الألوان الاصطناعية في مياه الصرف الصحي تشكل تهديدًا للسلاسل الغذائية في العالم

وجدت دراسة جديدة أن الأصباغ المستخدمة على نطاق واسع في صناعات النسيج والأغذية والأدوية تشكل تهديدا ملحا على صحة النبات والحيوان والإنسان، وكذلك البيئات الطبيعية في جميع أنحاء العالم.

تدخل مليارات الأطنان من مياه الصرف الصحي المحتوية على الصبغة إلى أنظمة المياه كل عام، ويقول مجموعة من الباحثين من المملكة المتحدة والصين وكوريا وبلجيكا إن هناك حاجة إلى تقنيات مستدامة جديدة بما في ذلك الترشيح الجديد على نطاق النانو القائم على الأغشية لحل المشكلة.

هناك حاجة إلى هذا التشريع لإجبار المنتجين الصناعيين على التخلص من الملونات قبل أن تصل إلى شبكات الصرف الصحي العامة أو المجاري المائية.

نُشرت اليوم في مجلة Nature Reviews Earth & Environment ، وقد قام بدراسة التأثيرات البيئية ومعالجة مياه الصرف الصحي المحتوية على الصبغة أكاديميون من جامعة باث، والأكاديمية الصينية للعلوم، وجامعة فوجيان للزراعة والغابات، والمعهد الكوري لتكنولوجيا الطاقة وKU لوفين، بلجيكا.

ويسلط البحث الضوء على أن ما يصل إلى 80% من مياه الصرف الصناعي المحتوية على الصبغة والتي تنشأ في البلدان المنخفضة والمتوسطة الدخل يتم إطلاقها حاليًا دون معالجة في المجاري المائية أو استخدامها مباشرة للري.

ويقول المؤلفون إن هذا يشكل مجموعة واسعة من التهديدات المباشرة وغير المباشرة على صحة الإنسان والحيوان والنبات.

عدم كفاية البنية التحتية والاستثمار

على الرغم من هذه التهديدات الشديدة للصحة والنظم البيئية، أكد المؤلفون على عدم كفاية البنية التحتية والاستثمار والجهود التنظيمية لجعل استخدام الصبغة أكثر استدامة، أو لمعالجة مياه الصرف الصحي المحتوية على الصبغة.

يعتقد الدكتور مينج شيه، المحاضر في قسم الهندسة الكيميائية بجامعة باث (المملكة المتحدة)، أن هناك حاجة إلى نهج متعدد الجوانب لمكافحة هذه المشكلة.

ويقول: “تخلق الأصباغ العديد من المشاكل عندما تصل إلى شبكات المياه، بدءًا من منع وصول الضوء إلى الكائنات الحية الدقيقة التي تشكل حجر الأساس لسلاسلنا الغذائية، ومنع تكاثرها ونموها، إلى عواقب أكثر مباشرة مثل التأثيرات السامة على النباتات والتربة والحيوانات والكائنات الحية الدقيقة.”

وأضاف “هناك عدة طرق محتملة لإزالة الأصباغ من الماء بما في ذلك التقنيات الكيميائية والبيولوجية والغشائية، ولكن الأصباغ المختلفة تتطلب أساليب مختلفة، وبمجرد وصولها إلى أنظمة معالجة مياه الصرف الصحي يمكن أن تكون عمليات معالجة المياه كثيفة الاستخدام للطاقة.”

وأوضح “هناك حاجة إلى جهد تنظيمي عالمي لمنع وصول الأصباغ إلى مياه الصرف الصحي أو أنظمة المياه الأخرى مثل الري، ونظرًا لتعقيد معالجة مياه الصرف الصحي المحتوية على الأصباغ، فإن أحد الحلول هو التحول من مفهوم طرق المعالجة المركزية أو الإقليمية إلى مفهوم طرق المعالجة اللامركزية والموقعية ، معالجة محددة عند المصدر، من خلال إجبار الصناعات على إزالة الأصباغ من مياه الصرف الصحي التي تنتجها قبل أن تصل إلى شبكات المياه العامة.

صناعة النسيج أكبر مستهلك للأصباغ

تم اكتشاف موفين، أول صبغة صناعية عضوية، في عام 1865، مما حفز إنشاء صناعة الأصباغ العالمية، ومنذ ذلك الحين، تم تصنيع أكثر من 10.000 نوع مختلف من الأصباغ، ويقدر الإنتاج العالمي السنوي اليوم بمليون طن.

وتستخدم الأصباغ في صناعات المطاط ودباغة الجلود والورق والأغذية والأدوية وصناعات التجميل، بينما يستهلك أكبر مستخدم لها، وهي صناعة النسيج، 80% من الأصباغ الاصطناعية المنتجة وتولد حوالي 70 مليار طن من مياه الصرف الصحي المحتوية على الأصباغ سنوياً.

تقوم الصين والهند وبنجلاديش مجتمعة بتصريف حوالي 3.5 مليار طن من مياه الصرف الصحي للمنسوجات كل عام.
ويتفاقم تلوث المياه بسبب الأصباغ الاصطناعية، والتي، في ضوء قضايا ندرة المياه، تجعل الأصباغ قضية بيئية أساسية وتنمية مستدامة.

تتسبب الأصباغ غير المعالجة في تلوين المسطحات المائية، مما يقلل من درجة الضوء المرئي الذي يمر عبر الطبقة السطحية، مما يعيق عملية التمثيل الضوئي للنباتات المائية ويخلق تأثيرات على طول السلسلة الغذائية.

تترسب الأصباغ في خياشيم الأسماك

تعد الطحالب الدقيقة، التي تشكل أساس السلسلة الغذائية المائية، أكثر حساسية لتقليل عملية التمثيل الضوئي، وتعاني من تثبيط النمو وتشوه الخلايا عند تعرضها لصبغة صناعية، وهذا التأثير، بالإضافة إلى منع نقل الطاقة والمواد المغذية عبر السلسلة الغذائية، يمكن أن يؤدي إلى انهيار النظم البيئية المائية بأكملها.

وقد لوحظت التأثيرات أيضًا في الأسماك، يمكن أن تترسب الأصباغ في خياشيم الأسماك أو خطوطها الجانبية أو أدمغتها، مما يؤدي إلى تأثيرات سمية مثل الحركة غير المنسقة، وضيق التنفس، وتلف الكبد، واختلال وظائف الكلى.

ولا تقلل هذه التأثيرات من القيمة الغذائية للأسماك بالنسبة للحيوانات المفترسة فحسب، بل تقلل أيضًا من معدلات تكاثرها، يمكن أيضًا أن تتراكم الأصباغ السامة بيولوجيًا في الأنسجة الدهنية للأسماك، مما يشكل مخاطر صحية على البشر والحيوانات في جميع أنحاء السلسلة الغذائية .

توجد أيضًا تأثيرات سلبية للأصباغ على الأرض، حيث أنها تخل بتوازن المجتمعات الميكروبية في التربة، وفي البشر، التعرض للأصباغ يمكن أن يسبب الحساسية والربو والأمراض بما في ذلك التهاب الجلد واضطرابات الجهاز العصبي المركزي، فضلا عن خلل في الأعضاء وزيادة خطر الإصابة بالسرطان.

لا يوجد علاج واحد يقدم الحل

تستكشف المراجعة مجموعة متنوعة من تقنيات المعالجة لمياه الصرف الصحي المحتوية على الصبغة، بما في ذلك التقنيات الكيميائية والبيولوجية والفيزيائية والتقنيات الناشئة القائمة على الأغشية المتقدمة.

وجد الباحثون أنه لا توجد تقنية واحدة تقدم “الحل السحري” لإزالة الأصباغ، في حين أن العديد من الطرق الواعدة ليست جاهزة بعد من الناحية التكنولوجية على نطاق واسع.

وفي ضوء ذلك، يقترحون بذل جهد جماعي، بقيادة صناع السياسات، لزيادة اعتماد تقنيات المعالجة المتقدمة وتغيير أساليب معالجة المنسوجات لتقليل استخدام الأصباغ الأكثر سمية.

يسلط المؤلفون الضوء أيضًا على قوة دافعة تجارية محتملة، ألا وهي المجال الذي يمكن للصناعات من خلاله إنشاء مصادر دخل جديدة من معالجة مواد مياه الصرف الصحي وفصلها وإعادة استخدامها.

يقول المؤلف المشارك الدكتور دونغ هان سيو، من مسار تكنولوجيا مواد الطاقة والبيئة/ تكنولوجيا المناخ والمناخ في KENTECH، “إن الصبغة التي تحتوي على مياه الصرف الصحي هي واحدة من أكثر تيارات مياه الصرف الصحي تحديًا، والتي تؤثر على الحياة والبيئة في العديد من البلدان.”

وأوضح “توفر مراجعتنا أحدث الأفكار حول كيفية إدارة التحدي بشكل فعال من منظور الاقتصاد الدائري، وإعادة تدوير الأصباغ من مياه الصرف الصحي بشكل فعال باستخدام استراتيجيات المعالجة مثل الفصل المتقدم القائم على الغشاء لاستعادة كل من الأصباغ المفيدة وكذلك المياه النظيفة.”

يضيف الدكتور جيويانج لين، من الأكاديمية الصينية للعلوم: “تقدم هذه المراجعة أمثلة حول كيفية تقليل آثار الصبغة من مراحل الإنتاج باستخدام تقنيات الصباغة الجديدة، ويمكن استخدام الإرشادات حول الحلول الفعالة للصبغة التي تحتوي على مياه الصرف الصحي لمعالجة أنواع أخرى من الصبغة، تحدي مجاري المياه العادمة، وحماية الأرواح والبيئة للأجيال القادمة.”