جزيئات الإطارات السامة تصل إلى موائدنا عبر الأسماك والمياه

حلول مبتكرة من نفايات المزارع لمواجهة تلوث الإطارات

من أكبر مصادر تلوث البلاستيك الدقيق ليس المصاصات أو أكياس البقالة، بل إطارات سيارتك.

كل بضع سنوات، تتآكل إطارات سيارتك وتحتاج إلى استبدال. ولكن أين تذهب مادة الإطار المفقودة؟

الإجابة، للأسف، غالبًا ما تكون في المجاري المائية، حيث تحمل جزيئات البلاستيك الدقيقة من المطاط الصناعي للإطارات العديد من المواد الكيميائية التي يمكن أن تنتقل إلى الأسماك وسرطانات البحر وربما حتى إلى الأشخاص الذين يأكلونها.

كيميائيون تحليليون وبيئيون يدرسون طرق إزالة تلك المواد البلاستيكية الدقيقة – والمواد الكيميائية السامة التي تحملها – قبل أن تصل إلى المجاري المائية والكائنات المائية التي تعيش هناك.

الجسيمات البلاستيكية الدقيقة.. مشكلة كبيرة

تدخل ملايين الأطنان من النفايات البلاستيكية إلى محيطات العالم سنويًا.

وفي الآونة الأخيرة، وُجد أن جزيئات تآكل الإطارات تُشكّل حوالي 45% من إجمالي المواد البلاستيكية الدقيقة في كل من الأنظمة الأرضية والمائية.

تُلقي الإطارات جزيئات بلاستيكية دقيقة أثناء مرورها على الطرق.

ويجرف المطر هذه الجزيئات إلى الخنادق، حيث تتدفق إلى الجداول والبحيرات والأنهار والمحيطات.

على طول الطريق، غالبًا ما تجد الأسماك وسرطانات البحر والمحار وغيرها من الكائنات المائية جزيئات تآكل الإطارات في طعامها.

ومع كل قضمة، تستهلك هذه الكائنات أيضًا مواد كيميائية شديدة السمية يمكن أن تؤثر عليها وعلى من يتغذى عليها.

تموت بعض أنواع الأسماك، مثل السلمون المرقط قوس قزح، والسلمون المرقط الجبلي، والسلمون الكوهو، بسبب المواد الكيميائية السامة المرتبطة بجزيئات تآكل الإطارات.

في عام 2020، وجد الباحثون أن أكثر من نصف أسماك السلمون الكوهو العائدة إلى الجداول في ولاية واشنطن ماتت قبل التكاثر، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى مادة 6PPD-Q، وهي مادة كيميائية ناتجة عن 6PPD الذي يُضاف إلى الإطارات للمساعدة في منعها من التدهور.

تعرض البشر والحيوانات لجزيئات تآكل الإطارات

لكن آثار جزيئات تآكل الإطارات لا تقتصر على الكائنات المائية فحسب، بل قد يتعرض لها البشر والحيوانات أيضًا، وخاصةً أولئك الذين يعيشون بالقرب من الطرق الرئيسية.

في دراسة أُجريت في الصين، عُثر على المادة الكيميائية نفسها، 6PPD-Q، في بول الأطفال والبالغين.

وبينما لا تزال آثارها على جسم الإنسان قيد الدراسة، تُظهر أبحاث حديثة أن التعرض لها قد يُلحق الضرر بأعضاء بشرية متعددة، بما في ذلك الكبد والرئتين والكلى.

في أكسفورد، ميسيسيبي، رصدنا أكثر من 30 ألف جسيم ناتج عن تآكل الإطارات في 24 لترًا من مياه الأمطار المتدفقة من الطرق ومواقف السيارات بعد عاصفتين مطريتين. وفي المناطق ذات حركة المرور الكثيفة، قد تكون التركيزات أعلى بكثير.

أوصى مجلس التكنولوجيا والتنظيم بين الولايات، وهو تحالف تقوده الولايات، في عام 2023 بتحديد ونشر بدائل لمادة 6PPD في الإطارات لتقليل انبعاثات 6PPD-Q في البيئة.

لكن مصنعي الإطارات يقولون إنه لا يوجد بديل مناسب حتى الآن.

ماذا يمكن للمجتمعات أن تفعل للحد من الضرر؟

في جامعة ميسيسيبي، نقوم بتجربة طرق مستدامة لإزالة جزيئات تآكل الإطارات من المجاري المائية باستخدام مواد طبيعية متاحة ومنخفضة التكلفة من النفايات الزراعية.

الفكرة بسيطة: التقاط جزيئات تآكل الإطارات قبل أن تصل إلى الجداول والأنهار والمحيطات.

في دراسة حديثة، قام باحثون باختبار رقائق خشب الصنوبر والفحم الحيوي – وهو نوع من الفحم مصنوع من تسخين قشور الأرز في غرفة بأكسجين محدود، وهي العملية المعروفة بالتحلل الحراري – ووجدوا أنها يمكن أن تزيل ما يقرب من 90% من جزيئات تآكل الإطارات من مياه الجريان السطحي في مواقع الاختبار لدينا في أكسفورد.

يُعدّ الفحم الحيوي مادةً راسخة لإزالة الملوثات من الماء بفضل مساحته السطحية الكبيرة ومسامه، ومجموعاته الكيميائية الوفيرة، وثباته العالي، وقدرته الكبيرة على الامتصاص، وتكلفته المنخفضة.

كما ثبت أن رقائق الخشب، نظرًا لتركيبتها الغنية بالمركبات العضوية الطبيعية، قادرة على إزالة الملوثات.

وقد استخدم علماء آخرون الرمل أيضًا لتصفية البلاستيك الدقيق، إلا أن معدل إزالته كان منخفضًا مقارنةً بالفحم الحيوي.

صمم الباحثون نظام ترشيح حيويًا باستخدام الفحم الحيوي ورقائق الخشب في جورب ترشيح، ووضعوا عند فتحة مخرج تصريف، ثم جمعوا عينات من مياه الأمطار المتدفقة، وقمنا بقياس جزيئات تآكل الإطارات قبل وبعد تركيب المرشحات الحيوية خلال عاصفتين على مدى شهرين.

ووجدوا أن تركيز جزيئات تآكل الإطارات انخفض بشكل ملحوظ بعد تركيب المرشح الحيوي.

السمات الفريدة لجزيئات تآكل الإطارات، الممتدة والمسننة، تجعل من السهل احتجازها أو تشابكها في مسام هذه المواد أثناء العاصفة، حتى أصغر جزيئات تآكل الإطارات كانت عالقة في الشبكة المعقدة لهذه المواد.

استخدام مرشحات الكتلة الحيوية في المستقبل

يعتقد الباحثون أن هذا النهج يتمتع بإمكانات قوية للتوسع للتخفيف من تلوث جزيئات الإطارات وغيرها من الملوثات أثناء العواصف الممطرة.

وبما أن الفحم الحيوي ورقائق الخشب يمكن إنتاجهما من النفايات الزراعية، فهما غير مكلفين نسبيًا ومتوافران بسهولة للمجتمعات المحلية.

ستكون هناك حاجة لدراسات رصد طويلة الأمد، خاصةً في بيئات ذات حركة مرور كثيفة، لتحديد فعالية هذا النهج وقابليته للتوسع بشكل كامل.

كما يُعدّ مصدر مادة الترشيح مهمًا، وقد أُثيرت بعض المخاوف بشأن إمكانية إطلاق النفايات الزراعية الخام التي لم تخضع للتحلل الحراري ملوثات عضوية.

كما هو الحال مع معظم المرشحات، قد تحتاج المرشحات الحيوية إلى الاستبدال بمرور الوقت – مع التخلص من المرشحات المستخدمة بشكل صحيح – حيث تتراكم الملوثات وتتدهور المرشحات.

تُلحق النفايات البلاستيكية ضررًا بالبيئة وبالطعام الذي يتناوله الناس، وربما بصحة الإنسان.

ونعتقد أن المرشحات الحيوية المصنوعة من نفايات النباتات قد تمثل حلًا فعالًا وغير مكلف نسبيًا وصديقًا للبيئة.