Sonsuz Kimyasallara Karşı Elektron Işın Kılıcı: Bilimin Yeni Mucizesi

Günümüz dünyasında, günlük kullanım eşyalarında saklı, fark edilmesi zor bir tehlike var. Perflorlu ve Poliflorlu alkil maddeler. Bu insan yapımı kimyasallardan oluşan maddeler, fast-food ambalajlarından yapışmaz tavalara kadar her yerdeler ve 'sürekli' yapısı nedeniyle 'sonsuz kimyasallar' olarak adlandırılıyor. Başlangıçta dayanıklılık ve koruyucu özellikleriyle öne çıkan PFAS (perflorlu ve poliflorlu alkiller), zamanla oluşan ciddi sağlık sorunlarıyla ilişkilendirilmeye başlandı. Bunlar arasında karaciğer hasarı, kanser ve bağışıklık sistemi bozuklukları bulunuyor. Endişe verici bir şekilde bu kimyasallar, neredeyse tüm ABD'li yetişkinlerin kanında ve dünya genelinde içme suyunda tespit edildi.

PFAS Sorunu

1950'lerde geliştirilen PFAS, doğal yıkım süreçlerine karşı son derece dirençli. Bu dayanıklılık, ürün ömrünü uzatırken önemli bir çevresel sorunu da beraberinde getiriyor. Çöplüklere atıldığında veya ürünlerde kullanıldığında, PFAS toprağa ve su kaynaklarına sızabiliyor ve zamanla doğada birikme yapıyor. Bu kimyasalları ortadan kaldırmada yaşanan zorluklar etkili çözümler için küresel bir çağrı niteliğinde.

Geleneksel Su Arıtma Yöntemlerinin Sınırları

Aktif karbon, ters osmoz ve iyon değiştirme reçineleri gibi geleneksel yöntemler, PFAS'ı yok etmede yetersiz kaldı. Bunun yerine, bu yöntemler kimyasalları yoğunlaştırararak ek tedaviler gerektiriyor. Hatta çevresel kirliliği daha da artırıyor. Bu da daha farklı bir yöntem ve daha etkili bir yaklaşıma olan ihtiyacı vurguluyor.

1. İyon Değiştirme: İyon değiştirme yöntemi, suyun içindeki istenmeyen iyonların, arıtma reçinesi içindeki iyonlarla değiştirilmesi prensibine dayanır. Genellikle suyun sertliğini azaltmak, yani kalsiyum ve magnezyum gibi mineralleri çıkarmak için kullanılır. Su, iyon değiştirme reçinesinden geçerken, istenmeyen iyonlar reçine tarafından tutulur ve reçine içerisindeki daha az zararlı iyonlar suya geçer.

2. Ters Osmoz: Ters osmoz, su moleküllerinin, katılar ve diğer kirleticilerin çoğunu geride bırakarak yarı geçirgen bir membran (seçici bir engel) aracılığıyla zorlanarak geçirildiği bir süreçtir. Bu yöntem, suyun yüksek basınç altında ince bir membrandan geçirilmesini içerir. Membran; çoğu kirleticiyi, bazı kimyasalları ve hatta bazı bakterileri su moleküllerinden ayırır.

3. Aktif Karbon: Aktif karbon yöntemi, suyu kirleticilerden arındırmak için karbon tabanlı malzemelerin adsorpsiyon (bir maddenin başka bir yüzeye yapışarak birikmesi) özelliğinden yararlanır. Aktif karbon yüzey alanı geniş ve gözenekli bir malzemedir. Bu gözenekler su içindeki kirleticilerin Aktif karbon yüzeyine yapışmasını sağlar. Bu yöntem; özellikle organik bileşikler, klor ve bazı ağır metaller gibi belirli kirleticileri sudan uzaklaştırmada etkilidir.
   

Elektron Işını İle Gelen Büyük Atılım

Yüksek enerjili elektron ışınlarını kullanılarak yapılan devrim niteliğindeki bu yeni yöntem, PFAS'taki güçlü karbon-flor bağını hedef alır ve etkili bir şekilde parçalar. Araştırmacılar, bu yöntemin etkinliğini PFAS ile kirlenmiş suda, özellikle de en yaygın iki tür olan PFOA (Perflorooktanoik asit) ve PFOS (Perflorooktansülfonik asit) üzerinde kanıtladılar. Elektron ışını teknolojisi, PFAS'ı sadece yok etmekle kalmayip, bunu hızlı ve verimli bir şekilde yapar. Bu da onu büyük su hacimlerini arıtmak için uygun hale getirir.

Uygulamalar ve İlerlemeler

Bu teknolojinin potansiyeli, su arıtma tesislerini aşmakta olup; üretim tesislerinde, atık suları deşarj etmeden önce arıtmak için kullanılabilir ve böylece çevresel kirliliği en aza indirir. Bu teknoloji, özellikle PFAS'a yoğun şekilde bağımlı olan endüstriler için, örnegin bilgisayar ve lityum-iyon batarya üretimi gibi alanlar da son derece önemlidir. Ayrıca, yangın söndürmede kullanılan ve önemli bir PFAS kirliliği kaynağı olan su bazlı köpüklerle (AFFF) başa çıkma çözümünü de sunar.

Endüstriyel Uygulamalarda Verimlilik

PFAS'a dayalı endüstrilerde, elektron ışın teknolojisinin kullanımıyla atık yönetimi ve çevresel etkilerinin azaltılması sağlanır. Bu, özellikle bilgisayar üretimi ve lityum-iyon batarya üretimi gibi PFAS'a yoğun şekilde bağımlı olan endüstrilerde önemli bir fayda sağlar.

Kamu Sağlığı ve Çevre Koruma Stratejilerine Destek

Elektron ışını teknolojisi, çeşitli endüstrilerde PFAS kullanımının azaltılması ve alternatiflere teşvik yönündeki çalışmaları destekler. Bu da daha sağlıklı bir gelecek için kamu sağlığı ve çevre koruma stratejilerine önemli bir katkı sağlar.

Sonuç Olarak,

Elektron ışını teknolojisinin 'sonsuz kimyasallar'a karşı savaşta oynadığı rol, çevre ve halk sağlığı açısından büyük bir ilerleme olarak değerlendirilmektedir. Araştırmalar ve teknoloji geliştikçe, gelecekte bu tehlikeli kimyasallardan arınmış bir dünya umudu daha da artmaktadır. Bu yeni yöntem, sadece hızlı çözümler sunmakla kalmaz, aynı zamanda temiz ve sağlıklı bir gezegen için daha sürdürülebilir uygulamaların kapısını aralar.

Ancak, bu teknolojinin yaygın olarak kullanılabilmesi için daha fazla araştırma ve geliştirme gerekmektedir. Bilim insanları, endüstri liderleri ve hükümetler arasındaki işbirliği, bu teknolojinin ilerlemesi ve potansiyelinin daha geniş kapsamlı olarak keşfedilmesi için önemlidir. Ayrıca, halkın bilinçlenmesi ve PFAS içeren ürünlerin bilinçli bir şekilde kullanılması da gelecekteki kirliliği azaltmada kritik bir rol oynayacaktır.

---

Kaynaklar;

1. https://weather.com/en-IN/india/pollution/news/2024-02-16-treating-water-with-electron-to-remove-forever-chemicals

2. https://news.fnal.gov/2024/01/researchers-at-fermilab-use-electron-beams-to-eradicate-forever-chemicals-in-water/

3. https://finishingandcoating.com/index.php/wastewater/1880-researchers-use-electron-beams-to-eradicate-pfas