Atıksulardan mikroplastiklerin uzaklaştırılmasında aktif çamur ve elektrokoagülasyonun karşılaştırmalı değerlendirmesi

Kanalizasyondaki küçük plastik parçacıklar gündelik yaşamı neden etkiler

Her çamaşır yıkadığımızda, gıda kaplarını duruladığımızda ya da plastik ambalajlı ürünler kullandığımızda, görünmeyecek kadar küçük plastik parçacıklar giderden süzülür. Bu “mikroplastikler” atıksu arıtma tesislerinden geçip nehir ve denizlere ulaşabilir; orada balıklar tarafından yenebilir ve nihayetinde tekrar tabağımıza gelebilir. Bu çalışma basit ama önemli bir soruyu soruyor: tipik bir kentsel kanalizasyon arıtma tesisi bu parçacıkları ne kadar iyi uzaklaştırıyor ve nispeten basit bir ek işlem çevreye daha az parçacık gitmesini sağlar mı?

Küçük plastikler, büyük çevre sorunu

Mikroplastikler beş milimetreden küçük—çoğu zaman çok daha küçük—plastik parça ve liflerdir. Poşet ve şişelerin parçalanmasından, sentetik giysilerin yıkama sırasında tüy dökmesinden ve bir zamanlar kişisel bakım ürünlerinde kullanılan küçük boncuklardan kaynaklanırlar. Plastik tamamen çözünmediği için bu parçacıklar suda yıllarca kalabilir. Fitoplanktondan balıklara kadar pek çok canlı tarafından yutulabilirler, yüzeylerinde zararlı kimyasalları ve metalleri taşıyabilirler ve potansiyel patojenler de dahil olmak üzere mikrobiyal topluluklara ev sahipliği yapabilirler. Kanalizasyon arıtma tesisleri kritik bir dar boğazdır: büyük miktarda atıksuyu işlerler ve bu parçacıkları yakalayabilir veya aşağı akıştaki su yollarına gönderebilirler.

Gerçek bir arıtma tesisine yakından bakış

Araştırmacılar, mikroorganizmaların organik atığı parçaladığı yaygın bir yöntem olan aktif çamur kullanan Mısır’daki Kafr Saad Şehri’ndeki bir kanalizasyon arıtma tesisine odaklandı. Yaz boyunca bir ay boyunca gelen kanalizasyonu ve son arıtılmış suyu topladılar ve numunelere laboratuvardan gelecek yabancı liflerin karışmaması için özenle işlem uyguladılar. Doğal artık maddeleri uzaklaştırmak için kimyasal sindirim, plastikleri daha ağır tanelerden ayırmak için yoğunluk ayırma ve mikrondan daha küçük parçacıkları yakalamak için ince filtreler kullandılar. Stereomikroskoplar ve elektron mikroskopları altında parçacıkları sayıp görüntülediler; hangi plastik türlerinin bulunduğunu belirlemek için kızılötesi ışık temelli teknikler ve elemental analiz uyguladılar.

Mevcut arıtmanın performansı—ve nerede yetersiz kaldığı

Herhangi bir arıtmadan önce, gelen kanalizasyonun her litresi yaklaşık 136 mikroplastik parça içeriyordu; bunların çoğu ince lifler ve düzensiz parçalar olup çeşitli renklerdeydi. Tesisin standart adımlarından—çökeltme tankları, mikroorganizmalarla havalandırma ve dezenfeksiyon—geçtikten sonra bu sayı litre başına yaklaşık 23 parçaya düştü; bu da yaklaşık %83 oranında uzaklaştırma demek. Bu etkileyici görünse de, özellikle yakalanması en zor olan en küçük ve en hafif parçacıklar olmak üzere tesisin her gün milyonlarca parçacık salabileceği anlamına geliyor. Ekip tarafından elde edilen kimyasal parmak izleri, parçacıkların çoğunun ambalaj ve tekstilde yaygın olarak kullanılan polietilen ve polipropilen gibi günlük plastiklerden oluştuğunu; daha küçük miktarlarda polyester, polistiren ve diğer polimerlerin de bulunduğunu gösterdi.

Plastikleri birbirine yapıştırmak için elektriğin eklenmesi

Uzaklaştırmanın iyileşip iyileşmeyeceğini görmek için bilim insanları ham ve zaten arıtılmış su üzerinde elektrokoagülasyon adı verilen ek bir adımı test etti. Bu yöntemde suya basit metal plakalar yerleştirilir ve düşük bir elektrik akımı uygulanır. Metal yavaşça çözünerek yüklenmiş parçacıklar salar; bu parçacıklar mikroplastikleri ve diğer kirleticileri daha büyük “floklar” halinde bir araya getirmeye teşvik eder; bu floklar ya yüzer ya da çöker ve sonra ayrıştırılabilir. Laboratuvar reaktörlerinde alüminyum plakalar ve ılımlı işletme koşulları kullanıldığında, ön arıtılmış kanalizasyondaki konsantrasyon litre başına yaklaşık 12 parçaya; zaten arıtılmış suda ise sadece litre başına 2 parçaya düştü; bu da konvansiyonel işlem tek başına olduğundan daha iyi olan %91’in üzerinde uzaklaştırma verimlerine karşılık geliyor. Mikroskopi ve elemental analiz, bu adımı takiben geriye kalanların büyük ölçüde plastikten ziyade inorganik kalıntı olduğunu doğruladı.

Daha temiz su için bunun anlamı

Uzman olmayanlar için ana mesaj şudur: iyi işletilen arıtma tesisleri bile mikroplastik salgılar; ancak nispeten düşük teknolojili bir elektrikli işlem, kaçan parçacıkların çoğunu uzaklaştırabilir. Plastik zerreciklerinin bir araya gelip çökmesini teşvik ederek elektrokoagülasyon, yakalanması zor bir parçacık sisini çamur olarak yönetilebilecek daha büyük kütlelere dönüştürür. Çalışma, bu adımın olağan biyolojik arıtmadan sonra kurulmasının, sistemi fazla yüklemeden veya esas temizlik işini yapan mikroorganizmaları bozmeden nehire ve denizlere giden mikroplastik kirliliğini önemli ölçüde azaltabileceğini öne sürüyor. Tam ölçekli denemeler hâlâ gerekli olmakla birlikte, bu birleşik yaklaşım sucul ortamlara—ve nihayetinde yiyeceklerimiz ve içme suyumuzdan—daha fazla plastik karışmasını önlemenin umut verici bir yolunu sunuyor.

Atıf: El-Ezaby, K.H., Abou Samra, R.M., Hamzawy, A.H. et al. Comparative evaluation of activated sludge and electrocoagulation for microplastics removal from sewage. Sci Rep 16, 9675 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-41175-1

Anahtar kelimeler: mikroplastikler, atıksu arıtma, elektrokoagülasyon, aktif çamur, kanalizasyon kirliliği