Urban waste dominates microplastic pollution in Ethiopian irrigated farmlands: Evidence from FTIR spectroscopy, random forest classification, and farmer surveys
تكشف هذه الدراسة أن سوء إدارة النفايات الحضرية، وليس النشاط الصناعي، هو المصدر الرئيسي للتلوث واسع النطاق باللدائن الدقيقة في الأراضي الزراعية المروية في إثيوبيا، مما يسلط الضل على الحاجة الملحة لتحسين جمع النفايات البلدية، وفرض حظر أكثر صرامة على البلاستيك، وتثقيف المزارعين للتخفيف من هذا التهديد البيئي الناشئ.
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي للبحث أدناه. لم يكتبه المؤلفون. وللتحقق من الدقة التقنية، يرجى الرجوع إلى البحث الأصلي. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
أصبح البلاستيك جزءاً دائماً من الحياة المعاصرة، لكن رحلته لا تنتهي عند التخلص من كيس أو سحق زجاجة. فمع مرور الوقت، تعمل أشعة الشمس والرياح والتآكل الفيزيائي على تفتيت هذه العناصر الكبيرة إلى شظايا صغيرة جداً، لدرجة أنها تصبح غير مرئية بالعين المجردة. يطلق العلماء على هذه الجزيئات اسم "الميكروبلاستيك" (اللدائن الدقيقة). وبينما انصبّ الكثير من الاهتمام على كيفية تراكم هذه الجسيمات في المحيطات، فإنها تستقر أيضاً على اليابسة، وتحديداً في التربة حيث تُزرع المحاصيل. وهذا يمثل مصدر قلق متزايد لأن التربة تعمل كمكان لتخزين هذه الجسيمات لفترات طويلة؛ فخلافاً للمياه، حيث قد تجرفها المياه بعيداً، يمكن للبلاستيك في الأرض أن يستمر لقرون، مما قد يغير طريقة احتفاظ التربة بالمياه وكيفية نمو النباتات. وفي أجزاء كثيرة من العالم، يعتمد المزارعون على مياه الري التي تتدفق عبر المدن، حاملة معها كل ما تعجز المراكز الحضرية عن إدارة نفاياتها. ويبقى السؤال: ما مقدار هذا البلاستيك غير المرئي الذي يصل إلى الحقول التي تغذينا، ومن أين يأتي؟
لقد شرع فريق من الباحثين من جامعة هواسا في إثيوبيا في الإجابة على هذه الأسئلة في الأراضي الزراعية المروية المحيطة بمدينة هواسا. تعد هذه المنطقة مركزاً للزراعة، حيث يزرع آلاف المزارعين الصغار الخضروات للأسواق المحلية، مستمدين المياه من بحيرة هواسا، والأنهار القريبة، والآبار الجوفية. وقد نمت المدينة نفسها بسرعة، مما جلب معها طفرة في النفايات البلاستيكية التي تكافح أنظمة إدارة النفايات المحلية للتعامل معها. ولفهم حجم المشكلة، زار العلماء عشرين قطعة أرض زراعية مختلفة عبر خمسة مواقع، تتراوح من المناطق شبه الحضرية المزدحمة القريبة من وسط المدينة إلى الأراضي الريفية الأكثر بعداً. قاموا بجمع عينات من التربة من الطبقة السطحية للأرض ومن قنوات الري، وأعادوا هذه العينات إلى المختبر لعد وتحديد جزيئات البلاستيك المختبئة داخلها.
كشفت النتائج عن مشهد ملوث بشدة بالميكروبلاستيك. ففي المتوسط، احتوى كل كيلوغرام من التربة الجافة على 414 جزيء بلاستيك، بينما احتوى كل لتر من مياه الري على 30 جزيئاً. وُجدت أعلى التركيزات في المزارع الأقرب إلى المدينة والمناطق الصناعية، حيث احتوت التربة على ما يصل إلى 616 جزيئاً لكل كيلوغرام. ووجد الباحثون أن التربة احتفظت ببلاستيك أكثر بكثير من الماء، مما يشير إلى أن الأرض تعمل مثل الإسفنجة، حيث تحبس هذه الجسيمات بمرور الوقت بينما يتدفق الماء من خلالها. وكانت الأشكال الأكثر شيوعاً هي الأغشية الرقيقة، التي تشبه قطع الأكياس البلاستيكية أو مواد التغليف، والتي شكلت أكثر من 80 بالمائة من الجزيئات في التربة. ومن المرجح أن هذه الأغشية هي نتيجة تفتت قطع بلاستيكية أكبر تحت أشعة الشمس ومن خلال الأنشطة الزراعية.
ولتحديد مصدر هذا البلاستيك بدقة، استخدم الفريق طريقة متطورة تتضمن الضوء والتعلم الآلي. فقد حللوا "البصمة" الكيميائية لجزيئات البلاستيك باستخدام تقنية تسمى "تحليل طيف الأشعة تحت الحمراء بتحويل فورير"، والتي تحدد نوع البلاستيك من خلال كيفية امتصاصه للضوء. ثم أدخلوا هذه البيانات في برنامج حاسوبي مدرب على التعرف على الأنماط المرتبطة بمصادر مختلفة. وقام البرنامج بمقارنة عينات المزارع مع عينات مرجعية من مكبات النفخ البلدية والمواقع الصناعية. وأظهر التحليل أن الغالبية العظمى من البلاستيك — حوالي 82 بالمائة — جاءت من النفايات الحضرية، مثل القمامة المنزلية ومواد التغليف، وليس من المصانع الصناعية. وتشير هذه النتيجة إلى أن عدم كفاية جمع النفايات في المدن هو المحرك الرئيسي للتلوث، حيث تقوم الرياح والأمطار بغسل البلاستيك من المكبات المفتوحة إلى قنوات الري التي تغذي المزارع.
كما تناولت الدراسة الأشخاص الذين يعملون في الأرض لفهم وجهة نظرهم. وجرى استجواب المزارعين في القطع العشرين، ووجدت الدراسة انفصالاً صارخاً بين واقع التلوث ووعي المزارعين. فبينما أقر 65 بالمائة من المزارعين برؤية حطام عائم في مياه الري الخاصة بهم، لم يسمع 85 بالمائة منهم قط عن "الميكروبلاستيك"، ولم يتخذ 95 بالمائة منهم أي خطوات لفلترته أو إزالته. ولم ينظر معظم المزارعين إلى التلوث كتهديد خطير، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى نقص المعلومات لديهم حول المخاطر. ومع ذلك، كشف الاستطلاع أيضاً عن رغبة قوية في التعلم؛ حيث أعرب كل مرعٍ تمت مقابلته عن اهتمامه بمعرفة المزيد عن المشكلة وكيفية حلها.
وسط هذا التلوث الواسع النطاق، برزت مزرعة واحدة كنموذج لما يمكن تحقيقه. استخدمت هذه المزرعة تحديداً حلاً بسيطاً ومنخفض التكلفة: حيث كانت مغطاة بهيكل بيت محمي (بيت بلاستيكي) واستخدمت مياه بئر مصفاة بدلاً من النهر المفتوح. وأظهرت التربة والمياه في هذه المزرعة انخفاضاً كبيراً في جزيئات البلاستيك مقارنة بالحقول المفتوحة المجاورة. وقد أثبت هذا المثال الوحيد أنه حتى في البيئات شديدة التلوث، يمكن للحواجز البسيطة والفلترة أن تقلل بشكل كبير من كمية البلاستيك التي تدخل في النظام الغذائي. وأشار الباحثون إلى أن البلاستيك الموجود في الحقول كان في الغالب من نوع البولي إيثيلين والبولي بروبيلين، وهي نفس المواد المستخدمة في أكياس التسوق وأغلفة الأطعرا الشائعة، مما يؤكد أن نفايات المستهلك اليومية هي المتسبب الرئيسي.
تخلص الدراسة إلى أن الطريق إلى الأمام يتطلب نهجاً ذا مسارين: إصلاح المصدر وحماية الحقول. وبما أن التلوث مدفوع أساساً بالنفايات الحضرية، فإن الحل الأكثر فعالية يكمن في تحسين كيفية جمع المدن لقمامتها وإدارتها، لضمان عدم وصولها إلى المجاري المائية. وفي الوقت نفسه، يحتاج المزارعون إلى الدعم والتعليم لتبني تدابير وقائية منخفضة التكلفة، مثل فلترة المياه وهياكل الزراعة المغطاة. وتؤكد الأبحاث أنه بينما تبدو المشكلة كبيرة، إلا أنها ليست مستحيلة الحل. فمن خلال الجمع بين إدارة أفضل للنفايات على مستوى المدينة وتقنيات زراعية عملية وبأسعار معقولة، يمكن حماية التربة والمحاصيل المزروعة فيها من هذا المد غير المرئي من البلاستيك.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.