Prof. Dr. Ahmet Samsunlu 

Ä°TÜ Ä°nÅŸaat Fak. Çevre Müh. Böl. ÖÄŸretim Üyesi

44. Hükümet Ä°mar ve Ä°skân Bakanı

1.GiriÅŸ

Çevresel ortam ve sucul ortamda rastlanan tıbbi ilaçlardan kaynaklanan mikrokirleticilerin varlığı ve bu ortamlarda yaÅŸayan canlılara olumsuz etkilerinin görülmesi hususunu ilk defa 1975 yılında Ä°zmir'de yapılan 1.Türk-Alman Sempozyumu'nda sunulan bir tebliÄŸden duymuÅŸtum.

Bu tebliÄŸde yapılan çalışmalarda, organizmalar üzerinde tıbbi ilaçlardan kaynaklanan ve tespit edilen bazı etkiler olarak, cinsiyet tersinimleri (deÄŸiÅŸimi), cinsiyet oranlarının deÄŸiÅŸtiÄŸi ifade edilmiÅŸti. Sonraki yıllarda yapılan araÅŸtırmalarda hormonal etkili aktif maddelerin balıklar ve diÄŸer su organizmalarında cinsiyet oranının diÅŸilik lehine deÄŸiÅŸmesine neden olduÄŸu belirtilmektedir.

1990’lı yılların sonlarında mikrokirletici yapıda farmasotik (Ä°lacların hazırlanması, dozajları ve biçimleri gibi konularla ilgilenen bilim dalı) kimyasalların akıbeti konularında yoÄŸun olarak çalışmalara baÅŸlanmıştır. Bilimsel çalışma alanlarımın dışında kalan bu konuyu yakinen takip etmemiÅŸtim. Ä°stanbul Teknik Üniversitesi Çevre MühendisliÄŸi Bölümü’nde yürütülen çalışmaları ve bilhassa öÄŸretim üyelerinden Doç. Dr. Didem Okutman TaÅŸ’ın yayınlarını izlediÄŸimde, konunun ne kadar önemli olduÄŸunu gördüm ve kendisinden Su ve Çevre Teknolojisi Dergisi’nin bu sayısında yayınlanmak üzere bir makale hazırlamasını rica ettim. Bu arada Doç. Okutman’ın aÅŸağıda görülen dört bilimsel ödül aldığını da sizlere hatırlatmak isterim.

- Bilim Akademisi - BAGEP 2017 yılı “Genç Bilim Ä°nsanı Ödülü”

- TÜBA - GEBÄ°P 2015 yılı “Üstün BaÅŸarılı Genç Bilim Ä°nsanı Ödülü”

- FABED 2015 yılı “Eser Tümen Üstün BaÅŸarı Ödülü”

- Georgia Institute of Technology, School of Civil and Environmental Engineering Awards Committee, 2007 “En Ä°yi Doktora Tezi Ödülü”.

Günümüzde artan kaygılar nedeniyle giderek önem kazanan mikrokirleticilerin çevrede yarattığı sorunlar ve bunların arıtma tesislerinde bertarafı hakkındaki bazı genel bilgileri bu köÅŸede sizlerle de paylaÅŸmayı istiyorum.

Mikrokirleticiler - Tıbbi Ä°laçlar

Mikrokirleticilerin birçoÄŸu biyolojik ayrışmaya dirençli olup, geleneksel atıksu arıtma tesislerinde sadece bir kısmı ya da hiç arıtılmadan alıcı ortam lara verilmektedir. Kısmen veya hiç arıtılmadan alıcı ortamlara deÅŸarj olan bu tıbbi ilaçlar (Åžekil 1) nehirlerin, göllerin, denizlerin ve sıklıkla da yeraltı ve içme sularının kirlenmesine sebep olmaktadır (Dereci, 2010).

Avrupa ülkelerinde yapılan çalışmalarda arıtma tesisi çıkışında yeraltı ve yüzeysel sularda yüzün üzerinde ilaç bileÅŸimine rastlanmıştır (Heberer, 2002; Dereci, 2010 içinde). Organik kirleticilerin çevreye olabilecek muhtemel etkileri çoÄŸunlukla bilinmemektedir (Lange ve Dietrich, 2002; Dereci, 2010 içinde).

Almanya’da Bavyera Eyaleti Çevre Dairesi’nde yapılan bir çalışmada Su Piresi (Daphnia) adlı küçük kabukluların bu tip kirleticilere çok duyarlı tepki verdiÄŸi tespit edilmiÅŸtir. Yapılan testlerde Daphnia’nın hareketinin azaldığı ve üremesinin azaldığı izlenmiÅŸtir (Åžekil 2).

Dünya çapında saÄŸlık ve yaÅŸam kalitesini artırmak için yapılan çalışmalar tıbbi (farmasotik) ilaç üretimine ve bu konuda teknolojilerin önemli oranda geliÅŸimine neden olmuÅŸtur. Farmasotiklerin aşırı kullanımı çevre ve insan saÄŸlığını tehdit etmektedir. Farmasotiklerin ve onların metabolitlerinin sucul çevrede ve içme suyunda da konsantrasyon artışları gözlemlenmektedir. Üretim proseslerinde ve hastanelerden çıkan atıklarda, insan ve hayvan atıklarında da farmasotiklere rastlanmaktadır.

Almanya’da her yıl 500 ton asetilsalisilik asit, 180 ton ibuprofen, 75 ton diklofenak satılmaktadır. Bu ülkede yapılan bir çalışmada atıksu arıtma tesisine gelen kanalizasyon suyunda 54 μg/L salisilik asit, 7 μg/L ohidroksihippurik asit ve 5 μg/L gentisik asit; atıksu arıtma tesisinden çıkan sularda ise 0,22 μg/L salisilik asit ölçülmüÅŸtür. AraÅŸtırmalar bu kimyasalların çoÄŸunun atıksu arıtma tesislerinde tamamıyla giderilmediÄŸini, bu nedenle çıkış suyunda bulunduklarını ortaya koymaktadır.

Zor ayrışabilen yapısı nedeniyle diklofenak, atıksu arıtma tesislerinin çıkışında rastlanan en önemli kirleticiler arasında yer almaktadır (Heberer, 2002; Dereci, 2010 içinde). Dünyada yıllık 940 ton tüketilen Diklofenak’ın Türkiye’deki tüketim miktarıysa 2009 yılında 70 ton olarak belirlenmiÅŸtir. Ayrıca yapılan çalışmalar farelerde, kuÅŸlarda ve insanlarda ilk olarak böbreklerde zarara sebep olduÄŸunu göstermiÅŸtir. Diklofenak, biyolojik olarak zor parçalanabilen yapısı ve yüksek kullanımı sebebiyle atıksu arıtma tesisleri giriÅŸ ve çıkış akımlarında, yeraltı sularında ve yüzeysel sularda en sık rastlanan iltihabi reaksiyonu önleyen maddedir (anti-enflamatuar). Yüzeysel sulardaki konsantrasyonu ise ng/L ile μg/L seviyesinde olabilmektedir. Türkiye’de diklofenak konsantrasyonunun yüzeysel sularda 1,2 ng/L ile 45,7 ng/L seviyelerinde deÄŸiÅŸebildiÄŸi gözlemlenmiÅŸtir (Civelek, 2015). Yerüstü Su Kalitesi YönetmeliÄŸi’nde yüzeysel sularda diklofenak seviyesinin 100 μg/L olmasına müsaade edilmektedir. AB’de hazırlanan taslaklarda bu deÄŸerin 0,1 μg/L olması öngörülmektedir.

Diklofenak’ın arıtma tesislerindeki gideriminin araÅŸtırılıp biyolojik arıtılabilirliÄŸinin deÄŸerlendirilmesi konusu bir TÜBÄ°TAK projesi olarak Ä°stanbul Teknik Üniversitesi’nde yürütülmüÅŸtür (Okutman TaÅŸ vd., 2014).

Tıbbi ilaçlar sucul sistemlere, insan vücudundan atılmalarına baÄŸlı olarak dışkı ve idrarla, ilaç metabolitleri halinde veya hiç deÄŸiÅŸmeden karışırlar (Heberer, 2002; Dereci, 2010 içinde). Bu bileÅŸikler, verildikleri ortamda çok yavaÅŸ bozunurlar veya hiç bozunamazlar. Çevredeki antibiyotikler özellikle dirençli bakterilerin geliÅŸmesine katkıda bulunabilecekleri için tehlikelidir. Biyolojik olarak bozunamayan madde konsantrasyonu yüksek olan çeÅŸitli tıbbi bileÅŸikler veya bunların imalat atıksuları doÄŸrudan biyolojik arıtmaya verildiÄŸinde iyi bir arıtma verimi elde edilemez. Bunun nedeni, tıbbi bileÅŸikler ve imalat atıksularının aktif çamurda bulunan mikroorganizmalara inhibisyon etkisi göstermesidir. Bu nedenle ilaç üretim tesislerinin kullanılmış sularına muhakkak bir kimyasal ön arıtım uygulanmalıdır.

Uluslararası Kimyasallar Yönetimine Stratejik Yaklaşım SAICM

BirleÅŸmiÅŸ Milletler’in 2002 yılında Johannesburg’da yapılan toplantısında, 2020 yılına kadar kimyasalların kullanımında ve üretiminde insan saÄŸlığına ve çevreye negatif etkisinin azaltılması (minimize edilmesi) kararlaÅŸtırılmıştır. Bu hedefe ulaÅŸmak için konu ile ilgili tüm sektörlerin ve ilgililerin katıldığı Uluslararası Kimyasallar Yönetimine Stratejik Yaklaşım SAICM (Strategic Approach to International Chemicals Management) kurulmuÅŸtur. SAICM’in genel amacı, kimyasalların yaÅŸam döngüsü boyunca saÄŸlıklı bir ÅŸekilde yönetilmesidir, böylece 2020’ye kadar kimyasalların çevre ve insan saÄŸlığı üzerindeki olumsuz etkilerinin en aza indirgenerek üretilmesi ve kullanılmasıdır.

Uluslararası Kimyasal Yönetim Stratejik Yaklaşımı (SAICM) Dubai’de 6 Åžubat 2006’da düzenlenen Birinci Uluslararası Kimyasallar Yönetimi Konferansı (ICCM1), dünyadaki kimyasal güvenliÄŸin artırılması için bir politika çerçevesidir. SAICM 4. Uluslararası Kimyasal Yönetimi Konferansı (ICCM4) Berlin’de Alman Çevre Dairesi ile birlikte 16.11.2017 tarihinde yapılmıştır. Konu, Çevresel Olarak Dayanıklı Farmasötik Kirleticiler (Environmentally Persistent Pharmaceutical Pollutants) olarak seçilmiÅŸtir.

Mikrokirleticilerin Arıtılmasında Yasal Durum

AB ve ABD’de ve halen Türkiye’de mikrokirleticilerin giderimi ile ilgili yasal zorunluk bulunmamaktadır. 2016 yılında Ä°sviçre atıksu arıtma tesislerinde organik iz elementlerin giderilmesi için ekstra bir kademe inÅŸa edilmesini öngören yasal düzenlemeleri yapmıştır. Dünyada mikrokirleticilerin atıksu arıtma tesislerinde bertaraf edilmesi konusuna ilgi giderek artmaktadır. Almanya’da Baden-Württemberg Eyaleti’nde Ä°z Elementler Yetkili Merkezi (Kompetenzzentrums Spurenstoffe Baden-Württemberg- KomS) 2012 yılında Stuttgart’ta kurulmuÅŸ olup, kurucular arasında bilimsel destek saÄŸlayan Stuttgart Üniversitesi, Biberach Yüksekokulu ve DWA (Alman Su, Atıksu ve Atık DerneÄŸi) eyalet temsilciliÄŸi bulunmaktadır. Eyalet Çevre, Ä°klim ve Enerji Bakanlığı ise maddi destek saÄŸlamaktadır.

Bu merkez tarafından 40 arıtma tesisinin giriÅŸ ve çıkışlarında ölçümler yapılmış ve 50 tane iz element tespit edilmiÅŸtir. Ayrıca tespit edilen bu maddelerin büyük kısmı eyaletteki tüm arıtma tesislerinin çıkışlarında da olduÄŸu görülmüÅŸtür. Bu merkez öncelikle atıksu arıtma tesislerinden çıkan atıksudaki iz elementlerden mümkün olduÄŸunca çok iz elementin uzaklaÅŸtırılmasını saÄŸlamak için en uygun teknolojinin kullanımı konusunda tavsiyelerde bulunmaktadır. Bu eyalette bulunan 12 atıksu arıtma tesisinde bu önerilere uyarak 4. kademe olarak isimlendirilen arıtma kısmı kurulmuÅŸtur. Åžu anda 7 tesiste de bu kurulum inÅŸaat ve planlama aÅŸamasında bulunmakta olup, bugüne kadar 120 milyon avro yatırım yapılmıştır. Merkez, yaptığı bir açıklamada ilaç üreticilerinin, doktorların, eczacıların ve ilaç kullanıcılarının bu iz elementlerin yükünü hafifletmeye katkıda bulunmaları gerektiÄŸini açıklamıştır.

Mikrokirletici Arıtma Prosesleri

Atıksularda ve yüzeysel sularda farmasotiklerin konsantrasyonu mg/L gibi çok düÅŸük seviyelerde olmasına raÄŸmen bunların kronik etkileri nedeniyle araÅŸtırılmalarına gerek duyulmaktadır. Çevre ve saÄŸlık problemlerine yol açan farmasotik mikrokirleticileri atıksulardan uzaklaÅŸtırmak için klasik arıtma yöntemlerinin yetersiz olması sebebiyle ileri arıtma yöntemlerine ihtiyaç duyulmaktadır (Yazıcı, 2017). Uygulanabilecek mikrokirletici arıtma prosesleri (KitiÅŸ, 2013) aÅŸağıda verilmiÅŸtir:

• Fizikokimyasal arıtma

- Koagülasyon-flokülasyon

- Adsorpsiyon

- Ä°yon deÄŸiÅŸtirme

• Biyolojik arıtma

• Ä°leri oksidasyon prosesleri

• Membran prosesleri

• Hibrit prosesler

Bu konuda literatürde birçok çözüm önerisine rastlanmaktadır. Bunlardan bazıları ÅŸunlardır:

- Kimyasal arıtma yöntemleri (Ozonlama, ileri oksidasyon prosesleri) biyolojik olarak ayrışamayan toksik ve refrakter yapılı organik madde içeren endüstriyel atıksuların (ilaç endüstrisi) ön arıtımı için önemli arıtma alternatifleri olup, bazı durumlarda tek arıtma seçeneÄŸini oluÅŸturabilirler (Gürses ve Arslan Alaton, 2004).

- Elekrokimyasal prosesler özellikle bu tür mikrokirleticileri arıtmak için oldukça baÅŸarılı yöntemler olarak bilinmektedir (Yazıcı, 2017).

- Mikrokirleticilerin giderilmesinde 4. kademe ileri arıtma için toz aktif karbon veya ozon kullanılması en uygun yöntem olarak belirtilmektedir (KomS, 2017).

Mikrokirletici Arıtma Tesisi

Yasal olarak kurulması zorunlu hale gelen Ä°sviçre’de 4. kademeyi ihtiva eden arıtma tesislerinden ilki iÅŸletmeye alınmak üzere olduÄŸu gibi, bir kısmı da planlama aÅŸamasındadır. Bu tesislerde toz aktif karbon ve/veya ozon kullanılmaktadır.

Zürih-Werdhölzli’deki atıksu arıtma tesisinde ozon teknolojisi yardımıyla mikrokirleticilerin giderimini saÄŸlayacak 4. kademeyi ihtiva eden bir tesisin kurulmasına 2016 yılında baÅŸlanmıştır. Bu tesis 434 bin kiÅŸiye hizmet veren Ä°sviçre’nin en büyük atıksu arıtma tesisidir. Ozon teknolojisi ile çalışacak arıtma tesisi, mikrokirleticilerin giderilmesi ile ilgili Ä°sviçre’deki yönetmelikleri karşılayacaktır. 51,17 milyon dolarlık yenileme projesi kapsamında saniyede 6500 litrelik debi için saatte 153 kg ozon üretebilen 8 adet ozon sistemine sahip olan mikokirleticileri gideren dünyanın en büyük ozon tesisi olacaktır. Baden -Württemberg Eyaleti’nde kurulan 4. kademe mikrokirletici giderme bölümünü ihtiva eden 12 atıksu arıtma tesisinden birisi olan ve Stuttgart yakınında bulunan Pforzheim yerleÅŸiminde 19.6.2017 tarihinde belirtilen kademenin inÅŸasına baÅŸlanmış olup, 2019’da bitmesi planlanmaktadır. Bu tesis 250 bin kiÅŸiye hizmet vermekte olup, ilk defa 1912 yılında inÅŸa edilmiÅŸtir. Zaman içinde devamlı olarak modernleÅŸtirilerek çıkarılan yönetmeliklere uyumu saÄŸlanmıştır. Bu tesiste 4. kademe ile ilgili çalışmalar 2012 yılında baÅŸlamıştır. Yenilikçi bir metot olarak toz aktif karbon kullanılmıştır. Buradan gelen atıksu, çökeltme iÅŸleminden sonra filtrasyon iÅŸlemine tabi tutulacaktır. Böylelikle 8000 farklı madde (substance) eklenen bu kademenin de etkisiyle atıksudan uzaklaÅŸtırılacaktır.

Sonuç

Ä°nsan ve canlı yaÅŸamı için büyük tehlike yaratan mikrokirleticiler ve tıbbi ilaçlar birtakım yollarla çevreye verilmektedir. Bu bileÅŸiklerin çevreye artan miktarlarda bırakılması ve sinerjik etkilerinden dolayı arzu edilmeyen çevre sorunları olabilmektedir. Biyolojik olarak bozunamayan bu maddelerin giderimi için mevcut ve kurulacak arıtma tesislerinde 4. kademe ileri arıtma olarak kimyasal oksidasyon uygulanmalıdır.

Kaynaklar

- Civelek, H., 2015, “Aerobik Åžartlarda Diklofenak’ın Biyolojik ArıtılabilirliÄŸinin Ä°ncelenmesi”, Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi, Ä°stanbul Teknik Üniversitesi, Ä°stanbul.

- Dereci, S.E., 2010, “Ranitidin ve Naproksen’in Koagülasyon ile Giderim Özelliklerinin Ä°ncelenmesi”, Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi, Çukurova Üniversitesi Çevre MühendisliÄŸi Anabilim Dalı, Adana.

- Gürses, F., Arslan Alaton, Ä°., 2004, “Antibiyotik Formülasyon Atıksuların Fenton - Benzeri ve Foto - Fenton- Benzeri Ä°leri Oksidasyon Prosesleri ile ArıtılabilirliÄŸinin Ä°ncelenmesi”, Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi, Ä°stanbul Teknik Üniversitesi, Ä°stanbul.

- KitiÅŸ, M., 2013, “Sularda Tehlikeli ve Öncelikli Maddeler - Arıtma Prosesleri”, OSB, Su Yönetimi Genel MüdürlüÄŸü, Personel EÄŸitimi, Çorum.

- Lange, R., Dietrich, D., 2002. Environmental Risk Assessment of Pharmaceutical Drug Substances- Conceptual Considerations.Toxicol. Lett. 131.

- Okutman TaÅŸ, D., Yangın Gömeç, Ç., Zengin Balcı, G.E., 2014, “Diklofenak’ın Evsel Atıksu Arıtma Tesislerindeki Gideriminin AraÅŸtırılıp Biyolojik ArıtılabilirliÄŸinin DeÄŸerlendirilmesi”, Sonuç Raporu TÜBÄ°TAK 110 Y319.

- www.koms-bw.de

- www.lfu.bayern.de/buerger/doc/uw_125_spurenstoffe.pdf

- www.saicm.org/About/SAICMOverview/tabid/5522/language/en-US/Default.aspx

- www.wedecoturkiye.com/2016/10/mikrokirleticilerin-giderimi-icin.html

- Yazıcı, E.T., 2017, “Iohexol’ün Elektrooksidasyon Yöntemi ile Parçalanması ve Ä°ÅŸletme Parametrelerinin Etkilerinin Ä°ncelenmesi”, Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi, Gebze Teknik Üniversitesi Çevre MühendisliÄŸi Anabilim Dalı, Gebze.

- Yerüstü Su Kalitesi YönetmeliÄŸi, 30/1172012 tarih ve 28483 sayılı Resmi Gazete.

E-Dergi üzerinde okumak için lütfen tıklayınız...