Naylon poşet bileşenindeki polietilen ve polipropilen maddelerinin zararları

Saniyede kaç naylon poşet kullanılıyor? Yılda kaç trilyon poşet çöpe atılıyor? Ya da kişi başına en az kaç poşet düşüyor biliyor musunuz? Sayısal verileri geçelim çünkü yılda gezegenin içine edecek kadar poşet tüketiliyor ve tüketilmeye devam ediyor. Konumuz naylon poşetlerin içerdiği polietilen ve polipropilen iken gezegeni plastikler çoktan ele geçirdi. Yani hem doğaya hem de sağlığımıza bir tane yararı olmayan plastikler ile başımız dertte!

1 Ocak 2019 ile birlikte Türkiye bir alışkanlığını değiştirmek zorunda kaldı. Aslında çok da zor olmayan bu adım ile belki plastik atıklarının vahameti bir kez daha gündeme geldi. Ne kadar etkili oldu bilinmez ama ufak da olsa bir farkındalık yaratması, insanların akşam yemeklerinde plastik sorunlarının bahsi geçmesini sağladı.

Plastik numaraları ne anlama geliyor?

Şöyle bir baktığımızda dünyadaki birçok gelişmiş ülkede, naylon poşet kullanımı ya yasaklı ya da ücretli. Bunun yanında naylon poşetin yasaklı ya da ücretli olması, “doğaya zarar vermeme” çabaları içinde, ne yazık ki denizdeki kum tanesi kalıyor. Keşke bir naylon poşet ile sorunlar çözülse! Eğer ülkeler gerçekten doğa dostu politikalar yürütmek istiyorlarsa ivedilikle başka kararlar da alıp, yürürlüğe geçirmeliler. (Bknz: Birgün’den Özgür Gürbüz’ün yazısı “Poşeti görüyor, termik santralları görmüyor”)

Peki, başımıza dert olan bu naylon poşetlerin yapısı neyden oluşuyor? Polietilen ve polipropilen maddeleri içeriyor. Plastiklerin ekolojiye olumsuz etkisi hakkında hepimiz hemfikiriz. Bununla birlikte, polietilen ve polipropilen, tüm polimerler arasında biyobozunurlukları düşük olsa da degrade oldukları zaman açığa çıkan ürünler açısından aslında en az zararlılardan iki tanesi. Boğaziçi Üniversitesi doktora öğrencisi Gizem Kırevliyası, polietilen ve polipropilenin polimerler içerisinde doğaya ve hayvan/insan sağlığına zarar verme açısından nerede durduklarını akademik beş makale üzerinden detaylandırdı.

Plastik numarası 5, 4, 2 veya 1 ise daha güvenli olduklarını anlayabiliriz. Lakin plastik numarası 7, 6 veya 3 ise zararlı olduklarına emin olabiliriz. Bu plastiklerden kesinlikle kaçınmanız gerekir.

Makale 1:

Delilah Lithner, Ake Larsson ve Göran Dave’in hazırladığı “Environmental and healt hazar ranking and assessment of plastic polymers based on chemical compositon“ makalesi, polimerlerin ekolojiye ve sağlığa zararları konusunda bir sınıflandırma yapıyor. Bu sınıflandırmayı yaparken, polimerlerin üretildiği monomerler (yani yapıtaşları) göz önünde bulunduruluyor. Burada polietilen ve polipropilen’nin polimerler arasında nerede durduğunu anlayabilmek için birkaç farklı polimeri daha incelemek faydalı olacaktır. Bunlardan başlıcaları, Polivinil klorür (PVC), poliüretan, polistiren (PS), Polietilen tereftalat (PET) ve polimerleşmede kullanılan epoksi reçinelerdir.

Üretildiği monomerlere bakacak olursak:

• Polivinil klorür: Kapı pencere profilleri, dış cephe kaplamaları, döşemeler, sağlık sektöründe (kateterler, kan ürünleri torbaları) ve gıda ambalajlarında kullanılan PVC’nin monomeri vinil klorür. Tabloda dokuzuncu sırada gördüğümüz bu monomer V, ile en yüksek tehlike seviyesine sahip monomerlerden, bunun nedeni ise kanserojen olması. Tabii bu PVC’nin kanserojen olduğu anlamına gelmez, çünkü bu monomerler birbirlerine kimyasal olarak bağlandıklarında artık kendi özelliklerini barındırmıyorlar, fakat bir risk olabileceğini gösterir. Mesela PVC sentezlendiğinde içinde reaksiyona girememiş vinil klorürler iyice plastiğin içinden uzaklaştırılmaz ise bu monomerler zararlı hale gelebilir.
• Epoksi Reçineler : (Bisfenol-A diglisidil eter-DGEBA) Epoksi reçineler başka malzemeler ile bir araya getirilerek yapıştırıcılar, yüzey zemin kaplamaları, uzay ve havacılık sanayisi, spor araçları ve müzik aletleri üretimi gibi kullanım alanlarındaki materyallerin üretimine yardımcı olurlar. Monomerleri Bisfenol A (BPA) ve epiklorohidrindir. Listede epiklorohidrini V ve Bisfenol A’yı IV’üncü tehlike sıralamasında görebiliriz. En tehlikeli özellikleri ise epiklorohidrinin kanserojen olması, bisfenol A’nın deri hassasiyeti yaratmasıdır. Bunun dışında BPA endokrin sisteme etki eden bir madde.
• Polistiren (PS): İzolasyon malzemeleri, köpük, kauçuk, otomobil parçaları, elektronik aletlerin plastik aksamlarında kullanılmasının yanı sıra tek kullanımlık bardak, tabak, yoğurt ve ayran kaplarında da kullanılır. Monomeri stiren tehlike sıralamasına göre II olarak sınıflandırılır, deri ile teması, solunum yolu ile temas etmesi açısından toksik özellik gösteriyor. II olarak sınıflandırılmasından anlayacağımız üzere PVC ve epoksi reçinelerin monomerlerine göre daha az zararlı olarak düşünülebilir. 
• Polietilen tereftalat (PET): Yiyecek içecek kapları ve sentetik kumaşlarda kullanılır. Etilen glikol ve dimetil tereftalattan oluşur. İlkinin tehlike seviyesi bir üstteki örnek olan stiren gibi IV olarak gösteriliyor fakat dimetil tereftalat için bir sınıflandırılma gösterilmiyor.

Gelelim asıl konumuz olan polietilen ve polipropilene:

• Polietilen nedir? Kap, mutfak eşyası, plastik kutu, tüp, boru, ambalaj filmleri, oyuncaklar, yağ şişeleri, kabloların yalıtkan kısımlarında kullanılıyor. Monomeri olan etilenin tehlike kategorisi II yani az zararlı monomerlerden, bunun nedeni ise “specific target organ toxicity-category 3” sınıfına girmesi. Açıklayacak olursak bu kategori altındaki maddelere maruz kaldığınızda kısa süreli baş dönmesi, uyuşukluk gibi narkotik etkiler ve solunum yollarını tahriş etme gibi bir durum yaşayabiliriz. Bu etkiler vücutta kalıcı olarak bir hasara neden olmuyor ve kısa süre sonra düzeliyor.
• Polipropilen nedir? Otomotiv, tekstil ve gıda paketlemesine kadar geniş bir kullanım yelpazesi olan bu polimer ise propilenden üretiliyor. Polipropilen kimyasal solventlere (asit, baz ve organik solventlere) karşı oldukça dayanıklı. Bizler de laboratuvarlarımızda bulunan atıkları genelde polipropilenden yapılan şişe ve bidonlara toplayıp o şekilde ortamdan uzaklaştırıyoruz. Monomeri olan propilen ise sadece alev alabilir bir gaz olması sonucu en masum olan tehlike sınıfında yani I numaralı kategoride bulunuyor.

Tüm bu açıklamaları okurken bu makalenin 2011’de yayınlanmış bir makale olduğunu ve bize konu hakkında genel bir fikir verebileceğini aklımızda tutmak faydalı olacaktır.

Makale 2:

Delilah Lithner, Ake Larsson ve Göran Dave’in hazırladığı “Comparative acute tixicity of leachates from plastic products made of polypropylene, polyethtlene, PVC, acrylonitrile-butadiene-styrene, and epoxy to Dophina magna” makalesi yıllık üretimi en fazla olan bazı polimerleri konu alıyor. Polivinil klorür, polietilen, polipropilen ve epoksi reçinelerden üretilen gıda ambalajı, yağmurluk, fener gibi materyalleri içine alan bu çalışmada, materyaller küçük parçalara ayrılarak 24 ya da 48 saat suda bekletiliyor. Suda bekleme süresince materyallerin suya saldıkları maddelerin toksisitesini anlamak için Daphnia Magna yani su piresi kullanılarak bu canlıların hareketlilik durumu gözleniyor ve bunun yanı sıra suya salınan toksik maddelerin ne olduğu analiz ediliyor.

İncelenen materyallerin suya salabileceği şeyler, reaksiyona girmeyen monomerler, polimeri sentezlemek için kullanan katalizör ve plastikleri işlemek için kullanılan plastikleştirici maddeler olabilir. Polipropilen için incelenen beş materyalden de bir toksisite tespit edilmezken, polietilen için kullanılan materyallerden bir tanesi “bir çiçek sulama kabı” toksik özellik gösteriyor. Toksik özellik göstermeyen materyaller ise yağ ölçmek için kullanılan bir kap, bir matara ve branda gibi eşyalar. Bu tüm PE’den yapılan çiçek sulama kapları toksik bir madde salacak ya da hiçbir PE’den yapılan branda suya toksik özellik gösterecek bir madde salmayacak demek değil. Durum sadece bu çalışmada kullanılan spesifik materyaller için geçerli.

Epoksi Reçine içeren beş tür maddenin de bekletildiği su 24 saat sonunda toksik özelliğe sahip hale gelirken plastikleştirici eklenen altı PVC materyalin bekletildiği su örnekleri 48 saat sonunda toksik hale geliyor. Bu suların neden toksik hale geldiğini anlamak için yaptıkları analizlerde gördükleri ise şu: PVC’den yapılan materyalllerin ısıya dayanıklılığını artırmak için içlerine bolca kalsiyum ve çinko eklendiğini görüyorlar. Çinko genel olarak suda yaşayan canlılar için zararlı bir element. Buna ek olarak PVC materyallerin içerisinde Makale 5’te de bahsedilen plastikleştirici olarak kullanılan bir tür ftalat bulunuyor. Bu plastikleştirici maddeler polimerlerle birebir kimyasal reaksiyona girmiyorlar, fiziksel olarak karışıyorlar. Bu nedenle, suda çözülebilen bu ftalat, suyla temas ettiğinde yavaş yavaş PVC’den yapılan bir materyalin içerisinden çözünerek suya geçip suyu toksik hale getiriyor.

Epoksi reçineler ise durum biraz daha değişik, ilk makalede bahsettiğimiz gibi bir epoksi reçine olan DGEBA’yı elde ederken kullanılan iki monomerin de risk sınıfları hayli yüksek, hatta biri kanserojen idi. Tek başına bir polimer vermeyen epoksi reçineler genelde başka bir madde ile birleştirilerek kürlenirler. Yani epoksi reçine dediğiniz viskoz bir sıvıyı alırsınız ve bir başka sıvıyla karıştırarak, teknenizi vernikleyebilirsiniz ya da katı bir materyal elde edebilirsiniz. Dolayısıyla bunlar al-karıştır türü maddeler oldukları için istenilen şeyi elde etmeye çalışırken yüzde 100 reaksiyon verip vermediğini bilmeniz çok zor. Yani siz işinizi hallettikten sonra ortaya çıkan materyalin içinde kalan reaksiyona girmemiş ve ortamdan uzaklaşmamış monomerler suya karışarak suyu toksik hale getiriyor.

Bu örneklerde görülen toksisiteye neden olan şeylerin, polimerin içine eklenen maddelerden kaynaklandığı öne sürülüyor. Buradaki polimerik materyalleri biberli bir spaghetti gibi düşünürseniz, bu uzun zincirlerin arasına eklenen plastikleştirici maddeler zincirlerin birbirinden uzaklaşmasına neden olur ve biberlerin yani kalsiyum, çinko gibi maddelerin çok rahat spaghettilerin arasından çıkmasına yol açabilir. Toksisite, ortamın türüne, sıcaklığına, polimerin içerisindeki küçük maddelerin türüne uçuculuğuna göre belirlenebilir.

Malesef sadece 6 materyalin 1’i toksik özellik gösterdiği için polietilenin içinde beklediği suda ne gibi maddeler olduğu üzerine bir çalışma yapılmamış. Bu yüzden bu konuda bir şey söyleyemeyiz.

Makale 3:

Delilah Lithner, Jeanette Damberg, Göran Dave, Ake Larsson’un hazırladığı “Leachates from plastic consumer products – Screening for toxicity with Daphnia magna” makalesi ikinci makaleye benziyor. Sadece ikinci makalede bahsedilen çalışmayı daha değişik polimerler ve sayıca fazla materyaller ile denemiş olmaları. Yine su pireleri üzerinde yaptıkları deneylerde en toksik buldukları materyal CD olmuş. CD ile test ettikleri polimer polikarbonat, fakat CD’nin toksik olmasının nedeni polikarbonat yerine CD’nin yapısında gümüş elementi bulunması. Aşağıdaki tabloda test edilen materyal ve içeriklerini görebilirsiniz. Bu tabloda 10-32 arasında gösterilen materyaller bu çalışmaya göre toksik değil. Yani polietilen ve polipropilenin toksik olmadığını görüyoruz. İlk dokuz materyale baktığınızda listede PVC ve poliüretan var aynı zamanda 10-32 arasındaki materyallerden bazılarının da PVC ve poliüretandan yapıldığını görebiliyoruz. Yani illa PVC ve poliüretandan yapılan her şey toksik özellik gösterir diye bir kural yok. Bu polimerlere süreçte karıştırılan maddelerin de bu toksikliğe etki ettiğinden yukarıdaki makaleler kapsamında bahsetmiştik. Poliüretanlar, genelde diizosiyanatlar ve poliollerle reaksiyona girmesi ile oluşan polimerler ve oldukça geniş bir kullanım alanları var. Beyaz eşyalar, inşaat malzemeleri, otomotiv sanayi, gemicilik sektörü, paketleme, döşemelerde ve hatta medikal malzemelerde kullanılabiliyor. Diizosiyanat monomerleri sağlık açısından bir hayli tehlikeli aslında. Deri ve solunum yolu alerjisine, astıma ve hatta uzun süreli maruz kalma halinde astımdan ötürü ölümlere yol açabiliyor. Aynı zamanda bazıları göz yaşartıcı etkiye de sahip. Potansiyel olarak tahriş edici özellikleri olduğunu söyleyebiliriz. Aynı zamanda kayıtlara geçirildiği kadarıyla 4 bin kişinin ölümüne yol açan Bopal Felaketi’nin nedeni de bir tür izosiyanat idi.

Fakat eğer uygun şekilde sentezlenirse ve reaksiyona girmeyen monomerleri ortamdan uzaklaştırılabilirse aslında poliüretan çok da yararlı bir polimer türü. Biyouyumlu bir malzeme her şeyden önce. Günümüzde poliüretandan doku yapıştırıcıları, ilaç taşıyıcıları ve yapay dalak bile üretilebiliyor.

Makale 4:

Cheryl Erler, Julie Novak’ın hazırladığı “Bisphenol A Exposure: Human Risk and Healty Policy” makalesi, genel olarak Bisfenol-A’nın (BPA) sakıncalarını bize özetliyor. Epoksi reçinelerde ve polikarbonatların içerisinde bulunabilen Bisfenol-A aslında hayatımızın çok da içerisinde kullandığımız plastiklerde mevcut. Evimize gelen plastik damacanalar bunun en basiti. Bu durum bile yeterince kötü görünürken çok kısa zaman önceye kadar biberonların yapısında da bulunuyordu. FDA son regülasyonları ile bebek ve çocukların kullandığı malzemelerden Bisfenol-A kullanımını kaldırdı. Yetişkinler için ise yediğimiz içtiğimiz şeylere karışan BPA miktarının insanları etkileyecek seviyede olmadığını öne sürüyor.

Peki, BPA neden sağlığımız için zararlı olabilir? BPA genel olarak endokrin sistemimizde östrojen hormonunu taklit ederek bu hormonun bağlandığı reseptörlere bağlanabiliyor. Bu da vücudumuzda fazla prolaktin salgılanması, üreme sistemimizin bundan etkilenmesi gibi bir dizi hormonal düzensizliğe yol açıyor. Hatta henüz zararlı olduğu anlaşılmamış yıllarda, sığırlara hızlı büyümeleri için BPA veriliyormuş. National Institutes of Health, bu maddenin sadece üreme sistemini değil, sinir sistemini de etkilediğini öne sürüyor ve genel olarak etkilediği şeyleri şu şekilde özetliyor: Hiperaktivite, öğrenme bozuklukları, agresiflik, bağımlılığa eğilim, sperm ve yumurta üretiminde anomaliler, bağışıklık sistemi bozuklukları, büyümede artış ve erken cinsel olgunlaşma.

Makale 5:

Chelsea M. Rochman, Tomofumi Kurobe, Ida Flores, Swee J. Teh’in hazırladığı “Early warning signs of endocrine distruption inadult fish from the ingestion of polyethylene with and without sorbed chemical pollutants from the marina environment” makalesi kullandığımız polietilen tereftalat (ki bu asıl poşetlerle ilgili söz konusu olan polietilen ile aynı tür polimer değil.) (PET)’in canlıların endokrin sistemi üzerinde olumsuz etkilere sahip olabileceğine dair bir çalışmayı içeriyor.

PET basitçe düşünürsek dioller ve tereftalik asidin birleşmesinden oluşur. Endokrin sistemi üzerinde zararlı etkiye sahip olmasının nedeni ise suya ftalat salması. Fakat bu ftalat, kimyasal yapısında bulunan ftalik asitten kaynaklanmıyor çünkü bu ftalik asit diollerle kimyasal reaksiyona girince artık ftalik asit olmuyor ve PET’i oluşturuyor. Burada suya salınan ftalatlar PET’e sonradan karıştırılan maddeler.

Bu çalışmada PET ve cam şişe kullanılarak şişelerde pH’ı 8 olan sulu bir ortam yaratılmış. Bu sulu ortam içerisinde Yeni Zelanda çamur salyangozları bekletilmiş. PET şişedeki canlıların cam şişelere göre iki kat daha fazla embriyo ürettiği görülmüş. Fakat aynı çalışma maya bakterileri için yapıldığında böyle bir durum gözlemlenmemiş.

Günümüzde ftalatlar, polimerleri işlenebilir hale getirmek için akışkanlaştırıcı ya da plastikleştirici maddeler olarak kullanılıyor. Bu maddeler birebir PET, PVC gibi plastiklerin kimyasal yapısında bulunmasa da plastiklerin içine sonradan fiziksel olarak karıştırılmış maddeler. Dolayısı ile ortamın sıcaklığı, asidik-bazikliği, suyla teması halinde kolayca plastiklerin içinden ayrılabiliyorlar. Ftalatların hayvanlar üzerinde, kilo kaybı, büyüme bozukluğu, erken doğum ve kanserojenik etkileri olduğu gözlenmiş. Dünya Sağlık Örgütü, ftalatların insan sağlığı üzerinde de toksik etkilerinin bulunabileceğini açıklıyor. Kullandığımız PET şişeler ile yapılan çalışmalarda oda sıcaklığında 8 ay boyunca suya ftalat salınımı gözlenmemiş, fakat güneş ışığına maruz kalan PET şişeler ile 27 saat sonra yapılan ölçümlerde suda ftalat bulunmuş. Aynı şekilde polimer sentezinde katalizör olarak kullanılan Antimony(III) chloride 22⁰C’de suya salınmazken 70⁰C’de salınıyor. Bu katalizör göğüs kanseri hücrelerinin büyük oranda artmasına neden olan bir madde. Burada önemli iki nokta var. Bazen plastiklerin içinde bulunan katalizör, akışkanlaştırıcı gibi bu maddeler, plastiğin kendisine göre çok daha zararlı olabiliyor. İkinci olarak da plastikleri kullanırken onları içinde tuttuğumuz ortamın fiziksel koşulları, onların vereceği zararı kontrol altında tutabilmemiz için belirleyici.

Son olarak gördüğümüz gibi polietilen ve polipropilen çoğunlukla polimerler arasında içlerine eklenen malzemeler, reaksiyona girmeyen monomerler ve kullanılan katalizörler açısından yaygın olarak kullanılan polimerlerin arasında en masumları. Son zamanlarda önem kazanan araştırmalar ise plastik mikrofiberlerin canlıların hayatına etkisi. Yani plastiklerin çok küçük parçalarının canlıların yapısında birikmesi ile canlıların hayatı nasıl etkileniyor? Bu tamamen bambaşka bir yazı konusu olur ve daha yeni güncel hale gelen bir konu olması nedeniyle makalelerden bazıları PE için zararlı olabilir, bazıları ise bir zararı yoktu gibi görüşler taşımakta.