Günlük hayatımızda kullandığımız birçok eşya plastik tabanlı ürünlerdir. Plastiklerin geri dönüşümü diğer malzemelere nazaran daha zordur ve bu durum endişe vericidir. Bunlar arasında geri dönüşümü çok zor olan bazı plastik türleri vardır. Bunlardan biri olan Polipropilen’in, Sidney Üniversitesi'ndeki araştırmacılar tarafından yürütülen yeni bir deney ile iki mantar türü tarafından başarıyla biyolojik olarak parçalandığı ortaya çıkarılmıştır. Gerçekten bu plastik yiyen mantarlar polipropilen kirliliği sorununu çözebilir mi?

Poliprolin nedir?

Plastiklerin çoğu kolayca parçalanamaz ve doğada biyolojik olarak parçalanması onlarca yıl alır. Bu da kara ve deniz ekosistemlerinin kirlenmesine neden olur. Bu plastiklerden biri olan polipropilen (PP), plastik ambalajlardan mobilya ve oyuncaklara kadar her şeyde kullanılabilen yaygın bir plastik çeşididir. Polipropilen, otomotiv sanayinde kullanılan parçalardan, tekstil ve yiyecek paketlemesine kadar çok geniş kullanım alanı olan termoplastik bir polimerdir. Polipropilen ürünler olağanüstü dayanıklılıkları ve sertlikleri nedeniyle birçok sektör ve endüstride kullanılmaktadır. Polipropilen en güvenilir plastik türlerinden biri olarak kabul edilir. Bu yüzden de özellikle gıda ambalajlarında, biberonlarda, yoğurt kaplarında, ketçap şişelerinde kullanılır.

Plastik kirliliği / Plastik Geri Dönüşümü

Plastik kirliliği, zamanımızın en büyük atık sorunlarından biri durumundadır. Dünyanın nehirlerinde yüz yirmi milyon ton ve dünya okyanuslarında otuz milyon ton plastiğin biriktiği tahmin ediliyor. Biriken tüm bu plastikler bu alanlardaki canlıların yaşamlarını tehdit edecek boyuta da ulaşmış durumdadır. Dünyada en yaygın kullanılan plastiklerden biri olan polipropilen, geri dönüşümüyle ilgili problemler nedeniyle küresel bir çevre sorunu oluşturmaktadır. Yaygın olarak kullanılan poliprolin, dünyadaki plastik atıkların yaklaşık yüzde yirmi sekizini oluşturuyor, ancak bunun yalnızca yüzde biri geri dönüştürülebiliyor. 2015 yılında dünyada yetmiş beş milyon ton polipropilen üretildi ve bunun sadece yüzde biri geri dönüştürüldü. Bu sebeple, küresel plastik atıklarının ve kirliliklerinin çok büyük bir yüzdesini oluşturan polipropilen plastik kirlilği denilince akla ilk gelen plastiktir. Araştırmacılar, polipropilenin bir ambalaj malzemesi olarak kullanıldığından sıklıkla diğer malzemeler ve plastikler tarafından kirletilmesi nedeniyle çok nadiren geri dönüştürüldüğünü ve bu nedenle minimum çevresel etkiye sahip yeni geri dönüşüm yöntemleri gerektirdiğini belirtiyorlar.

Plastik Sindirebilen Mantarlar

Günümüzde büyük bir problem haline gelen plastik kirliliği ve bunun altında yatan geri dönüşüm sıkıntısına birçok farklı pencereden farklı boyutlarda araştırma ve geliştirme çalışmaları yapılmaktadır. Bu çalışmalardan biri 14 Nisan 2023 yılında en prestijli bilim dergilerinden biri olan Nature’da yayımlanan bir makale ile göze çarpmaktadır. Bu çalışmada Sidney Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, bazı mantarların yardımıyla plastiklerin geri dönüşümüne dair umut vaat eden bir sonuca ulaşmışlardır. Araştırmacılar, toprakta ve bitkilerde yaygın olarak bulunan iki mantar olan Aspergillus terreus ve Engyodontium album'ı kullanmışlardır. Mantarların plastikleri biyolojik olarak parçalanabileceğine dair inanç ise çalışmanın ortak yazarı Dee Carter tarafından şu şekilde açıklamaktadır: "Mantarlar inanılmaz derecede çok yönlüdür ve hemen hemen tüm substratları parçalayabildikleri bilinmektedir. Bu süper güç, salgılanan ve substratları mantar hücrelerinin daha sonra emebileceği daha basit moleküllere ayırmak için kullanılan güçlü enzimler üretmesinden kaynaklanmaktadır."

Sidney Üniversitesi'ndeki bu laboratuvar deneyinde doğal olarak toprakta ve bitkilerde bulunan Aspergillus terreus ve Engyodontium album isimli mantarlar, belirli ön işlemden geçirildikten sonra polipropileni parçalamayı başarmıştır. Deneyde bahsettiğimiz geri dönüşümü en zor olan platik türlerinden biri olan polipropilene odaklanılmıştır. Bu deneyde çeşitli formlardaki polipropilen başlangıçta üç ayrı yöntemden biriyle ön işleme tabii tutulmuştur. Bunlar ultraviyole ışık, ısı ve Fenton reaktifinin yani genellikle kirletici maddeleri oksitlemek için kullanılan asidik bir hidrojen peroksit ve demir çözeltisinin uygulaması olarak üç farklı şekilde gerçekleştirilmiştir. Farklı ön işlemlerden geçirilen polipropilen daha sonra içerisinde bahsedilen mantarların da bulunduğu petri kaplarına tekli kültürler olarak ayrı ayrı uygulanmıştır. Gerçekleşmesi beklenilen biyolojik bozulma mikroskopi teknikleriyle doğrulanmıştır. Deney ve elde edilen analizler sonucunda araştırmacılar, mantarların UV ışığı veya ısı ile ön işleme tabi tutulduğunda polipropileni daha etkili bir şekilde parçalayabildiklerini bulmuşlardır. Mantarlar polipropilenin nispeten hızlı bozunmaya uğramasını sağlamıştır. Petri kaplarından polipropilen miktarlarında otuz günde yüzde yirmi bir ve doksan günde yüzde yirmi beş ila yirmi yedi oranında azalma gözlemlenmiştir.

Araştırmacılar, yöntemlerinin bir gün çevreyi kirleten büyük miktardaki plastiği azaltabileceğini ve plastik kirliliğinin belirli koşullar altında doğal olarak nasıl biyolojik olarak bozulabileceğinin daha iyi anlaşılmasını sağlayabileceğini umuyorlar. Araştırma, plastiğin mantarlar tarafından nasıl bozulduğunu veya metabolize edilip edilmediğini değerlendirmese de, araştırmacılar meydana gelen biyokimyasal süreçleri belirlemek için daha fazla araştırma yapmayı planladıklarından bahsetmişlerdir. Deneyleri yoluyla da cevaplanabilecek ve ticari sonuçlar hakkında bilgi verebilecek akıllardaki soru mantarlara hiç ihtiyaç olup olmadığıdır. Mantarlar tarafından üretilen spesifik enzimler bozulmadan sorumluysa bu molekülleri izole etmek mümkün olabilir görülmektedir. Ancak çalışmanın yazarlarından doktora öğrencisi Samat, diğer mantar özellikleri bozunma sürecine yardımcı olursa, böyle bir hareketin girintisiz sakıncaları olabileceği konusunda açıklamada bulunmuştur. Bu nedenle tüm biyolojik sistemi kullanmaya odaklandıklarından bahsetmiştir. Bu durumu Samat şu şekilde açıklamıştır: "Bütün mikropların kullanımının aslında daha etkili olduğunu gördük, çünkü yardımcı olabilecek tek enzimin bu olmadığını biliyoruz. Bu mantarlar tarafından üretilebilen enzimleri veya ikincil metabolitleri çıkarmak için tam bir deneysel dizimiz olmadı. Diyelim ki bir gün, her şeyi - tüm metabolitleri veya enzimleri - belirleyebilir ve özellikle diğerlerine kıyasla daha etkili olan birini seçebilirsek, bunu yapabiliriz. Ama şimdilik Ali ve ben süreci büyütmek için tüm mikroorganizmayı kullanmakla ilgileniyoruz."

Çalışmanın ilgili yazarı Ali Abbas ise bu önemli çalışma adına şu şekilde bir açıklamada bulunmuştur: "Plastiklerin döngüselliğini iyileştiren yıkıcı geri dönüşüm teknolojilerinin, özellikle de çalışmamızda olduğu gibi biyolojik süreçler tarafından yönlendirilen teknolojilerin gelişimini desteklememiz gerekiyor.” Bununla birlikte, çalışmalarının henüz deneysel koşulların bütün bir optimizasyonunu gerçekleştirilmediğini not ederek, plastiğin bozulma süresini daha da azaltmak için bolca çalışma yapılması gerektiğini dikkat çekmiştir. Araştırmacıların bu araştırması şu anda laboratuvar ölçeğinde, ancak ilk sonuçları, sürecin gelecekte yükseltilmesi konusunda umut vericidir. Abbas, "Bunu ticari bir uygulamaya dönüştürmekten birkaç adım uzaktayız" diyor.