bozunan malzemelerle, biyolojik süreçler sayesinde bozunmayan malzemeleri ayırt etmekte kullanılan kavramlar.

Biyobozunur olmayan polimerler, canlı organizmalar tarafından parçalanamaz, fakat bildiğimiz plastikler gibi fiziksel etkenlerle (güneş, yağmur, sıcaklık, vb.) aşınarak çok uzun yıllar içinde parçalanır. Biyobozunur malzemeler ise canlı organizmalar tarafından parçalanabilir, fakat bunun için de belirli çevre koşullarının oluşması gerekir. Örneğin, doğada çözünebilen alışveriş poşetlerinin doğal süreçlerle parçalanabilmesi için belirli sıcaklık ve nem koşulları gerekir ve bunlar sağlanmadığı sürece bildiğimiz plastikten farkı kalmaz. Ayrıca, bu biyobozunur malzemelerin hammaddesi olan bitkilerin yetiştirilmesi için kullanılan tarım alanları ile yöntemleri ve bu yöntemlerin yol açtığı fosil yakıt ayak izini de unutmamak gerekir. Yani, “çevre dostu” olarak adlandırılan her şeyin altında yatan gerçekleri öğrenmek de yine biz tüketicilere ve meraklılara kalıyor.

Dünya’da %100 biyolojik temelli biyoplastik üretimi şu günlerde yılda 2 milyon ton civarında ve uzun vadede BM Sürdürülebilir Kalkınma Hedefleri’nin bir kısmına ulaşabilmemizde önemli bir potansiyeli olduğu düşünülüyor.

Son yıllarda geliştirilen çeşitli alternatifleri aşağıda bulabilirsiniz.

KİTİN

Kabuklu deniz canlıları (yengeçler, karidesler, kerevit, vb.) ve böceklerin dış kabukları ile mantar hücre duvarlarını oluşturan sert yapıdaki kitin maddesi, son yıllarda malzeme bilimcilerin ilgisini çekiyor. Dünya üzerinde selülozdan sonra en bol miktarda bulunan polisakkarit olması da bunda bir etken. Glikozamin içeren bir polisakkarit olan kitin, atık su arıtımında, gıda ve ilaç endüstrisinde kıvam artırıcı olarak, kâğıt üretiminde güçlendirici ve çeşitli diğer alanlarda bağlayıcı olarak kullanılan bir doğal hammadde ve kitosan adı verilen bir türevi tercih ediliyor. Kitosan molekülleri birbirine eklenerek hidrojeller, mikrokapsüller, filmler, lifler ve gözenekli yapılar oluşturmakta kullanılabiliyor. Ayrıca 107.1 MPa’ya kadar dayanımı olan, ısıya dayanıklı, zor tutuşan bir biyoplastik üretilebiliyor ve bu malzeme mikroorganizmalar tarafından 7 hafta içinde tamamen parçalanabiliyor. Henüz gündelik hayatımıza gözle görülür biçimde girmemiş olsa da, uzun vadede özellikle biyomedikal alanda sıkça kullanılacağı tahmin ediliyor, hatta inşaatlar için yapı malzemesi olarak bile değerlendirilme potansiyeli yüksek.

MANTARLAR

Mantarların plastik alternatifi bir hammadde kaynağı olarak potansiyeli araştırmacıların uzun yıllardır ilgilisini çekiyor. Son zamanlarda ortaya çıkan yeni ürünlerse, hem sentetik hem de hayvan temelli geleneksel ürünlerin yerini alabilecek potansiyeli gösteriyor. Özellikle deri alternatifi olarak kullanımında önemli gelişmeler kaydedildi. Şimdilik hâlâ “lüks” sınıfında olsa da, ileride hayatımıza girebilir.

Deri alternatifi ürünler için mantarların normalde toprak altında bulunan ve misel adı verilen iplikçikleri kullanılıyor. Bunun için de çeşitli yöntemler bulunuyor. Bir tür çiftçiliği yapılarak üretilen mantar misellerine sıkıştırarak biçim verilebiliyor. Bu biraz daha geleneksel bir yöntem. Örneğin MycoWorks firması ise, misel hücrelerinin özel bir yöntemle gelişmesini sağlıyor ve sıkıca iç içe geçmiş özel bir yapıyı kendiliğinden elde edebiliyor. Bu, firmanın iddialarına göre dokusu ve görünüşü gerçek deri gibi, fakat gerçek deriden daha sağlam bir ürün ortaya çıkarıyor. Üstelik miseller iki hafta gibi kısa bir süre içinde hasat edilebilecek gelişimi gösteriyor.

Mantarların tekstil dünyasındaki potansiyeli bununla sınırlı da değil. California Davis Üniversitesi araştırmacıları, konuyu bir adım ileriye taşımayı hedefliyor: kendi kendini onaran mantar-temelli giysiler. Üretim sırasında hasat edilen ve kumaş gibi işlenen misel lifleri üzerinde klamidospor adı verilen canlı ama uykuda olan nodüller bırakılıyor. Bu nodüller uygun ortam bulduğunda (nem ve besin maddesi) canlanıyor ve büyüyor, böylece delinen veya yırtılan kumaşı onarıyor. Laboratuvar testlerinde başarıya ulaşılmış olsa da, ticari ölçeğe geçebilmek için çözmeleri gereken sorunlar var, örneğin uygun koşullar yanlışlıkla oluştuğunda misel gelişimini önlemek gibi.

Adidas ve Hermes gibi büyük firmalar, MycoWorks gibi biyoteknoloji firmalarıyla bir arada çalışarak yeni ürünler geliştirme heyecanına kapıldı bile, dolayısıyla şimdilik pahalı ve niş bir ürün olsa da yakın zaman içinde gündelik hayatımıza mantar giysileri girebilir.

KAKTÜSLER

Ülkemizde kaynana dili olarak bilinen, orijinal adı Nopal olan Opuntia ficus-carica türü kaktüs başta olmak üzere, Agave ve çok sayıda güçlü lif kaynağı olan kaktüs türleri de tekstil dünyasına giriş yaptı. Olgunlaşan bitkiler hasat ediliyor, kurutuluyor ve çeşitli çözeltilerde reçine haline getirilerek işleniyor. Veya henüz yaşken eziliyor, kalıplarda basınç uygulanarak biçim veriliyor ve sonra kurutuluyor. Bu sayede üretilen Desserto ve Dessertex gibi ürünler, ayakkabıdan çantaya çeşitli ürünlerin temel hammaddesi olarak kaktüs liflerini kullanıyor. Agave üzerine çalışan Meksikalı BioSolutions firması ise, bu bitkinin lifleriyle otomobil parçalarından tek kullanımlık çatal-bıçağa, esnek ambalajlardan tekstil ürünlerine oldukça çeşitli kapsamda ürünler geliştiriyor.

Kaktüsler, az su ve az besin maddesiyle zorlu koşullarda hayatta kalabilen bitkiler olduğundan, geleneksel tarıma elverişsiz bölgelerde yetiştirilebiliyor. Dolayısıyla çevre dostu özellikleri bu anlamda da öne çıkıyor.

KENEVİR

Kenevir liflerinin çok çeşitli kullanım alanları ve faydaları uzun yıllardır biliniyor. İp, giysi, yelken gibi ürünler Orta Çağ’dan bu yana üretiliyor ve kullanılıyor. Pamuk veya sentetik liflerinden daha dayanıklı ve uzun ömürlü olması da tercih sebebi (Levi’s firması, ilk denim pantolonunu kenevir kumaşıyla üretmiş). Çeşitli kimyasal işlemlerden geçirildiğinde su geçirmez özellik kazanabiliyor, esneklik ve dayanıklılığı artırılabiliyor. Posa haline getirilerek kâğıt ve karton gibi işlenebiliyor. Hempcrete adı verilen ve tuğla formunda kullanılan bir inşaat malzemesi üretilebiliyor ve biyobozunur plastik alternatifi olarak çok çeşitli sarf malzemeleri imal edilebiliyor. Kenevir bitkisinin üretim süreci hızlı, kolay ve atmosferden çektiği karbondioksit miktarı diğer birçok bitkiden kat kat fazla, dolayısıyla sera gazı salımıyla mücadelede de önemi biliniyor. Ayrıca liflerinin yanı sıra tohumlarından üretilen baz yağ tıpta ve kozmetikte kullanılıyor, içerdiği THC bileşiklerinin ise tıpta kullanımı giderek yaygınlaşıyor. Tüm bu faydaları nedeniyle, yakın gelecekte kenevir temelli ürünlerle gündelik hayatımızda daha sık karşılaşacağımıza kesin gözüyle bakılıyor.

YOSUNLAR

Deniz yosunlarının üretimi kolay ve hızlı olduğundan, biyoplastik imalatında potansiyel vaat ediyor. İşlendikten sonra film haline getirilen biyoplastik, ambalaj, çatal, bardak, tabak, pipet gibi tek kullanımlık, hatta yenebilir sarf malzemeleri üretiminde deneniyor. Fakat yukarıda bahsedilen diğer alternatiflere kıyasla çok sağlam ve uzun ömürlü değiller, dolayısıyla başka maddelerle karıştırılarak güçlendirilmeleri gerekiyor. Bildiğimiz (makro) deniz yosunları dışında, mikroalglerden de biyoplastik üretilebiliyor. Hızlı ve kolayca tarımı yapılabilen algler, kaktüsler gibi marjinal tarım alanlarında üretime uygun. Hatta, atık suların arıtımında kullanıldığı için, iki işlevi aynı anda yerine getirebiliyor. Fakat diğer yosunlarda olduğu gibi, mukavemetini artırmak için petrol bazlı başka maddelerle birleştirilmesi gerekiyor.

ATIKLAR

Tarımsal atıklar başta olmak üzere bitkisel atıklardaki nişasta ve proteini hasat ederek bunları biyoplastik üretiminde kullanmak da mümkün. Temel olarak doğrudan biyoplastik imal etmek amacıyla yapılan bitkisel üretim ve işleme tekniklerinden farkı olmadığı söylenebilir. Yalnızca bu atıkları çöplüklere ulaşmadan önce yakalayarak uygun işlemlerden geçirmek gerekiyor. Örneğin, 2019 yılında Mersin Üniversitesi Çevre Mühendisliği Bölümü araştırmacıları laboratuvarda patates kabuklarından biyoplastik üretmeyi başardı. Bu malzemenin plastik ambalaj alternatifi olabileceği belirtildi ve ömrünü tamamladıktan sonra 28 gün içinde tamamen çözündüğü tespit edildi.

Ülkemizde satışı ve kullanımı başlayan biyoplastikler ağırlıklı olarak nişasta ve selüloz temelli. Mısır, patates, buğday ve pirinç gibi tarım ürünlerini sulu yöntemle öğüterek elde edilen nişasta bazlı polimerler, geleneksel plastiğe kıyasla moleküler yapısında oksijen ve azot barındırdığı için biyolojik süreçlerle bozunabiliyor. Diğer biyoplastik alternatiflere göre daha düşük maliyetle üretilebiliyor ve isteni

rse petrol temelli polimerlerle karıştırılarak kompozit malzemeler elde edilebiliyor. Yukarıda bahsedilen patates araştırmasında olduğu gibi, bitkisel atıklardan elde edilen nişastayla de üretilebiliyor.

Bitkisel atıklardan ürettiği biyoplastik hammaddeyi ticari ölçeğe taşıyan bir firma ise İngiltere’deki Ananas Anam. Atık ananas yapraklarındaki liflerle Pinayarn adlı bir ip ve Pinatex adlı bir tekstil ürünü de geliştirmiş. Normal şartlar altında yakılan bu atık yaprakları bir ürüne dönüştürdükleri için ayrıca tarım alanı, su ve tarım kimyasalları kullanmadan bu ürünü ortaya çıkarabildiklerini söylüyor ve her 1 kg ananas ipinin 6 kg CO₂ salımını engellediğini iddia ediyorlar.

Bütün bu plastik alternatifleri umut verse de, tıpkı geri dönüşüm meselesinde olduğu gibi bunun da plastik üretimi ve tüketimini azaltmakta ne kadar faydalı olacağını tahmin etmek zor ve konuya karamsar bakanlar var. Biyoplastik ürünleri sağa sola attığımızda kendiliğinden kısa sürede yok olacağını düşündüren yanlış bir izlenim oluşmaması gerektiği söyleniyor. Örneğin Coca-Cola, PlantBottle adını verdiği %30 bitkisel, %70 petrol bazlı şişeleri piyasada kullanmaya başladı ve bunun bütün sorunu çözüyormuş gibi bir algı yarattığından endişe ediliyor. Biyoplastiklere kimse karşı değil, fakat dünyanın plastik sorununu çözecek olan şeyin daha iyi biyoplastikler değil, döngüsel ekonomi kapsamında daha iyi bir geri dönüşüm ve yeniden kullanım stratejisi ile altyapısı oluşturmaktan geçtiği düşünülüyor.

Yine de bu biyoplastik ürünleri gündelik hayatımızda kullanabileceğimiz güne kadar biz de elimizden geleni yapmalıyız. Özellikle insan sağlığına zararlı olabileceği düşünülen mikroplastiklerin besin zincirine girmesini engellemenin en etkili yolu, bu malzemelerin tüketimini azaltmak. Yanımızda yeniden kullanılabilir ambalajlar taşıyarak alışverişlerimizi bunlarla yapmak, ambalajlı değil, açık ürünler satan dükkânlar tercih etmek, süpermarketler yerine semt ve çiftçi pazarlarını tercih etmek gibi şeyler zaten sağduyu meselesi. Fakat tüm bunların ötesinde, daha az satın almak ve tüketmek, enerji kaynaklarında olduğu gibi ihtiyacımız olan malzemeleri onaylarken tercihlerimizi daha az plastik üreten yöntemlere ve seçeneklere yöneltmek, yapabileceğimiz önemli şeyler.