كشفت دراسة علمية موسعة أجراها فريق بحثي منبجامعة شينشو عن تطوير تقنية طبيعية مبتكرة تعتمد على مادة مخاطية مستخلصة من فطر غذائي يُعرف باسم Nameko mushroom، أظهرت قدرة عالية على إزالة الميكروبلاستيك من المياه بنسبة وصلت إلى 98.4% في بعض الحالات، في خطوة تُعد من أبرز التطورات الحديثة في مجال معالجة التلوث البلاستيكي الدقيق.
ونُشرت نتائج الدراسة في مجلة Chemosphere المتخصصة في العلوم البيئية والكيمياء، حيث سلطت الضوء على واحدة من أكثر القضايا البيئية إلحاحًا في الوقت الراهن، وهي انتشار جسيمات الميكروبلاستيك والنانوبلاستيك في النظم المائية، وتأثيراتها المحتملة على الكائنات الحية والتوازن البيئي وصحة الإنسان عبر السلسلة الغذائية.
تلوث متصاعد بلا حلول فعالة
أوضح الباحثون أن الجسيمات البلاستيكية الدقيقة تتكون نتيجة تحلل النفايات البلاستيكية الكبيرة بفعل أشعة الشمس والأمواج والعوامل البيئية المختلفة، لتتحول إلى جزيئات متناهية الصغر أصبحت تُكتشف بشكل متزايد في البحار والأنهار ومصادر المياه العذبة، بل وحتى في بعض الأغذية البحرية.
ورغم تصاعد الاهتمام العلمي والإعلامي بهذه المشكلة، لا تزال التقنيات التقليدية لمعالجة المياه غير قادرة على التقاط الجسيمات الأصغر حجمًا بكفاءة عالية، وهو ما دفع الفريق البحثي إلى البحث عن بدائل طبيعية منخفضة التكلفة وآمنة بيئيًا.
فطر غذائي يتحول إلى أداة بيئية
قاد الدراسة البروفيسور هيروشي موريواكي من قسم الأحياء التطبيقية بجامعة شينشو، بالتعاون مع باحثين من تخصصات الهندسة الميكانيكية وعلوم النسيج، حيث ركز الفريق على استغلال الخصائص الطبيعية للفطر الغذائي “ناميكو”، المعروف بسطحه اللزج.
ويتميز هذا الفطر بوجود مادة مخاطية غنية بالسكريات المعقدة، وعلى رأسها البكتين، وهي مادة نباتية معروفة بقدرتها على الارتباط بالجزيئات الدقيقة وتكوين شبكات هلامية تساعد على تجميعها.
آلية عمل مبتكرة تعتمد على التخثير الحيوي
وفقًا لتفاصيل التجارب، قام الباحثون باستخلاص المادة المخاطية عبر نقع فطر “ناميكو” في الماء وتحريكه لمدة خمس دقائق فقط، ثم استخدام المحلول الناتج مع أيونات الحديد الثلاثي (Fe³⁺) لمعالجة المياه الملوثة بالميكروبلاستيك.
وعند خلط هذه المكونات بالمياه الملوثة، تبدأ تفاعلات كيميائية حيوية تؤدي إلى تكوين كتل ليفية (Flocs)، تعمل على اصطياد الجسيمات البلاستيكية الدقيقة وضمها داخل تجمعات يمكن فصلها بسهولة من المياه.
ويشرح البروفيسور موريواكي أن البكتين الموجود في المخاط النباتي يتفاعل مع أيونات الحديد ليشكل شبكة هلامية ثلاثية الأبعاد، تلتقط الجسيمات البلاستيكية عبر قوى كهروستاتيكية (Coulombic forces)، ما يجعل عملية الإزالة سريعة وفعالة.
نتائج دقيقة وكفاءة مرتفعة
أظهرت التجارب المخبرية أن التقنية الجديدة حققت نتائج متفاوتة حسب حجم الجسيمات البلاستيكية:
- إزالة 95.3% من جزيئات البوليسترين بحجم 1 ميكرومتر
- إزالة 87.4% من النانوبلاستيك بحجم يقارب 100 نانومتر
كما سجلت التجارب أعلى معدل إزالة وصل إلى 98.4% عند استخدام مياه ناتجة عن غسل فطر “ناميكو” نفسه، وهو ما اعتبره الباحثون اكتشافًا غير متوقع يفتح الباب أمام إعادة استخدام مخلفات الصناعات الغذائية في معالجة المياه.
ميزة بيئية واقتصادية مزدوجة
تتميز هذه التقنية بعدة خصائص تجعلها واعدة على نطاق واسع، أبرزها أنها تعتمد على مواد طبيعية غير سامة، وقابلة للتحلل الحيوي بالكامل، ما يقلل من المخاطر البيئية الناتجة عن استخدام المواد الكيميائية التقليدية في عمليات تنقية المياه.
كما أن استخدام فطر غذائي شائع ومنخفض التكلفة يعزز من إمكانية تطبيق التقنية في الدول التي تعاني من محدودية الموارد، إضافة إلى إمكانية دمجها في أنظمة معالجة مياه الصرف الصناعي والمنزلي.
آفاق مستقبلية واعدة
يرى فريق البحث أن هذه النتائج تمثل خطوة أولى نحو تطوير أنظمة معالجة مياه مستدامة تعتمد على المواد الحيوية، مع إمكانية توسيع نطاق التطبيق ليشمل محطات معالجة كبيرة أو دمج التقنية ضمن عمليات إعادة تدوير المياه الصناعية.
ويؤكد الباحثون، أن التحدي القادم يتمثل في اختبار كفاءة التقنية على نطاق صناعي واسع، بالإضافة إلى دراسة مدى استقرار المادة المخاطية في ظروف تشغيل مختلفة، تمهيدًا لتطوير حلول عملية قابلة للتطبيق التجاري.
بهذه النتائج، يفتح “الفطر اللزج” الباب أمام تحول غير تقليدي في مجال مكافحة التلوث البلاستيكي، حيث تتحول كائنات غذائية بسيطة إلى أدوات فعالة في حماية البيئة وصون الموارد المائية.
