Körfezdeki bilinmeyen beyaz madde yayılıyor! ne yapılmalı?

Dünkü Milliyet’in haberine göre, İzmit Körfezi'nde deniz yüzeyini kaplayan beyaz madde tedirginlik yaratmaya devam ediyor. TÜBİTAK tarafından bir çeşit tek hücreli bitkisel organizma olarak tanımlanan bu madde neden şimdi durup dururken ortaya çıktı? Bu madde neden balık ölümlerine neden olabilecek?
Bu beyaz maddenin giderek arttığı belirtiliyor! Çevre ve Tarım İl Müdürlüğü ekipleri ile TÜBİTAK Marmara Araştırma Merkezi'nden gelen ekiplerin çalışmaları devam ediyor. Peki güzel de bu çalışmalar neye yönelik bu tür canlıların gelecekte denizde oluşmaması için bir şey yapılıyor mu? Bilmiyorum! Maalesef kalıplaşmış bir deyim var medyada: Uzman ekipler çalışmalarına devam ediyorlar! Benim haberlerden anladığım kadarıyla bu bir tür mikroskobik canlıdır ve çok fazla miktarda üremiş durumdadır. Bir türün fazla üremesi o su kitlesi içinde ekolojik dengenin bozulduğunun ve bazı şeylerin ters gittiğinin işaretidir. Eğer miktarı az olsaydı sorun olmayacaktı. Diğer tür canlılarla bir tür etkileşim içine girerek doğal dengede farkına bile varılmadan yaşam devrini belirli bir popülasyonda tamamlayacaktı. Ama ne oldu da bu canlı türü böyle patlama gösterdi? Nüfus patlaması gösteren canlının türüne bağlı olarak Körfez’in üzeri kırmızıya ya da yeşile de bürünebilirdi. Nedenini ve bir daha olmaması için neler yapılması gerektiğini merak ediyorsanız, lütfen bu yazıyı okumaya devam ediniz.

Canlılar, besinin olduğu yerde üreyebilirler. Sadece birincil üretici (primary producers) canlılar, güneş ışınlarını ve suyun içindeki element ya da mineralleri kullanarak kendi besinlerini yine kendileri fotosentez yoluyla üretir, büyürler ve çoğalırlar. Biz birincil üreticilere bitkiler diyoruz. TUBITAK’ın belirttiğine göre bu mikroskobik canlı da tek hücreli bitkisel bir organizmadır ve fotosentez yapacaktır. Bu yüzden suyun içindeki besinlere gereksinim duyacaktır. (Karadaki bitkiler toprağın su fazı içindeki besinleri, sudaki bitkiler ise su içinde erimiş olan besinleri kullanırlar. Su içinde bazı besinlerin ya da elementlerin artışı bazı canlı türlerini tetikler. Örneğin, suyun içinde silisyumun artması, diatom denilen canlı türünü tetiklemektedir. Suyun içindeki en önemli besin elementleri, Fosfor (P) ve Azot’tur (N). Bu iki element de çeşitli bileşikler şeklinde suda bulunabilir. Eğer bu elementlerin miktarı belirli bir düzeyi aşmazsa, sudaki canlılar açısından sorun yoktur! Bu elementler ayrıca denize dökülen atıksularda bol miktarda bulunur. Zaten atıksuyu kirleten de genellikle bu elementlerdir. İnsan dışkısı, deterjanlar, fabrika atıkları bu elementleri bol miktarda içermektedir. (Tabii bunun yanı sıra diğer metal ve bileşiklerde kirlilik oluşturmaktadır; örneğin, ağır metaller). Son 20 yıldır Türkiye’deki atıksu arıtma tesisleriyle ugrasıyorum. Maalesef birçoğu doğru düzgün çalısmadıgı için arıtılan sularda dahi bu besin elementlerine bol miktarda rastlanmaktadır. Neyse biz gelelim göl ya da denizlerdeki bu besin elementlerine. Demek ki mikroskobik canlıların besini olan bu elementler sanayi ve evsel atıksulardan gelmektedir.

Doğada besinin bol olduğu yerde mutlaka yaşam söz konusudur! Besin tükenince yaşam da sona erer! Bu beyaz mikroskobik canlı, su içinde bazı elementlerin (besinlerin) aşırı miktarlara ulaştığının bir göstergesidir. Bu canlı Körfez’de kendi kendine üremniş olabileceği gibi, gemilerle başka denizlerden de taşınmış olabilir. Ama burası aşırı kirli olduğundan (çok miktarda besin bulunduğundan) buradaki yaşam koşulları bu canlının yaşayıp aşırı üremesi için son derece uygundur. Bu durumla baş edebilmek için ne yapabiliriz? Ya besini tüketen başka bir canlının ortamda üremesini sağlayacaksınız ki bu beyaz bitki besinleri başkalarıyla paylaşmak zorunda kalsın ya da bu meçhul canlı ile beslenen başka bir türü ortama vereceksiniz ki ortama verdiğiniz yeni canlı beyaz mikroskobik canlıyı yiyerek azaltsın; ya da her ikisini birden yapacaksınız. TUBITAK’a göre bu canlı bitki esaslı olduğuna göre, ortamda bu bitki esaslı mikroscobik canlı ile beslenecek hayvan esaslı baska bir canlı (zooplankton) yaşatmanız gerekecektir. Ancak bu o kadar basit değildir. Çünkü zaten kirlilikten ötürü sudaki oksijen azalmış ve zooplanktonlar büyük oranda yok olmuştur. Aslında, burada kısır bir döngü söz konusudur. Ortamda beyaz canlıyı tüketecek zooplanktonlar olmadığı ve/veya beyaz canlı ile besin rekabetine girişecek diğer bitki türleri (mikro ya da makro) ya da mikroorganizmalar bulunmadığı için beyaz canlı bu kadar üremiş, bir başka deyişle denge bozulmuştur. Aslında ortamda mikroorganizmalar vardır ancak çoğunlukla zararlı olanlardır. Bu zararlı mikroorganizmalar ise yaşamak için gereksinim duydukları enerjiyi hidrojen sülfür, amonyak ve metan gazı oluşumu gibi istemediğimiz kokuşma reaksiyonlarından almaktadır. Bu kokuşma mikroorganizmalarının bize bu açıdan hiçbir yararı olmayacaktır.

Yukarıda anlatılanların ışığı altında, yapılması gerekenin su içinde erimiş ya da katı partiküller üzerine adsorblanmış halde bulunan besinleri tüketecek bir müdahelenin yapılmasının zorunlu olduğu açıkça görülmektedir. Bir başka deyişle besin zincirinin de en alt halkasını oluşturan yararlı (etkin) mikroorganizmalar (EM) ortama eklenmelidir. EM, ekolojik dengenin sigortasıdır! EM’nin belli başlı besinler üzerindeki etkilerini aşağıda anlatacağım:

EM ilavesiyle nitrat ve fosfatta azalma:

EM ilavesi, suya sıvı halde dozajlama ve Bukaşi topları atarak yapılmaktadır (Etkin mikroorganizmalar hakkındaki diğer bloglarıma bakınız). Bukaşi, Japonca’da EM ile fermante olmuş organik madde demektir.

A- NİTRATIN UZAKLAŞTIRILMASI:

Körfez’de büyük ölçüde kirlilikten sorumlu olan organik madde, doğada fotosentez sonucu üretilmiştir. Organik madde doğada üretilirken (bitkiler tarafından) güneş ışınları vasıtasıyla aşağıda özet olarak belirtilen fotosentez reaksiyonu yoluyla bünyesine enerji alır. Bitkiler güneşten enerji topraktan su ve besin alarak organik madde üretirler. İşte bu enerji yeryüzünde yaşamı mümkün kılmıştır. Hayvanlar ve İnsanlar bitkileri yiyerek yaşamaları için gerekli enerjiyi alırlar.

Fotosentez: (güneş ışını)

CO₂(g) + H₂O(s) CH₂O(k) + O₂(g) DG= +475 kJml-1

Organik maddenin çürümesi sırasında ise, bu enerji açığa çıkar

Organik Maddenin Çürümesi (aerobik ortamda):

CH₂O(k) + O₂(g) CO₂(g) + H₂O(s) DG= -475 kJml-1

EM, içindeki aerobik mikroorganizmalar sayesinde aerobik ortamdaki çürümeyi de hızlandırır! Ama

bizim için başlangıçta bundan daha önemli olan anaerobik ortamdaki çürümedir. Maalesef Körfez’in suyu içindeki oksijen yukarıda belirtildiği gibi iyice azalmış ve özellikle suyun yüzeyinden uzak bölgelerde anaerobik ortam hakim hale gelmiştir!

Anaerobik ortamda organik maddenin çürümesi aşağıdaki reaksiyonlarla mümkündür:

Organik Maddenin Çürümesi (anaerobik ortamda):

Denitrifikasyon:

5CH2O(k) + 4NO3-(s) CO2(g) + 3H2O(s) + 4HCO3-(s) + 2N2 DG= -448 kJml-1

Mangan redüksiyonu:

CH2O(k) + 3CO2(g) + H2O(s) + 2MnO2 2Mn2++ 4HCO3-(s) DG= -349 kJml-1

Demir redüksiyonu:

CH2O(k) + 7CO2(g) + 4Fe(OH)3 4Fe2+ + 8HCO3-(s) + 3H2O(s) DG= -114 kJml-1

Sülfat redüksiyonu:

2CH2O(k) + SO42- H2S + 2HCO3-(s) DG= -77 kJml-1

Metan ayrışması:

CH2O(k) CH4 + CO2(g) DG= -58 kJml-1

Bu reaksiyonların hepsi su içindeki mangan, demir, sülfat ve nitrat konsantrasyonlarına da bağlı olarak bir dereceye kadar oluşabilir ancak enerji açısından en tercih edilen reaksiyon denitrifikasyondur. (Doğada en fazla enerji açığa çıkaran olayın (DG değeri en fazla negatif olan) oluşma eğilimi her zaman daha fazladır). Denitrifiye edici bakterilerin etkisiyle gerçekleşen bu tepkimede açığa çıkan enerji (organik madde fotosentez ile oluşurken güneşten aldığı enerji) EM içinde bulunan denitrifiye edici bakteriler tarafından hücre sentezinde kullanılır. Aşağıda verilen doğadaki azot çevrimine (Resim) bakıldığında, Özellikle çevrimin sağ tarafında bulunan nitratın denitrifiye edici bakterilerle gaz halinde azota dönüştürüldüğü görülmektedir. Öyleyse, EM mikroorganizmaları suyun içindeki besin elementlerinden nitratın azot gazına dönüştürülerek azaltılmasını sağlamaktadır. Bu da gizemli beyaz maddenin besininin azaltılması anlamına gelir.

Denitrifikasyon anaerobik koşullarda olur. Ortamda oksijen olmadığı için gerekli oksijen nitrat ve nitritten sağlanır. Denitrifikasyon sonucu gaz halinde azot açığa çıkar. Sırasıyla oluşan bileşikler şunlardır:

NO3, NO2, NO, N2O, N2

Denitrifikasyonda Achromobakteriler, Aerobakteriler, Alkaligenler, Basilus, Brevibakteriyum, Flavobakteriyum, Laktobasilus, Mikrokokus, Proteus, Psödomonas ve Spirilyum mikroorganizmaları rol oynarlar ki bunların çoğu EM içinde de mevcuttur. Öyleyse, EM mikroorganizmaları suyun içindeki besin elementlerinden nitratın azot gazına dönüştürülerek azaltılmasını sağlamaktadır. Bu da gizemli beyaz maddenin besininin azaltılması anlamına gelir.

Azotun (N) uzaklaştırılmasında EM’nin etkisi - mekanizmalar

1- EM, içindeki birbirlerini destekleyen mikroorganizmalar sayesinde amonifikasyonu, nitrifikasyonu ve denitrifikasyonu son derece hızlandırır.

2- Fitoplanktonların besini olarak kullanılır (EM ile daha çok besin alırlar.)

3- EM mikroorganizmaları ve deredeki diğer mikroorganizmalar büyümek için besin olarak kullanırlar (protein). Su ortamında EM mikroorganizmaları bulunduğunda diğer yerli mikroorganizmalar daha çok besin alırlar. Hücre sentezi için gerekli enerji yukarıda belirtilen denitrifikasyondan sağlanır.

4- EM’nin sudaki Askıda Katı Maddeyi (AKM) azaltması nedeniyle partiküller üzerine adsorblanmış nitrat da azaltılmış olur.

5- Bukaşi toplarının üzerine adsorblanma ve biyolojik alım.

B- FOSFATIN UZAKLAŞTIRILMASI:

Fosfor, tüm canlıların yaşamlarını devam ettirebilmek için kullandıkları doğal bir element ve besindir. Akarsu ve göllere karışması tarım arazilerinden süzülen sular ve vücut dışkıları ve gıda kalıntıları yoluyladır. Akarsularda genellikle ortofosfatlar şeklindedir. H2PO4, HPO4 veya PO4. Deterjanlardan gelen polifosfatlar kararsızdır ve ortofosfatlara dönüşür.

Azottaki gibi bir uzaklaştırma yolu (denitrifikasyon) olmadığından fosfatların uzaklaştırılması farklıdır. Sulardan fosforun uzaklaştırılması fiziksel, kimyasal ve biyolojik proseslerin birleşimiyle olur.

P vejetasyon ve toprakta birikir. Burada biyolojik alım ve kimyasal bağlanma söz konusudur. Düşük pH’lı sulak alanlarda Demir ve Alüminyum fosfat mineralleri oluşturur. Yüksek pH’larda ise, kalsiyum fosfat oluşur. Partikül halindeki organik P, hem bukaşi toplarında hem de su kolonunda EM’nin AKM’yi azaltması etkisiyle çökeltilerek ya da mikroorganizmalar tarafından sentezlenerek uzaklaştırılır. Hem partikül halindeki hem de suda erimiş olan organik P, biyolojik olarak inorganik P’a parçalanır (mineralizasyon). EM bu mineralizasyon sürecini hızlandırır. Bunu takiben de biyolojik ve kimyasal proseslerle uzaklaştırılır.

Fosfatların giderilmesi – mekanizmalar

1- EM Mikroorganizmalarnın doğrudan alımı (Hücre duvarı ve DNA yapımında kullanılır)

2- Bukaşi topları üzerine adsorbsiyon

3- Fitoplanktonların alımı (EM ile daha yüksek oranda) Şu anda Körfez’deki diğer fitoplanktonların sayısı az olabilir ancak EM ile dolaylı olarak fitoplankton sayısının ve çeşitliliğinin yüksek oranda artacağı unutulmamalıdır.

4- EM’nin AKM’yi azaltma etkisiyle partiküller üzerindeki ve partikül halindeki fosfatların çökeltilmesi.

5- Kompleks bileşik oluşturma (Fe, Al) ve çökelme (EM hızlandırır)

İzmit Körfezi, Küçükçekmece ve Bafa gölleri gibi aşırı kirlilikten ötürü ekolojik dengesi bozulan su havzalarında EM uygulanması hem ekolojik dengeyi yeniden tesis edecek hem de türlerin sağlıklı olmalarını sağlayacaktır. Suları tarımda sulama suyu olarak kullanılan akarsularda EM kullanılırsa, bu tarımsal faaliyetler sonucu üretilecek tarımsal ürünler hem bol hem de insan sağlığı açısından son derece faydalı olacaktır.