Multidimensional characteristics and ecological risks of MPs in receiving waters from WWTP effluent

تخيل أن أنهار العالم هي طرق سريعة ضخمة ومتدفقة. لعقود من الزمن، عرفنا أن النفايات، وخاصة القطع البلاستيكية الصغيرة، تسد هذه الطرق. هذه القطع، التي تسمى الميكروبلاستيك (اللدائن الدقيقة)، أصغر من ظفر الإصبع ولكنها كبيرة بما يكفي لرؤيتها تحت المجهر. وهي تأتي من مصدرين: أشياء صُنعت لتكون صغيرة (مثل الحبيبات الدقيقة في معجون الأسنان القديم) وأشياء بلاستيكية كبيرة تتفتت بمرور الوقت، مثل زجاجة مياه تتحطم إلى غبار. لطالما قلق العلماء من أن هؤلاء الغزاة الصغار لا يكتفون بالجلوس هناك؛ بل يسافرون، ويؤكل من قبل الأسماك، وينتقلون عبر السلسلة الغذائية، مما قد يضر بالنظام البيئي بأكمله. لكن هناك جزء مخادع: ليست كل أنواع البلاستيك متساوية. فبعضها يشبه الحصى غير الضار، بينما يشبه البعض الآخر سهام السم الخفية. السؤال الكبير الذي يواجه العلماء هو: كيف نقيس الخطر الحقيقي؟ هل يتعلق الأمر فقط بعدد قطع البلاستيك الموجودة في الماء، أم أن "نوع" البلاستيك هو الأهم؟

تتعمق هذه الدراسة في نهر فويانغ في الصين للإجابة على هذا السؤال، وتحديداً فيما يحدث عندما تطلق محطات معالجة مياه الصرف الصحي (المرشحات العملاقة التي تنظف مياه الصرف الصحي لدينا) "المياه الخارجة" منها مرة أخرى إلى النهر. فكر في هذه المحطات كأنها كلى النهر. ورغم أنها تعمل بجد لتصفية النفايات، إلا أنها لا تستطيع التقاط كل ليفة بلاستيكية صغيرة. أراد الباحثون معرفة ما إذا كانت هذه المياه المفلترة تخلق "بؤر تلوث ساخنة"، والأهم من ذلك، ما إذا كانت الطريقة المعتادة لعد البلاستيك (مجرد النظر إلى الأعداد) تغفل عن الخطر الحقيقي. لقد وجدوا أنه بينما كان النهر يحتوي على الكثير من البلاستيك، فإن الجزء المخيف لم يكن الأشياء الأكثر شيوعاً، بل تلك الأشياء النادرة وعالية السمية المختبئة في وضح النهار.

قصة الخطر الخفي للنهر

تعامل الباحثون مع نهر فويانغ كأنه مسرح جريمة، حيث أنشأوا 12 "نقطة استماع" مختلفة على طول الماء لضبط التلوث البلاستيكي أثناء حدوثه. وقد فحصوا النهر خلال فترتين مختلفتين تماماً من السنة: الموسم الجاف، عندما يكون الماء هادئاً ومستقراً، والموسم الرطب، عندما يخلق المطر مزيجاً فوضوياً من مياه النهر وجريان مياه المدن.

تأثير "البؤرة الساخنة"
أكدت الدراسة أن الموقع الذي تفرغ فيه محطة معالجة مياه الصرف الصحي مياهها المنظفة هو منطقة مشاكل رئيسية. إنه يشبه صنبوراً لا ينغلق تماماً. في الموسم الجاف، كان عدد البلاستيك عند المخرج مباشرة مذهلاً بواقع 3600 قطعة/متر مكعب. وحتى على بعد كيلومتر واحد باتجاه المصب، كان الماء لا يزال كثيفاً بـ 2200-2600 قطعة/متر مكعب. تعمل المحطة كمصدر مستمر، مما يبقي النهر محملاً بالبلاستيك حتى عندما يكون الماء هادئاً.

لكن الموسم الرطب روى قصة مختلفة وأكثر تعقيداً. فعندما هطل المطر، جرفت شوارع المدينة نفايات إضافية إلى النهر. خلق هذا وضع "الإجهاد المزدوج": حيث توفر محطة معالجة مياه الصرف الصحي مستوى أساسياً ثابتاً من التلوث، ويضيف المطر طفرة مفاجئة وهائلة. في المناطق الحضرية الواقعة في اتجاه المصب، قفز تركيز البلاستيك بنسبة 32% بسبب جريان مياه الأمطار. الأمر كما لو أن النهر كان يحمل بالفعل حقيبة ظهر ثقيلة، ثم قام شخص ما بإلقاء حقيبة ثانية أثقل فوقها.

شكل ولون المشكلة
عندما نظر العلماء عن كثب إلى البلاستيك، وجدوا نمطاً واضحاً. كان الشكل الأكثر شيوعاً هو الألياف (قطع طويلة وخيطية)، والتي شكلت أكثر من 68% من إجمالي البلاستيك. هذا دليل كبير: فالألياف عادة ما تأتي من غسيل الملابس والغسيل المنزلي، مما يعني أن التلوث يأتي في الغالب من حياتنا اليومية. وكانت الألوان الأكثر شيوعاً هي الشفاف والأزرق، وهو ما يشير أيضاً إلى المواد اليومية مثل التغليف والزجاجات.

كان حجم البلاستيك أيضاً معبراً. فغالبية القطع كانت متناهية الصغر، حيث يتراوح قياسها بين 0 و500 ميكرومتر (ميكرومتر). هذه هي الـ "ميكرو" في الميكروبلاستيك. ولأنها صغيرة جداً، فمن الصعب على محطات المعالجة الإمساك بها، ومن السهل على الكائنات النهرية الصغيرة أكلها.

تحول "الوفرة مقابل السمية"
هنا يصبح الأمر مثيراً للاهتمام حقاً. عادة ما يفترض العلماء أنه كلما وجدت بلاستيك أكثر، زاد الخطر. لكن هذه الدراسة وجدت أن هذه القاعدة لا تصمد دائماً.

استخدم الباحثون نظام تسجيل خاص للتحقق من الخطر. ووجدوا أنه بينما كان عدد قطع البلاستيك مرتفعاً، إلا أن نوع البلاستيك كان هو الشرير الحقيقي.

• الرفاق الشائعون: معظم البلاستيك كان مصنوعاً من البولي إيثيلين (PE) والبولي بروبيلين (PP). هذه هي أنواع البلاستيك المستخدمة في الأكياس والزجاجات. إنها موجودة في كل مكان، لكنها ليست شديدة السمية بحد ذاتها.
• القاتل الصامت: كان مختبئاً في المزيج كمية ضئيلة جداً من مادة PVC (بولي فينيل كلوريد). وعلى الرغم من أنها شكلت جزءاً صغيراً جداً من إجمالي عدد قطع البلاستيك، إلا أنها كانت خطيرة للغاية.

عند مخرج محطة معالجة مياه الصرف الصحي، كان سجل خطر الـ PVC مرتفعاً جداً لدرجة أنه استحوذ على 99.2% من إجمالي المخاطر البيئية. وبلغ معامل "السمية البيئية" في هذا الموقع 1241.29، مما دفع مستوى الخطر إلى المستوى الرابع-الخامس (أعلى مناطق الخطر). وهذا يعني أنه على الرغم من وجود قطع PVC أقل من قطع PE، إلا أن الـ PVC كان يقوم بمعظم الضرر.

تأثير "الارتداد"
اكتشفت الدراسة أيضاً شيئاً مفاجئاً حول كيفية انتقال التلوث. قد تعتقد أن البلاستيك يتخفف ببساطة مع تدفقه نحو المصب، ويصبح أضعف فأضعف. لكن النهر لم يتصرف بهذا الشكل.

• في الموسم الجاف، انخفضت مستويات البلاستيك قليلاً مع تدفق المياه بعيداً عن المحطة.
• في الموسم الرطب، انخفضت المستويات في البداية (بسبب المياه الإضافية التي خففت التركيز)، ولكنها بعد ذلك ارتدت وارتفعت مجدداً في اتجاه المصب.

لماذا؟ لأن المطر جرف بلاستيك جديد من شوارع المدينة إلى النهر، وبدا أن بحيرة "يوي-آي" (Yue'ai Lake) تعمل مثل الإسفنجة؛ فقد التقطت بعض قطع البلاستيك الثقيلة خلال الأوقات الهادئة، ولكن عندما جاءت مياه الفيضانات، قامت بضغطها وإخراجها مجدداً، مرسلة موجة جديدة من التلوث نحو المصب. خلق هذا نمطاً من الخطر بنمط "منخفض-عالي-منخفض-عالي"، مما يثبت أن جغرافيا النهر والطقس يلعبان دوراً ضخماً في تحديد مكان اختباء الخطر.

ماذا يعني هذا بالنسبة لنا

الدرس الرئيسي المستفاد من هذا البحث هو أنه لا يمكننا مجرد عد البلاستيك لنعرف مدى أمان النهر. إذا نظرنا فقط إلى الأرقام، فقد نعتقد أن النهر بخير لأن البلاستيك "السام" نادر. لكن هذه الدراسة تشير إلى أنه حتى كمية صغيرة من البلاستيك شديد السمية مثل الـ PVC يمكن أن تحول نهراً إلى منطقة عالية المخاطر.

يقترح المؤلفون أننا بحاجة إلى تغيير استراتيجيتنا. فبدلاً من محاولة الإمساك بـ كل أنواع البلاستيك، نحتاج إلى التركيز على الإمساك بالأنواع الخطيرة، خاصة تلك القادمة من المصادر الصناعية ومواد البناء. كما يحذرون من أن البحيرات وأجزاء النهر بطيئة الحركة ليست ملاذات آمنة؛ إذ يمكنها تخزين البلاستيك السام وإطلاقه لاحقاً عندما ترتفع المياه.

بينما تعطينا الدراسة صورة واضحة عما يحدث في نهر فويانغ، يعترف المؤلفون بأن هناك لا تزال أسئلة قائمة. فهم لم يفحصوا الأسماك أو الطمي في النهر، كما أنهم عاينوا النهر مرتين فقط في السنة، لذا قد يكونون قد فاتهم بعض طفرات التلوث قصيرة المدى. لكن الرسالة واضحة: النهر يتعرض لـ "إجهاد مزدوج" من مياه الصرف الصحي المستمرة وجريان مياه الأمطار المفاجئ، والخطر الحقيقي يختبئ في القطع الصغيرة والسامة التي قد نتجاهلها.