Araştırma bulguları, şişelenmiş suyun  yüz binlerce çok küçük plastik parça içerebileceğini ortaya çıkardı

8 OCAK 2024

ABD’nin Kolombiya Eyaleti Üniversitesinin  bilim insanları lazer kullanarak şişelenmiş sudaki yüzbinlerce önceden görünmeyen küçük plastik parçacığı görüntülediler.

Son yıllarda, mikroplastik olarak bilinen küçük parçacıkların kutup buzlarından toprağa, içme suyundan yiyeceğe kadar Dünya’nın her yerinde ortaya çıktığına dair endişeler artıyor. Plastiklerin giderek daha küçük parçalara ayrılmasıyla oluşan bu parçacıklar, insan  sağlığı  ve ekosistem üzerindeki  bilinmeyen potansiyel etkileriyle insanlar ve diğer canlılar tarafından tüketiliyor.

ABD Kolombiya Üniversitesinde yapılan bir araştırma her bir kapta onbinlerce tanımlanabilir parça tespit edilen şişelenmiş su üzerinde yoğunlaştı.

Yeni teknoloji ile plastik dünyası araştırılıyor

Artık araştırmacılar, yeni geliştirilen teknolojiyi kullanarak tamamen yeni bir plastik dünyasına girdiler. Bu çalışmalar , daha da fazla parçalanan mikroplastiklerin ortaya çıkışı ile  nanoplastiklerin az bilinen alanında yoğunlaştı.

Araştırmacılar ilk kez şişelenmiş sudaki bu küçük parçacıkları sayıp belirlediler. Ortalama olarak bir litrede yaklaşık 240.000 tespit edilebilir plastik parça buldular. Bu tespit, esas olarak daha büyük boyutlardaki  önceki tahminlerden 10 ila 100 kat daha fazlaydı. Yapılan araştırma Ulusal Bilimler Akademisi bildirileri dergisinde yayınlandı.

Çok daha küçük olan Nanoplastikler , mikroplastiklerden farklı olarak bağırsaklardan ve akciğerlerden geçerek doğrudan kan dolaşımına karışabiliyor ve oradan da kalp ve beyin gibi organlara ulaşabiliyor. Hücreleri istila edebilir ve plasentadan geçerek doğmamış bebeklerin vücutlarına geçebiliyor. Tıp bilim adamları, bu çok küçük parçacıkların çok çeşitli biyolojik sistemler üzerindeki olası etkileri incelemek için büyük çaba içindeler.

Columbia Üniversitesinin  Lamont-Doherty Dünya Gözlemevi’nde çevre kimyacısı olan çalışmanın ortak yazarı Beizhan Yan, “Daha önce  burası karanlık ve keşfedilmemiş bir alandı. Toksisite çalışmaları sadece orada ne olduğunu tahmin ediyordu .Bu, daha önce görmediğimiz bir dünyaya bakabileceğimiz bir pencere açıyor.”dedi.

Yılda 400 milyon ton plastik üretiliyor

Dünyadaki plastik üretimi yılda 400 milyon ton’a yaklaşıyor. Her yıl 30 milyon tondan fazla plastik suya veya karaya atılıyor ve sentetik tekstiller de dahil olmak üzere plastikten yapılan birçok ürün, kullanım sırasında etrafa  parçacıklar saçıyor.

Doğal organik maddenin aksine çoğu plastik aynı kimyasal bileşime sahip giderek daha küçük parçacıklara bölünürler ve yeniden bölünürler. Tek moleküllerin ötesinde, ne kadar küçülebileceklerine dair teorik bir sınır yoktur.

 Yeni bir mikroskobik teknikle görüntülenen küçük bir polistiren plastik parçacığının  çapı yaklaşık 200 nanometre veya metrenin 200 milyarda biri kadardır.

Mikroplastikler, 5 milimetreden  1 mikrometreye (metrenin 1 milyonda biri ) kadar değişen parçalar olarak tanımlanır. (İnsan saçının çapı yaklaşık 70 mikrometredir.) 1 mikrometrenin altındaki parçacıklar olan nanoplastikler metrenin milyarda biri cinsinden ölçülür.

Şişelenmiş sudaki plastikler,

2018’de yapılan bir çalışmada litrede ortalama 325 parçacık tespit edilmesinden sonra bu durum  büyük ölçüde kamusal bir sorun haline geldi. Daha sonra yapılan  çalışmalar bu sayıyı defalarca katladı. Bilim insanları şimdiye kadar saydıklarından daha fazlasının varlığından şüpheleniyorlardı, ancak yapılan tahminler, nano dünyanın sınırı olan 1 mikrometrenin altındaki boyutlarla sınırlı idi.

Yeni çalışmanın baş yazarı, Columbia Üniversitesi  kimya yüksek lisans öğrencisi Naixin Qian, “İnsanlar nano parçacıkları görmek için yöntemler geliştirdiler, ancak neye baktıklarını bilmiyorlardı” dedi. Önceki çalışmaların nano kütleye ilişkin toplu tahminler sağlayabildiğini, ancak çoğunlukla tek tek parçacıkları sayamadığını veya hangilerinin plastik veya başka bir şey olduğunu belirleyemediğini belirtti.

Yeni çalışma, Columbia Üniversitesinin  biyofizikçisi ve çalışmanın ortak yazarı olan Wei Min tarafından  icat edilen, uyarılmış Raman saçılma mikroskobu adı verilen bir tekniği kullanıyor. Bu teknik , belirli moleküllerin rezonansa girmesi için ayarlanmış iki eşzamanlı lazerle örneklerin incelenmesini içerir. Yedi yaygın plastiği belirleyen araştırmacılar, sonuçları yorumlamak için veriye dayalı bir algoritma oluşturdular. Araştırmacılardan Min, “Algılamak bir şeydir, ama neyi saptadığınızı bilmek başka bir şeydir” dedi.

ABD ‘deki üç farklı şişelenmiş su incelendi

Araştırmacılar, Amerika Birleşik Devletleri’nde satılan üç popüler şişe suyu markasını da  test ederek boyutu yalnızca 100 nanometreye kadar olan plastik parçacıklarını analiz ettiler.

Yapılan çalışmada her litrede %90’ı nanoplastik olan  110.000 ila 370.000 parçacık tespit ettiler. Ayrıca bunların  belirlenen yedi spesifik plastikten hangisi olduğunu da belirlediler ve biyomedikal araştırmalarda değerli olabilecek olan şekillerinin haritasını çıkardılar.

Yaygın olanlardan biri polietilen tereftalat veya PET idi. Bu şaşırtıcı değildi çünkü birçok su şişesi bundan yapılmıştır. (Bu ürün ayrıca şişelenmiş gazlı içecekler, spor içecekleri ve ketçap, mayonez gibi ürünler için de kullanılır.)

 Muhtemelen şişe sıkıldığında veya ısıya maruz kaldığında dökülen parçalar nedeniyle bu madde suya karışıyor. Yakın zamanda yapılan bir çalışmada, bir plastik şişenin kapağı tekrar tekrar açıp kapatıldığında küçük parçacıkların aşındığı ve  birçok parçacığın suya girdiği ileri sürülüyor. Lazerler tarafından tespit edilen küçük polistiren plastik parçalarının her biri yaklaşık 200 nanometre veya metrenin 200 milyarda biri kadar büyüklüktedir.

Bulunan Nanopartiküllerin %10’u Plastik

Yapılan araştırmada tespit edilen PET miktarı , bir tür naylon olan poliamidden daha fazla çıktı. Araştırmacılardan Beizhan Yan, ironik bir şekilde bunun muhtemelen suyu şişelenmeden önce arıtmak için kullanılan plastik filtrelerden geldiğini söyledi. Araştırmacıların bulduğu diğer yaygın plastikler: hepsi çeşitli endüstriyel işlemlerde kullanılan polistiren, polivinil klorür ve polimetil metakrilat olarak adlandırılıyor.

Araştırmacıların aradığı yedi plastik türü, numunelerde buldukları tüm nanopartiküllerin yalnızca %10’unu oluşturuyordu; geri kalanının ne olduğu hakkında hiçbir fikirleri yok. Eğer hepsi nanoplastik ise bu, litre başına on milyonları bulabilecekleri anlamına gelir.

Ancak araştırmacılar, “görünüşte basit su numunesinin içindeki karmaşık parçacıkların hemen hemen her şey olabileceğini ileri sürüyor.

İncelenecek devasa bir nanoplastik dünyası var

Araştırmacılar artık şişelenmiş suyun ötesine geçiyor. Araştırmacılardan Min, “İncelenecek devasa bir nanoplastik dünyası var. Kütle olarak nanoplastiklerin mikroplastiklerden çok daha az olduğunu gördük ancak önemli olan boyutu değil  sayılardır, çünkü bu parçacıklar ne kadar küçükse içimize o kadar kolay girebilirler” dedi.

Araştırmacı ekip, diğer alanların yanı sıra, şişelenmiş sudan çok daha az olmasına rağmen mikroplastik içerdiği gösterilen musluk suyunu da incelemeyi planlıyor.

Beizhan Yan,  çamaşır yıkarken atık suya karışan mikroplastikleri ve nanoplastikleri incelemek için bir proje yürütüyor. Bu projede ticari ve ev tipi çamaşır makinelerinden kaynaklanan kirliliği azaltmak için filtreler tasarlıyorlar Şu ana kadar yaptığı sayıma göre,  5 kg lık yük başına sentetik malzemelerden çıkan milyonlarca farklı parçacık tespit etmiş .

Bu ekip ayrıca çeşitli insan dokularındaki nanoplastikleri ölçmek ve bunların gelişimsel ve nörolojik etkilerini incelemek için çevre sağlığı uzmanlarıyla işbirliği yapıyor.

Qian, “Bu tür şeylerden bu kadar fazla miktarda  bulmak  beklenmedik bir durum değil” dedi. “Fikir şu ki, bu şeyler ne kadar küçük olursa, o kadar çok olurlar.”

Bu çalışma, Columbia Universitesi kimya bölümünden Xin Gao ve Xiaoqi Lang tarafından ortak yazılmıştır; Araştırmaya kaykıda bulunanlar; Lamont-Doherty’den Huipeng Deng ve Teodora Maria Bratu; Columbia  Halk Sağlığı Okulu’ndan Qixuan Chen; ve Rutgers Üniversitesi’nden Phoebe Stapleton.

KAYNAKLAR

More information: Rapid single-particle chemical imaging of nanoplastics by SRS microscopy, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI: 10.1073/pnas.2300582121. doi.org/10.1073/pnas.2300582121

Journal information: Proceedings of the National Academy of Sciences 

Provided by Columbia Climate School 

https://phys.org/news/2024-01-bottled-hundreds-thousands-previously-uncounted.html