PROF. DR. AHMET SAMSUNLU
İTÜ İnşaat Fak. Çevre Müh. Böl. Öğretim Üyesi
44. Hükümet İmar ve İskân Bakanı

Dünyada çevre konularında etkin olan Stockholm Uluslararası Su Enstitüsü (Stockholm International Water Institute-SIWI) tarafından her yıl çevre konusunda yenilikçi ve yön gösterici çalışmalarıyla tanınmış bilim adamlarına Stockholm Su Ödülü verilmektedir.

Bu saygın ödülü veren Stockholm Uluslararası Su Enstitüsü, 1991 yılında Stockholm’de gerçekleşen üç faaliyet neticesinde kurulmuştu. Bu faaliyetler, halkın caddelerde Stockholm Su Festivali’ni kutlaması, iki yüze yakın bilim adamının küresel su sorunlarını tartışmak için Stockholm’de toplanması ve İsveç Kralı Carl 16. Gustaf’ın su ile ilgili faaliyetlerde olağanüstü başarıları ilk kez ödüllendirmesi idi.

Günümüzde SIWI, su ve suyla ilgili konulara odaklanmakta ve yaptığı araştırma ve geliştirme çalışmalarıyla dünyada su yönetişimiyle ilgilenenleri desteklemektedir. Her yıl, Stockholm Su Sempozyumu kapsamında gerçekleştirilen Dünya Su Haftası’nda, bugün dünyanın önde gelen su etkinliğinde Stockholm Su Ödülü ve Stockholm Gençlik (Junior) Su Ödülü verilmekte ve bu ödüllerle gelecekte “Suyun Mükemmeliyeti / Water Excellence” teşvik edilmektedir.

Su arıtımı için çevre biyoteknolojisi temel işlemler (süreçler) alanında lider olarak kabul edilen Prof. Bruce Rittmann ve Prof. Mark van Loosdrecht, su ve atıksu arıtımı konusunda devrim niteliğinde olan çalışmaları nedeniyle “2018 Stockholm Su Ödülü”ne layık görülmüşlerdir.

Atıksu arıtımı ile ilgili bir dizi patentli yeniliğe katkıda bulunan Mark van Loosdrecht, Hollanda Delft Üniversitesi Çevre Biyoteknoloji profesörüdür. 16 patent sahibi Bruce Rittmann ise Amerika Birleşik Devletleri Arizona Devlet Üniversitesi Biyotasarım (Biyodizayn) Çevre Biyoteknolojisi Merkezi direktörüdür. Her ikisinin öncü araştırmaları ile atıksudan hem değerli maddeleri hem de zararlı atıkları etkili bir şekilde ayırabilen yeni nesil enerji verimli su arıtımı ortaya çıkarılmıştır.

SIWI Genel Müdürü Torgany Holmgren, “Prof. Bruce Rittmann ve Prof. Mark van Loosdrecht insan, endüstri ve ekosistemler için temiz ve güvenli su sağlamak için ileriye giden yolu aydınlatan öncü isimler olmuşlardır. Enerji ayak izini en aza indirirken güvenli içme suyunun temini ve atıksuyun yeniden kullanımı için atıksuyun arıtılmasını sağladılar” açıklamasını yapmıştır.

İki profesörün de atıksudaki mikrobiyolojik süreçler ile ilgili hakemli bilimsel dergilerde beş yüzün üzerinde makalesi bulunmaktadır. Katkıları sadece akademik olmayan bu iki profesörün araştırmaları, suyun zararlı kirletici maddelerden arındırılmasını, atıksu arıtma maliyetleri ile enerji tüketimini azaltmayı ve atıksudaki kimyasalları geri dönüşüm için kullanmayı mümkün kılan yeni nesil su arıtma proseslerinin gelişmesine de yol açmıştır.

Prof. Rittmann’ın patentlerinin birçoğu, ticarileştirilmiş membran biyoreaktörler (MBR) olarak bilinen teknolojiyle ilgilidir. Perklorit gibi kirletici maddeleri uzaklaştırmak ve sudan Selenat’ı çıkarmak için mikroorganizmalar kullanılmaktadır. Mark van Loosdrecht, çok sayıda süreç geliştirmiş olup, bunlardan iki tanesi Anammox ve Nereda süreçleridir. Anammox işlemi, atıksularda bulunan azotu uzaklaştırmak ve enerji üretimine olanak sağlamak için sanayilerde ve kentsel atıksu arıtımında kullanılmaktadır. Nereda teknolojisi ise daha basit ve daha az enerji tüketen bir kentsel atıksu arıtma prosesine izin veren bakteri granülasyonuna (Tanecik boyutunu istenen boyuta getirmek için yapılan işlem) dayanmaktadır. 

Prof. Rittmann’ın (1980 yılında, misafir araştırıcı olarak bulunduğum Illinois Üniversitesi’nde, kendisinin doktora ve yüksek lisans derslerini takip etmiştim) doktora hocası olan ve “2007 Stockholm Su Ödülü”nü kazanan Perry McCarty (Kendisini Amerika’da bulunduğum dönemde Stanford Üniversitesi’nde ziyaret ederek çalışmaları hakkında bilgi edindim ve laboratuvarlarını gezdim), 1960’lı yıllarda organik maddelerden enerji üretmek için anaerobik mikrobiyolojik sistemleri kullanmıştır. Atıksu içerisinde sadece enerjiden çok daha fazlasının var olduğunun fark edilmesi, kendisini yeni araştırmalara yönelten bir husus olmuştur. Bu doğrultuda atıksudan enerji elde etmek dışında gerçek değerlere sahip olabilecek besi maddeleri (nutrients), metaller ve diğer bileşenler de biyoteknoloji ile kazanılmaya başlanmıştır. Bu kazanım sayesinde elde edilen gelirle atıksu arıtma tesislerinin kurulmasının da kolaylaşacağı Prof. Rittmann tarafından düşünülmektedir. Çok sayıda kitabı ve yayını yanında doktora hocasıyla beraber yazdığı bir kitabı da bulunmaktadır.

Atıksu arıtımında mikrobiyolojinin kullanımı ile ilgili günümüzde bilinenler, tümün sadece yüzde 10’u kadardır. Her yıl su arıtma sistemlerinde rol oynayan veya su arıtımı için yeni süreçlerin tasarlanmasında kullanılabilen yeni mikroorganizmalar ortaya çıkmaktadır. Çevre biyoteknolojisi sayesinde de, istenilen her türlü hizmeti sunabilen mikroorganizmalar ile araştırıcılar arasında ortaklık kurulabilmektedir.

Prof. Rittmann, fotosentez yoluyla petrol yerine geçebilecek yakıt molekülleri üretme üzerine çalışmalar yapmıştır. Bunun için fotosentetik bakterileri modifiye (değiştirme) ederek uzun zincirli yağ asitleri üretme ve salgılama yeteneklerini geliştirmiştir. Bu yağ asitleri yakıt ihtiyacını karşılayan öncüler olarak kabul edilebilir. Potansiyel olarak bu keşif, petrolün yerini tutabilir. Nitekim kendisinin, bir askeri üse asetat ve şekerle beslenen mikrobiyal güç jeneratörünün geliştirilmesi ilgili bir yayını da bulunmaktadır. Mavi-yeşil renklerinden dolayı siyanobakteri olarak adlandırılan fotosentetik bakteriler güneş ışığı enerjisini emer ve CO2’i organik karbona dönüştürür ve daha sonra organik karbonu yakıtın ana bileşenleri olan yağ asitlerine dönüştürürler. Kısacası, yenilenebilir ulaşım yakıtı üretmek için güneş ışığı, CO2 ve siyanobakteriler kullanılmaktadır.

Prof. Rittmann ve ekibi, fotosentetik bakterileri modifiye etmek ve büyütmek, yakıt molekülleri yapmaya yönlendirmek, ürünlerini hasat etmek ve bu ürünleri yakıta dönüştürmek için yeni reaktör sistemleri oluşturma çalışmaları yürütmektedirler.

Günümüzde yaklaşık 10 TW (terawatt) miktarında fosil enerji tüketilmektedir. Dünyada sürdürülebilirliğin sağlanması ve iklim değişikliği etkilerinin azaltılabilmesi için fosil yakıt kullanımının yaklaşık 3 TW’ye indirilmesi gerektiği Prof. Rittmann tarafından belirtilmekte ve aradaki 7 TW’nin veya daha fazla yenilenebilir enerjinin güneş kaynaklı fotovoltaikler, fotosentetik mikroorganizmalar, rüzgar ve diğer imkanlarla sağlanabileceği vurgulanmaktadır. 

Kaynaklar
- Rittmann, B. E., McCarty, P., (2001), “Environmental Biotechnology: Principles and Applications”, McGraw-Hill Book Co., New York
- Rittman B. E., (2008), “Opportuities for Renewable Bioenergy Using Microorganisms”, Biotechnol. Bioeng., 100
- Rittmann, B. E., (2011), “Development of Acetate-Fed or Sugar-Fed Microbial Power Generator fot Military Bases”.
- Vermaas, W., S. ,Cheney., R. Krajmalnik-Brown., H. Lamb., D. Nielsen., B. E. Rittmann., R. Roberson., W. Roberts., D. Thompson., (2011), “Cyanobacteria as solar-powered biocatalysts for production of biofuels”. J. Phycol. 47
- Rittmann, B. E., (2013), “The Energy Issue in Urban Water Manegement”, Source Separation and Decentralization for Wastewater Management - Edited by Tove A. Larsen, Kai M. Udert and Judith Lienert), IWA Publishing, London - New York
- http://www.siwi.org/wp-content/uploads/2018/04/WF-1-2018_webb.pdf
- https://www.thesourcemagazine.org/iwa-fellows-win-stockholm-water-prize/
- https://www.theatlantic.com/national/archive/2011/10/aconversation-with-bruce-rittmannsustainability-scientist/247197/