Sürdürülebilirlik
Bir ‘Sürdürülebilirlik Ölçütü’ Plastik Kirliliğimizi Azaltabilir mi?
Securities.io sitesini Google'daki tercih ettiğiniz kaynaklara ekleyin
Plastikler, öncelikle polimerlerden oluşan, sentetik veya yarı sentetik organik bileşiklerin geniş bir kategorisidir. Plastisiteleri, plastiklerin farklı şekillere kalıplanabilmesini ve birçok değerli kullanım alanına sahip olmasını mümkün kılar.
Plastik ucuz, çok yönlü ve steril olduğu için ev aletleri, gıda ambalajı, inşaat ve tıbbi cihazlar gibi birçok alanda kullanılmakta ve hayatımıza değer katmaktadır.
Son onlarca yılda plastik kullanımı önemli ölçüde artmış ve şu anda yılda yaklaşık 450 milyon ton plastik atığa yol açmaktadır. Aslında, bu miktar toplam deniz atığının en az %85’ini oluşturmaktadır. Plastik atığının büyük bir kısmı (%46) çöp sahalarına gönderilirken, sadece %15’i geri dönüşüm için toplanmakta ve %9’dan azı geri dönüştürülmektedir. Geri kalan kısmı ya daha küçük parçalara ayrılır ya da yakılır.
Plastikler Dünya’nın fosil kaydının bir parçası haline geldikçe, ciddi çevresel, sağlık, sosyal ve ekonomik sonuçlar doğururlar. Ayrıca, son çalışmalar su ve gıdamızda mikroskobik parçacıkların artan bir varlığını ortaya koyarak bu sorunları daha da şiddetlendiriyor.
Columbia Üniversitesi araştırmacılarının yürüttüğü bir yeni çalışma, mağazalarda satılan şişelenmiş suyun, daha önce tahmin edilenden on ila yüz kat daha fazla plastik içerebileceğini ortaya koymuştur. Suda bulunan plastikler, insan saçının ortalama genişliğinin 1/1000’i kadar ince olan nanopartiküller şeklindeydi. Bu nanopartiküller o kadar küçüktür ki mikroskop altında görülemez ve sindirim sistemi ya da akciğer dokuları aracılığıyla kan dolaşımına geçebilir. Kan dolaşımına girdiklerinde, bu minik parçacıklar zararlı sentetik kimyasalları vücudumuzun her yerine ve hücrelere dağıtabilir.
Çalışma, ortalama olarak bir litre suda 240.000 plastik parçacığının tespit edildiğini, bu miktarın iki standart boyutlu şişe suya eşdeğer olduğunu belirtmektedir. Bu parçacıklar yedi tür plastikten kaynaklanmış olup, %90’ı nanoplastik ve kalan %10’u mikroplastiktir.
Mikroplastikler, 0,2 inçten daha küçük ve 1/25.000 inç kadar ince polymer parçacıklarıdır. Bundan daha küçük olanlar nanoplastik olarak sınıflandırılır ve metre milyarda bir biriminde ölçülür.
Bu bulgu, plastiklerin sürekli olarak döküldüğünü, tıpkı deri hücrelerimizi dökmemiz gibi gösteriyor. Küçük plastik parçacıklarının sürekli dökülmesi ve kopması, maruziyeti azaltmak için paslanmaz çelik ya da cam kaplar kullanılmasının önemini vurgulamaktadır.
Çalışmayı “son derece etkileyici” olarak nitelendiren, çalışmaya katılmayan Pennsylvania State University at Erie sürdürülebilirlik direktörü Sherri “Sam” Mason şunları söyledi:
“Bu işe koydukları çalışma gerçekten oldukça derindi … Bunu çığır açıcı olarak adlandırırım.”
Nanopartiküllerin Kimyasal Yapısını ve Risklerini İncelemek
2018 yılında, Mason, şişelenmiş su örneklerinin büyük çoğunluğunda (%93) mikroplastik ve nanoplastik varlığını ilk kez tespit eden bir çalışmaya ortak yazarlık yaptı. Çalışmasında, kirlenmiş her litre suda ortalama 300 daha küçük parçacık ve insan saçından daha geniş on plastik parçacığı bulunduğunu keşfetti.
Dolayısıyla, nanoplastiklerin var olduğu zaten biliniyordu, ancak o dönemde bu parçacıkları değerlendirmek, hatta daha fazlasının olup olmadığını keşfetmek mümkün değildi.
Şimdi, Ocak 2024’ün üçüncü haftasında Proceedings of the National Academy of Sciences dergisinde yayınlanan yeni bir çalışmaya göre, şişelenmiş sudaki nanopartiküllerin kimyasal yapısını görebilen, sayabilen ve analiz edebilen yeni bir teknoloji gösterildi.
Raman spektroskopisi olarak bilinen lazer tabanlı tekniğin değiştirilmiş bir versiyonuna dayanan yeni yaklaşım, bu konuda yardımcı olabilecek. Uyarılmış Raman saçılım mikroskopisi (SRS), moleküllerin ışığa yanıt olarak nasıl titreştiğini ölçer ve sinyali büyük ölçüde artırarak nanopartikülün tespit edilmesini sağlar. Bu, polimerlerin, “plastiklerin plastik kısmının”, vücuda zarar verip vermediğini anlamaya yardımcı olması bekleniyor.
Bu çalışma, nanoplastik dünyasında mikroskopiyi kullanan ilk çalışma oldu. Araştırma ekibi, ABD’de satılan üç isim verilmeyen popüler su markasını inceledi ve litre başına 300 yerine 110.000 ile 370.000 arasında plastik parçacık bulunduğunu tespit etti.
“Bu parçacıklar, inorganik nanopartiküller, organik parçacıklar ve çalıştığımız yedi ana plastik türünün dışında kalan bazı diğer plastik parçacıklar olabilir.”
– Beizhan Yan, araştırmanın bir parçası olan ve Columbia Üniversitesi Yer Gözlemevi’nde yardımcı araştırma profesörü
Bu teknolojinin nanopartikülleri görme ve analiz etme yeteneği, özellikle beyin ve vücutları gelişim aşamasında olan bebekler ve küçük çocuklar gibi toksik maruziyetlere daha duyarlı olan bireyler için insan sağlığına yönelik potansiyel riskleri daha iyi anlamayı mümkün kılıyor.
Farklı plastik kirliliği türleri arasında, nanoplastikler en endişe verici olanıdır çünkü çok küçük boyutları nedeniyle ana organlarımızın hücre ve dokularına girebilirler. Oraya ulaştıklarında, bu plastik parçacıkları ağır metaller, ftalatlar, bisfenoller, alev geciktiriciler ve PFAS (per- ve poliflorlu maddeler) gibi kimyasalları biriktirme potansiyeline sahiptir. Bu endokrin bozucu kimyasallar (EDC’ler), 2018’de yalnızca ABD sağlık maliyetlerinde yaklaşık 250 milyar dolar artışa neden olmuştur, araştırmaya göre.
Zaten, mikroplastiklerin küçük boyutunun, çevreden toksik maddeleri emebilmesini ve gıda zincirine girebilmesini sağladığı gözlemlenmiştir. Ayrıca, plastik üretiminde kullanılan tüm kimyasallar sadece plastiklerle birlikte vücudumuza girmekle kalmaz, aynı zamanda plastikten dışarıya da geçerek daha yüksek sıcaklıktaki vücudumuza nüfuz eder.
Bu kimyasallar daha sonra böbreklerinize, karaciğerinize ve beyninize girer. Sonrasında, hamile farelerde anne plastik parçacıklarını yuttuğu ya da soluduğu 24 saat içinde doğmamış çocukların beyin, kalp, karaciğer, böbrek ve akciğerlerinde bulunduğu gözlemlenmiştir.
“Mikro ve nanoplastikler şu anda insan plasentasında bulunmuştur. İnsan akciğer dokularında bulunmuşlardır. İnsan dışkısında bulunmuşlardır; insan kanında bulunmuşlardır.”
– Phoebe Stapleton, çalışmanın ortak yazarı ve Rutgers Üniversitesi eczacılık okulunda yardımcı profesör
Mikroplastiklerin dayanıklılığı, uzun vadeli ekolojik ve sağlık riskleri oluşturduklarını gösterir. Ayrıca, son bulgular, kasırgalar gibi doğal olayların da bu kirliliğe katkıda bulunduğunu, güçlü dağıtım mekanizmaları olarak hareket ettiklerini göstermektedir. Bu, ekosistemler ve insan sağlığı için küresel ölçekte artan bir tehdit oluşturmaktadır.
Sürdürülebilirlik Ölçütü ile Plastik Kirliliği Sorununu Çözmek
Yeni teknoloji ve yaklaşımlar daha önce görülmemiş nanopartikülleri analiz etmek için kullanılırken, plastik kirliliği sorununu ele alma konusunda da ilerlemeler kaydedilmektedir. Son bir çalışmada, deniz araştırmalarına adanmış kar amacı gütmeyen kuruluş Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) araştırmacıları, düşük çevresel kalıcılığa sahip plastik ürünlerin ekolojik tasarımı için bir sürdürülebilirlik ölçütü geliştirdi. Bu ölçüte uyulması, çevresel ve toplumsal faydalar sağlayacaktır.
Yeni çalışma, plastiklerin ve bunların ikamelerinin çevresel etkileri için indeksleri karşılaştırdı ve plastiklerin çevresel kalıcılığının hesaba katılmasının tek bir tüketici ürünü için yüz milyonlarca dolar tasarruf sağlayabileceğini gösterdi.
Bu tür ürünler genellikle kaynak tükenmesi ile çevresel kaygılar arasındaki ödünleşmeleri dengeleyerek tasarlanır. Bu denge, etkileri tahmin eden çerçeveler mevcut olsa da, malzeme seçimi veya çevresel kalıcılığın nicel olarak belirlenmesi için henüz bir çerçeve geliştirilmediği için gereklidir. En son çalışma, tasarımcılara, mühendisler ve bilim insanlarına bilinçli tasarım kararları alabilmeleri ve araştırma önceliklerini belirleyebilmeleri için ölçütler ve yöntemler sunarak bu boşluğu doldurmayı amaçlamaktadır.
Bunun için, ACS Sustainable Chemistry & Engineering dergisinde yayınlanan yeni bir çalışma, düşük çevresel kalıcılığa sahip plastik ürünlerin ekolojik tasarımı için bir sürdürülebilirlik ölçütü geliştirdi.
Plastik kirliliğinin insan sağlığı ve ekosistemler üzerindeki risklerine rağmen, plastik ürünlerin kullanımı artmaya devam etmektedir. Bu nedenle, çalışmada belirtildiği gibi, plastiklerin çevreye verdiği tehditler doğrultusunda tasarım stratejileri geliştirilmesi, zararı sınırlamak için gereklidir.
Bu amaçla, performansı korurken düşük çevresel kalıcılık sağlayan plastik ürünlerin ekodizaynı için bir sürdürülebilirlik ölçütü geliştirilmiştir. Analiz, daha az çevresel etki yaratan ancak fonksiyonel olan plastik ürünlerin üretimi için geliştirilmesi, benimsenmesi ve yatırım yapılması gereken malzemeleri ve özelliklerini belirlemektedir.
“Önemli olan, tüm yeşil malzeme mühendisliği ilkelerini gelecekte yaşayacağımız dünyaya yansıtacak işlevsel, sürdürülebilir ve zararsız malzemeler, ürünler ve süreçler nasıl tasarlayabileceğimizi belirlemektir.”
– baş yazar Bryan James, bir malzeme bilimci ve mühendis
Şöyle ekledi:
“Mühendislerin, ürün tasarımcılarının ve hatta ortalama tüketicinin çevre için en iyi seçimleri yaparken ürün performansından ödün vermeden kullanabilecekleri bir sonraki strateji ve araç seti nedir?”
Bu ölçütü oluşturmak için, çalışma plastiklerin çevresel bozunma hızını ve yerleşik malzeme seçim stratejilerini kullandı. Bu yaklaşım, farklı malzemelerin çevresel etkileri ve özelliklerine odaklanarak, çevredeki kalıcılıklarına dayalı bir rehber sunmaktadır.
Kalıcılık için bir sürdürülebilirlik ölçütünün uygulanması, tüketici mallarında kullanılan çeşitli plastik türleri hakkında kapsamlı veri eksikliği nedeniyle zorlayıcı olmuştur. Ancak, geniş bir plastik yelpazesinin gerçekçi çevresel bozunma oranlarına ilişkin yeterli verilere son zamanlarda erişim sağlanmasıyla, araştırmacılar artık bir malzemeyi tasarım sürecinde başka bir malzeme ile değiştirdiğimizde ürün maliyetinin ve sera gazı emisyonlarının nasıl azalabileceğini gösterebiliyorlar.
Farklı plastik türlerinin özelliklerini dikkate alıp stratejik olarak kullanarak, kalıcılığı en aza indirecek değişiklikler yapılabilir ve bu da önemli faydalar sağlayabilir.
Örneğin, çalışma bu ölçütü tek kullanımlık kahve fincanı kapakları için selüloz diasetat ve polihidroksialkanoat gibi alternatif malzemelere geçiş yapmak için uyguladı. Bu geçiş, topluma yönelik çevresel maliyetleri yüz milyonlarca dolar azaltabilir. Bu kapaklar şu anda polilaktik asit, polipropilen ve polistiren gibi malzemelerden yapılmakta ve küresel kıyı temizlemelerinde toplanan tüm plastik atıkların yaklaşık %5’ini oluşturmaktadır. Selüloz diasetat ve polihidroksialkanoatlar, biraz daha pahalı olmalarına rağmen, polilaktik asitten daha düşük sera gazı emisyonuna sahiptir ve okyanusta kalmazlar.
Hangi malzemeye geçileceğini belirlerken, çalışma daha düşük sera gazı emisyonuna sahip ancak daha uzun süre kalıcı bir malzeme mi yoksa biraz daha yüksek emisyonlu ama daha az kalıcı bir malzeme mi kullanılmasının daha iyi olduğunu değerlendirdi. Bu amaçla, çalışma her bir malzemenin çevresel maliyetine bir dolar değeri atadı.
“Ürünleri sadece orada olmamaları ya da daha hızlı yok olmaları sayesinde daha az kalıcı hâle getirmek, topluma olan maliyeti muazzam ölçüde azaltır.”
– baş yazar Jame, WHOI’nin Marine Chemistry & Geochemistry Department bölümünde doktora sonrası araştırmacı
Kapakların kalıcılığını, tasarımcıların şu anda dikkate almadığı faktörü göz önünde bulundurarak, WHOI’nin Marine Chemistry & Geochemistry Department bölümünün kıdemli bilimcisi Christopher Reddy, bu ölçütün “çığır açıcı” olduğunu ve sorunu tanımlamaktan çözümlere yönlendirdiğini söyledi.
WHOI’nin Marine Chemistry & Geochemistry Department bölümünde ortak yazar ve ortak danışman Collin Ward, plastiklerin yüksek faydaları göz önüne alındığında “yakında bir yere gitmeyeceklerini” belirtti. Ancak herkes plastik kirliliği sorununu ve bunun çevreye ne kadar sızdığını kabul ediyor. Ward şöyle dedi:
“Bu çalışmada sunulan çerçeve, tüketicilerin ihtiyaçlarını karşılayan ve çevreye kazara sızdığında kalıcı olmayan malzemeler tasarlayarak bu sorunu çözmeye yönelik önemli bir ilk adımdır.”
Plastik Atığını Gidermek İçin Yenilikçi Çözümler Geliştiren Şirketler
Plastik kirliliği kritik bir sorun haline geldikçe, dünya çapında birçok şirket su yollarından plastik atığını kaldırmaya yönelik çözümler üzerinde çalışmaktadır, örneğin:
1. SUEZ Group
Bu Avrupa şirketi, su döngüsü yönetimi ve atık geri dönüşüm ve geri kazanım çözümlerine küresel ölçekte odaklanmaktadır. SUEZ Group, çevreyi korumak için neredeyse 1700 patente ve on araştırma merkezine sahiptir.
Şirket hisseleri, Paris ve Brüksel’deki Euronext borsalarında listelenmiş olup şu anda EUR 19,83 fiyatla işlem görmektedir. Eylül 2023’te, Çin’in 2060 karbon nötrlük hedefini desteklemek amacıyla su ve atık projeleri için iki yeni sözleşme imzaladı.
2. Clearwater Mills
Şirket, nehir atıklarını ele almak için Trash Wheels’i inşa etti ve şu ana kadar toplam yaklaşık 2.000 ton çöp topladı. Çalışma şekli, nehir boyunca V şeklinde konumlandırılmış tutma bariyerlerinin su yüzeyinin hemen altında lastik eteklerle donatılması ve çöpün bu bariyerler aracılığıyla dönen su çarkına yönlendirilerek nehirden kaldırılmasıdır.
Sonuç
Plastik kirliliği gibi ciddi bir sorunu ele almak için, sorunu anlamak ve yeni yaklaşımlar keşfetmek hayati öneme sahiptir. Görüldüğü gibi, plastikleri mikroskobik düzeyde inceleyen ve ekosistemler ile insan sağlığına olan tehditlerini değerlendiren çalışmalar yürütülmektedir. Ayrıca, bilim insanları plastik üretimini azaltmak ve plastik ürünlerin tasarımını ve malzemelerini iyileştirmek için çeşitli stratejiler üzerinde çalışmaktadır. Bu çabalar, tasarımcıların, bilim insanlarının ve şirketlerin plastik kirliliği krizine önemli bir etki yapmalarına yardımcı olmaktadır.
