Comparative formation of disinfection byproducts and human health risk under different chlorinated disinfectant types and water matrices
تُقيّم هذه الدراسة وتقارن بشكل شامل بين تكوين النواتج الثانوية للتطهير والمخاطر الصحية البشرية المرتبطة بها بين المطهرات الكلورية التقليدية والمطهرات المستقرة بحمض السيانوريك عبر أوساط مياه الصنبور ومياه حمامات السباحة، كاشفةً أن المطهرات المستقرة تُنتج عموماً مخاطر مسرطنة أقل مع تسليط الضوء على مخاطر استنشاق كبيرة ناتجة عن المركبات المتطايرة وفجوات البيانات السمية الحالية.
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
تعتمد معالجة المياه على فكرة بسيطة وقوية: إضافة القليل من الكلور لقتل الجراثيم التي تسبب لنا الأمراض. لعقود من الزمن، كانت هذه الاستراتيجية هي العمود الفقري للصحة العامة، حيث حولت المياه الخطرة إلى شيء آمن للشرب والسباحة. لكن الكيمياء نادراً ما تكون ذات جانب واحد؛ فعندما يلتقي الكلور بالمادة العضوية الطبيعية في الماء، أو بالعرق والبول الذي يدخله السباحون حتماً، فإنه لا يتلاشى فحسب، بل يتحول، مكوناً مجموعة جديدة من المواد الكيميائية تسمى نواتج التطهير الثانوية. هذه النواتج هي الآثار الجانبية غير المقصودة للحفاظ على نظافة المياه، وبينما هي ضرورية للوقاية من الأمراض، إلا أن بعضها يمكن أن يشكل مخاطر خاصة على صحة الإنسان. ويتمثل التحدي الذي يواجه العلماء والمنظمين في فهم كيفية تشكل هذه المواد الكيميائية بدقة، وكيف يتعرض الناس لها، وما إذا كان نوع الكلور المستخدم تحديداً يحدث فرقاً في المخاطر النهائية.
تلقي دراسة حديثة أجرتها "يونجيونغ ها" في جامعة "بيونغتايك" في كوريا الجنوبية نظرة فاحصة على هذا التوازن المعقد. تقارن الأبحاث بين طريقتين مختلفتين تماماً لإضافة الكلور إلى الماء. فمن ناحية، هناك الطرق التقليدية المستخدمة في معظم محطات مياه الشرب، والتي تعتمد على غاز الكلور أو المحاليل السائلة مثل هيبوكلوريت الصوديوم، وهي تطلق الكلور بشكل فوري وقوي. ومن ناحية أخرى، هناك المطهرات الصلبة، التي تُستخدم غالباً في حمامات السباحة، والتي تحتوي على حمض السيانوريك. يعمل هذا الحمض كمثبت، حيث يتمسك بالكلور ويطلقه ببطء بمرور الوقت، وهو أمر مفيد للحفاظ على مستوى ثابت من الحماية في المسبح المزدحم. وتطرح الدراسة سؤالاً مباشراً: هل يغير الاختيار بين هاتين الطريقتين أنواع وكميات النواتج الثانوية الضارة التي تنتهي في الماء، وهل يغير ذلك المخاطر التي يتعرض لها مستخدمو تلك المياه؟
للإجابة على ذلك، جمع الباحثون بيانات من عشرات الدراسات السابقة، حيث نظروا في القياسات الواقعية من كل من حمامات السباحة ومياه الصنبور. وركزوا على مجموعتين رئيسيتين من النواتج الثانوية: ثلاثي هالو ميثان (trihalomethanes) وحمض الهالو أسيتيك (haloacetic acids). هذه هي المواد الكيميائية الأكثر شيوعاً التي تتشكل عندما يتفاعل الكلور مع المادة العضوية، وهي المواد التي تراقبها الجهات التنظيمية عن كثب. كما بحث الفريق أيضاً في مادتين أخريين أقل دراسة ولكن قد تكون مهمتين: ثلاثي كلوريد النيتروجين، وهو غاز يعطي حمامات السباحة المغلقة رائحتها المميزة ويمكن أن يهيج الرئتين، وحمض السيانوريك نفسه، الذي يتراكم في المسابح بمرور الوقت. ومن خلال مقارنة تركيزات هذه المواد الكيميائية عبر أنواع المياه المختلفة وطرق التطهير المختلفة، استطاع الباحثون بناء صورة أوضح لمواضع الخطر.
تؤكد النتائج ما اشتبه فيه العديد من الخبراء ولكنهم احتاجوا إلى بيانات لإثباته: حمامات السباحة هي بيئة أكثر كثافة للتفاعلات الكيميائية من مياه الشرب. فبسبب إضافة السباحين المستمرة للمادة العضوية إلى الماء وبقاء الكلور في المسبح لفترات طويلة، فإن تركيز النواتج الثانوية في المسابح أعلى بكثير مما هو عليه في مياه الصنبور. ومع ذلك، أحدث نوع المطهر المستخدم فرقاً مفاجئاً. فعندما نظر الباحثون في المسابح التي تستخدم المواد الصلبة المثبتة بحمض السيانوريك، وجدوا أن تكوين النواتج الثانوية البرومية (brominated by-products) — وهي مواد كيميائية تحتوي على البروم وغالباً ما تكون أكثر سمية من نظيراتها التي تحتوي على الكلور فقط — قد انخفض بشكل كبير. في المقابل، أظهرت المسابح المعالجة بغاز الكلور القياسي أو المحاليل السائلة مستويات أعلى من هذه المركبات البرومية. وهذا يشير إلى أن الحمض المثبت قد يغير المسارات الكيميائية بطريقة تثبط تكوين النواتج الثانوية الأكثر خطورة.
كما بحثت الدراسة في كيفية تواصل الناس مع هذه المواد الكيميائية. وتبين أن طريقة تعرضنا لها تعتمد بشكل كبير على البيئة. ففي حمامات السباحة، الطريقة الأكثر أهمية لامتصاص الناس لهذه المواد الكيميائية المتطايرة هي عن طريق الاستنشاق. إذ يحتوي الهواء فوق الماء على مستويات عالية من هذه الغازات، وبالنسبة للسباحين، يمثل الاستنشاق تقريباً كل تعرضهم لها. وفي المقابل، بالنسبة للأشخاص الذين يستخدمون مياه الصنبور في المنزل، فإن المسار الرئيسي للتعرض هو شرب الماء، رغم أن استنشاق البخار أثناء الاستحمام يلعب أيضاً دوراً كبيراً بالنسبة للمواد الكيميائية الأكثر تطايراً. وعندما حسب الباحثون المخاطر الصحية المحتملة، وجدوا أنه بينما كانت معظم المخاطر غير السرطانية منخفضة، كان هناك احتمال ملموس للإصابة بالسرطان نتيجة التعرض طويل الأمد لهذه المواد الكيميائية، لا سيما في سيناريوهات مياه الصنبور حيث يشرب الناس الماء يومياً.
ومن المثير للاهتمام أن استخدام المطهرات المثبتة بحمض السيانوريك ارتبط بانخفاض تقديرات مخاطر السرطان مقارنة بالكلور التقليدي. وهذا يتوافق مع النتيجة التي تفيد بأن هذه المثبتات تقلل من تكوين المركبات البرومية الأكثر سمية. ومع ذلك، سلطت الدراسة الضوء أيضاً على فجوات كبيرة في معرفتنا. فبالنسبة لثلاثي كلوريد النيتروجين، وهو الغاز الذي يسبب رائحة المسبح الحادة، تتوفر بيانات سمية قليلة جداً لتحديد حد آمن للتنفس. وبالمثل، بينما يُستخدم حمض السيانوريك على نطاق واسع، لم يتفق المجتمع العلمي بعد على حد أمان موثوق لكيفية استهلاك الشخص لكمية منه بأمان مدى الحياة. وتختلف الإرشادات الحالية بشكل كبير، مما يجعل من الصعب تقييم الخطر الحقيقي لهذا المضاف الشائع في المسابح.
في النهاية، تقدم هذه الأبحاث رؤية أكثر دقة لأمان المياه. فهي تشير إلى أن اختيار المطهر ليس مجرد مسأوة لوجستية أو مسألة تكلفة، بل هو عامل يمكن أن يؤثر على الملف الكيميائي للمياه والمخاطر الصحية المرتبطة بها. وبينما تبدو المواد الصلبة المثبتة بحمض السيانوريك أنها تقلل من خطر تكوين بعض النواتج الثانوية السامة، فإن الدراسة تؤكد أننا لا نزال بحاجة إلى بيانات أفضل حول التأثيرات طويلة المدى للمواد الكيميائية التي نستخدمها بالفعل. ويعمل هذا العمل كتذكير بأن الحفاظ على سلامة المياه هو عملية توازن مستمرة، حيث يكون لكل خيار كيميائي تأثير متتابع يصل إلى ما وراء حافة المسبح أو حوض المطبخ.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.