البلاستيك المصنوع من الألياف الدقيقة يتحرك ببطء في البيئة

-الألياف قد تلتصق بسهولة بالرواسب.. مواد الملابس الاصطناعية مثل الصوف ومستحضرات التجميل ومواد التغليف والسجاد

تشير أولى الملاحظات المباشرة المعروفة لحركة البلاستيك المصنوع من الألياف الدقيقة عبر طبقة رقيقة من الجسيمات الشبيهة بالتربة إلى أنها تميل إلى الانقلاب والتدحرج وفي بعض الأحيان تتعثر في الفراغات.

وتشير النتائج التي نشرت في مجلة أبحاث موارد المياه إلى أن الألياف قد تلتصق بسهولة بالرواسب.

ويساعد هذا العمل في تحسين فهم مخاطر التعرض والتأثيرات الصحية المحتملة للقطع البلاستيكية المنتشرة، والتي تعد أكبر ملوث في العالم من حيث الكتلة.

وقال نيك إنجدال، المؤلف المشارك في الدراسة وأستاذ مشارك في قسم الهندسة المدنية والبيئية بجامعة ولاية واشنطن: “تميل الألياف إلى عدم الرغبة في التحرك، بل إنها تريد البقاء في مكانها والالتصاق بشيء ما”.

وفي الدراسة الجديدة، قام الباحثون بإدخال 1200 قطعة من خط الصيد بعناية -واحدة في كل مرة- من خلال شريحة عمودية رقيقة من المادة تحتوي على أربعة مسام تمثل حبيبات كروية من الحصى.

تم اختيار قطع خيط الصيد الفلورسنتية التي يتراوح طولها بين ثلاثة وثمانية ملليمترات كمواد للدراسة لأنها كانت سهلة الرؤية.

أظهر تسجيل حركة الألياف بالفيديو، أن القطع تميل إلى التناوب بين فترات قصيرة من الانقلاب أو التدحرج وفترات أطول من الحركة السلسة.

مواد الملابس الاصطناعية

كانت الألياف البلاستيكية الدقيقة في البيئة مصدر قلق متزايد في السنوات الأخيرة.

تأتي هذه الألياف الشبيهة بالخيوط، التي يقل حجمها عن خمسة ملليمترات، من مواد الملابس الاصطناعية مثل الصوف ومستحضرات التجميل ومواد التغليف والسجاد.

وقد قدرت أبحاث أخرى أن حوالي 90% من المياه في جميع أنحاء العالم تحتوي على بلاستيك دقيق، وأن 91% من هذا البلاستيك يتكون من ألياف دقيقة.

وقد وجد أن الألياف تؤثر سلبًا على الكائنات البحرية الصغيرة، ولكن من غير الواضح ما هو تأثيرها على صحة الإنسان والنظم البيئية، ويرجع ذلك جزئيًا إلى أن الباحثين لا يعرفون مدى قدرتها على الحركة.

وقال تايلر فوتي، المؤلف الأول للدراسة، والذي حصل مؤخرًا على درجة الدكتوراه من جامعة ولاية واشنطن وهو الآن مهندس موارد مائية في جاكوبس: “نحن بحاجة إلى معرفة كيفية تحركها وأين ستنتهي حتى نتمكن من رؤية تأثيرها الحقيقي في البيئة”.

تحديد مكان بدء الملوثات

في السنوات الأخيرة، طور إنجدال نموذجًا حاسوبيًا لمحاكاة كيفية تحرك الألياف.

كما قام الباحثون بتمرير ألياف بلاستيكية عبر أعمدة من التراب، مما وفر بعض المعلومات، لكنهم لم يتمكنوا من مشاهدة الألياف تتحرك.

وفي البيئة، تمكن الباحثون من تحديد مكان بدء الملوثات ووصولها إلى هناك، لكنهم لم يتمكنوا من تحديد كيفية وصولها إلى هناك.

وقال إنجدال: “هذه التجارب لا تقدم أي إحساس بالآليات التي تتسبب فعلياً في تحريك الألياف”.

قام الباحثون باستخراج مسارات حركة الألياف من الفيديو الخاص بهم وتحليلها لتحديد أوقات سفرها مقارنة بالكريات الدقيقة.

وجد الباحثون أن الألياف تتحرك بشكل أبطأ من الكريات، مع إظهار الألياف الأطول حركة أبطأ.

من خلال تحليلهم، وجدوا أيضًا أن النماذج العددية الأكثر شيوعًا التي يمكن استخدامها لوصف حركة الألياف ليست دقيقة.

وقال فوتي، إن التقاط حركة الألياف الدقيقة بشكل مباشر لم يكن سهلاً، مضيفا “كان الدرس الأكثر أهمية الذي تعلمناه في هذا العمل هو أن الحصول على ملاحظات مباشرة لسلوكيات النقل أمر صعب للغاية، لقد توقعنا أن تحديات التقاط المسار يمكن تبسيطها إلى حد كبير إذا تم استخدام ألياف كبيرة نسبيًا ونطاق كبير نسبيًا، ولكن حتى في هذه الحالة، واجهنا سلوكيات غير متوقعة”.

ويرغب الباحثون في مواصلة العمل ليشمل جوانب أخرى من النقل، بما في ذلك التحكم الأكثر دقة في التدفقات واستخدام أنواع مختلفة من الألياف .