Seasonal Heavy Metal Contamination and Ecological Risk in the Mwambashi–Kafue River System, Zambia

تخيل نهراً ليس مجرد شريط متدفق من الماء، بل كإسفنجة عملاقة متحركة. في عالم العلوم البيئية، تشتهر الأنهار بأنها "طرق سريعة" للطبيعة، حيث تحمل كل شيء من المغذيات إلى النفايات. لكن بعض الأشياء، مثل المعادن الثقيلة، هي ركاب مراوغون. فخلافاً لورقة شجر تطفو بعيداً أو قطعة خشب تتحلل، فإن المعادن الثقيلة تشبه الأشباح غير المرئية والعنيدة؛ فهي لا تختفي، بل تغير مقاعدها فقط. أحياناً تسبح بحرية في الماء، لكنها غالباً ما تمل من التيار وتقرر الاستقرار، لتختبئ في الأرضية الطينية لقاع النهر. يسمي العلماء هذه الرواسب بـ "الرسوبيات". فكر في الرسوبيات كأنها "علية" النهر (المخزن العلوي)؛ حيث يتم تخزين الأشياء الثقيلة بمرور الوقت، مما يخلق سجلاً تاريخياً لما مر به النهر.

ولماذا يجب أن نهتم بهذه المعادن التي تسكن العلية؟ لأنها سامة. فإذا تعرض النهر للاضطراب —بسبب عاصفة، أو تغير في درجة الحرارة، أو تدفق مفاجئ للمياه— يمكن لهذه "الأشباح" أن تستيقظ وتعود للقفز في الماء، مما يسمح بتسميم الأسماك والنباتات والناس الذين يعتمدون على النهر للشرب أو الزراعة. وهذا ينطبق بشكل خاص في الأماكن التي يحفر فيها الناس في الأرض للعثور على معادن قيمة مثل النحاس. فعندما تحدث عمليات التعدين، غالباً ما تترك وراءها مساراً من هذه المعادن الثقيلة. والسؤال الكبير الذي يواجه العلماء هو: كم مقدار هذا الكنز السام المختبئ في النهر الآن، وهل هو آمن؟

---

قصة نهر موامباشي-كافوي

في هذه الدراسة، قرر فريق من الباحثين من زامبيا لعب دور المحقق في نظام نهر موامباشي-كافوي. هذا النهر هو شريان حياة للعديد من المجتمعات، لكنه يتدفق بجوار بعض أكثر مناطق التعدين نشاطاً في البلاد. أراد العلماء معرفة: هل "علية" النهر (الرسوبيات) مليئة بالمعادن الخطيرة، وهل المياه نفسها صالحة للشرب؟ لم يكتفوا بفحص يوم واحد فحسب، بل فحصوا النهر خلال وقتين مختلفين تماماً من السنة: الموسم الرطب (عندما يكون النهر ممتلئاً ومتدفقاً بقوة) والموسم الجاف (عندما ينخفض مستوى الماء ويصبح أبطأ).

الماء مقابل الطين
كان الاكتشاف الكبير الأول مفاجئاً نوعاً ما. فعندما فحص العلماء الماء نفسه، كان يبدو جيداً حقاً. ففي معظم الأوقات، كانت مستويات المعادن مثل النحاس والحديد والزنك منخفضة بما يكفي لاعتبارها آمنة، أو على الأقل ليست خطيرة بشكل مباشر. كان الأمر يشبه فحص الهواء في غرفة ووجده منعشاً.

ومع ذلك، عندما حفروا في الطين الموجود في قاع النهر، تغيرت القصة تماماً. فقد كانت الرسوبيات تعمل كإسفنجة عملاقة، تمتص المعادن. وجد الباحثون أن الطين محمل بكثافة بالمعادن الثقيلة، وخاصة النحاس. في الواقع، كان الطين مليئاً بالنحاس لدرجة أنه في بعض المواقع، تم تصنيفه على أنه "ملوث بشدة إلى ملوث للغاية". اتضح أنه بينما قد يبدو الماء نظيفاً، فإن قاع النهر يحتفظ بكمية هائلة من الأعباء السامة.

"البقع الساخنة" والمواسم
وجد الفريق أن التلوث لم يكن منتشراً بشكل متساوٍ. كان الأمر يشبه لعبة الغميضة حيث تختبئ المعادن في "بقع ساخنة" محددة. أحد المواقع، المسمى با كابولا، كان الأكثر تلوثاً على الإطلاق. خلال الموسم الرطب، كانت مستويات النحاس هناك مرتفعة جداً لدرجة أن مؤشر التلوث وصل إلى 4.079، وهو مستوى خطير جداً من التلوث. موقع آخر، وهو ملتقى موامباشي-كافوي (حيث يلتقي نهران)، كان أيضاً شديد الاتساخ.

لعبت المواسم دوراً كبيراً في هذه اللعبة:

• في الموسم الرطب: غسلت الأمطار الغزيرة والمياه المتدفقة الكثير من الغبار والتراب الغني بالمعاد𝓷 في النهر. جعل هذا الماء يبدو "معدنياً" أكثر في بعض الجوانب، لكن التدفق السريع ساعد أيضاً في نشر التلوث.
• في الموسم الجاف: عندما تباطأت المياه، كان الأمر كما لو أن النهر ضغط على المكابح. قررت المعادن التي كانت تطفو حولها أن تستقر وتتراكم في الطين. وجد العلماء أنه خلال الموسم الجاف، أصبحت تركيزات معادن مثل الحديد والنحاس في الرسوبيات أعلى. على سبيل المثال، في با كابولا، وصل النحاس في الطين إلى 1,603 ملجم/كجم خلال الموسم الجاف، مقارنة بـ 1,774 ملجم/كجم في الموسم الرطب (مما يظهر أنه كان مرتفعاً في كليهما، لكن الموسم الجاف ركزه أكثر في مناطق معينة).

من هو الشرير؟
استخدم الباحثون "بطاقة تقييم" خاصة لمعرفة أي معدن هو المشاغب الأكبر. لقد نظروا في ستة معادن: الكوبالت، والنحاس، والكروم، والحديد، والزنك، والمنغنيز.

• النحاس كان الشرير الواضح. فقد سجل أعلى "عامل إثراء" (وهو درجة تخبرك كم يوجد من المعدن أكثر مما هو موجود في الأرض الطبيعية والنظيفة). في با كابولا، بلغ درجة إثراء النحاس رقماً مذهلاً قدره 107.764. وهذا يعني وجود نحاس أكثر بـ 100 مرة مما تتوقعه في نهر طبيعي غير ملوث.
• الكوبالت والكروم كانا موجودين أيضاً ويسببان بعض القلق، لكنهما لم يكن لهما نفس التأثير الهائل للنحاس.
• الحديد والزنك والمنغنيز وُجدت في الطين، لكنها كانت موجودة هناك بشكل أساسي بسبب الصخور الطبيعية وعوامل التجوية، وليس بسبب التلوث فقط.

المصدر السري
لمعرفة مصدر هذه المعادن، استخدم العلماء أداة رياضية تسمى "تحليل المكونات الرئيسية". يمكنك التفكير في هذا كطريقة لتجميع الأدلة معاً. وجدوا أن معظم المعادن (مثل الكوبالت والكروم والحديد) تتحرك معاً، مما يشير إلى أنها تأتي من نفس المصدر العام، والذي يرجح أن يكون الصخور الطبيعية والجريان السطحي العام للمناجم.

لكن النحاس كان مختلفاً. لقد كان يسلك مساره الخاص، بعيداً عن الآخرين. وهذا يشير إلى أن النحاس لم يكن مجرد جزء طبيعي من النهر؛ بل كان يُلقى هناك بفعل أنشطة بشرية محددة، وهي بالتأكيد عمليات التعدين القريبة. أظهرت البيانات أن النحاس كان يأتي من مناطق التعدين ويعلق في "علية" النهر.

الخطر
إذاً، هل النهر خطير؟ حسبت الدراسة "مؤشر المخاطر البيئية" للإجابة على ذلك.

• في با كابولا، تراوحت درجة الخطر بين 137.415 و145.466. وهذا يقع ضمن فئة "المخاطر البيئية الكبيرة". وهذا يعني أن التلوث مرتفع بما يكفي لإلحاق الضرر بالأسماك والنباتات والصحة العامة للنظام البيئي للنهر.
• أما المواقع الأخرى في اتجاه مجرى النهر فكانت ذات خطر "متوسط"، مما يعني أنها جيدة في الوقت الحالي ولكنها تحتاج إلى مراقبة.

الخلاصة
تخبرنا هذه الورقة أنه بينما قد يبدو الماء في نظام نهر موامباشي-كافوي نظيفاً بما يكفي للشرب (غالباً)، فإن قاع النهر هو كبسولة زمنية سامة. تعمل الرسوبيات كوحدة تخزين ضخمة للنحاس، مع وجود أسوأ أنواع التلوث في با كابولا وملتقى النهر. يزداد التلوث سوءاً خلال الموسم الجاف عندما تتباطأ المياه وتسمح للمعادن بالاستقرار.

يخلص الباحثون إلى أن أنشطة التعدين هي السبب الرئيسي لتراكم النحاس هذا. ويقترحون أننا لا يمكننا الاكتفاء بالنظر إلى الماء للحكم على صحة النهر؛ بل يجب علينا النظر إلى الطين أيضاً. إذا أردنا الحفاظ على سلامة نهر كافوي في المستقبل، فنحن بحاجة إلى مراقبة هذه "العليات" بدقة والتأكد من أن نفايات التعدين لا تستمر في ملء مخازنها. إن النهر يحبس أنفاسه، منتظراً ليرى ما إذا كان بإمكاننا تنظيف الفوضى قبل أن توقظ العاصفة الكبيرة التالية تلك الأشباح.