Plastik kullanımının hızla artmasıyla birlikte çevresel sorunlar yalnızca atık yönetimiyle sınırlı kalmamış, insan sağlığını doğrudan etkileyen yeni risk alanları ortaya çıkmıştır. Bu risklerin başında gelen mikroplastikler; denizlerde, nehirlerde, toprakta ve artık içme suyu kaynaklarında dahi tespit edilmektedir. Gözle görülmeyecek kadar küçük boyutlara ulaşan bu parçacıklar, hem ekosistem hem de halk sağlığı açısından giderek büyüyen bir tehdit oluşturmaktadır.

Son yıllarda yapılan bilimsel araştırmalar, mikroplastiklerin yalnızca çevrede değil, insan vücudunda da birikebildiğini ortaya koymaktadır. İçme suyu sistemlerinde kullanılan malzemelerden arıtma teknolojilerine kadar pek çok unsur, bu görünmez kirleticilerin kontrol altına alınmasında kritik rol oynamaktadır. Bu nedenle mikroplastik sorunu, artık yalnızca çevre bilimlerinin değil; su yönetimi, mekanik tesisat ve arıtma teknolojilerinin de temel gündem maddelerinden biri haline gelmiştir.

Mikroplastikler:  İçme Suyu Güvenliği ve Arıtma Teknolojileri:

Son zamanlarda bilim insanlarının dikkat çekmeye çalıştığı sorunlardan biri mikroplastiklerdir. İkinci Sanayi Devrimi’nin gerçekleşmesiyle birlikte plastik üretimi katlanarak artmış ve kısa sürede pek çok sektörde vazgeçilmez bir malzeme haline gelmiştir. Hafifliği, dayanıklılığı ve düşük maliyeti nedeniyle tercih edilen plastikler, zamanla ambalajdan inşaata, otomotivden sağlık sektörüne kadar geniş bir kullanım alanı bulmuştur Ancak bu yaygın ve kontrolsüz kullanım doğada çözünmeyen atıkların hızla birikmesine ve günümüzde mikroplastik sorununun oluşmasına sebep olmuştur. Doğaya entegre olamayan bu atıklar parçalanarak gözle görülmeyecek boyutlara ulaşmış ve hem kara hem de su ekosistemlerine zarar verecek şekilde yayılmıştır. Mikroplastikler, 5 mm’den küçük plastik parçacıkları olarak tanımlanır ve artık  içme suyu kaynaklarında dahi tespit edilebilmektedir.
Birleşmiş Milletler’in yayınlamış olduğu raporlara göre, yılda yaklaşık 11 milyon ton plastik atık okyanuslara karışmaktadır ve bu miktarın 2040 yılına kadar iki katına çıkacağı öngörülmektedir. Bu parçacıkların yalnızca deniz ve nehir ekosistemini değil, kara yaşamını ve hatta insanların günlük yaşamda tükettiği içme suyunu da doğrudan etkilediği artık bilimsel olarak ortaya konulabilmektedir.

Mekanik tesisat sektörü açısından bakıldığında, mikroplastikler yalnızca çevresel bir sorun değil, aynı zamanda su tesisatı, arıtma teknolojileri ve bina sağlığı için de önemli bir gündem konusudur.

Mikroplastiklerin Kaynakları

Mikroplastikleri 3 ayrı kategoride sınıflandırmak gerekir.

• Birincil Mikroplastikler: Doğrudan küçük boyutlarda üretilmiş plastiklerdir. Kozmetik ürünleri (mikroboncuklar), deterjanlar, endüstriyel kumlama malzemeleri, sentetik tekstil lifleri, çamaşır makinelerinden çıkan sentetik lifler bu kategoriye girer.
• İkincil Mikroplastikler: Daha büyük plastik ürünlerin fiziksel, kimyasal veya biyolojik etkenlerle parçalanması sonucu ortaya çıkar. Plastik şişeler, torbalar, balıkçı ağları, lastik aşınmasıyla oluşan parçacıklar, boru ve vana gibi tesisat elemanlarından kopan mikro parçalar olarak örnekleyebiliriz.
• Nanoplastikler: <1 mikrondan küçük parçacıklardır. Gözle görülemez ve klasik filtrasyon yöntemleriyle giderilmesi çok zordur. Bilimsel olarak en çok tartışılan gruptur.

Mikroplastikler yalnızca çevrede değil, insan vücudunda da birikmektedir. Anne sütünde, bebek kanında ve hatta göbek kordonu örneklerinde mikroplastik parçacıkların varlığına dair bilimsel yayınlar bulunmaktadır. 2021’de Environment International dergisinde çıkan bir çalışmada, yeni doğan bebeklerden alınan kan örneklerinde nanoplastik düzeylerinin yetişkinlerden daha yüksek olduğu bulunmuştur. Bunun nedeni, bebek biberonları ve emziklerde kullanılan polipropilen gibi plastik malzemelerin parçalanması olarak belirtilmiştir.

Bu bulgular, mikroplastiklerin ve nanoplastiklerin geleceğin en önemli halk sağlığı sorunlarından biri olabileceğinin sinyallerini vermektedir.

Şehirlerdeki başlıca kirlilik kaynakları:Evsel ve endüstriyel çamaşır makinelerinden çıkan sentetik elyaflar, lastik aşınmasından kaynaklanan parçacıklar (otomobiller, plastik halı kaplı futbol sahaları ve çocuk parkları dahil), otoyollarda biriken sularla taşınan mikroplastikler, plastik şişelerden çözünen parçalar ve içme suyu tesisatında kullanılan düşük kaliteli plastik malzemeler, çevreye yayılan başlıca mikroplastik kaynaklarıdır
Endüstriyel ölçekte kirlilik kaynakları: Boya, kaplama, plastik üretim tesisleri ve kimya sanayi en önemli mikroplastik atık kaynaklarıdır.

İçme Sularındaki Mikroplastik Varlığı

Dünya Sağlık Örgütü’nün (WHO, 2019) raporuna göre incelenen şebeke suyu örneklerinin büyük çoğunluğunda mikroplastik parçacıkları tespit edilmiştir. Şişelenmiş sularda ise ambalaj malzemesinden kaynaklanan ilaveten bir kontaminasyon söz konusu olup, bazı numunelerde litre başına 1000 parçacığa kadar mikroplastik yoğunluğu gözlemlenmiştir. Bu veriler ambalaj sürecinin ve kullanılan plastik malzemelerin içme suyu kalitesinde ne kadar kritik bir öneme sahip olduğunu ispatlamıştır.

Şekil 1. İçme suyunda mikroplastiklerin boyutsal dağılımı.

Kaynak: WHO, 2019 – Microplastics in Drinking Water

Sağlık Üzerindeki Olası Etkileri:

Mikroplastiklerin insan sağlığı üzerindeki etkileri halen araştırılmaktadır. WHO’ya göre kesin kanıtlar sınırlı olsa da mikroplastikler mutlaka önlem alınması gereken potansiyel bir risk olarak önümüzde durmaktadır.

– Mide-bağırsak sistemi: Sindirim sistemine girerek bağırsak duvarında iltihabi reaksiyonlara neden olabilir.
– Ağır metaller, pestisitler ve patojenler için taşıyıcı yüzey işlevi görür.
– Nanoplastik boyutuna inen parçacıkların hücre zarını geçebildiği ve oksidatif strese yol açabildiği görülmüştür.

Günümüzde yüksek stres düzeyi çoğunlukla sosyal ve psikolojik etkenlere bağlansa da, gıda ve su kaynaklı etkilerin bu tabloda göz ardı edilemeyecek bir payı olabileceğini değerlendirmek zorundayız.

Mikroplastiklerin İçme Suyundan Uzaklaştırılmasında Arıtma Teknolojileri:

Su arıtma tesislerinde mikroplastiklerin bertaraf edilme verimliliği, uygulanan arıtma metoduna bağlı olarak değerlendirilmektedir. Klasik yöntemlerden ileri membran teknolojilerine kadar uzanan farklı kademelerde arıtma süreçleri uygulanmaktadır.

Kum Filtrasyonu:

Klasik hızlı kum filtreleri, içme suyu arıtımında en yaygın kullanılan yöntemlerden biridir. 10-50 mikron çapından büyük partiküllerin giderimi sağlanır. Dolayısıyla mikroplastik parçacıkların da tutulmasında belirli bir etkinliğe sahiptir. Ancak partikül boyutu küçüldükçe tutulma verimliliği önemli ölçüde azalmaktadır. Özellikle 10 µm altındaki parçacıkların %30–50’si kum filtresinde tutulamamaktadır. Bu nedenle kum filtreleri, mikroplastik gideriminde tek başına yeterli değildir ve genellikle ilk aşama arıtma basamağı olarak değerlendirilir. İçme ve kullanma suyu arıtma sistemlerinde dezenfeksiyon öncesi 5-20 µm hassasiyetindeki mikrofiltrasyon ünitelerinin kullanılması bu sebeple ayrı bir önem taşımaktadır.

Koagülasyon–Flokülasyon:

Bu yöntem, mikroplastiklerin yüzey yüklerinin nötralize edilerek daha büyük floklar oluşturulmasına dayanır. Alüminyum sülfat veya demir tuzları gibi koagülantların etkisiyle parçacıklar birbirine yaklaşır, floklaşır ve çökelmeye uygun boyutlara ulaşır. 20–500 µm boyutundaki mikroplastikler bu yöntemle %70–90 oranında giderilebilir.  (Ma et al., 2019). Ancak 1 µm’den küçük nanoplastikler yeterince flok oluşturamadığı için verimlilik %20’nin altına düşmektedir. Dolayısıyla bu yöntem, küçük boyutlu partiküller için yeterli sonucu vermemektedir. Ham sudaki partikül boyut dağılımının önceden analiz edilmesi, uygun arıtma prosesinin seçilmesi ve işletme sürecinin etkin yönetimi için temel bir gerekliliktir.

Çöktürme:

Flokülasyon sonrası oluşan büyük floklar çöktürme havuzlarında dibe çöker ve %80-90 oranında giderim sağlanır. Mikroplastiklerin yoğunluğu genellikle sudan düşük olduğu için, parçacıkların tamamen çökelmesi her zaman mümkün olmaz. Bu nedenle çöktürme, özellikle yoğunluğu yüksek partiküllerde verimli çalışır. Yoğunluğu sudan düşük olan partiküller ise (ör. polipropilen, yoğunluk 0.90 g/cm³) yüzeyde kalma eğilimindedir ve giderim verimliliği %30’ların altında kalmaktadır.

Ultrafiltrasyon (UF):

Gözenek boyutları 0,01–0,1 µm arasında değişen UF membranları, mikroplastiklerin önemli bir kısmını mekanik eliminasyon yoluyla tutabilmekte ve %80–90 verimlilik elde edilebilmektedir. Ayrıca UF sistemleri kompakt yapıları ve düşük enerji gereksinimleri nedeniyle büyük ölçekli arıtma tesislerinde ön arıtma ve içme suyu temininde yaygın olarak tercih edilmektedir. 50 nm (0.05 µm) boyutundaki parçacıklarda bile %75’e varan giderim elde edilmiştir.  (Pivokonsky et al., 2018) UF sistemi mekanik tesisat uygulamalarında hem endüstriyel su hem de içme suyu elde etme amacıyla kurulan tesislerde giderek daha çok uygulanan bir yöntem haline gelmiştir.

Nanofiltrasyon (NF):

NF membranlarıyla, hem tuz giderimi (%50–80) hem de mikroplastik giderimi açısından verimliliği yüksek çözümler elde etmek mümkündür. ( %90<) Özellikle 200 nm’den büyük mikroplastiklerin büyük çoğunluğu NF membranları tarafından tutulur. Bununla birlikte NF sistemlerinin işletme maliyetleri UF’ye kıyasla daha yüksektir ve NF sistemlerinde ortaya çıkan konsantre atık su yüksek konsantrasyonda kirletici içerdiği için çevreye doğrudan verilmez; özel bertaraf veya geri kazanım yöntemleriyle takviye edilmesi gerekir.

Ters Osmoz (RO):

Yaklaşık 0,0001 µm gözenek boyutuna sahip olan RO membranları, mikroplastiklerin ve hatta nanoplastiklerin gideriminde en etkili yöntemlerden biridir. %99’un üzerinde verim sağlamaktadır. 20–100 nm boyutundaki partiküllerde bile %99,5’e varan verimlilikle sonuç alınmıştır. Ancak ters osmoz sistemlerde yüksek işletme basıncı gerekliliği enerji ihtiyacını artırmakta ve işletme maliyetlerini yükseltmektedir. Ayrıca membran tıkanmalarının önlenebilmesi için ön arıtma sistemleri zorunludur. Artan çevresel kirlilik, şebeke suyu nakil hatlarındaki yıpranma ve su depolarında yaşanan hijyen sorunları, ters osmozlu içme suyu arıtma cihazlarının evsel kullanımını dünya genelinde ve ülkemizde hızla yaygınlaştırmıştır. Mikroplastikler açısından değerlendirdiğimizde evsel önlemlerin kolaylıkla alınabileceğini söylemek mümkündür.

Ozonlama:

Ozon, güçlü bir oksidan olarak mikroplastiklerin polimer zincirlerinde parçalanmaya yol açabilir. Bu sayede partiküllerin boyutları küçülür, ancak tam anlamıyla mineralizasyon sağlanmaz. Ayrıca parçalanma sonrası oluşan daha küçük parçacıklar (örneğin nanoplastikler) potansiyel olarak daha toksik olabilir. Bu nedenle ozonlama tek başına yeterli bir yöntem değildir, genellikle ileri arıtma basamaklarının bir parçası olarak kullanılır

Aktif Karbon Filtrasyonu:

Aktif karbon, karbon esaslı gözenekli bir adsorban malzeme olup, su arıtımında mikro kirleticilerin ve organik bileşiklerin tutulmasında yaygın olarak kullanılmaktadır. Hem toz (PAC) hem de granüler (GAC) aktif karbon, mikroplastiklerin yüzeyine adsorbe olmuş pestisitler, ağır metaller ve organik kirleticilerin giderilmesinde başarılı sonuçlar vermektedir. Ancak polimer esaslı parçacıkların doğrudan gideriminde etkinliği sınırlıdır. Bu nedenle aktif karbon genellikle UF veya RO gibi membran teknolojileriyle kombine edilerek daha bütünsel bir arıtma sağlanır. İçme ve kullanma suyu arıtma tesislerinde yaygın kullanılan aktif karbon esaslı adsorbanlar, serbest klorun uzaklaştırılmasında etkin rol oynarken, mikroplastiklerin yüzeyinde adsorbe olmuş organik kirleticilerin ve pestisitlerin giderilmesine de dolaylı olarak hizmet etmektedir. Bu nedenle aktif karbon prosesleri, modern arıtma tesislerinin vazgeçilmez temel süreçlerinden biri kabul edilmektedir.

Şekil 2. Arıtma teknolojilerinin mikroplastik giderim verimliliği.

Mekanik Tesisat ve Malzeme Seçiminin Önemi

Mikroplastiklerin içme suyuna karışmasında, tesisat ve depolama malzemelerinin de rolü vardır. Plastik boruların ve vanaların kalitesi kadar, plastik su depoları da önemlidir. Bu depolar, korozyona dayanıklılıkları ve hijyenik özellikleri sayesinde uzun yıllardır tercih edilmektedir. Ancak, özellikle güneş ışığına maruz kalan veya düzenli bakımı yapılmayan depolarda yüzeyden mikro parçacıkların koparak suya karışma riski söz konusu olabilir. Dolayısıyla doğru hammadde seçimi, UV ışığından korunma ve periyodik temizlik ile bu risk büyük ölçüde yönetilebilir.

İçme suyu tesisatlarında yaygın olarak kullanılan plastik malzemeler arasında polietilen (PE), polipropilen (PP), polivinil klorür (PVC) ve pex (çapraz bağlı polietilen, PEX) borular öne çıkmaktadır. Her malzemenin avantajları bulunsa da, mikroplastik salınımı açısından belirli riskler taşımaktadır:

Polietilen (PE) borular: Yüksek dayanıklılıkları ve düşük maliyetleri nedeniyle tercih edilmektedir. Ancak yüksek sıcaklığa ve UV ışınlarına uzun süre maruz kaldıklarında yüzeyden mikro parçacıkların kopması mümkündür.

Polipropilen (PP) borular: Kimyasallara karşı dayanıklı olmaları ve hijyenik özellikleri sebebiyle yaygın olarak kullanılır. Fakat sürekli sıcak suya maruz kaldığında moleküler yapıda zayıflamalar ve mikroplastik salınımı görülebilir.

Polivinil Klorür (PVC) borular: Kolay işlenebilirliği ve uzun ömrü ile tercih edilir. Ancak üretim sürecinde kullanılan katkı maddeleri (plastifiyanlar) zamanla suya geçebilir ve mikroplastiklerle birlikte çözünmüş organik bileşik riskini de artırabilir.

PEX (Çapraz bağlı polietilen): Özellikle sıcak su tesisatlarında kullanılmaktadır. Mekanik dayanıklılığı yüksek olmakla birlikte, yüksek sıcaklık ve klor gibi dezenfektan kimyasallara maruz kaldığında yüzeyden parçacık kopmaları meydana gelebilmektedir.

Ayrıca tesisatta kullanılan plastik vanalar, contalar ve bağlantı parçaları da sürtünme, basınç değişimleri veya kimyasal temas sonucunda mikroplastik salımına yol açmaktadır.

Mikroplastikler, yalnızca göllerin, denizlerin, akarsuların değil, içme suyunun da görünmez tehdidi haline gelmiştir. Mekanik tesisat sektörü, doğru boru malzemelerinin tercih edilmesi, polietilen depoların bilinçli kullanımı, ileri filtrasyon teknolojilerinin yaygınlaştırılması, akıllı izleme sistemleri ve düzenli bakım uygulamalarıyla bu sorunun çözümünde kritik bir rol üstlenmektedir.

Sürdürülebilir su yönetimi; su ve mekanik sistem mühendisleri ile altyapı ve tesisat profesyonellerinin yanı sıra, yerel yönetimlerin, ilgili bakanlıkların ve bireylerin ortak sorumluluğudur. Unutulmamalıdır ki su, yalnızca bugünün değil, gelecek kuşakların da en temel hakkıdır. Mikroplastiklerle mücadele, bu hakkın korunması için ertelenemez bir görev ve insanlığın geleceğine karşı ahlaki bir yükümlülüktür

Kaynakça :

WHO (2019). Microplastics in drinking-water. World Health Organization, Geneva.

Pivokonsky, M., Cermakova, L., Novotna, K., Peer, P., Cajthaml, T., & Janda, V. (2018). Occurrence of microplastics in raw and treated drinking water. Science of the Total Environment, 643, 1644–1651. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.08.102

Oßmann, B. E., Sarau, G., Holtmannspötter, H., Pischetsrieder, M., Christiansen, S. H., & Dicke, W. (2018). Small-sized microplastics and pigmented particles in mineral water produced by different types of packaging. Water Research, 141, 307–316. https://doi.org/10.1016/j.watres.2018.05.027

Koelmans, A. A., Redondo-Hasselerharm, P. E., Nor, N. H. M., & de Ruijter, V. N. (2019). Microplastics in freshwaters and drinking water: Critical review and assessment of data quality. Water Research, 155, 410–422. https://doi.org/10.1016/j.watres.2019.02.054

UNESCO (2023). The United Nations World Water Development Report 2023: Partnerships and Cooperation for Water. Paris: UNESCO.

RIVM (2024). Plastics in the environment: Sources, emissions, pathways and possible solutions. National Institute for Public Health and the Environment, Netherlands.

Bugünün makroplastikleri yarının mikroplastikleridir.

Mikroplastikler, günümüzün en kritik çevre ve halk sağlığı sorunlarından biri olarak içme suyu güvenliğini doğrudan tehdit etmektedir. Özellikle artan plastik tüketimi, yetersiz atık yönetimi ve eskiyen altyapı sistemleri, bu görünmez kirleticilerin su kaynaklarına daha fazla karışmasına neden olmaktadır.

Kum filtrasyonundan ters osmoz sistemlerine kadar geliştirilen ileri arıtma teknolojileri mikroplastiklerin gideriminde önemli çözümler sunsa da, sürdürülebilir sonuçlar için yalnızca arıtma prosesleri yeterli değildir. Doğru tesisat malzemelerinin seçilmesi, düzenli bakım uygulamaları, bilinçli plastik kullanımı ve güçlü çevre politikaları birlikte değerlendirilmelidir.

Su kaynaklarının korunması; mühendislerden yerel yönetimlere, üreticilerden bireylere kadar herkesin ortak sorumluluğudur. Çünkü bugünün makroplastikleri, yarının mikroplastikleri olmaya devam etmektedir.