Su bakterileri plastikleri yiyor 

Plastik kirliliği, dünya genelinde çevreyi tehdit eden en büyük sorunlardan biri olarak görülüyor. Northwestern Üniversitesi’nde yapılan yeni bir araştırma, atık su arıtma tesislerinde bulunan bakterilerin bu sorunun çözümünde önemli bir rol oynayabileceğini ortaya koyuyor.  

Araştırmacılar, atık su bakterisi Comamonas testosteroni’nin, yaygın olarak kullanılan polietilen tereftalat (PET) plastiklerini parçalayıp nanoplastiklere dönüştürdüğünü ve bunları besin olarak kullanabildiğini keşfetti. Bu buluş, çevre dostu plastik atık yönetiminde yeni bir yöntem sunuyor. 

Dünya genelinde yaygın olarak kullanılan PET plastikler, gıda ambalajları, içecek şişeleri gibi birçok ürünün üretiminde kullanılıyor ve küresel plastik üretiminin yaklaşık yüzde 12’sini oluşturuyor. 

Araştırmanın başındaki Dr. Ludmilla Aristilde, bu plastiğin atık sularda mikroplastik kirliliğine de neden olduğunu vurguluyor:

“PET plastikleri, atık sulardaki mikroplastiklerin yüzde 50’sine kadarını oluşturur. Bu, plastiğin doğadaki yaygınlığını ve çevre kirliliği üzerindeki etkisini gösteriyor.” 

Bakterilerin plastik parçalama mekanizması 

Araştırmacılar  Comamonas testosteroni bakterisinin PET plastiklerini nasıl parçaladığını anlamak için bir çalışma yaptı. Araştırmada çeşitli mikroskopi ve spektroskopi teknikleri kullandılar. Dr. Aristilde ve ekibi, bu bakterinin PET tanelerinin yüzeyine yerleşerek özel enzimler üretmeye başladığını tespit etti. Bu enzimler, bakterinin plastikleri parçalamasındaki kilit bileşenler olarak kabul ediliyor ve PET’in kimyasal bağlarını hidrojen bağları yoluyla parçalayarak plastiği daha küçük moleküllere ayırıyorlar.  

Yapılan deneylerde bakterinin PET ile ilişkili bileşikleri hidroliz ederek bunları daha küçük yapı taşlarına dönüştürdüğü ve tereftalat gibi küçük moleküllerin oluştuğu gözlemlendi. Bu moleküller bakteriler tarafından besin kaynağı olarak kullanılabiliyor. Tereftalat, bakteriler için bir karbon kaynağı olup büyümelerini sağlıyor. 

Aristilde, bu sürecin önemli bir boyutunu şu sözlerle açıklıyor:

“Bakteri, PET’i hem monomerlere hem de nanoplastiklere kadar parçalayabiliyor. Monomerler, polimer oluşturan küçük yapı taşlarıdır ve bu bakteriler için besin kaynağı olarak kullanılabilir.”

 Bakteriler nanoplastik oluşturuyor 

Yapılan deneylerde bakterinin PET plastiklerini 30 gün içinde önemli ölçüde parçaladığı ve bu süreçte nanoplastiklerin ortaya çıktığı gözlemlendi. Aristilde’nin ifadeleriyle: “Bakteriler PET tanelerini parçalayarak mikroplastiklerden daha küçük olan nanoplastik parçacıklarının oluşmasına neden oldu. Bu bakterilerin, plastikleri tamamen monomerlere kadar parçaladığı doğuştan gelen bir yetenekleri var. Bu küçük yapı taşları, bakteriler için biyoyararlanımlı bir karbon kaynağı.” 

Aristilde nanoplasitklerin su arıtma tesislerine doğrudan ulaştığı yaygın inancını değiştirdiklerini vurguluyor. Bu yeni bulguların, bilim insanlarına plastiklerin nasıl evrimleştiği ve su arıtma sırasında değiştiği ile ilgili bir öngörü sunabileceğini de ekliyor. “Atık su, mikroplastiklerin ve nanoplastiklerin devasa bir rezervuarıdır. Çoğu insan nanoplastiklerin doğrudan atık su arıtma tesislerine ulaştığını düşünüyor. Ancak biz, nanoplastiklerin atık su arıtma sırasında mikrobiyal aktivite yoluyla oluştuğunu gösteriyoruz.” diyor Aristilde. 

Bu bulgular, plastik kirliliğinin su ekosistemleri üzerindeki etkisini anlamak için kritik önem taşıyor. Mikroplastikler ve nanoplastiklerin doğaya salınması, bu küçük plastik parçacıklarının canlılar tarafından tüketilmesine ve dolaylı olarak insanların besin zincirine girmesine neden oluyor. Bu nedenle, plastiklerin atık su arıtma tesislerindeki davranışlarını anlamak, çevre kirliliğiyle mücadelede büyük bir adım olma potansiyeli taşıyor. 

Araştırma, bakterilerin sadece plastikleri parçalamakla kalmayıp, bu plastikleri enerji kaynağı olarak kullanabileceğini de gösteriyor. Bu bulgular, biyolojik yöntemlerle plastik kirliliğiyle mücadele edilebileceğini ortaya koyuyor.  

Aristilde, “Toplumumuz plastiklerin atık sudan nehirlere ve göllere yolculuğu boyunca nasıl davrandığını anlamaya çalışırken bu konuya dikkat etmemiz gerekiyor. Mikroorganizmaların bu süreçte oynadığı rolü anlamak, çevre bilincini artırmak açısından çok önemli” diyor. 

Çevre kirliliğine sürdürebilir çözümler 

Bu araştırmanın sonuçları, plastik atıkların biyolojik yollarla parçalanabileceğini ve bu sürecin çevre kirliliğini azaltmada etkili olabileceğini ortaya koyuyor. Plastik atıkların doğada tamamen yok edilmesi bugüne kadar zorlu bir süreç olarak görülüyordu. Ancak Comamonas testosteroni bakterisinin bu yeteneği, çevre dostu ve sürdürülebilir çözümler üretmek için büyük bir fırsat sunuyor. 

Aristilde, çalışmanın önemini vurgulayarak, “Atık su arıtma tesislerinde bulunan mikroorganizmalar, plastik atıkları biyolojik olarak daha küçük ve kullanılabilir bileşenlere dönüştürme potansiyeline sahip. Bu bulgular, çevre kirliliğiyle mücadelede biyolojik yöntemlerin ne kadar önemli olduğunu bir kez daha gözler önüne seriyor,” diyor. 

Plastik atıkların biyolojik olarak parçalanması üzerine yapılan bu çalışma, 3 Ekim 2024 tarihinde Environmental Science & Technology dergisinde yayımlandı. 

Kaynak: Northwestern Now Story, Environmental Science & Technology