Balıklardan ilham alınan filtreyle mikroplastiklere karşı dev adım

Bonn Üniversitesi'nde görev yapan araştırmacılar, çamaşır makinelerinin atık suyunda bulunan ve insan sağlığı ile çevreye ciddi zararlar verebilen mikroplastiklerin azaltılması için önemli bir buluşa imza attı. Balıkların solungaç yapısından esinlenilerek tasarlanan yeni filtre, yapılan ilk testlerde çamaşır makinesi atık suyundaki mikroplastiklerin %99'dan fazlasını sudan ayırmayı başardı. Bu gelişme, hem evlerde kullanılan çamaşır makinelerinin çevre üzerindeki olumsuz etkilerini azaltmayı hem de mikroplastik kirliliğinin önüne geçmeyi hedefliyor.

Çamaşır makinelerinden kaynaklanan mikroplastik sorunu

Çamaşır makineleri, tekstil ürünlerinin yıkanması sırasında ortaya çıkan mikroplastiklerin başlıca kaynaklarından biri olarak öne çıkıyor. Dört kişilik bir ailenin kullandığı tek bir çamaşır makinesi, yılda yaklaşık 500 gram mikroplastik salabiliyor. Bu miktar, kumaşların yıpranmasıyla oluşan küçük plastik liflerin suya karışması sonucu ortaya çıkıyor. Atık suyla birlikte kanalizasyona karışan bu mikroplastikler, arıtma tesislerinde biriken kanalizasyon çamurunda toplanıyor. Çoğu zaman bu çamur gübre olarak tarım arazilerine serildiği için, mikroplastik lifler doğrudan toprağa ve dolayısıyla gıda zincirine kadar ulaşabiliyor. Bu durum, mikroplastiklerin çevredeki yayılımını hızlandırırken, insan ve hayvan sağlığı üzerinde de ciddi riskler oluşturuyor.

Son yıllarda yapılan araştırmalar, mikroplastiklerin sadece çevreyi değil, insan sağlığını da tehdit ettiğini gösteriyor. Anne sütünde, plasentada ve hatta insan beyninde bile mikroplastik parçacıklarına rastlanması, bu sorunun ne kadar yaygın ve tehlikeli boyutlara ulaştığını ortaya koyuyor. Bu nedenle, mikroplastiklerin kaynağında tutulması ve çevreye yayılmasının önlenmesi, sürdürülebilir bir gelecek için büyük önem taşıyor.

Balıkların solungaçlarından ilham alan yenilikçi filtre

Bonn Üniversitesi Organizmik Biyoloji Enstitüsü'nden Dr. Leandra Hamann ve ekibi, mikroplastiklerin çamaşır makinelerinden suya karışmasını önlemek amacıyla doğadan ilham alan bir çözüm geliştirdi. Balıkların solungaç kemeri sistemi, evrimsel süreçte oldukça etkili bir filtreleme mekanizması olarak öne çıkıyor. Özellikle uskumru, sardalya ve hamsi gibi türler, ağızlarını açarak yüzdüklerinde planktonları solungaç kemerleriyle yakalıyor. Bu sistemin temel özelliği, çapraz akış filtrasyonu sayesinde suyun içindeki küçük parçacıkları etkili bir şekilde süzebilmesi.

Bilim insanları, balıkların bu doğal filtreleme yöntemini detaylı şekilde inceledi. Solungaç kemeri sistemi, balığın ağzında geniş başlayıp yemek borusuna doğru daralan bir huni şeklinde yapıdan oluşuyor. Bu huninin duvarları, branchial kemerler ve üzerlerindeki tarak benzeri küçük dişlerle destekleniyor. Böylece, su huninin duvarlarından geçerken içindeki planktonlar ve diğer parçacıklar tutuluyor, temizlenen su ise solungaçlardan dışarı atılıyor. Plankton gibi daha büyük parçacıklar ise huninin eğimi sayesinde yemek borusuna doğru yuvarlanıyor ve balık tarafından yutuluyor. Bu mekanizma, filtrenin tıkanmasını engelliyor ve sürekli olarak kendi kendini temizliyor.

Hamann ve ekibi, bu biyolojik sistemi model alarak çamaşır makinelerine entegre edilebilecek bir filtre tasarladı. Filtrenin ağ boyutu ve huninin açısı, mikroplastik liflerin en verimli şekilde tutulabileceği şekilde optimize edildi. Böylece, hem yüksek oranda mikroplastik ayrımı sağlanıyor hem de filtrenin tıkanması önleniyor. Araştırmacılar, bu filtreyi geliştirmek için laboratuvar deneylerinin yanı sıra bilgisayar simülasyonlarından da yararlandı.

Mikroplastik filtre teknolojisinin avantajları ve uygulama süreci

Geliştirilen mikroplastik filtre, sadece yüksek verimlilikle çalışmakla kalmıyor, aynı zamanda ekonomik üretim imkanı da sunuyor. Filtrenin karmaşık mekanik parçalara ihtiyaç duymadan üretilebilmesi, maliyetleri önemli ölçüde düşürüyor. Filtre, çamaşır makinesinden çıkan atık sudaki mikroplastikleri topluyor ve çıkış noktasında biriktiriyor. Toplanan mikroplastikler, belirli aralıklarla preslenerek kompakt plastik peletler haline getirilebiliyor. Bu peletler, birkaç düzine yıkama sonrasında kolayca çıkarılıp genel atıkla birlikte bertaraf edilebiliyor.