Bisfenol A'nın fotokimyasal ileri oksidasyon prosesleri ile arıtımında toksisite ve östrojenik aktivite değişimleri

Endokrin bozucular, endokrin sistem tarafından sentezlenen endojen kimyasalların aktivitelerini bir şekilde taklit ettikleri, blokladıkları ya da değiştirdikleri için özel ilgi konusudurlar. Diğer birçok organın yanında, özellikle üriner sistemi ve tiroid bezlerini etkilemektedirler. Endokrin bozucu kimyasallar östrojen ve androjen reseptörleri ile reaksiyona girip, endojen hormonların agonist ya da antagonistleri olarak etki gösterebilirler. Son on yılda reprodüktif organ anomalikleri, testiküler kanser, erkek doğum oranlarında azalma ve semen kalitesinde düşme rapor eden birçok çalışma yayınlanmıştır. Endokrin bozucu bileşiklere örnek olarak gösterilebilen Bisfenol A kimyasalı yıllık 1,7 milyar kg civarındaki üretim miktarı ile son yıllarda dikkatleri üzerine çekmektedir. Epoksi reçineler, deniz ürünleri, sebzeler, bira, alkolsüz içecekler, süt tozu gibi gıda ve içeceklerin ambalajlanmasında kullanılan metal kutuların iç yüzeyinin kaplanmasında, şarap ve su gibi sıvıların bulunduğu depolama kapları ile değişik tiplerdeki gıda taşıma kaplarının yapılmasında kullanılan BPA'nın düşük dozlarda bile endokrin sistemi olumsuz yönde etkileyebildiği, merkezi sinir sistemi ve immün sistem üzerinde olumsuz etkilere neden olabileceği bilinmektedir. Bu deneysel çalışmanın amacı endokrin bozucu özellikleri, besin zinciri içinde birikmesi ve özellikle kanserojenik etkiye sahip olması nedeni ile tehlikeli kirleticiler arasında yer alan BPA model kirleticisinin etkin arıtımını sağlamak için sülfat radikali (SO4 -) bazlı persülfat /UV-C ve hidroksil radikali bazlı H2O2/UV-C fotokimyasal ileri oksidasyon proseslerinin kullanılabilirliğinin araştırılmasıdır. Bu ileri oksidasyon proseslerinin etkinliğinin ortaya konması ve karşılaştırma yapılabilmesi amacı ile BPA'nın UV-C fotolizi ile de giderimi araştırılmıştır. Çalışmada aynı zamanda arıtım esnasında ve sonunda toksisite ve östrojenik aktivite de meydana gelen değişimlerin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda yapılan çalışmalarda optimum arıtma koşulları olarak belirlenen 2,5 mM oksidan konsantrasyonu; 20 mg/L BPA= 88 M model kirletici konsantrasyonu ve 6,5 başlangıç pH değerinde BPA model kirleticisinin PS/UV-C ve H2O2/UV-C deneylerinin yürütülmesi ve zamana bağlı olarak ana madde, toplam organik karbon ve teorik olarak hesaplanan ara ürün toplam organik karbon parametrelerin değişimleri incelenmiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında ise reaksiyon esnasında belirli dakikalarda alınan numunelerde üç farklı test organizması kullanılarak toksisite ölçümleri, maya hücreleri kullanılarak östrojenik aktivite ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Yürütülen bu denesel çalışmalar ile BPA'nın belirtilen koşullardaki arıtımı sırasında oluşan oksidasyon ürünlerinin toksik ve östrojenik etkiye sahip olup olmadığı ve reaksiyon süreleri sonunda gözlemlenen toksisite ve östrojenik aktivite giderim seviyeleri belirlenmiştir. Bu çalışmada elde edilen sonuçlar doğrultusunda sadece UV-C fotolizinin kullanıldığı deneysel çalışmalarda etkin bir ana madde ve TOK giderimi sağlanamazken PS/UV-C ve H2O2/UV-C fotokimyasal ileri oksidasyon proseslerinde BPA model kirleticinin yedi dakikadan daha kısa sürelerde (PS/UV-C için beş dakika, H2O2/UV-C için yedi dakika) etkin bir şekilde arıtıldığı görülmüştür. TOK parametresi ile ifade edilen organik madde giderimlerine bakıldığında ise 120 dakikalık arıtım sonucunda PS/UV-C ve H2O2/UV-C prosesleri için sırasıyla %70 ve %85 mertebelerinde mineralizasyonun sağlandığı belirlenmiştir. BPA model kirleticisinin Vibrio fischeri, Daphnia magna, Pseudokirchneriella subcapitata test organizmaları kullanılarak belirlenen, test organizmasında % 50 inhibisyona neden olan etkin konsantrasyon değerleri sırası ile; 5 ,13 0,34, 11 ,83 0,23, 18,41 3, 65 mg/L, olarak tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçlar ışığında BPA model kirleticisinin farklı test organizmalarına karşı toksisitesi azalan hassasiyete göre Vibrio fischeri > Daphnia magna > Pseudokirchneriella subcapitata şeklinde bulunmuştur. BPA'nın UV-C fotolizi ile arıtımında organik madde için olduğu gibi toksisite ve östrojenik aktivite parametrelerinde de etkin bir giderim sağlanamamıştır. PS/UV-C ve H2O2/UV-C prosesleri ile BPA arıtımında reaksiyon süresi boyunca oluşan ara ürünlere bağlı olarak toksisite parametresinde test organizmasının hassasiyetine göre değişiklikler gözlenmiştir. PS/UV-C prosesi için çalışılan test organizmalarından sadece Daphnia magna'nın toksisitesi reaksiyonun sonunda tamamen giderilirken, H2O2/UV-C prosesi için ise Daphnia magna toksisitesinin yanı sıra Vibrio fischeri toksisitesinin de giderimi sağlanmıştır. Pseudokirchneriella subcapitata toksisitesi ise çalışılan arıtma prosesleri ile etkin bir şekilde giderilememiştir. Her iki proses için de (PS/UV-C ve H2O2/UV-C) maya test organizmaları ile ölçülen numunelerin östrojenik aktiviteleri reaksiyonun ilk dakikalarında BPA giderimi ile orantılı olarak azalmış ve ortamdaki BPA'nın giderilmesi sonrasında östrojenik etki de tamamen giderilmiştir.