Şebeke sularında ve şişelenmiş içme sularında östrojenik aktivitenin araştırılması ve endokrin sistemini bozucu maddelerin varlığı ile ilişkilendirilmesi

Çeşitli doğal ya da sentetik maddeler kimyasal yapıları nedeni ile canlıların endokrin sistemini etkileyebilmekte, bu nedenle "Endokrin Bozucu Maddeler (EBM)" olarak adlandırılmaktadır. Atıksularda ve sularda bulunan bazı maddeler de östrojenik aktiviteleri nedeniyle Endokrin Bozucu Maddeler (EBM) olarak kabul edilmektedir. Su canlıların yaşamını sürdürebilmesi için ihtiyaç duyduğu temel bir bileşiktir. Sularda bulunan kirleticiler canlılar için ciddi problemler yaratabileceğinden üzerinde durulması gereken bir konudur. Bu kirleticilerden EBM'ler, hem evsel ve endüstriyel atıksulardan noktasal kirletici olarak hem de tarım alanlarından yayılı kirletici olarak su kaynaklarına karışmakta ve sularda östrojenik aktivite oluşturmaktadır. Sucul canlıların yanı sıra insanlar da, bu maddelerin içme suyu arıtma tesislerinde tam olarak arıtılamaması ya da içme suyu dağıtım şebekelerinde ve evlerde kullanılan plastik malzemeli su boruları nedeniyle EBM'lere maruz kalabilmektedir. Bu durum da östrojenik aktiviteye sahip maddelerin hem çevre hem de insan sağlığı için risk oluşturmasına neden olmaktadır. Ayrıca, içme sularının ticari olarak büyük oranda polikarbonat yapılı damacanalar ve polietilen tereftalat (PET) yapılı şişeler içerisinde satışa sunulmakta olması, şebeke sularının içme suyu kalitesine güvenilmemesi ve plastik yapılı şişelerin pratik olması sebebiyle şişelenmiş suları daha çok tercih eden insanların da östrojenik aktivite gösterme potansiyeli olan sulara maruz kalmasına sebep olmaktadır. EBM'lerin organizmalarda çok ciddi hasarlara yol açtığı bilinmektedir. Cinsiyet farklılaşmaları ve üreme sisteminde oluşan problemler endokrin bozucu maddelerin toksikolojik değerlendirmelerinin ana konusu olmasına rağmen, kanser, metabolik fonksiyonlar, bağışıklık sistemi ve gelişme fonksiyonları, büyüme, davranış ve hafıza bozukluklarına potansiyel etkisi de endişeye sebep olmaktadır (Dorival-Garcia ve diğ., 2012; Plotan ve diğ., 2013). Doğal (estron ve 17β-estradiol) ve sentetik (17α-etinilestradiol) hormonlar, EBM arasında ilk sırayı almakta olup bu maddeler hormon tedavisi ya da doğum kontrolü amacıyla kullanıldıklarından, evsel atıksuların deşarjı sonucunda doğal sulara karışmakta ve çeşitli organizmalarda problem yaratmaktadır. Hormonlara ilave olarak DDT ve atrazin gibi organik yapılı pestisitler de EBM arasında sayılabilir. Ayrıca, ateşe dayanıklı malzemelerin, yüzeysel aktif maddelerin, pestisitlerin, polikarbonat ve epoksi reçinelerin yapımında kullanılan alkilfenoller ve bisfenol A gibi maddeler de EBM arasında yer almaktadır. Bisfenol A, temel olarak epoksi reçinelerinin ve polikarbonat plastiklerin üretiminde kullanılmaktadır (Crain ve diğ., 2007; Wright-Walters ve diğ., 2011). İçme sularının büyük ölçüde polikarbonat şişelerde satılıyor olması nedeniyle bisfenol A içeren polikarbonat şişelerdeki suların östrojenik aktivite açısından önemli olabileceği düşünülmektedir. EBM'lerin su çevrimine girme yolu en çok atıksu arıtma tesislerinden çevreye deşarj ile olmaktadır. Ancak, EBM arasında çeşitli pestisitler de yer aldığından, sadece noktasal kirlilik kaynakları değil, yayılı kirlilik kaynakları da EBM'nin yüzeysel sulara ve yeraltı sularına karışmasına sebep olabilmektedir. Günümüzde birçok içme suyu arıtma tesisinde ham su olarak yüzeysel su kaynakları kullanıldığından, içme suyu arıtma tesislerinde giderilemeyen yüzeysel su kaynaklı endokrin bozucu maddelerin içme suyuna karışma ihtimali söz konusudur (Zhang ve diğ., 2013). Hem şebeke suları hem de şişelenmiş sular şebekeye verilmeden ya da şişelenmeden önce klorlama ya da ozonlama gibi dezenfeksiyon işlemlerine tabii tutulmaktadır. Bu yöntemler EBM'lerin oksidasyonuna sebep olarak konsantrasyonlarını azaltabilir. Ozonlama sonucunda EBM'in parçalanması sonucunda östrojenik aktivitenin azalması söz konusu olabilirken, klorlama sonucunda oluşabilecek olan klorlanmış EBM de östrojenik aktivite gösterebilir (Fan ve diğ., 2013). Ayrıca, su kaynağında bulunabilecek EBM'e ilave olarak, içme suyu şebekesinde ya da bina içi dağıtım sistemlerinde bulunan plastik borularla temas yoluyla şebekeye verilen sulara EBM karışma ihtimali mevcuttur. Bunun haricinde, plastik su depolarından da sulara EBM karışma potansiyeli vardır. Benzer şekilde, şişelenmiş sularda da, kullanılan şişenin materyaline ve şişenin saklanma koşullarına bağlı olarak östrojenik aktivitenin artması ya da oluşması mümkündür. Özellikle yüksek pH'ın polikarbonat damacanalardan suya geçen bisfenol A miktarını arttırdığı belirtilmektedir (Hoekstra ve Simoneau, 2013). Bunun dışında güneşlenme süresi ve sıcaklığın da önemli etki gösterme ihtimali olabilir. Bu tez çalışmasında İstanbul'da su şebekesinden sağlanan sularda ve satın alınan çeşitli şişelenmiş içme sularında endokrin sistemini bozabilecek maddelerinin varlığı, maya bazlı bir biyodeney ile oluşturacakları östrojenik aktivitenin ölçülmesi yoluyla incelenmiştir. Numuneler, son kullanıcıya gelen durumu yansıtması açısından İstanbul'daki beş farklı içme suyu arıtma tesisince beslenen bölgelerde, her içme suyu arıtma tesisini temsilen seçilen en az iki evden alınmıştır. Her mevsimi temsilen ayrı ayrı numune alımı gerçekleştirilmiştir. Şişelenmiş sularda ise, içinde bulundukları plastik malzemeden dolayı, saklama koşulları östrojenik aktiviteye etki edebileceğinden, sıcaklık, pH ve fotolizin etkisine bakmak üzere deneyler yürütülmüştür. Biyodeneylere ilave olarak, içme sularında ve şebeke sularında bulunma ihtimali yüksek olan EBM olmaları sebebiyle seçilen bisfenol A, nonilfenol ve bisfenol S'nin de ölçümü yapılarak östrojenik aktivite ile bu maddelerin konsantrasyonları arasında bulunabilecek ilişki incelenmiştir. Östrojenik aktivite ölçümleri, insana etki açısından temsil ediciliği yüksek olduğu için Yeast Estrogen Screen.(YES) ile gerçekleştirilmiş olup, bu biyodeney Türkiye'de ilk kez tez çalışmasının dahil olduğu proje çerçevesinde kullanılmıştır. Bisfenol A ve bisfenol S'nin ölçümü ise düşük konsantrasyonlarda ölçüm yapabilmek için katı faz ekstraksiyonu ile numunelerin zenginleştirilmesini takiben sıvı kromatografisi-kütle spektrometresi/kütle spektrometresi (LC-MS/MS) ile yapılmıştır. Şebeke sularında tüm mevsimler için YES biyodeneyi ile toplam östrojenik aktiviteler <2,71 ng/L E2 eşdeğeri olarak bulunmuştur. İstanbul'a içme suyu temin eden çoğu tesiste ozonlama yapılıyor olmasının hamsuda östrojenik aktiviteye neden olabilecek kirleticilerin bulunsa bile, onların giderilmesini sağlayamış olabileceği düşünülmektedir. BPA konsantrasyonları çoğu numunede ölçüm limiti olan 1 ng/L'nin altındadır. BPA konsantrasyonları 1,2±0,3 ng/L ile 18,3±3,8 ng/L arasında değişmektedir. BPS konsantrasyonları çoğu numunede ölçüm limiti olan 10 ng/L'nin altındadır. Sadece 2 numunede ölçüm limitinin üzerinde BPS bulunmuş olup konsantrasyonları 60,2±4,6 ng/L ve 13,2±2,1 ng/L'dir. pH ve Sertlik analizleri sonucunda numunelerin çoğunlukla orta sertlikte olduğu gözlenmiş ve pH'ları 7 civarında ölçülmüştür. Bekletme şartlarının şişe sularındaki östrojenik aktiviteyi etkileyip etkilemediğinin ortaya konulması amacıyla yapılan deneylerde elde edilen YES biyodeneyi ile toplam östrojenik aktiviteler 3±0,3 ng/L ile 118±14 ng/L arasında değişmektedir. Ölçülen BPA konsantrasyonları 1,5±0,2 ng/L ile 6600±725 ng/L arasındadır. BPS konsantrasyonu ise tek bir numunede 49,5±6,6 ng/L olarak ölçülmüştür. Östrojenik aktivite ve BPA konsantrasyonu için bulunan geniş aralık esas olarak suların içinde tutulduğu şişe materyaline, bekletme süresine ve pH'a bağlı olarak elde edilmiş olup, hamsuların sadece birinde ölçülebilir limitin üstünde östrojenite mevcuttur. Bu sonuçlar da, suların içinde bulunmasa bile saklama şişelerinden östrojenik aktivitenin gelebileceğini göstermektedir.