Alg çoğalmaları plastiklerin aşınmasını hızlandırarak mikroplastik oluşumunu potansiyel olarak körüklüyor

Her yaz alg çoğalmaları nehirleri ve gölleri yeşile çevirir. Yaygın olarak suyu bulanıklaştıran başlıca su kirliliği biçimi olarak bilinmesine rağmen, bir KAIST araştırma ekibi ilk kez alg çoğalma koşullarının, plastik torbalar gibi atılmış plastikleri parçalanmaya daha yatkın hale getirebildiğini ve potansiyel olarak mikroplastiklerin oluşumunu hızlandırabildiğini gösterdi. Çalışma, iklim değişikliği çağı için yeni bir yöne işaret ediyor: Su kirliliği ve plastik kirliliğinin ayrı sorunlar olarak değil, birlikte yönetilmesi gerekiyor.

İnşaat ve Çevre Mühendisliği Bölümü’nden Profesör Jaewook Myung liderliğindeki bir araştırma ekibi, KAIST kampüsündeki bir gölet olan Duck Pond’dan toplanan suyu kullanan bir mikrokozmos deneyi yoluyla, alg çoğalmasının, plastik torbalarda yaygın olarak kullanılan bir plastik olan düşük yoğunluklu polietilenin (LDPE) yüzeyindeki mikrobiyal ekosistemi değiştirdiğini ve yüzeyin oksitlenip mikroskobik çatlaklar oluşturduğu erken aşamadaki hava koşullarını hızlandırdığını buldu.

Çalışma önemlidir çünkü doğal ortamlarda plastik kirliliğinin ve alg çoğalmasına neden olan ötrofikasyonun etkileşime girebileceğini ve yeni ekolojik değişikliklere yol açabileceğini öne sürmektedir.

Plastiğin gizli yaşamı

Zamanla nehirlere ve göllere atılan plastik artıklar çok çeşitli mikroorganizmalar tarafından kolonize edilerek plastik yüzey üzerinde kendine ait küçük bir ekosistem oluşuyor. Bu ekosisteme “plastisfer” adı veriliyor. Plastisferin patojenlerin yayılmasını ve mikroplastiklerin taşınmasını etkilediği biliniyor ancak ciddi bir su kirliliği biçimi olan alg çoğalmasının bu mikrobiyal ekosistemi nasıl etkilediği hakkında çok az şey biliniyor.

Bu soruyu araştırmak için araştırma ekibi, ışığa maruz kalma ve besin konsantrasyonlarının kontrol edilmesiyle alg çoğalmasının yapay olarak tetiklendiği mikrokozmoslar (laboratuvardaki doğal ortamları yeniden yaratan küçük ölçekli deneysel sistemler) inşa etti. Takip eden altı hafta boyunca araştırmacılar, plastik yüzeyde oluşan biyofilmleri, mikrobiyal toplulukların dizilişini ve fonksiyonel gen profillerindeki değişiklikleri yakından analiz ettiler.

Çiçeklenme koşullarında daha kalın biyofilmler

Analiz, aşırı besin maddelerinin alg çoğalmasını tetiklediği ötrofik koşullar altında, önemli bir fotosentetik bakteri grubu olan siyanobakterilerin, diğer çeşitli bakterilerle birlikte çoğalarak plastik yüzey üzerinde daha kalın bir biyofilm oluşturduğunu gösterdi. Büyük miktarlarda hücre dışı polimerik maddeler (EPS) üretebilen mikroorganizmalar da önemli ölçüde daha fazla çoğaldı. EPS, mikroorganizmaları birbirine bağlayan ve plastik yüzeylere yapışmalarına yardımcı olan yapışkan, müsilaj benzeri bir malzemedir.

Plastik yüzeydeki mikrobiyal ekosistem değiştikçe, yüzey oksidasyonu ve mikroskobik çatlakların oluşumu da dahil olmak üzere plastiğin erken aşınması da hızlandı. Ekip, plastik oksidasyon ve erken aşama bozunmayla ilişkili enzimleri kodlayan genleri barındıran mikroorganizmaların ötrofik koşullar altında daha fazla çoğaldığını buldu.

Fourier dönüşümü kızılötesi spektroskopisi (FT-IR) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılarak yapılan analizler, bu değişiklikleri doğrudan doğruladı. Karbonil ve hidroksil grupları da dahil olmak üzere oksidasyonla ilişkili oksijen içeren fonksiyonel gruplar plastik yüzeyde artarken, daha ince, kılcal çatlaklar ortaya çıktı. Bu değişiklikler, plastiğin daha fazla fiziksel aşınmaya ve parçalanmaya karşı daha duyarlı hale geldiğini gösteriyor. Sonuçlar, bu değişikliklerin tek bir mikrobiyal tür tarafından değil, fotosentetik ve diğer bakterilerden oluşan bir mikrobiyal ekosistemin birleşik aktivitesi tarafından yönlendirildiğini göstermektedir.

Ortak yönetim örneği

Myung, “İklim değişikliği nedeniyle alg çoğalmaları daha sık hale geldikçe, bu çalışmanın su kalitesi yönetimi ile plastik atık yönetimini bir arada ele alan entegre çevre yönetimi stratejileri için önemli bir bilimsel temel sağlamasını bekliyoruz.” dedi.

Çalışma, İnşaat ve Çevre Mühendisliği Bölümünde doktora öğrencisi olan ilk yazar Youngju Kim tarafından yürütüldü ve dergide çevrimiçi olarak yayınlandı. Su Araştırmaları 25 Mayıs 2026’da.