‘Sonsuza kadar kimyasalları’ tarım alanlarından çok düşük bir maliyetle kaldırmak

Yale liderliğindeki bir araştırma ekibi, Amerika Birleşik Devletleri’ndeki ve dünyadaki milyonlarca dönümlük tarım arazisinden belirli “sonsuza kadar kimyasalların” ortadan kaldırılması için daha ucuz ve daha çevre dostu bir yöntem önerdi.

Yeni süreç Maine’deki tarım alanlarından elde edilen verilere dayanıyor. Araştırmacılar, bunun birbiriyle bağlantılı iki çevresel sorunu çözme potansiyeline sahip olduğunu söylüyor: onlarca yıldır tarım arazilerini kirleten per- ve polifloroalkil maddelerin (PFAS) iyileştirilmesi ve karbondioksitin atmosferden uzaklaştırılması için geliştirilmiş hava koşullarının kullanımının arttırılması.

Daha da önemlisi, yeni yaklaşım, mevcut iyileştirme yöntemlerinden farklı olarak, önceden kirlenmiş tarım arazilerinin bir kez daha tarımsal amaçlarla kullanılmasına olanak tanıyor.

Yale Sanat ve Bilim Fakültesi’nde toprak ve gezegen bilimi profesörü ve çiftçilerin oğlu ve erkek kardeşi Noah Planavsky, “‘Sonsuza kadar kimyasal madde’ kirliliğinden etkilenen çiftçilere yardım edecek yeni araçlara bariz bir ihtiyaç var” dedi. Aynı zamanda Yale Doğal Karbon Yakalama Merkezi’nin öğretim üyesi ve dergide yayınlanan yeni bir çalışmanın baş araştırmacısıdır. Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileriyeni yöntemi açıklıyor.

Planavsky, “Çiftçilerin toprak sağlığını iyileştirirken aynı zamanda topraklarında çalışmaya devam etmelerine olanak tanıyan bir yolun ana hatlarını çiziyoruz.” dedi.

PFAS çiftliklere nasıl yayıldı?

“Sonsuza kadar kimyasallar” olarak da bilinen PFAS, onlarca yıldır diş ipi ve rujdan kızartma tavası ve pizza kutularına kadar yüzlerce üründe kullanılan toksik, insan yapımı bir kimyasallar sınıfıdır.

PFAS, Amerika Birleşik Devletleri’nde her yerde bulunur; yeraltı sularına, toprağa ve sonunda ekili alanlara doğru yol almıştır. Bilim adamları ancak son yıllarda PFAS kirliliğinin tüm kapsamını yalnızca ulusal düzeyde değil dünya çapında anlamaya başladılar.

Planavsky Laboratuarı’nda yardımcı araştırmacı ve çalışmanın ilk yazarı olan Jake Thompson, “Bu çalışma ABD odaklı olmasına rağmen, mevcut verilere dayanarak PFAS küresel anlamda bir zorluk teşkil ediyor” dedi. Yale’in Yer ve Gezegen Bilimleri Bölümü’nde doktora sonrası araştırmacıdır.

Thompson, “Tarım arazilerinin PFAS ile kirlenmesi olan bu sorun, sorunun tam boyutu bilinmeden önce PFAS ile gübre kullanan küçük çiftçilere ve organik çiftçilere orantısız bir şekilde zarar veriyor” dedi.

“Sonsuza kadar kimyasalların” neden olduğu kirlenme nasıl bu kadar yaygın hale geldi? Yıllar boyunca bireyler ve fabrikalar PFAS’ı atık suyun bir parçası olarak yerel kanalizasyon sistemlerine akıtıyordu. Sonsuza dek kimyasallar çürümediğinden, çiftçilere doğal gübre olarak pazarlanan kanalizasyon çamuruna karıştılar.

Bu döngü, bilim insanları ve halk sağlığı yetkilileri endişelerini dile getirene kadar onlarca yıl devam etti. Zamanla vücutta biriken PFAS, bazı kanserler, doğurganlık sorunları ve bağışıklık tepkisi sorunlarıyla ilişkilendirilmiştir. 2016 yılında bir mandıra çiftliğinden gelen sütte kalıcı kimyasalların bulunduğu Maine eyaleti, 2022 yılında kanalizasyon çamurunun tarım arazilerine uygulanmasını yasakladı. (En çok incelenen PFAS olan perflorooktanoik asit (PFOA), Ulusal Sağlık Enstitüleri’ne göre 2023 yılında insanlar için kanserojen olarak sınıflandırıldı.)

Thompson, 1,2 milyon hektarlık (2,96 milyon dönüm) ABD ekim alanının PFAS’tan önemli ölçüde etkilenebileceğini tahmin etti.

Daha ucuz bir temizleme modeli

Bu arada, tarım arazileri için mevcut iyileştirme seçenekleri sınırlı ve pahalı.

Çiftçiler örneğin kirlenmiş toprağı kazabilir veya esas olarak toprağı yakmak için makineler kullanabilir. Bu tür bir iyileştirmenin maliyeti hektar başına 800.000 ila 1,6 milyon dolar arasındadır; bu da PFAS’ın Amerikan tarım arazilerinden kaldırılmasına yönelik faturanın 8 trilyon dolara çıkacağı anlamına gelir.

Yale liderliğindeki iyileştirme modeli bu maliyetin yalnızca küçük bir kısmını gerektiriyor. En iyi bilinen PFAS’lardan ikisi olan perflorooktanoik asit (PFOA) ve perflorooktansülfonik asit (PFOS) bazlıdır.

Sistemin ilk adımı, alanın üzerine ince bir kırılmış alkali kaya tabakasının yayılmasını içeriyor. Bu, toprağın pH seviyesini yükseltir ve bu da orada büyüyen bitkiler aracılığıyla PFOS’un topraktan uzaklaştırılmasını hızlandırır.

Bir sonraki adım, hasat edilen bitkilerden hem PFOS hem de PFOA kimyasallarını yok eden “biyokömür” (kömürün özel bir türü) oluşturmaktır. Bu, tesislerin büyük, sabit bir makine veya daha küçük, hareketli bir ünite ile ısıtılmasıyla yapılır.

Araştırmacılar, bu yeni modelin kullanıldığı iyileştirme çalışmalarının hektar başına 1.460 dolara mal olduğunu tahmin ediyor. Süreç 20 yıla kadar her yıl tekrarlanacağı için toplam maliyet hektar başına 29.000 doların biraz üzerinde olacaktır; bu tutara çiftçinin tedavi sırasında kaybettiği gelirin tazminatı da dahildir.

Bonus olarak karbon giderme

Sistem ayrıca, toprağa uygulanan kırılmış kayaların ve biyokütleden üretilen biyokömürün daha iyi hava koşullarına maruz kalması yoluyla, bir sera gazı ve iklim değişikliğine ana katkıda bulunan karbondioksitin ortadan kaldırılması gibi ek bir faydaya da sahiptir. Araştırmacılar, ulusal ölçekte sistemin yılda 10,5 milyon metrik ton karbondioksiti ortadan kaldırabileceğini tahmin ediyor.

Thompson, “Bu, bu durumdaki çiftçilere arazileri üzerinde bir miktar yetki vermenin ve toprağı eskisinden daha iyi durumda bırakmanın gerçek bir yoludur” dedi.