الجسيمات البلاستيكية الدقيقة تتسلل إلى أنظمة تنقية المياه المصممة للحفاظ على سلامة بيئتنا

في كل مرة نغسل فيها ملابسنا، أو نشطف وجوهنا، أو نتخلص من النفايات في المجاري، نثق بأن أنظمة معالجة المياه ستنظف ما نرسله إليها، هذه البنى التحتية تُنقّي مليارات الجالونات من مياه الصرف الصحي عالميًا.
لكن وراء هذه الكفاءة تكمن حقيقة مُقلقة، فالجسيمات البلاستيكية الدقيقة – وهي شظايا لا يتجاوز قطرها خمسة مليمترات – تتسلل إلى أنظمة تنقية المياه المصممة للحفاظ على سلامة بيئتنا.

تكشف الأبحاث الناشئة التي أجراها علماء في جامعة تكساس في أرلينجتون، أنه على الرغم من الجهود الحثيثة التي تبذلها محطات معالجة مياه الصرف الصحي، فإن هذه الجزيئات البلاستيكية الصغيرة تستمر في التسرب إلى تربتنا وأنهارنا ومحيطاتنا.

نُشرت الدراسة في مجلة علوم البيئة الكلية .

ويمتد تأثير هذه الملوثات إلى ما هو أبعد من المياه نفسها، إذ يمس صحة الإنسان ويؤدي إلى تعطيل الاستقرار البيئي بطرق بدأنا نفهمها للتو.

المواد البلاستيكية في أنظمة مياه الصرف الصحي

أصبح البلاستيك جزءًا لا غنى عنه في حياتنا العصرية، فسعره المناسب، ومتانته، وتعدد استخداماته، تجعله موجودًا في كل شيء تقريبًا، من تغليف الأطعمة والإلكترونيات إلى منتجات العناية الشخصية والمنسوجات.

لكن قوتها العظمى هي أيضًا أعظم خطرها، فالبلاستيك لا يتحلل بيولوجيًا، بل يتكسر إلى قطع أصغر، مكونًا ما نسميه البلاستيك الدقيق.

قال أون جونج كيم، الأستاذ المساعد في علوم الأرض والبيئة في جامعة تكساس في أرلينجتون والمؤلف الرئيسي للدراسة: “ما وجدته مراجعتنا المنهجية للأدبيات هو أنه في حين تعمل معظم مرافق معالجة مياه الصرف الصحي على تقليل أحمال المواد البلاستيكية الدقيقة بشكل كبير، فإن الإزالة الكاملة لا تزال غير قابلة للتحقيق باستخدام التقنيات الحالية”.

عندما تنتقل هذه الجزيئات عبر مياه الصرف الصحي، فإنها غالبًا ما تحمل مواد كيميائية ضارة مثل مادة البيسفينول، وPFAS، والمضادات الحيوية.

وأضاف كيم: “قد توجد هذه المواد البلاستيكية الدقيقة والملوثات العضوية بمستويات ضئيلة، ولكننا قد نتعرض لها من خلال أفعال بسيطة مثل شرب الماء أو غسل الملابس أو سقي النباتات، مما يؤدي إلى آثار صحية خطيرة محتملة طويلة الأمد مثل أمراض القلب والأوعية الدموية والسرطان”.

الجسيمات البلاستيكية الدقيقة الرئيسية في الماء

بحثت المراجعة، التي أعدتها جيني كيم نجوين وزملاؤها، في أنواع محددة من البلاستيك الدقيق التي تهيمن على أنظمة الصرف الصحي، وهي الألياف الدقيقة والحبيبات الدقيقة.

تُشكل هذه الأشكال، وإن كانت غالبًا ما تُغفل، جوهر التلوث البلاستيكي في المياه.

الألياف الدقيقة (MFs)، وهي النوع الأكثر شيوعًا في مياه الصرف الصحي، تنطلق من الأقمشة الصناعية مثل البوليستر والنايلون والأكريليك، الغسيل هو آلية انطلاقها الرئيسية.

بمجرد انفصالها، تحمل هذه الجزيئات الشبيهة بالخيوط أصباغًا ومواد كيميائية مضافة قد تتسرب إلى النظم البيئية المائية.
الألياف الدقيقة الاصطناعية، على وجه الخصوص، متينة، وغير قابلة للتحلل البيولوجي، وعرضة للانتقال لمسافات طويلة في الماء.

لا تزال حبيبات الميكروبيدات (MBs)، رغم تراجع انتشارها اليوم بسبب حظر استخدامها في منتجات العناية الشخصية، موجودة في مياه الصرف الصحي.

تُصنع هذه الحبيبات الكروية عادةً من البولي إيثيلين أو البوليسترين، وقد حلت محل المقشرات الطبيعية مثل دقيق الشوفان والسكر في منظفات البشرة.

وعلى الرغم من أن اللوائح التنظيمية قد حدت من استخدامها، فإن وجودها التاريخي لا يزال مهما في أنظمة العلاج، حيث يوفر معايير للبحث وطرق الكشف.

فجوات التكنولوجيا والقيود البحثية

وقال نجوين: “لقد وجدنا أن فعالية العلاجات تختلف اعتمادًا على التكنولوجيا التي تستخدمها المجتمعات وكيفية قياس المواد البلاستيكية الدقيقة لحساب معدلات الإزالة”.

بدأت هذا البحث كطالبة جامعية في مختبر كيم للكيمياء البيئية، وهي الآن تواصل دراستها للحصول على درجة الماجستير في جامعة تكساس في أرلينجتون، حيث تعمل على طرق الاختبار الموحدة للبلاستيك الدقيق في الهواء والماء.

تُسلّط مراجعة نجوين الضوء على غياب الاتساق في كيفية دراسة الجسيمات البلاستيكية الدقيقة.

إذ تختلف طرق أخذ العينات والكشف اختلافًا كبيرًا، مما قد يُشوّه فهم الكمية التي تُزال فعليًا أثناء المعالجة.
وبدون وجود تعريفات قياسية لحجم الجسيمات، وخاصة عند التمييز بين الشظايا والخرز والألياف، تظل الجهود المبذولة لمقارنة الدراسات وبناء حلول فعالة غير مكتملة.

يُشدد الباحثون على ضرورة وجود أساليب مُحكمة لالتقاط وتصنيف الجسيمات البلاستيكية الدقيقة في مياه الصرف الصحي.
غالبًا ما تُغفل الأدوات الحالية أصغر الجسيمات أو تُخفق في تحديد بوليمرات مُحددة، ونتيجةً لذلك، تختلف بيانات تركيزات الجسيمات البلاستيكية الدقيقة باختلاف مرحلة المعالجة والمنطقة ومصدر المياه.

مواد كيميائية ضارة

بالإضافة إلى وجودها المادي، تتفاعل الجسيمات البلاستيكية الدقيقة مع ملوثات أخرى بطرق مثيرة للقلق.
فتركيبها الكيميائي السطحي يُمكّنها من امتصاص ونقل ملوثات مثل مثبطات اللهب، والمواد الخافضة للتوتر السطحي، والملدنات.

يمكن لهذه الجزيئات، بمجرد دخولها البيئة أو الكائنات الحية، أن تتسرب منها السموم الممتصة، مما يؤدي إلى تكثيف آثارها الضارة.

غالبًا ما تتصرف المواد العضوية كالإسفنج، إذ تمتص المواد الكيميائية من خلال التقسيم الكاره للماء والتفاعلات السطحية.
بمجرد دخولها إلى أنظمة المياه، تتشابك مع المواد العضوية والرواسب والجسيمات الأخرى.
هذا السلوك المعقد يقلل من إمكانية اكتشافها ويُعقّد إزالتها أثناء عمليات المعالجة.

ويلفت الباحثون الانتباه الآن إلى هذه التفاعلات لفهم دور البلاستيك الدقيق في التراكم البيولوجي والسمية بشكل أفضل.

وقال كارثيكراج راجنديران، أحد المشاركين في تأليف الدراسة وأستاذ مساعد في مركز أبحاث العظام والعضلات بجامعة تكساس في أرلينجتون: “يساعدنا هذا العمل على فهم مشكلة البلاستيك الدقيق الحالية، حتى نتمكن من معالجة آثارها الصحية طويلة الأمد ووضع جهود تخفيف أفضل”.

لا تزال الآثار الصحية بعيدة المنال

ورغم أن النظم البيئية المائية حظيت بالجزء الأكبر من الأبحاث المتعلقة بالبلاستيك الدقيق، فإن تأثيراتها على الصحة البشرية بدأت للتو في الظهور.

تُظهر النتائج الحالية أن الجسيمات البلاستيكية الدقيقة قد تدخل الجسم عن طريق الابتلاع أو الاستنشاق، وقد تتراكم في الأنسجة، ومع ذلك، لا تزال آثارها طويلة المدى على الأعضاء والتوازن الهرموني ووظائف الخلايا قيد الدراسة.

في أنظمة الصرف الصحي، تختلف سلوكيات جسيمات ميكرومتر وميكرومترات بروبيلين عن أشكال البلاستيك الدقيقة الأخرى.
يؤثر حجمها وكثافتها وشكلها على مدى انتقالها ونوعية المواد التي تتشابك معها.

تُشكّل الألياف الدقيقة، بفضل نسبة طولها إلى عرضها العالية، مصفوفات كثيفة في رواسب المعالجة، مما يُقلل من فعالية الترشيح.
أما الحبيبات الدقيقة، بأسطحها الملساء، فتتجنب الالتقاط وتبقى في المياه المعالجة.

يُشكّل نقص الدراسات التي تُركّز تحديدًا على هذين الشكلين عائقًا، ومن خلال معالجة هذه الفجوة، يأمل الباحثون في توضيح سلوك هذه الجسيمات، ومخاطرها، وأفضل السبل لاستهدافها وإزالتها.

الحلول والتوعية والتنظيم

يمكن أن يُسهم السلوك العام في الحد من انبعاث المواد البلاستيكية الدقيقة، ونحثّ المستهلكين على اختيار الأقمشة ومنتجات العناية الشخصية الخالية من البوليمرات البلاستيكية كلما أمكن.

وقال كيم: “بينما يتعين على المجتمعات اتخاذ خطوات لتحسين الكشف عن المواد البلاستيكية الدقيقة وفحصها في مياه الصرف الصحي ومراقبة جودة المياه، يمكن للمستهلكين بالفعل إحداث فرق من خلال اختيار شراء الملابس والمنسوجات التي تحتوي على كمية أقل من البلاستيك كلما أمكن ذلك، مع العلم أن الألياف الدقيقة هي أكثر المواد البلاستيكية الدقيقة شيوعًا والتي يتم إطلاقها باستمرار من خلال مياه الصرف الصحي”.

كما أن عادات الغسيل الواعية، مثل تقليل عدد مرات الغسيل واستخدام فلاتر الأقمشة، تُفيد أيضًا.

ويجب أن تتبع ذلك إجراءات على مستوى السياسات، ويمكن للحكومات تنظيم الإنتاج، وفرض وضع العلامات، وتشجيع البدائل القابلة للتحلل الحيوي في الأزياء ومستحضرات التجميل.

يمكن أن تعمل الحملات التعليمية على إعلام الجمهور بكيفية تأثير الاختيارات اليومية على الأحمال البلاستيكية الدقيقة التي تحملها مياه الصرف الصحي.

العمل بشأن المواد البلاستيكية الدقيقة في المياه

وتُعد المراجعة التي أجراها نجوين وزملاؤه الأولى التي تركز بشكل خاص على الألياف الدقيقة والحبيبات الدقيقة في مياه الصرف الصحي؛ فهي تجمع بين البيانات الميدانية والتحليل المختبري ودراسات التفاعل الكيميائي.

ويسلط هذا الضوء على الحاجة الملحة إلى تطوير تقنيات الإزالة المستهدفة وصياغة التشريعات التي تأخذ في الاعتبار تنوع المواد البلاستيكية الدقيقة الموجودة.
وقد حصل عملهم على تمويل من برنامج تعزيز الأبحاث التابع لجامعة تكساس في أرلينجتون، والذي تم تصميمه لدعم الفرق متعددة التخصصات في إطلاق اتجاهات بحثية جديدة.
ومع زيادة الوعي والتدخل الاستراتيجي، العلمي والاجتماعي على حد سواء، يمكننا أن نبدأ في احتواء تلوث البلاستيك الدقيق قبل أن تصبح عواقبه غير قابلة للإصلاح.
قد تكون الجسيمات مجهرية، لكن التحدي هائل. يدفع هذا البحث الحوار قدمًا نحو مياه أنظف، ومجتمعات أكثر صحة، وفهم أفضل للملوثات الخفية في حياتنا اليومية.