Plastik Atıkları Tüketen Mikroplar İnsan Gıdası Olabilir Mi?
2019 yılında, ABD Savunma Bakanlığı bünyesindeki bir kurum, askerlerin uzak yerlerde veya afet bölgelerinde çalışmaya gönderildiklerinde ortaya çıkan bol miktarda plastik atıkla başa çıkmalarına yardımcı olacak araştırma projeleri için bir çağrı yayınladı. Kurum, diğer şeylerin yanı sıra yiyecek ambalajlarını ve su şişelerini yakıt ve erzak gibi kullanılabilir ürünlere dönüştürebilecek bir sistem istiyordu. Sistemin bir Humvee’ye sığacak kadar küçük olması ve az enerjiyle çalışabilmesi gerekiyordu. Ayrıca plastik yiyen mikropların gücünü de kullanması gerekiyordu.
“Bu projeye dört yıl önce başladığımızda, fikirler oradaydı. Teoride de mantıklıydı,” diyor Michigan Teknoloji Üniversitesi’nde mikrobiyolog olan ve fon alan üç araştırma grubundan birine liderlik eden Stephen Techtmann. Bununla birlikte, başlangıçta bu çabanın “gerçekten işe yarayacak bir şeyden çok bilim-kurgu gibi hissettirdiğini” söyledi.
Bu belirsizlik çok önemliydi. Savunma İleri Araştırma Projeleri Ajansı ya da DARPA, yüksek riskli, yüksek ödüllü projeleri destekler. Bu, herhangi bir bireysel çabanın başarısızlıkla sonuçlanma ihtimalinin yüksek olduğu anlamına geliyor. Ancak bir proje başarılı olduğunda, gerçek bir bilimsel atılım olma potansiyeline sahiptir. “Amacımız inançsızlıktan, ‘Benimle dalga mı geçiyorsunuz? Ne yapmak istiyorsunuz?“ sorusundan ‘Biliyor musunuz, bu gerçekten uygulanabilir olabilir’ sorusuna geçmek.” diyor DARPA’da plastik atık projelerini denetleyen program yöneticisi Leonard Tender.
Plastik üretimi ve bertarafı ile ilgili sorunlar iyi bilinmektedir. Birleşmiş Milletler Çevre Programı’na göre, dünya yılda yaklaşık 440 milyon ton plastik atık üretiyor. Bu atıkların çoğu çöp sahalarında ya da mikroplastiklerin, plastik topakların ve plastik poşetlerin yaban hayatı için tehdit oluşturduğu okyanuslarda son buluyor. Pek çok hükümet ve uzman sorunun çözümü için üretimin azaltılması gerektiği konusunda hemfikir ve bazı ülkeler ve ABD eyaletleri geri dönüşümü teşvik etmek için ek politikalar uygulamaya başladı.
Bilim insanları da yıllardır plastik yiyen çeşitli bakteri türleriyle deneyler yapıyor. Ancak DARPA, plastiği tamamen başka bir şey yaratmak için kullanan kompakt ve mobil bir çözüm arayışında biraz farklı bir yaklaşım benimsiyor: insanlar için yiyecek.
Techtmann, amacın insanları plastikle beslemek olmadığını eklemekte acele ediyor. Daha ziyade, sistemindeki plastik yok edici mikropların kendilerinin insan tüketimine uygun olduğunu kanıtlaması umuluyor. Techtmann projenin büyük bir kısmının bir ya da iki yıl içinde hazır olacağına inanırken, bu gıda adımı daha uzun sürebilir. Ekibi şu anda toksisite testi yapıyor ve daha sonra sonuçlarını incelenmek üzere Gıda ve İlaç İdaresi’ne sunacaklar. Tüm bunlar sorunsuz ilerlese bile, ek bir zorluk onları bekliyor. Techtmann, “bence üstesinden gelinmesi gereken bir ick faktörü var” diyor.
Mikropları besine dönüştürmek için çalışan tek kurum ordu değil. Kore’den Finlandiya’ya, az sayıda araştırmacı ve bazı şirketler, mikroorganizmaların bir gün dünyanın artan nüfusunu beslemeye yardımcı olup olamayacağını araştırıyor.
Tender’a göre, DARPA’nın teklif çağrısı aynı anda iki sorunu çözmeyi amaçlıyordu. İlk olarak, ajans tedarik zinciri kırılganlığı olarak adlandırdığı durumu azaltmayı umuyordu: Savaş sırasında ordunun uzak yerlerdeki birliklere malzeme taşıması gerekiyor ve bu da araçtaki insanlar için güvenlik riski yaratıyor. Ayrıca kurum, plastik atıklarla başa çıkmanın bir yolu olarak tehlikeli yakma çukurlarını kullanmayı bırakmak istiyordu. Tender, “Bu atık ürünleri bu alanlardan sorumlu bir şekilde çıkarmak çok büyük bir iş” dedi.
Michigan Tech sistemi, plastiği küçük parçalara ayıran mekanik bir parçalayıcı ile başlıyor ve daha sonra yüksek ısı altında amonyum hidroksit içinde bekletildikleri bir reaktöre taşınıyor. Tek kullanımlık su şişelerinin yapımında yaygın olarak kullanılan PET gibi bazı plastikler bu noktada parçalanır. Askeri gıda ambalajlarında kullanılan diğer plastikler – yani polietilen ve polipropilen – çok daha yüksek ısıya ve oksijen yokluğuna maruz kaldıkları başka bir reaktöre geçirilir.
Bu koşullar altında polietilen ve polipropilen, yakıt ve yağlayıcılara dönüştürülebilecek bileşiklere dönüştürülür. Michigan Tech’te kimya mühendisi olan ve projenin bu bölümünü yöneten David Shonnard, teknolojinin bir kısmını ticarileştirmek için Resurgent Innovation adlı bir startup şirketi kurdu. (Shonnard, araştırma ekibinin diğer üyelerinin sistemin diğer bölümleriyle ilgili ek patentler peşinde olduğunu söyledi).
PET amonyum hidroksit içinde parçalandıktan sonra sıvı başka bir reaktöre taşınıyor ve burada bir mikrop kolonisi tarafından tüketiliyor. Techtmann başlangıçta, parçalanmış plastiği parçalayabilecek bakterileri bulmak için oldukça kirli bir ortama gitmesi gerektiğini düşünüyordu. Ancak ortaya çıktığı üzere, kompost yığınlarından elde edilen bakteriler gerçekten iyi çalıştı. Bunun nedeninin, reaktöre giren parçalanmış plastiğin bazı bitki materyali bileşiklerine benzer bir moleküler yapıya sahip olması olabileceğini söyledi. Bu nedenle, normalde bitkileri yiyecek olan bakteriler belki de bunun yerine enerjilerini plastikten alabilirler.
Techtmann, bakterilerin plastiği tüketmesinin ardından mikropların kurutularak, biraz besin mayası gibi kokan ve yağ, karbonhidrat ve protein dengesine sahip bir toz haline getirildiğini söyledi.
Yenilebilir mikroorganizmalar üzerine yapılan araştırmalar en az 60 yıl öncesine dayanıyor, ancak kanıt gövdesi kesinlikle küçük. (Bir inceleme, 1961’den beri yılda ortalama yedi makale yayınlandığını tahmin ediyor.) Yine de, alandaki araştırmacılar, ülkelerin mikropları bir gıda kaynağı olarak düşünmeleri için iyi nedenler olduğunu söylüyor. Diğer şeylerin yanı sıra, protein açısından zengindirler, Kore İleri Bilim ve Teknoloji Enstitüsü’nde biyomühendis ve araştırma kıdemli başkan yardımcısı olan Sang Yup Lee, Undark’a gönderdiği bir e-postada yazdı. Lee ve diğerleri, mikrop yetiştirmenin geleneksel tarımdan daha az arazi ve su gerektirdiğini belirtti. Bu nedenle, özellikle insan nüfusu arttıkça, daha sürdürülebilir bir beslenme kaynağı olabilirler.
Lee, Michigan Tech projesinin mikrobiyal bölümünü tanımlayan bir makaleyi inceledi ve grubun planlarının uygulanabilir olduğunu söyledi. Ancak önemli bir zorluğa işaret etti: Şu anda, yalnızca belirli mikroorganizmaların yenmesi güvenli kabul ediliyor, yani “laktik asit bakterileri, basiller, bazı mayalar gibi tamamen fermente edilmiş yiyecek ve içecekleri yediklerimiz.” Ama bunlar plastiklerin bozulmasına neden olmaz.
Plastik yiyen mikropları insanlar için yiyecek olarak kullanmadan önce, araştırma ekibi düzenleyicilere maddenin güvenli olduğunu gösteren kanıtlar sunacak. Kanada, Ontario’daki Western Üniversitesi’nde elektrik mühendisi olan Joshua Pearce, ilk toksikoloji taramasını gerçekleştirerek mikropları daha küçük parçalara ayırdı ve bunları bilinen toksinlerle karşılaştırdı.
“Orada kötü bir şey olmadığından oldukça eminiz,” dedi Pearce. Mikropların C. elegans yuvarlak solucanlarına da belirgin bir kötü etki olmadan verildiğini ve ekibin şu anda farelerin mikropları uzun vadede tükettiklerinde nasıl davrandıklarını incelediğini ekledi. Fareler iyi durumdaysa, bir sonraki adım inceleme için verileri Gıda ve İlaç Dairesi’ne sunmak olacaktır.
En azından bir avuç şirket yeni yenilebilir mikrop çeşitlerini ticarileştirmenin çeşitli aşamalarında. Örneğin, Finlandiyalı bir girişim olan Solar Foods, doğada bulunan bir bakteriyi aldı ve Singapur’da kullanımı onaylanan hardal rengi kahverengi tozlu bir ürün yarattı. Undark’a gönderdiği e-postada, şirketin AB ve İngiltere’nin yanı sıra ABD’de de onay başvurusunda bulunduğunu ve yıl sonuna kadar ABD pazarına girmeyi umduğunu belirten Baş Deneyim Sorumlusu Laura Sinisalo, şunları kaydetti:
Techtmann, plastik yiyen mikropların insan tüketimi için güvenli olduğu ortaya çıksa bile, halkın plastik atıklarla beslenen bir şeyi yeme olasılığına karşı çıkabileceğini söyledi. Bu nedenle, bu özel mikrop grubunun, insanların hayatta kalmasına yardımcı olmak için kısa süreli tüketilebileceği uzak askeri üslerde veya afet yardımlarında en faydalı olabileceğini söyledi.
Techtmann, “Bence iğrençlik faktörü konusunda biraz daha az endişe var,” dedi, “eğer gerçekten sadece ‘Bu beni bir veya iki gün daha hayatta tutacak’ ise.”
Kaynak: https://www.popsci.com
Plastik Atıkları Kullanıma Hazır Yakıta Dönüştüren Etkili Bir Yöntem Keşfedildi