Bol ve ucuz bir tarımsal yan ürün olan pirinç kabuğu, geçmişte su arıtma çözümü olarak incelenmiştir. Bununla birlikte, ilk kez zararlı toksin olan mikrosistini sudan ayırabilecekleri isbat edildi.

Mikrosistin, siyanobakterilerin bir grubu olup ve göl veya nehirler gibi tatlı su sistemlerinde düşük yoğunluklarda doğal olarak bulunan bir mikroskopik organizmadır. Ara sıra zararlı alg büyüme patlamasına sebep olur. Mikrosistis bazen tatlı sulardan çıkınca düşük tuz yoğunluklu sularda da bulunabilir. Bu organizma sarımsı-yeşil ya da kum tanelerine benzeyen yüzen küçük koloniler oluşturur. Büyük popülâsyonlarda rüzgâr kolonileri kıyıya doğru itebilir ve kalın bir örtü meydana getirirler. Bu yoğun bölgelerle birleşmiş olan çok sayıda yüzey köpüğü oluşabilir. Tüm dünyada Avustralya’dan Güney Amerika’ya, Avrupa’ya, Amerika Birleşik Devletleri'ne kadar uzanabilir.

Optimal koşullar altında (genelde yazın olan yüksek ışık ve sakin hava) Mikrosistisler ara sıra büyüme patlaması oluşturlar ya da suyun yüzeyinde kalın bir tabaka oluşturan yoğun hücre kümeleri oluştururlar. Mikrosistis patlamaları o kadar yoğundur ki suya saçılmış olan parlak yeşil boyayı andırırlar. Olasılıkla insan sağlığını ve doğal kaynakları etkileyebildiği gibi su kalitesini de etkiler. Büyük patlamaların ayrışması sudaki çözünmüş oksijenin yoğunluğunun azalmasına ve sonuçta hipoksia (düşük oksijen) ya da anoksia (oksijenin bulunmaması) oluşumuna sebep olur. Bazen bu balıkların ölümüne de sebep olur. Patlamalar bazen de göze hoş gelmeyen, genellikle ayrışan bir tabaka hainde yüzeyde koku oluşturur.

Günümüzde 50 tatlı su siyanobakterisi genusu tanımlanabilmiştir ve yaklaşık olarak bunların üçte biri toksin üretir. Mikrosistis bu zehirli olan siyanobakterilerin en yaygın olanıdır ve insan ile çiftlik hayvanları, hatta balık zehirlenmeleriyle ilişkisi vardır. Bu nedenle, hatırı sayılır bir araştırma bu organizma ve bunun toksini üzerinde yoğunlaşmıştır. Tüm Mikrotoksin patlamaları zararlı ya da zehirli değildir. Aslında, Mikrosistislerin hem zehirli olan, hem de zehirli olmayan ırkları vardır. Zehirli ırklar, toksin ekspresyon genini düzenlerler, aslında toksin üretimini “açarlar” ya da “kapatırlar”. Bu yüzden Zehirli ırklar her koşul altında Zehirli değildir. Mikrosistinlerin zehirli ırkları protein tabanlı bir toksin olan mikrosistini üretirler. Günümüze kadar 60 yapısal mikrosistin çeşidi tanımlanmıştır. Anabaena flos-aquae gibi diğer siyanobakteriler de mikrosistin üretebilirler.

Distinguished Üniversitesi Profesörü ve Kimya ve Biyokimya Anabilim Dalı başkanı Jon Kirchhoff; “Güvenli su dağıtımı kritik ve dünyanın her yerindeki insanlara güvenli su sağlamak için ekonomik açıdan uygun bir çözüm bulmak gerçekten önemli olacak. Bu basit malzemenin bu sorunu çözebilecek kadar güçlü olması etkileyici” dedi.

Kirchhoff ve Dr. Dragan Isailovic başkanlığındaki araştırmalar, Hidroklorik asitle muamele edilmiş ve 250 derece santigrat dereceye kadar ısıtılmış organik pirinç kabuğu kullandı.

Pirinç kabukları daha sonra, toksinlerin ne kadarını emebileceklerini ölçmek için  Erie Gölü'nden toplanan bir dizi su örneğinde denemeleri yapıldı.

Araştırmacılar, pirinç kabuğunun 596 ppb varan konsantrasyonlarında, Erie Gölü'ndeki en yaygın tür olan mikrokistin MC-LR'nin yüzde 95'inden fazlasını uzaklaştırdığını tespit etti. 3.000 ppb'ye yaklaşan konsantrasyonlarda bile, MC-LR'nin yüzde 70'inden fazlası uzaklaştırıldı ve diğer tğr MC'ler de de üstün başarı sağlandı.

Isailoviç, "Mikrosistinlerin gerçek çevresel örneklerden uzaklaştırılmasına baktık ve materyal çok iyi performans gösterdi." Dedi. “Siyanobakteriyel hücrelerden kaynaklanan son derece yüksek mikrosistin konsantrasyonlarından bahsediyoruz. Normalde yaz aylarında Erie Gölü'nde çok daha düşük konsantrasyonlara sahibiz.”

Ayrıca, mikrosistin yüklü pirinç kabuklarının 560 dereceye ısıtılması, toksinleri yok eder ve diğer uygulamalarda kullanılabilecek silis parçacıkları üretir.

Araştırmacılar, dünya için ucuz ancak etkili filtrasyon sistemleriyle kirlenmiş suyun arıtılması için daha çevre dostu bir yöntem geliştirmek üzere, çalışmaların laboratuvarın ötesine ölçeklendirilebileceğini düşünüyor.

Kaynak : chemeurope , wikipedia