Plastik yiyen bakteri ve mantarlar atık sorununa çözüm olabilir mi?

Samantha Jenkins çalıştığı biyoteknoloji firmasının bir araştırma projesi için mantarları incelerken ilginç bir olayla karşılaşmış.

“Tahılla dolu bir kavanoz ve içinde yetişen mantarları düşünün” diye anlatıyor Jenkins. Kendisi Biohm adlı imalat şirketinde biyoteknoloji mühendisi.

Jenkins’in anlattığı olayda ilginç olan şey ise bir mantarın kavanozun hava almasını önlemek üzere kullanılan süngerimsi plastik maddeyi yiyip sindirerek parçalamış olması.

Proje, yalıtım amaçlı biyo panellerde kullanılmak üzere bazı mantarları incelemeye odaklanmış, ancak aç bir mantar türü, olayı başka bir boyuta taşımıştı.

Pipet, plastik çatal-kaşık gibi bir kez kullanılıp atılan plastik malzemeler çevre kirliliği açısından büyük bir sorun. Çevre örgütü Greenpeace’e göre, 2015’te dünyada 6,3 milyar ton plastik tüketildi ve bunların sadece yüzde 9’u geri dönüşüme kazandırıldı. Geri kalanı ise ya yakıldı ya da çöp haline geldi.

Bugün durumun biraz daha iyi olduğu söylenebilir. Avrupa Birliği’nde paketlemede kullanılan plastiğin yüzde 40’ı geri dönüşüme giriyor. 2025’te bunun yüzde 50’ye çıkarılması hedefleniyor.

PET şişeler sorunu

Ancak içecek şişeleri ve birçok alanda kullanılan PET (polietilen terefitalat) gibi bazı plastik türlerinin geleneksel yöntemlerle geri dönüşüme kazandırılması oldukça zor. Peki biyolojik yöntemler bu soruna çare olabilir mi?

Jenkins, söz konusu mantarı PET ve poliüretan plastik üzerinde deniyor.

“Plastiği yerleştiriyorsunuz ve mantar onu yiyor, mantar çoğaldığında ondan yiyecek, hayvan yemi veya antibiyotik yapabilirsiniz” diyor Jenkins.

Bu konuda başka araştırmalarda da başarı kaydedildi.

İskoçya’daki Edinburg Üniversitesi’nden araştırmacılar, koli basilinin (E. coli bakterisi) laboratuvarda üretilen bir türünü kullanarak PET plastik bileşeni olan tereftalik asit molekülünü bir dizi kimyasal tepkime sonucu vanilya tatlandırıcısına dönüştürdü.

Üniversitenin Biyolojik Bilimler Fakültesi’nde görevli Dr. Joanna Sadler, “Araştırmamız henüz çok erken aşamada ve süreci daha etkili ve ekonomik kılmanın yollarını bulmak için daha fazla çalışma yürütmemiz gerekiyor” diyor.

‘Heyecan verici başlangıç’

“Ama bu heyecan verici bir başlangıç noktası ve süreç ilerlediğinde gelecekte ticari olarak pratik bir çözüm olma potansiyeli var.”

Almanya’nın Leipzig kentindeki Helmholtz Çevre Araştırma Merkezi’nde bir araştırma ekibi de bölgedeki çöplerde bulunan bir bakterinin poliüretanı parçalamada kullanılması üzerinde çalışıyor.

Psödomonas sp. TDA1 adı verilen bakteri, kendi kütlesini artırmak üzere yarısı kadar plastik tüketiyor ve geri kalanı karbondioksit olarak çıkarıyor.

Plastik yiyen diğer organizmalar gibi Psödomonas da poliüretan enzimlerini parçalıyor. Araştırma ekibi, bu enzimleri tanıyan genlerin tespiti amacıyla bakterinin genom analizini tamamladı.

Ancak bu tekniklerin ekonomik olarak ne derece elverişli olacağı konusunda şüpheler var.

ABD’deki Michigan Eyalet Üniversitesi’nden Prof. Ramani Narayan’a göre, PET plastiğin bileşenlerinin mikroplar yoluyla parçalanması bilimsel olarak ilgi çekici ve daha fazla araştırma gerektiriyor, ancak bu teknolojinin, etkinliği kanıtlanmış ticari dönüşüm teknolojileri ile yarışabilir düzeyde olması gerekiyor.

Fransız şirketi Carbios ise yeni teknolojilerin ticari olarak etkinlik kazanmasında bir adım daha önde. Organik gübre üretimi sürecinde bulunan bir enzimi kullanarak PET plastiği parçalama çalışması yürütüyor.

L’Oreal ve Nestle gibi tüketici ürünleri üreten büyük şirketlerle ortaklık halinde çalışan firma, enzimlerle geri dönüşümü sağlanan plastik kullanarak gıda muhafazasında kullanılacak PET şişeler üretti.

Mevcut diğer geri dönüşüm yöntemlerinden farklı olarak bu enzimler renkli PET şişelerde de işe yarıyor.

‘Yapılacak çok iş var’

Ancak bu şekilde üretilen şişelerin maliyeti petrokimya ürünleri kullanımı içeren yöntemin iki katına ulaşıyor.

Ancak gelecekte bu teknolojinin geleneksel şişe üretimi maliyeti düzeyine düşürülmesi potansiyeli olduğuna inanılıyor.

Leipzig Üniversitesi Analitik Kimya Enstitüsü’nden Dr. Wolfgang Zimmermann, Carbio firmasının tekniğinin ümit vaat ettiğini söylüyor.

“Enzimler oldukça yararlı, zira çok spesifikler ve paketin kirli olması onlar için önemli değil. Fazla enerjiye de ihtiyaç duymuyorlar. Ayrıca miktarları üzerinde oynanabiliyor. Enzimler küçük birimler halinde kullanılabilir ve bu düşük karbon ayak izi demektir. Üstelik metropollerin dışında, gelişmekte olan ülkelerde veya ıssız bölgelerde kullanılabilirler.”

Ancak Zimmermann bu enzimlerin her derde deva olamayacağını belirtiyor.

“Bu enzim kullanılarak PET şişelerin geri dönüşümü sağlanabilir, ama maalesef bu şişelerde kristalleşme oranı yüksek olduğundan enzimle parçalanmaya oldukça dayanıklılar. Bu yüzden bu maddeyi eritip kristalleşmesini azaltmak için ön işlem yapmak ve ekstra enerji harcamak gerekiyor.

“Bu işlemin ardından enzimle parçalama mümkün, ama hem ekonomik açıdan hem de karbon izi bakımından mantıklı değil bu.”

Carbios’un CEO yardımcısı Martin Stephan da enzim yoluyla geri dönüşümün bugün için oldukça dar bir alanda uygulanabileceğini kabul ediyor.

“Geliştirdiğimiz teknoloji, yıllık üretimi 75 milyon ton olan sadece iki polyester bakımından geçerli. Dünya çapında üretilen plastik ürün miktarı ise 350 milyon ton civarında. Önümüzde yapılacak çok iş var.”