Prof. Dr. Güleda Engin

Summary

The use of synthetic polymers began with the Industrial Revolution and has grown to reach an annual production volume of 400 million tons. However, improper solid waste management has turned this progress into a global environmental crisis. Although the widespread use of plastic materials has supported industrial and technological progress, inefficient waste management systems have turned this advancement into a long-term environmental burden. In fact, only about 9% of produced plastic waste is recycled, the vast majority accumulates in landfills or enters aquatic ecosystems, acting as the ultimate sink. Once in these ecosystems, the materials undergo photodegradation, mechanical abrasion, and biodegradation, breaking down into smaller particles. This study examines current technologies for detecting increasing micro- and nanoplastic pollution in environmental matrices (water, soil, and sediment) and biological samples (human tissue and fluids), as well as the potential risks these pollutants pose to human health. Accurate classification and monitoring of these pollutants is essential for understanding the environmental fate and toxicological effects of plastic pollution.

The article addresses methodological challenges of pretreatment processes, such as sampling strategies, organic matter removal, and density separation. These processes are critical for obtaining reliable data. It then evaluates the advantages and limitations of visual methods, spectroscopic techniques (FT-IR and Raman), and mass-based thermo-analytical methods (Py-GC/MS) used in particle characterization. The lack of standardized analysis protocols, along with uncertainties caused by matrix interferences and contamination risks, makes it difficult to accurately determine health risks. More sensitive measurement technologies need to be developed for the management of these pollutants, referred to as the “invisible danger” in the scientific community. Furthermore, banning single-use plastics, promoting alternatives such as bioplastics, and implementing source reduction strategies are the most important steps to be taken in the short term.

***

Özet

Mikro/Nanoplastik Tespit Teknolojileri ve Halk Sağlığı Risklerinin Değerlendirilmesi

Sanayi devrimiyle başlayan ve günümüzde yıllık 400 milyon tonluk üretim hacmine ulaşan sentetik polimer kullanımı, uygun olmayan katı atık yönetimi sebebiyle küresel bir çevre krizine dönüşmüştür. Plastik malzemelerin yaygın kullanımı endüstriyel ve teknolojik ilerlemeleri desteklemiş olmakla beraber, verimsiz atık yönetim sistemleri bu ilerlemeyi uzun süreli bir çevre yüküne dönüştürmüştür. Nitekim, üretilen plastik atıkların sadece yaklaşık yüzde 9’unun geri dönüştürülebildiği, büyük çoğunluğunun ise depolama sahalarında biriktiği veya nihai alıcı ortam olan su ekosistemlerine ulaştığı bilinmektedir. Karasal ve sucul ekosistemlere giren bu malzemeler, fotodegradasyon, mekanik aşınma ve biyolojik bozunma süreçlerine maruz kalarak daha küçük parçacıklara ayrışmaktadır. Bu çalışma, çevresel matrislerde (su, toprak, sediman) ve biyolojik numunelerde (insan dokusu, sıvılar) giderek artan mikro ve nanoplastik kirliliğinin tespiti için kullanılan güncel teknolojileri ve bu kirleticilerin insan sağlığı üzerindeki potansiyel risklerini incelemektedir. Plastik kirliliğinin çevresel kaderini ve toksikolojik etkilerini anlamak, bu kirleticilerin doğru sınıflandırılmasına ve izlenmesine bağlıdır. Makalede öncelikle, güvenilir veri eldesi için kritik öneme sahip olan örnekleme stratejileri, organik madde giderimi ve yoğunluk ayrımı gibi ön hazırlık süreçlerindeki metodolojik zorluklara değinilmiştir. Ardından, partikül karakterizasyonunda kullanılan görsel yöntemler, spektroskopi teknikleri (FT-IR, Raman) ve kütle bazlı termo-analitik yöntemlerin (Py-GC/MS) avantaj ve kısıtları değerlendirilmiştir. Analiz protokollerinin standartlaşmamış olması, matris girişimleri ve kontaminasyon risklerinin yarattığı belirsizlikler, sağlık risklerinin doğru bir şekilde belirlenmesini güçleştirmektedir. Bilim dünyasında “görünmez tehlike” olarak adlandırılan bu kirleticilerin yönetimi için daha hassas ölçüm teknolojilerinin geliştirilmesi gerekmektedir. Bununla birlikte, tek kullanımlık plastiklerin yasaklanması, biyoplastik gibi alternatiflerin yaygınlaştırılması ve kaynağında azaltım stratejilerinin uygulamaya konması kısa vadede atılması gereken en önemli adımlardır