Diğer başlıklarda su kirliliği üzerine araştırma yaparken, topraklardaki ağır metal kirlenmesini ne kadar ihmal ettiğimizi farkettim. Topraklarımız sadece kimyasal gübreyle kirlenmiyor. Özellikle yol kenarına, maden işleme sahalarına, termik santrallere yakın veya fabrika ve termik santrallerin bacasından çıkan küllere maruz kalan topraklarda ve şehir içerisindeki hobi bahçelerinde ciddi bir kirlenme söz konusu.
Demir, manganez, arsenik, kobalt, kadmiyum, krom, bakır, civa, kurşun, selenyum, vanadyum, molibden, çinko, nikel gibi yoğunluğu 5 g/cm3 ten yküsek olan metaller en büyük kirleticilerdir.
Yukarıdaki metallerden demir, bakır, çinko, mangan ve molibden bitki gelişimi için mutlak gerekli, vanadyum, nikel ve kobalt bitki gelişiminde kısmen etkili elementler olup topraktaki oranları belirli bir oranın üzerine çıktığında toprak kirlenmesi artmakta ve bu ağır metaller üzerinde yetişen bitkiler ve bu bitkilerle beslenen hayvanlar ve insanlara geçerek ciddi toksik etkilere neden olmaktadır. Arsenik, kurşun, kadmiyum, krom ve civa ise toprakta çok küçük oranlarda bulunsalar dahi hem bitkiler, hem de hayvanlar ve insanlar için ciddi toksik etki yaratmaktadırlar.
Bunları nasıl temizleğeceğimize gelince bir kaç türü dışında mikroorganizmalar bile bu kirliliği temizlemede yetersiz kalmaktadır. Çünkü metal kirliliği toprak pH'ını belirgin bir şekilde düşürmekte ve mikroorganizmaların metabolitik aktivitelerinide engellemektedir.
Metallerin mikrobiyolojik anlamda ekstraksiyonu için kullanılan teknikler oldukça sınırlıdır. Bu teknikler biyolojik sızmayı ve yükseltgenme/indirgenme reaksiyonlarını kapsamaktadır. Örneğin
Thiobacillus sp. Fe+2’nin Fe+3’e dönüştürülerek bitki tarafından alınabilir biçime dönüştürülmesine pH=4 seviyelerinde bile işlev gösterebilmektedir. Bir diğer mikroorganizma türü ise
Aspergillus niger mantarları olup bunlar tarafından
sitrik ve glukonik asitlerin üretilmesini içermektedir. Bu asitler, ortamın pH’ını düşürmekte (pH 3,5) ve şelatlaştırıcı madde gibi davranarak metal giderimini sağlamaktadır. Diğer bir biyolojik arıtım metodu ise, metallerin ölü veya canlı alg veya bakteriyal hücreler gibi biyokütleye adsorbe olduğu biyosorpsiyondur.
Biyosorpsiyon
Çeşitli bileşenlerin (organik, inorganik, metal iyonu,
vb.) biyolojik kökenli malzemeler tarafından (biyokütle, biyopolimer
vb.) ortam pH’ına bağlı olarak aktif ya da pasif alınımı olarak tanımlanır. Pasif alınım, biyosorbent yüzeyindeki aktif merkezlere yüzey adsorpsiyonu, kompleks ve şelat oluşumu gibi mekanizmalarla gerçekleşirken, aktif alınım ise, kirleticinin hücre içine alınımı şeklinde olup, kovalent bağ oluşumu, yüzey çöktürme, redoks reaksiyonları, hücre zarında stoplazmaya taşınım ve stoplazmadaki protein, lipit gibi yapılara bağlanma şeklinde olur.
Ancak
Biyosorpsiyon yeni bir teknoloji olup üzerinde henüz çok çalışılmış bir konu değildir.
Fitoremediasyon
Günümüzde Biyosorpsiyona alternatif yöntem ise, ağır metalleri bünyesinde biriktiren türler olan
Thlaspi (çoban çantası), Urtica (ısırgan), Chenopodium (sirken), Polygonum sachalase ve Allyssim (kuduz otu) gibi bazı bitkilerin kadmiyum, bakır, kurşun, nikel ve çinkoyu bünyelerinde biriktirme yetenekleri vardır ve bu nedenle, söz konusu bitkilerin yetiştirilmesi kirlenmiş toprakların arıtılmasında etkili bir yöntem olarak kabul edilmektedir. İşte bu yönteme
Fitoremediasyon denilmekte ve giderek yaygınlaşmakta olan bir teknik olarak karşımıza çıkmaktadır.
Bu konuyla ilgili makaleleri aşağıdaki linklerde bulabilirsiniz.
Fitoremediasyon
TOPRAK KİRLENMESİ VE KİRLENMİŞ TOPRAKLARIN ISLAHI
METALLERLE KİRLENMİŞ TOPRAKLARIN TEMİZLENMESİNDE UYGULANAN TEKNOLOJİLER
Not: Şu ısırgan otu nelere kadir. Bahçelerimizin kenarında sürekli bulunması gereken bir bitki gibi.