Sediment dispersal of PE and PVC primary microplastics in a coastal archipelago surrounding a plastic production industrial complex

الانجراف الخفي: قصة البلاستيك في البحر

تخيل المحيط ليس مجرد مساحة زرقاء شاسعة، بل كحزام ناقل عملاق ودوار. في هذا النظام، هناك قطع صغيرة من البلاستيك - صغيرة جدًا لدرجة أنها تُسمى "اللدائن الدقيقة" (microplastics) - يتم إسقاطها، وجرفها، وحملها باستمرار بواسطة التيارات. بعض هذه القطع "ثانوية"، مما يعني أنها بقايا محطمة لزجاجات أو أكياس بلاستيكية أكبر تفتتت بمرور الوقت. والبعض الآخر "أولية"، وهي حبيبات أو مساحيق أو كرات صغيرة مصنوعة في المصانع، والمقصود منها أن تُذاب لتصنيع منتجات جديدة. فكر في اللدائن الدقيقة الأولية مثل الدقيق الخام في المخبز؛ فهي المادة الخام قبل أن تتحول إلى كعكة.

لطالما عرف العلماء أن التلوث البلاستيكي يمثل مشكلة عالمية، لكنهم لا يزالون يحاولون اكتشاف كيفية تصرف هذه الجسيمات الصغيرة المصنوعة في المصانع بمجرد وصولها إلى الماء. هل تغوص فورًا مثل الحجر؟ أم تطفو مثل الفلين؟ وكيف يؤثر شكل الخط الساحلي وحركة المياه على مكان استقرارها؟ إن فهم هذا الأمر أمر بالغ الأهمية لأن قاع المحيط يعمل كمكتبة عملاقة، تخزن تاريخ ما تم إلقاؤه هناك. إذا استطعنا قراءة "الكتب" (طبقات الرواسب) في قاع البحر، يمكننا معرفة مصدر التلوث ومدى سرعة انتشاره. هذا هو اللغز الذي قرر فريق من الباحثين من السويد حله في زاوية معينة من العالم تعاني من كثافة بلاستيكية عالية.

---

أثر البلاستيك في المضايق السويدية

في أرخبيل ساحلي على الساحل الغربي للسويد، بالقرب من بلدة تُدعى ستينونغسوند (Stenungsund)، يوجد مجمع صناعي ضخم. إنه يشبه حي مصانع عملاق حيث تقوم شركتان رئيسيتان بتصنيع مواد بلاستيكية خام: إحداهما تصنع البولي إيثيلين (PE)، والأخرى تصنع بولي فينيل كلوريد (PVC). هذه هي "الدقيق" المذكور سابقًا — بلاستيك ما قبل الإنتاج الذي يبدو مثل حبيبات أو مساحيق أو كرات صغيرة قبل تحويلها إلى منتجات نهائية. أراد الباحثون معرفة: ما مقدار هذا البلاستيك الخام الذي يتسرب بالخطأ إلى المضايق البحرية القريبة (وهي مداخل بحرية ضيقة وعميقة محاطة بالجزر)، وإلى أين يذهب؟

ولمعرفة ذلك، خرج الفريق في أكتوبر 2018 وجمع الطين من قاع المياه في تسعة مواقع مختلفة. لقد تعاملوا مع عينات الطين هذه كما يتعامل المحقق مع مسرح الجريمة، باستخدام مواد كيميائية خاصة ومياه مالحة ثقيلة لفصل البلاستيك عن الأتربة. ثم فحصوا الجسيمات تحت مجاهر قوية واستخدموا الليزر (مطيافية رامان) والضوء تحت الأحمر (FTIR) لتحديد نوع البلاستيك بدقة.

الاكتشاف الكبير: خط مباشر من المصنع إلى القاع
كانت النتائج واضحة ومباشرة. فقد وجدوا لدائن دقيقة في كل عينة طين أخذوها. تراوح مقدار البلاستيك من 6.7 إلى 48 جسيمًا لكل جرام من الطين الجاف. وكانت الأنواع الأكثر شيوعًا التي تم العثم عليها هي البولي إيثيلين (PE)، والبولي فينيل كلوريد (PVC)، والبولي بروبيلين (PP)، والتي شكلت أكثر من 90% من إجمالي البلاستيك الذي حددوه.

الجزء الأكثر إثارة في القصة هو "بصمة" البلاستيك. فالجسيمات الموجودة في الطين بدت متطابقة تقريبًا مع بعضها البعض — نفس الشكل، ونفس اللون، ونفس الملمس. وهذا يشير إلى أنها لم تأتِ من نفايات عشوائية عائمة من مكان بعيد؛ بل جاءت من مصدر واحد محلي. الأمر يشبه العثور على كومة من قطع "الليغو" المتطابقة وغير المكسورة في نهر؛ فأنت تعرف بالضبط أي مصنع سقطت منه. وقد خلص الباحثون إلى أن صناعات إنتاج البلاستيك في ستينونغسوند هي المسبب الرئيسي لهذا التلوث.

حكاية نوعين من البلاستيك: العائمون مقابل الغواصون
كشفت الدراسة أيضًا عن فرق رائع في كيفية تصرف النوعين الرئيسيين من البلاستيك، حيث يعملان كشخصيتين مختلفتين في سباق.

• البولي إيثيلين (PE): هذا البلاستيك أخف من مياه البحر. تخيل بالون هيليوم. نظرًا لخفته، فإنه يميل إلى الطفو على السطح أو البقاء في الطبقات العليا من الماء لفترة طويلة. وجد الباحثون أن البولي إيثيلين كان منتشرًا على مساحة أوسع، حيث سافر بعيدًا عن المصنع قبل أن يستقر أخيرًا في القاع.
• البولي فينيل كلوريد (PVC): هذا البلاستيك أثقل من مياه البحر. فكر فيه كأنه حجر. إنه يغوص بسرعة أكبر بكثير. وجد الباحثون أن جسيمات الـ PVC كانت أكثر تركيزًا بالقرب من المنطقة الصناعية ولم تسافر بعيدًا، حيث سقطت من عمود الماء بسرعة، مما خلق "بقعة ساخنة" من التلوث بالقرب من المصدر.

باستخدام صيغة فيزيائية تسمى "قانون ستوكس"، قدر الفريق أن جسيمًا واحدًا من الـ PVC سيغوص إلى قاع البحر في حوالي ساعتين، بينما قد يستغرق جسيم الـ PE حوالي 33 ساعة (أو حوالي 8 ساعات إذا أخذنا في الاعتبار أن جسيمات الـ PE عادة ما تكون أكبر حجمًا). هذا الاختلاف في "سرعة الغوص" يفسر سبب وجود الـ PE في أماكن أبعد من الـ PVC.

لغز البلاستيك "الشبح" (PP)
كان هناك نوع واحد من البلاستيك ظهر في الطين ولكن ليس له مالك مصنع محلي واضح: وهو البولي بروبيلين (PP). وبينما أمكن تتبع الـ PE والـ PVC مباشرة إلى مصانع ستينونغسوند، فإن مصدر الـ PP يظل لغزًا. تبدو الجسيمات موحدة للغاية، مما يشير إلى أنها أيضًا لدائن دقيقة أولية من مصنع ما، لكن الباحثين لم يتمكنوا من العثة على منتج محلي لها. وهم يشتبهون في أن المصدر قد يكون في الجنوب، ربما بالقرب من ميناء صناعي آخر، لكنهم يحتاجون إلى المزيد من العمل الاستقصائي للتأكد.

الأماكن "النظيفة" والأماكن "الملوثة"
تحقق الباحثون أيضًا من موقعين ظنوا أنهما سيكونان نظيفين، ليعملا كمجموعة ضابطة. أحدهما في الجنوب بعيدًا، والآخر في مضيق هادئ ومعزول. وكما كان متوقعًا، احتوت هذه المواقع على مستويات منخفضة جدًا من الـ PE والـ PVC. ومع ذلك، وجدوا بعض البلاستيك، معظمًا من البولي ستيرين (PS) والمطاط. وهذا يشير إلى أنه بينما تعد المصانع الكبيرة هي المصدر الرئيسي للـ PE والـ PVC، فإن مصادر أخرى (مثل ميناء قريب للشاحنات والسيارات) قد تسرب أنواعًا أخرى من البلاستيك.

لماذا هذا مهم؟
تؤكد الدراسة أن الحوادث الصناعية والتسريبات أثناء إنتاج المواد البلاستيكية الخام هي سبب رئيسي لتلوث الرواسب في هذه المنطقة. إن الشبكة المعقدة من الجزر والقنوات الضيقة (نظام المضائق) تجعل حركة المياه صعبة ومعقدة، لكن نمط التلوث لا يزال يتبع منطق المصانع وفيزياء البلاستيك.

يقدر الباحثون أن المصانع قد تطلق حوالي 0.6 طن من جسيمات الـ PVC سنويًا في الماء، وهي كمية كبيرة من الجسيمات الصغيرة. وبينما توجد لدى الصناعة إرشادات لمنع الانسكابات، تظهر هذه الدراسة أنه حتى مع وجود تلك القواعد، لا تزال اللدائن الدقيقة الأولية تجد طريقها إلى المحيط، وتستقر في الطين، وتخلق سجلًا دائمًا للنشاط الصناعي. وتقترح الورقة البحثية أنه لحماية المحيط، نحتاج إلى التركيز على وقف هذه التسريبات الصناعية من المصدر، لأنه بمجرد وصول هذه الجسيمات الصغيرة إلى الماء، فإن التيارات ووزن البلاستيك هما من يقرران مصيرها.