Occurrence and Water–Sediment Distribution of Suspected Microplastics in Tropical Karst Aquifers: Water–Sediment Evidence from Java Island, Indonesia
تكشف هذه الدراسة عن تلوث واسع النطاق باللدائن الدقيقة المشتبه بها في المياه الجوفية والرواسب في الخزانات الجوفية الكارستية الاستوائية عبر جزيرة جاوة بإندونيسيا، مما يسلط الضوء على أنماط توزيع متميزة بين عينات المياه والرواسب ويؤكد على الحاجة إلى مراقبة متكاملة وإدارة للنفايات في مناطق التغذية.
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 ولم يصادقوا عليه. وللتحقق من الدقة التقنية، يرجى الرجوع إلى البحث الأصلي. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
على مدى عقود، سادت حكمة مفادها أن المياه الجوفية كانت ملاذاً خفياً، محمياً من عالم السطح بطبقات من التربة والنباتات والصخور. ومع ترشح مياه الأمطار عبر الأرض، كان يُفترض أن هذه الحواجز الطبيعية ستلتقط وتتمسك بالملوثات، تاركةً المياه في الأسفل نقية وآمنة. وكان هذا الاعتقاد قوياً بشكل خاص فيما يتعلق باللدائن الدقيقة (الميكروبلاستيك) — وهي قطع بلاستيكية صغيرة، غالباً ما تكون أصغر من ظفر الإصبع، تراكمت في بيئتنا نتيجة تحلل الزجاجات والأكياس والملابس الاصطناعية. وبينما وثّق العلماء هذه الجسيمات لفترة طويلة في المحيطات والأنهار، كان يُعتقد أن طبقات المياه الجوفية العميقة التي تمد ما يقرب من نصف سكان العالم بمياه الشرب محصنة إلى حد كبير؛ إذ كان الافتراض أن قشرة الأرض تعمل كمرشح، يحجز هذه الجسيمات المستمرة قبل أن تصل إلى مستوى المياه الجوفية.
ومع ذلك، فإن نوعاً معيناً من التضاريس يتحدى هذا الافتراض: التضاريس الكارستية. وهي مناطق تكون فيها الصخور الأساسية، وعادة ما تكون من الحجر الجيري، قد ذابت بفعل المياه على مر آلاف السنين لتخلق شبكة معقدة من الأنفاق والكهوف والبالوعات تحت الأرض. في هذه الأنظمة، لا تتسرب المياه ببطء عبر التربة، بل تندفع عبر قنوات وشقوق مفتوحة، وتتحرك بسرعة الأنهار السطحية. ويعني هذا الجيولوجيا الفريدة أن أي شيء يسقط في بالوعة أو ينجرف إلى مدخل كهف يمكنه الانتقال بسرعة ومباشرة إلى المياه الجوفية، متجاوزاً عملية الترشيح الطبيعي التي تحمي الخزانات الجوفية الأخرى. وقد ظل السؤال قائماً عما إذا كان هذا النقل السريع يحمل أيضاً الفيض الخفي من اللدائن الدقيقة، وهو مصدر قلق لم يتم التحقيق فيه بدقة في المناطق المدارية الرطبة في جنوب شرق آسيا.
وضع فريق من الباحثين هدفاً للإجابة على هذا السؤال من خلال فحص المياه وقيعان الأنهار في سبعة مناطق كارستية متميزة عبر جزيرة جاوة في إندونيسيا. ركزوا على المناطق التي تعتمد فيها المجتمعات المحلية على الينابيع والأنهار الجوفية لاحتياجاتها اليومية من المياه، والتي تتراوح من المناظر الطبيعية الواسعة المخروطية الشكل في "غونغوسيو" إلى التلال المطوية في منطقة "كيندينغ". جمع العلماء عينات مياه من خمسة وعشرين مخرجاً مختلفاً، بما في ذلك الأنهار الجوفية النشطة والينابيع النابعة، بالإضافة إلى الرواسب الناعمة الموجودة على ضفاف وقيعان هذه المجاري المائية. ولم يكن هدفهم مجرد معرفة ما إذا كانت هذه الجسيمات الصغيرة موجودة، بل فهم كيفية حركتها، وشكلها، وأين تميل إلى الاستقرار.
كانت النتائج واضحة وواسعة النطاق: وُجدت جسيمات يُشتبه في كونها لدائن دقيقة في كل عينة مياه وكل عينة رواسب تم جمعها. وفي المياه، عدّ الباحثون ما بين ستة وعشرين وسبعة وسبعين جسيماً في كل مائة مللي لتر من السائل. وكان الموقع الأكثر تلوثاً هو نبع في منطقة "سوكوليلو"، بينما كان الأقل تلوثاً هو نهر تحت الأرض في "جونغرانجان". وعندما فحصوا الرواسب، كانت الأعداد أعلى بكما، حيث تراوحت الحسابات بين واحد وأربعين ومائتين وإحدى عشرة جسيماً في خمسة جرامات فقط من الطين الجاف. ويشير هذا التوزيع إلى أن المياه الجوفية ليست احتياطياً محمياً، بل هي نظام ديناميكي تنتقل عبره التلوثات السطحية بسرعة وتتراكم في قيعان الأنهار.
وقد حكت أشكال الجسيمات قصة عن كيفية حركتها عبر النظام. ففي المياه الجارية، كانت الألياف الطويلة والنحيفة هي النوع الأكثر شيوعاً، وشكلت غالبية ما تم العثور عليه. ومن المرجح أن هذه الألياف تنشأ من الملابس الاصطناعية، والغسيل، والمنسوجات المنزلية، وهي خفيفة بما يكفي لتبقى معلقة في التيار وتنتقل لمسافات طويلة. في المقابل، احتوت عينات الرواسب على نسبة أعلى بكثير من الشظايا الحادة والأغشية الرقيقة. ويشير هذا الاختلاف إلى أنه بينما تركب الألياف التيار، فإن القطع الأثقل أو الأكثر تسطحاً تميل إلى الغوص والاحتجاز في المناطق الهادئة ذات التدفق المنخفض في الأنهار الجوفية. وتعمل الرواسب كمخزن مؤقت، حيث تحتفظ بهذه الجسيمات حتى تأتي أمطار غزيرة أو فيضانات قد تحركها وتجعلها تتدفق مرة أخرى.
كما بحث الباحثون في كيفية تأثير النشاط البشري على هذه النتائج. ووجدوا لدائن دقيقة في المناطق التي يهيمن عليها الاستيطان السكني، والزراعة، والتعدين، والسياحة، مما يشير إلى أن أي استخدام للأراضي ليس بمنأى عن هذا التلوث. ففي المناطق السكنية، تأتي الألياف على الأرجح من غسل الملابس والنفايات المنزلية، بينما أظهرت المناطق الزراعية علامات على وجود أغشية وشظايا بلاستيكية من مواد التعبئة والتغليف والمواد الزراعية. ومن المثير للاهتمام أن الدراسة وجدت أنه حتى في المناطق الكارستية التي لم تكن مطورة بالكامل بأنهار جوفية كبيرة، كانت اللدائن الدقيقة لا تزال موجودة. وهذا يشير إلى أن تعرض المياه للخطر لا يتعلق فقط بحجم الأنفاق تحت الأرض، بل بمدى سهولة دخول المياه السطحية إلى النظام عبر الشقوق، والبالوعات، وطبقات التربة الرقيقة.
ومن أهم جوانب هذا العمل كان المقارنة بين ما يمكن رؤيته بالعين المجردة وما تم تأكيده من خلال التحليل الكيميائي. استخدم الباحثون تقنية مسح ضوئي متخصصة للتحقق من تكوين عينة مختارة من الجسيمات التي وجدوها. واكتشفوا أن حوالي سبعين بالمائة من الجسيمات التي حدوها بصرياً على أنها بلاستيك كانت بالفعل بوليمرات اصطناعية، مثل البولي إيثيلين والبولي بروبيلين. ومع ذلك، فإن ما يقرب من ثلاثين بالمائة كانت في الواقع أليافاً مصنوعة من مواد نباتية، مثل الرايون أو لب الورق. يسلط هذا الاكتشاف الضوء على تحدٍ حاسم: فبدون الاختبار الكيميائي، من السهل المبالغة في تقدير كمية البلاستيك الاصطناعي في الماء، حيث يمكن للألياف التي تبدو طبيعية أن تشبه كثيراً الألياف البلاستيكية تحت المجهر.
تخلص الدراسة إلى أن الحماية التي كانت مفترضة سابقاً للمياه الجوفية في هذه المناظر الطبيعية المدارية هي أكثر محدودية مما كان يُعتقد سابقاً. فالمسارات السريعة للأنظمة الكارستية تسمما للملوثات السطحية لتجاوز المرشحات الطبيعية، وإيصال اللدائن الدقيقة مباشرة إلى الينابيع والأنهار التي تعتمد عليها المجتمعات. إن وجود هذه الجسيمات في كل من المياه والرواسب يشير إلى دورة مستمرة من النقل والترسيب، حيث تعمل قيعان الأنهار كأرشيف للتلوث السابق ومصدر محتمل للتلوث المستقبلي. ولا تدعي الدراسة حل المشكلة أو تحديد المخاطر الصحية الدقيقة، لكنها تضع خط أساس حيوياً. فهي توضح أنه في المناطق الكارستية المدارية، تتطلب حماية موارد المياه النظر إلى ما وراء النبع نفسه، وإدارة النفايات واستخدام الأراضي عبر المشهد بأكمله، من التلال حيث تسقط الأمطار إلى الكهوف حيث تتدفق المياه.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.