Petroleum-driven groundwater contamination in Azzan city, Yemen: Integrated assessment using hydrochemistry, trace metals, PAHs, and PCBs
تكشف هذه الدراسة أن المياه الجوفية في مدينة عزان باليمن تعاني من تلوث شديد متعدد المكونات مدفوع بالأنشطة البترولية والعمليات الجيوجينية، وهو ما يتضح من خلال ارتفاع مستويات المعادن السامة، والهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات ذات الأصل البتروجيني السائدة، ومركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور التي تشكل مخاطر صحية غير مسرطنة ومسرطنة كبيرة على السكان المحليين.
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
في أجزاء كثيرة من العالم، تعمل الأرض تحت أقدامنا كمستودع ضخم وخفي، يخزن المياه التي تسربت ببطء عبر طبقات من الصخور والرمال. وغالباً ما تكون هذه المياه الجوفية هي المصدر الوحيد لمياه الشرب للمجتمعات التي تعيش في المناطق الجافة والقاحلة حيث يندر المطر وتجف الأنهار. ومع ذلك، فإن هذا المورد الجوفي ليس بمنأى عن أنشطة الصناعة البشرية؛ فعندما يتم استخراج النفط أو نقله أو معالجته، يمكن أن يتسرب إلى التربة وينفذ إلى هذه الخزانات الجوفية، حاملاً معه مزيجاً معقداً من المواد الضارة. وتشمل هذه الملوثات المعادن الثقيلة، وهي عناصر سامة لا تتحلل، والمواد الكيميائية العضوية التي يمكن أن تبقى في البيئة لعقود. إن فهم كيفية تحرك هذه الملوثات، وكيفية اختلاطها بالمعادن الطبيعية الموجودة بالفعل في الماء، وما تعنيه لصحة الإنسان، يعد مهمة بالغة الأهمية للعلماء العاملين على حماية السلامة العامة.
وفي مدينة عزان، الواقعة في محافظة شبوة باليمن، أجرى باحثون مؤخراً تحقيقاً مفصلاً في سيناريو كهذا تماماً. هذه المنطقة قاحلة وتقع بالقرب من ممر رئيسي لأنابيب النفط الخام، مما يجعل المياه الجوفية المحلية هدفاً محتملاً للتلوث الناتج عن صناعة البترول. وقد شرع فريق من العلماء من جامعات في اليمن وتونس في رسم خريطة لجودة المياه في سبعة آبار تقع على طول مسار هذا الأنبوب. ولم يكن هدفهم مجرد قياس مدى ملوحة أو اتساخ المياه، بل إجراء فحص شامل يجمع بين دراسة كيمياء المياه، والمعادن السامة، وملوثات عضوية محددة تُعرف باسم الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات وثنائي الفينيل متعدد الكلور. ومن خلال النظر في كل هذه العوامل معاً، سعوا إلى التمييز بين التلوث الناتج عن العمليات الجيولوجية الطبيعية والتلوث الناتج عن النشاط البشري، وتحديد المخاطر التي تشكلها هذه المياه على الناس الذين يعتمدون عليها في نهاية المطاف.
بدأ الباحثون بجمع عينات المياه من الآبار السبعة في ديسمبر 2024. وقاموا بتحليل الخصائص الفيزيائية للمياه، مثل درجة حرارتها ومدى قدرتها على توصيل الكهرباء، وهو ما يعمل كمقياس لكمية الأملاح والمعادن الذائبة الموجودة فيها. ووجدوا أن المياه تفاوتت بشكل كبير من بئر إلى آخر؛ فبعض العينات كانت عذبة نسبياً، بينما كانت عينات أخرى غنية جداً بالمعادن، وتحتوي على مواد صلبة ذائبة تتراوح بين 406 و3078 ملليجرام لكل لتر. وكان التركيب الكيميائي للمياه يهيمن عليه الكالسيوم والمغنيسيوم والكبريتات، وهو نمط يشير إلى أن المياه تتفاعل طبيعياً مع الصخور التي تتدفق من خلالها، حيث تذيب معادن مثل الجبس والحجر الجيري. وتخلق هذه العملية الطبيعية مستوى أساسياً من الملوحة، لكن الباحثين لاحظوا أنه في بعض الآبار، كانت مستويات هذه المعادن مرتفعة بشكل غير عادي، مما يشير إلى تأثيرات إضافية.
وإلى جانب المعادن الطبيعية، بحث الفريق عن المعادن النزرة السامة التي غالباً ما تصاحب الأنشطة البترولية. ووجدوا أن المياه في عدة آبار تحتوي على مستويات خطيرة من الرصاص والزرنيخ والكادميوم. وفي بعض المواقع، كان تركيز الرصاص أعلى بكثير من حدود السلامة المحددة لمياه الشرب، وكانت مستويات الزرنيخ مثيرة للقلق بشكل مماثل. وقد برز البئران "مهدي" و"عطش" كأكثر الآبار تضرراً، حيث أظهرا أعلى تركيزات من هذه المعادن السامة. وحسب العلماء مؤشرات تلوث مختلفة لتحديد شدة المشكلة، وكانت النتائج صارخة: فقد اعتُبرت المياه في هذه المناطق غير صالحة للشرب بسبب العبء التراكمي للمعادن الثقيلة. ولم يكن هذا التلوث موحداً، بل كان متركزاً في بؤر ساخنة محددة، مما يشير إلى أن التلوث لم يكن مجرد نتيجة للجيولوجيا المحلية، بل كان مدفوعاً بتسربات أو انسكابات موضعية من البنية التحتية للنفط القريبة.
كما توجه التحقيق نحو الملوثات العضوية، وتحديداً الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات (PAHs)، وثنائي الفينيل متعدد الكلور (PCBs). وهي مركبات كيميائية معقدة توجد غالباً في النفط الخام والنفايات الصناعية. وقد رصد الباحثون كلا النوعين من المواد الكيميائية في كل عينة فحصوها. وكانت الـ PAHs الموجودة في الماء تتكون أساساً من مركبات ذات وزن جزيئي منخفض، حيث شكل "النافتالين" ما يقرب من 90 بالمائة من الإجمالي. وهذا التوقيع الكيميائي المحدد هو مؤشر قوي على أن مصدر التلوث هو البترول نفسه، وليس شيئاً مثل حرق الخشب أو الفحم. وبالمثل، كانت الـ PCBs المكتشفة تهيمن عليها مركبات رباعية الكلور، المعروفة ببقائها في البيئة لفترات طويلة. وأكد وجود هذه المواد الكيميائية في جميع الآبار أن نظام المياه الجوفية ملوث بملوثات عضوية ثابتة لا تتحلل بسهولة.
ولفهم كيفية ارتباط هذه الملوثات المختلفة ببعضها البعض، استخدم العلماء أدوات إحصائية للبحث عن أنماط في بياناتهم. واكتشفوا وجود علاقة قوية جداً بين ملوحة المياه وكمية الـ PAHs الموجودة؛ فكلما ارتحت محتويات الملح، ارتفع تركيز هذه الملوثات العضوية. وهذا يشير إلى أن نفس العمليات التي تنقل الأملاح عبر الخزان الجوفي هي أيضاً التي تنقل المواد الكيميائية المرتبطة بالنفط. كما قام التحليل بفصل الآبار إلى مجموعات متميزة بناءً على مستويات التلوث الخاصة بها؛ حيث شكلت الآبار في "مهدي" و"عطش" مجموعة ذات أعلى مستويات تلوث، بينما أظهرت آبار أخرى مثل "المشروع" مستويات أقل. وأكد هذا التصنيف أن التلوث ليس قضية شاملة في المنطقة بأكملها، بل هو مركز في مناطق محددة حيث يكون تأثير ممر الأنابيب في أقصى درجاته.
ولعل الجزء الأكثر أهمية في الدراسة كان تقييم ما يعنيه هذا التلوث لصحة الإنسان. فقد حسب الباحثون المخاطر المحتملة على الأشخاص الذين قد يشربون هذه المياه على مدى فترة طويلة. ووجدوا أن خطر المشكلات الصحية غير السرطانية، مثل تلف الأعضاء، كان مرتفعاً للغاية، حيث تجاوز مؤشر الخطورة الحد الآمن بأكثر من ستة عشر مرة. وهذا الخطر مدفوع بشكل أساسي بالتعرض للزرنيخ والرصاص. علاوة على ذلك، وُجد أن خطر الإصابة بالسرطان نتيجة شرب هذه المياه كان أيضاً أعلى بكثير مما يعتبر مقبولاً. إن وجود كل من المعادن السامة والمركبات العضوية المسرطنة يخلق تهديداً مزدوجاً، مما يعني أن المياه تشكل خطراً خطيراً وطويل الأمد على صحة المجتمع.
وتخلص الدراسة إلى أن المياه الجوفية في مدينة عزان عالقة في وضع معقد حيث خلقت العمليات الجيولوجية الطبيعية حداً أساسياً من المياه الغنية بالمعادن، والتي تتعرض بعد ذلك لتلوث شديد بسبب النشاط البشري. وتشير الأدلة بوضوح إلى أن الأنشطة المتعلقة بالبترول هي المحرك لارتفاع مستويات المعادن السامة والملوثات العضوية في الآبار الأكثر تضرراً. ويشدد الباحثون على أن هذه ليست مشكلة يمكن تجاهلها أو حلها بمجرد التخفيف؛ لأن المناخ القاحل يحد من القدرة الطبيعية للبيئة على غسل هذه الملوثات. وهم يدعون إلى مراقبة مستمرة للمياه، وضوابط أكثر صرامة على البنية التحتية للنفط، وجهود مستهدفة لحماية الآبار الأكثر عرضة للخطر. وبدون تدخل فوري ومستدام، تواجه موارد المياه في هذه المنطقة مستقبلاً من التدهور التدريجي، مما يترك السكان المحليين بخيارات أقل أماناً لتلبية حاجتهم الأساسية.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.