تستهلك الحيوانات البحرية جزيئات البلاستيك الدقيقة وتخرجها في الفضلات.. خطراً على البيئة البحرية
كشفت دراسة جديدة عن نتائج مثيرة للقلق بشأن انتشار جزيئات البلاستيك الدقيقة في شبكة الغذاء البحرية. وفي السنوات الأخيرة، بحثت دراسات عديدة في مخاطر الحيوانات البحرية، وبشكل أكثر تحديدًا، الكائنات الحية التي تتغذى عن طريق الترشيح، والتي تبتلع جزيئات البلاستيك الدقيقة غير القابلة للتحلل.
وفي الدراسة الحالية، سعى فريق البحث إلى فهم كيفية تأثير الترشيح البيولوجي بواسطة الكائنات الحية التي تتغذى على المرشحات على المواد البلاستيكية الدقيقة في بيئتها.
وتشير النتائج إلى أن هذه الجزيئات تفرز في براز الحيوانات البحرية، مما يجعل من غير الممكن التعرف عليها باعتبارها مواد بلاستيكية في البيئة البحرية، ولكن من المحتمل أن تكون مواد عضوية أخرى مناسبة للاستهلاك.
بالإضافة إلى ذلك، يؤثر وجود البلاستيك الدقيق في البراز على انتشاره، مما يتسبب في تراكم البراز والجسيمات البلاستيكية.
وقد يؤدي هذا إلى زيادة مستويات الكربون والنيتروجين في قاع البحر ويؤدي إلى ازدهار الطحالب، مما يؤثر بشكل بالغ على توازن شبكة الغذاء البحرية.
أجرى البحث إيدن هاريل من كلية علم الحيوان، ونوح شينكار من كلية علم الحيوان ومتحف شتاينهاردت للتاريخ الطبيعي، وإينيس زوكر من كلية الهندسة الميكانيكية وكلية بورتر للبيئة وعلوم الأرض، ونشرت الدراسة في مجلة Chemosphere .
هل يتغير البلاستيك بعد مروره عبر الجهاز الهضمي للكائنات البحرية
يوضح البروفيسور شنكار: “قبل حوالي عقد من الزمان، عندما بدأ الوعي بمشكلة تلوث البلاستيك في البيئة البحرية ينمو، ركز العديد من الباحثين على تحديد موقع وحجم جزيئات البلاستيك الدقيقة، وفي الآونة الأخيرة، تحول تركيز البحث إلى التأثيرات والأضرار التي تسببها جزيئات البلاستيك الدقيقة، ومع ذلك، يتم إجراء العديد من التجارب في هذا المجال باستخدام البلاستيك النظيف الذي تم شراؤه، بينما تتعرض جزيئات البلاستيك في البحر لمجموعة واسعة من التأثيرات والملوثات.
“هدفنا هو دراسة ما إذا كان البلاستيك يتغير بعد مروره عبر الجهاز الهضمي للكائنات البحرية، وكيف يتغير وكيف تؤثر هذه العملية على وجود البلاستيك وتوافره للكائنات الحية الأخرى.”
قام الباحثون بإنشاء نظام تجريبي في المختبر يحاكي مياه البحر التي تحتوي على أسماك الزينة – وهي حيوانات بحرية تتغذى على ترشيح الجزيئات الصغيرة بكفاءة ودون تمييز من الماء. قاموا بتعريض أسماك الزينة لنوعين من جزيئات البلاستيك: البوليسترين التقليدي (PS)، والذي يستخدم على نطاق واسع، وحمض البوليكتيك (PLA)، والذي يتم تسويقه على أنه بلاستيك حيوي قابل للتحلل وصديق للبيئة.
ثم قاموا بفحص تأثير عملية ترشيح الأسماك على تركيز وتوزيع الجزيئات البلاستيكية في الماء على أربع فترات: في وقت التعرض، بعد ساعتين (عندما قامت الأسماك بتصفية كل المياه المتاحة وابتلاع الجزيئات البلاستيكية الدقيقة)، بعد 24 ساعة، وبعد 48 ساعة (بعد الهضم وإخراج البراز في الماء).
وأظهرت النتائج أن حوالي 90% من جزيئات البوليسترين أزيلت من الماء بعد ساعتين من الترشيح، لكن جميع الجزيئات عادت إلى الماء بعد 48 ساعة، بعد مرورها عبر الجهاز الهضمي.
وعلى النقيض من ذلك، انخفض تركيز جزيئات PLA في الماء بشكل ملحوظ وظل منخفضًا لمدة 48 ساعة، ومن المرجح أن جزيئات PLA الأكبر حجمًا تحللت أثناء الهضم وعادت إلى الماء كجزيئات نانوية أصغر حجمًا لا يمكن اكتشافها.
الأجهزة الدقيقية لا نتمكن من تحديد المادة على أنها بلاستيكية على الإطلاق
وفي المرحلة الثانية من الدراسة، فحص الباحثون ما حدث لجزيئات البلاستيك الدقيقة التي تم ترشيحها وهضمها وإخراجها مرة أخرى إلى عمود الماء.
وللقيام بذلك، قاموا بعزل جزيئات البلاستيك الدقيقة من براز الأسماك وتحليلها باستخدام مطيافية رامان، وهو جهاز متقدم يحدد التركيب الكيميائي للمواد عن طريق تشتيت شعاع الليزر.
يوضح هاريل: “لقد وجدنا أن جهاز التحليل الطيفي الحساس لم يتمكن من تحديد المادة على أنها بلاستيكية على الإطلاق، وبدلاً من ذلك حدد الجسيم على أنه نوع آخر من المواد العضوية، وكشفت نتائجنا أن جزيئات البلاستيك الدقيقة تفرز من الجهاز الهضمي للسمكة وهي مغطاة بطبقة برازية، ومن المرجح أن البيئة البحرية تحدد أيضًا هذه الجزيئات على أنها هذه المادة العضوية”.
“نظرًا لأن العديد من الحيوانات البحرية تتغذى على البراز، فقد تبتلع البلاستيك الذي تغيرت خصائصه، مما يجعله غذاءً. وبهذه الطريقة، تتعرض أيضًا للبلاستيك الدقيق، وتنشره بشكل أكبر داخل شبكة الغذاء البحرية. قد يعمل الغلاف البرازي كركيزة لاستعمار البكتيريا وزيادة التصاق وتراكم الملوثات مثل المعادن الثقيلة والمواد العضوية المتبقية (مثل المضادات الحيوية) على جزيئات البلاستيك.”
ويضيف البروفيسور زوكر: “تؤثر هذه الظاهرة أيضًا على البلاستيك الحيوي الذي يتم تسويقه باعتباره “قابلًا للتحلل البيولوجي”: ما لم تتوفر الظروف اللازمة لتحلله بالكامل، فإنه يظل تلوثًا جزيئيًا يتغير خصائصه أثناء مروره عبر الجهاز الهضمي، إن التحولات العديدة التي تخضع لها جزيئات البلاستيك في البيئة – من التجوية إلى العمليات الهضمية، كما تم التحقيق فيها في هذه الدراسة – تحولها إلى حاملات للملوثات والأمراض داخل شبكة الغذاء”.
كيف تؤثر جزيئات البلاستيك الدقيقة على البراز
وفي المرحلة الثالثة من الدراسة، قام الباحثون بفحص التأثير العكسي: كيف تؤثر جزيئات البلاستيك الدقيقة على البراز، وهي مادة عضوية تلعب دورًا حيويًا في علم البيئة البحرية.
يوضح هاريل: “لقد وجدنا أن البلاستيك يغير خصائص فيزيائية مهمة للبراز، يغرق البراز الطبيعي ببطء شديد عبر عمود الماء، ويعمل كغذاء للعديد من الكائنات الحية على طول الطريق، وعلى النقيض من ذلك، يغرق البراز الذي يحتوي على جزيئات بلاستيكية دقيقة بسرعة إلى قاع البحر، وهذا يزيل مصدرًا غذائيًا مهمًا من عمود الماء.
“بالإضافة إلى ذلك، أدى معدل الغرق السريع إلى تقليل انتشار البراز، مما تسبب في تراكم البراز والجسيمات البلاستيكية بالقرب من أماكن تواجد الحيوانات، يمكن أن يؤدي هذا التراكم إلى زيادة مستويات الكربون والنيتروجين في قاع البحر وتحفيز ازدهار الطحالب، وهو ما يمثل تأثيرًا حاسمًا آخر للبلاستيك الدقيق على توازن شبكة الغذاء البحرية”.
تأثير الحيوانات التي تتغذى بالترشيح على خصائص جزيئات البلاستيك
ويخلص الباحثون إلى أن “هذه الدراسة كشفت لنا جوانب مهمة لتأثير الحيوانات التي تتغذى بالترشيح على خصائص جزيئات البلاستيك الدقيقة في بيئتها وداخل شبكة الغذاء البحري، والاستنتاج الأكثر إثارة للقلق هو أن مشكلة البلاستيك الدقيقة أكثر تعقيدًا مما كان يُعتقد في البداية”.
“إن التلوث البلاستيكي في البيئة البحرية له أبعاد غير متوقعة عديدة، وتستمر تعقيداته في النمو، وفي بعض الأحيان، لا نستطيع نحن أو البيئة حتى التعرف عليه باعتباره بلاستيكًا، ومع مرور الوقت، يستمر البلاستيك في إلحاق الضرر بمزيد من النظم البيئية البحرية، ومن واجبنا تطوير تقنيات جديدة للتخفيف من هذه الظاهرة الخطيرة”.
