Melih Çubuklu ve Zülfe Eyleş'in makalesi

Küresel ısınma ve iklimlerde görülen değişiklikler dünya genelinde birçok insanın ilgisini çekmekte... Bunlarla beraber içilebilir su kaynaklarının azalması, hava, toprak, göl ve nehirlerdeki kirlenme gibi başka çevre problemleriyle de karşı karşıyayız. Kaynaklardaki bu kirlenme aynı hızda devam ederse, içilebilir su kaynakları ve işlenebilir toprak gibi insan hayatının en elzem unsurları gelecekte oldukça azalabilir. Son yıllarda yapılan ekolojik araştırma ve projeler göstermektedir ki, dünyayı asıl kirleten, insandır.

Yeryüzündeki içilebilir temiz suyun % 98'i yeraltında depolanmıştır. Son yüzyıldaki endüstriyel gelişmelerin sebep olduğu sanayi atıklarından dolayı, yeraltı sularındaki kirlenme önemli ölçüde artmıştır. Sadece ABD'de her yıl üretilen 100 milyon ton tehlikeli atık maddenin 4 milyon tonu akarsulara bırakılmakta; 1,2 milyon tonu çöp sahalarına boşaltılmakta, 1,5 milyon tonu da derin kuyulara dökülmekte; gaz istasyonlarındaki 2 milyon depolama tankının 450 bini gaz ve petrol ürünlerini yeraltına sızdırmaktadır. Bu rakamlara yakın gelecekte Avrupa'da kirlenmiş bölgelerin ıslahı için harcanması gereken 1,5 trilyon Dolarlık maliyet de eklenince, durumun vahameti daha net anlaşılmaktadır.

Kirlilik kaynaklarından çıkan sızıntılar toprak tarafından süzülür ve yeraltı sularına karışır. Kirlenmiş toprak ve çökeltiler bu kirleri yavaş yavaş bırakır. Uzun zaman sonra bunlar daimî kirlilik kaynağı hâline gelir. İnsan sağlığına menfî tesirler yapan bu kirleticiler, başta kanser olmak üzere çeşitli hastalıklara yol açar.

Yakın zaman önce yapılan bir araştırmada, bütün dünyadan toplanan süt örneklerinin tamamında, daha önce ABD'de kullanılan ancak 1976'dan beri üretimi yasak olan organik bir kirleticinin (PCB: Polychlorinated Biphenyls) varlığı tespit edilmiştir. Bu kirletici bu zamana kadar çevrede nasıl kalmıştır, dünyanın diğer bölgelerine nasıl ulaşmıştır? Bunun muhtemel sebeplerinden biri, havaya karışarak hareket eden bu kirleticinin ineklerin beslendiği yeşilliklerin üzerine atmosferik tortular hâlinde büyük miktarlarda yağmasıdır. Diğer sebep ise, kirlenmiş sularda yüzen balıkların çiftlik hayvanları için yem yapılmasıdır.

Bu tip problemlerin çözümüne yönelik olarak, mühendisler, biyo-iyileştirme (bioremediation) denen bir modeli geliştirmeye çalışıyor. Bu, "çevreye bırakılan kirleticilerin biyodegradasyon (organizmaya giren maddelerin emilme veya sindirilme öncesinde biyolojik sistemler tarafından parçalanması) yoluyla yok edilmesi" olarak tarif edilebilir. Biyodegredasyon işlemi, toksik kimyevîlerin mikrobiyal olarak toksik olmayan formlara dönüştürülmesi ve bazen de karbon, oksijen ve hidrojen gibi inorganik elementlere ayrıştırılması süreçlerini kapsar.

Bu işlem, mikroorganizmaların varlığını gerektirir. Mikroorganizmalar tabiatta, mikrobik büyümeye engel olabilen zor şartlar olmadığı müddetçe, beslenme ve büyüme kaynağı olarak inorganik veya organik kirleticileri de kullanır. Meselâ benzin, altı karbon ve altı oksijen atomundan oluşmaktadır. Ayrışma sürecinde, mikroorganizmalar, benzinin karbondioksit ve suya, bazen de basit karbon ve oksijen elementlerine ayrışmasını sağlayan enzimleri sentezler. Bu enzimlerin normal şartlardaki fonksiyonu, enerji üreten reaksiyonların ve yeni hücrelerin sentezi için gerekli yapıtaşlarının oluşmasını kolaylaştırmaktır. Yani kirletici madde, mikroorganizmanın hayatını sürdürebilmesi için gerekli gıdayı sağlamaktadır.

Elektron alıcılar

Mikroorganizmaların kirli atıklardan beslendiği degradasyon sürecinde, kimyevî reaksiyonu tamamlayan parçalar durumundaki elektron alıcılar esas unsurdur. Büyük organik moleküller elementlerine bölünürken çevreye bırakılan elektronların bir alıcısının olması gerekir (indirgenme-yükseltgenme). Biz yaşamak için oksijen soluruz, mikroorganizmaların da yaşamak için oksijene ihtiyacı vardır. Oksijen molekülleri bakteriler için, genellikle toprak yüzeyine yakın yerlerde biriken çok uygun bir elektron deposu gibidir. Elektron alıcısının türlerine göre degradasyon reaksiyonları aerobic (oksijen kullanan) ve anaerobic (elektron alıcısı olarak nitrat, manganez, demir ve sülfat kullanan) olarak ikiye ayrılır. İnsanlar sadece oksijenle nefes alırlar; ama böceklerin çoğu demir oksit veya sülfür gibi başka molekülleri de nefes alırken kullanabilmektedir. Bazen bu potansiyel kirleticiyi parçalamada gerekli olan mikroorganizmalar o çevrede bulunmaz. Bu durumda o alana önce, kirleticileri yiyecek olarak tüketebilen bakterilerin enjekte edilmesi gerekir.

Geobakter

Organik ve inorganik kirleticileri parçalama kabiliyeti açısından üzerinde çalışılan mikroorganizmalardan biri Geobacter metallireducens'tir. Geobakter, organik bileşikleri, demir oksit kullanarak elektron alıcısı karbondioksite ayrıştırıp oksitlendirdiği anlaşılan ilk organizmadır. Bir diğer deyişle, ana gıdası organik ve inorganik kirleticiler olan geobakter, insanların oksijeni kullanmaları gibi, enerjisini demir oksit minerallerini kullanarak elde eder. Geobakter, yeraltı sularını ve toprağı kirleten benzin ve gazolin katkı maddesini (MBTE) oksijensiz ortamlarda dahi gıda olarak kullanır. Nerdeyse her yerde, hattâ diş hekimlerinin tükürme lâvabolarında dahi bulunabilen geobakter, uranyumla kirletilmiş alanlardaki çözünebilir radyoaktif maddeleri yeraltı suyunda çözünemeyen maddelere dönüştürmede rol alır ve dolayısıyla tasfiye işlemini kolaylaştırır.

Diğer yandan, geobakter beslenmek için kirleticileri tüketirken, dışarıya elektron bırakmaktadır. Bir yakıt hücresi (fuel cell), bir metreküp hacimdeki geobakterlerden 2 kilowatt elektrik üretme kapasitesine sahip kılınmıştır. Bugün mühendisler pis su arıtma tesislerini, pis suyun kendisinden geçinen bir tür geobakter gücüyle çalıştırmayı düşünmektedir. Hâlen, geobakterde bulunan ve elektrik üretimini sınırlayan bir gen üzerinde çalışmalar devam etmektedir. Bu gen değiştirilerek elektrik üretiminin artırılması plânlanmaktadır. Dolayısıyla, kirlenmiş toprakları veya yeraltı sularını temizlerken aynı zamanda enerji üreten teknolojiler geliştirilecektir. İnsanın yol açtığı kirliliğe tabiatın içinden çözümlerin bulunuyor olması, Yaratıcı'nın yarattığı son derece kompleks ekosistemlere, karşılaşılan problemleri her zaman kendi içinden tabiî süreçlerle çözme kâbiliyeti verdiğini açıkça göstermektedir. İnsanın çözemediği devasa çevre problemlerine karşı, bakteri gibi basit zannedilen bir canlının, bizim tam olarak anlamaktan bile âciz kaldığımız gizli silâh ve mekanizmalarla istihdam edilmesinden çıkaracağımız dersler olsa gerek.

Günümüzde geobakter doğrudan temizleme projelerinde kullanılmaktadır. Bu türün fonksiyonları hakkındaki bilgilerimiz arttıkça, bu bilgiyi daha çok, kirletici degradasyon nispetini hızlandırarak ekolojik şartların iyileştirilmesinde kullanabileceğiz.

Temizlik, sağlık için en temel unsurdur. Çevreyi, Kuddüs olan Allah'ın bir emaneti görüp, gönüllü birer çevre koruyucusu olarak çalışmak hepimizin vazifesidir. İnsanlar dünyayı endüstri ve teknolojiyle mâmur hâle getirdiğini zannederken, bir yandan da kirletmektedir. Teknolojik olarak ne kadar ilerlersek ilerleyelim, şu bir gerçek: Hayatı sürdürebilmek için, İlâhî Kudret'in yarattığı bakteri gibi hârikulâde varlıklara her zaman ihtiyacımız var.

Kaynaklar:

- Martin Alexander, Biodegradation and Bioremediation, 199, Academic Press, San Diego CA USA
- Pedro J. Alvarez, Walter A. Illman, Bioremediation and Natural Attenuation: Process Fundamentals and Mathematical Models, 2005, Wiley and Sons, NY, USA
- www.geobacter.org Geobacter project, University of Massachusetts, Amherst Environmental Biotechnology Center
- Jana Weiss, Olaf Päpke, and Åke Bergman, A Worldwide Survey of Polychlorinated Dibenzo-p-dioxins, Dibenzofurans, and Related Contaminants in Butter, AMBIO: A Journal of the Human Environment Volume 34, Issue 8 (December 2005), pp. 589-597

Sızıntı