العلماء يتوصلون إلى أول دليل على حجم تلوث جسيمات البلاستيك بطبقات المياه العميقة بالمحيطات

لأول مرة، قام علماء من معهد لايبنيز لأبحاث بحر البلطيق في وارنيموند (IOW) بتحليل سلسلة عينات طويلة الأجل حول التلوث البلاستيكي الدقيق في شمال شرق المحيط الأطلسي من عمق المياه 2000 متر فيما يتعلق بالعدد والحجم والكتلة والمادة والأصل المحتمل من الجسيمات.

تم جمع العينات بين عامي 2003-2015 في حوض ماديرا بواسطة مصيدة للرواسب، يختلف نوع البلاستيك وكمية الجسيمات على نطاق واسع، ولكنها تمثل ما يصل إلى 8 % من إجمالي تدفق الجسيمات، كانت المواد البلاستيكية الأكثر شيوعًا هي البولي إيثيلين والـ PVC، توفر النتائج نظرة ثاقبة على التباين الزمني لغرق اللدائن الدقيقة وبالتالي النهج الأول لفهم مصيرها في المحيط.

قلة من الملوثات البيئية البشرية المنشأ- على الأرض وفي الماء – منتشرة على نطاق واسع مثل اللدائن الدقيقة. وعلى الرغم من وجود أدلة على وجود جزيئات بلاستيكية دقيقة في كل نظام بيئي تقريبًا – حتى لو كانت بعيدة مثل القطب الشمالي أو رواسب أعماق البحار- إلا أن هناك فجوات كبيرة في المعرفة حول أصلها ومصيرها وتغيرها الزمني. هذا هو الحال خاصة بالنسبة للمحيطات.

تقول Janika Reineccius من IOW ، المؤلفة الرئيسية للدراسة التي نُشرت مؤخرًا حول المراقبة طويلة المدى للتلوث البلاستيكي الدقيق في طبقات المياه العميقة في شمال شرق المحيط الأطلسي المفتوح: “مع ذلك ، تشكل المواد البلاستيكية الدقيقة خطرًا على البيئة البحرية من نواحٍ عديدة”.

يقول الباحث: “يمكن أن تمتص اللدائن الدقيقة سمومًا معينة وتنقلها لمسافات طويلة، أفقيًا ورأسيًا على حد سواء. وتبتلع مجموعة متنوعة من الكائنات مثل هذه الجزيئات” المسمومة “، والتي، علاوة على ذلك، يمكن أن تحد بشكل كبير من تناول الأطعمة المغذية”.

تضيف جوانا وانيك، المؤلفة المشاركة “علاوة على ذلك، ليست كل اللدائن الدقيقة متشابهة”، “للوصول إلى فهم أفضل لمدى سرعة ومقدار غرق الجسيمات البلاستيكية عبر عمود الماء في أعماق المحيط، نحتاج إلى دراسة ليس فقط حجم الجسيمات، ولكن أيضًا المواد التي تتكون منها الجسيمات، هناك مجموعة هائلة من المواد الكيميائية والخصائص الفيزيائية التي تؤثر على كل من سلوك الغرق وفترة حياة الجسيمات، وهذا بدوره يؤثر بشكل حاسم على وقت الإقامة في عمود الماء، وبالتالي توافر الحيوانات المصابة “.

تشرح عالمة IOW، لأكثر من 20 عامًا، كانت مسؤولة عن مرصد Azores Kiel 276، الذي يرسو في منتصف شمال شرق المحيط الأطلسي في منتصف الطريق تقريبًا بين جزر الأزور وجزيرة ماديرا بالإضافة إلى العديد من الأدوات التي تقيس مجموعة واسعة من المعايير الكيميائية والفيزيائية الأوقيانوغرافية، يتم أيضًا ربط مصائد الرواسب بخط الإرساء البالغ طوله 5.2 كم لتجميع الجسيمات الغارقة في أعماق مختلفة.

سلسلة زمنية من مواد مصيدة الرواسب

في هذه الدراسة، حلل الباحثان من معهد IOW للمرة الأولى سلسلة زمنية من مواد مصيدة الرواسب من عمق 2000 متر من المياه، والتي تم جمعها بواسطة Kiel 276 بين عامي 2003 و2015.

تم اكتشاف جزيئات بلاستيكية دقيقة في كل واحدة من 110 عينة تم فحصها، تباينت كمية ونوع البلاستيك ومعدلات النقل الرأسي اختلافًا كبيرًا: ما بين 1 و3000 جسيم بلاستيكي يغوص في أعماق المحيط الأطلسي يوميًا ومتر مربع، وهو ما يعادل كتلة من 0.0001 إلى 2 مجم تقريبًا في اليوم ومتر مربع.

حوالي 5.4 مليون طن سنويًا

تقول Janika Reineccius، استقراءً على المحيط الأطلسي بأكمله، فإن هذا يعادل إدخال حوالي 5.4 مليون طن سنويًا”، تضيف جوانا وانيك: “يمكن أن يمثل الحد الأقصى من اللدائن الدقيقة ما يصل إلى 8٪ من إجمالي مادة الغرق”.

وجد العالمان بشكل أساسي جزيئات صغيرة جدًا، غالبًا أصغر من 0.1 ملم، باستخدام التحليل الطيفي لرامان، اكتشفوا الأنواع التالية من البلاستيك: البولي إيثيلين والبولي فينيل كلوريد (PVC) ، والبولي بروبيلين، والبوليسترين، والبولي إيثيلين تيريفثاليت (PET) ، والبلكسيجلاس والبولي أميد، والتفلون، والبوليمرات المشتركة من البولي إيثيلين، والبولي بروبيلي.

تغير تركيبة البوليمرات

بين سنوات أخذ العينات، تغيرت تركيبة البوليمرات بشكل كبير، لكن البولي إيثيلين كان دائمًا هو المسيطر (نسبة جيدة 70٪ من الكمية من جميع العينات)، وكان البولي فينيل كلوريد (حوالي 20٪ من الكمية الإجمالية) ثاني أكثر شيوعًا؛ جميع البوليمرات الأخرى حدثت فقط بكميات صغيرة للغاية.

كما يقول المؤلفون، ترتبط كمية جسيمات البولي إيثيلين بشكل واضح مع زيادة حدوث الجسيمات الصخرية الصغيرة. نظرًا لمحتواها من العناصر الأرضية النادرة الخاصة، يفترض الباحثون أن الجسيمات – غبار الصخور والبلاستيك – تم نقلها عبر الغلاف الجوي من شمال شرق إفريقيا والمناطق المحيطة بها. لا يمكن إنشاء ارتباط مماثل لـPVC ، البوليمر الثاني الأكثر شيوعًا.

وبدلاً من ذلك، تم العثور على تبعية موسمية ذات مدخلات عالية في الشتاء، وكميات أقل بكثير في الصيف، قد يكون هذا بسبب عوامل موسمية مثل التقسيم الطبقي للعمود المائي أو الرياح أو التيارات أو هطول الأمطار.

تقول جانيكا رينكيوس وجوانا وانيك: “لتحديد المزيد من الأنماط وفهم العمليات بشكل أكثر وضوحًا ، يجب بالتأكيد استمرار أخذ العينات على المدى الطويل، وفي الواقع، نحتاج أيضًا إلى المزيد من محطات أخذ العينات على المدى الطويل”، “تحليلنا هو أول دراسة في جميع أنحاء العالم تُظهر سلسلة زمنية للتلوث البحري بالبلاستيك، وبالتالي فهي خطوة أولى مهمة جدًا لفهم أصل ومسارات نقل مختلف المواد البلاستيكية الدقيقة إلى أعماق المحيطات المفتوحة.”