Newly Plastic Pollution in the Ocean
تُحدد هذه الدراسة كمية التلوث البلاستيكي العالمي في نصف الكرة الشمالي من خلال الكشف عن تلوث واسع النطاق بالمونومرات في الرمال والمياه الساحلية، وتطوير طريقة جديدة للتحلل الحراري لتتبع أصول التلوث، والاستنتاج بأن عقوداً من تراكم البلاستيك لا تزال تطلق مونومرات سامة وتساهم في الاحتباس الحراري العالمي.
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
التسرب الخفي للمحيط
تخيل المحيط كأنه حوض استحمام أزرق عملاق يمتلئ بالألعاب البلاستيكية منذ سبعين عاماً. لفترة طويلة، اعتقدنا أن هذه الألعاب كانت مجرد قطع مستقرة هناك، صامدة بانتظار من يجمعها. كنا نعلم أنها ضارة بسلاحف البحر والحيتان، لكننا ركزنا في الغالب على القطع الكبيرة المرئية التي تطفو على السطح أو تتشابك في الشعاب المرجانية. ومع ذلك، هناك مشكلة أكثر هدوءاً وتسللاً تحدث تحت أنوفنا مباشرة. تماماً كما تذوب مكعبات السكر المتروكة في الشاي الساخن لتتحول في النهاية إلى حلاوة غير مرئية، يكتشف العلماء أن البلاستيك لا يتكسر فقط إلى قطع صغيرة؛ بل إنه في الواقع "يذوب" إلى وحداته البنائية الكيميائية الأصلية، حتى في أعماق المحيط المظلمة والباردة.
تتعمق هذه الورقة البحثية في هذا التسرب الكيميائي الخفي. وهي تركز على نوع محدد من البلاستيك يسمى "البلاستيك الحراري" (thermoplastic)—وهي المواد التي يمكن صهرها وإعادة تشكيلها، مثل الزجاجات والحاويات التي نستخدمها كل يوم. كان السؤال الكبير الذي طرحه الباحثون هو: هل يظل هذا البلاستيك ساكناً في مكانه، أم أنه يتحلل ببطء إلى مكوناته الخام (التي تسمى المونومرات) أثناء طوفانه في البحر؟ ولماذا يهمنا هذا الأمر؟ لأن هذه المكونات الخام ليست مجرد غبار غير ضار؛ فبعضها سام للحياة البحرية، والبعض الآخر قد يطلق غازات غير مرئية ترفع حرارة كوكبنا، وتعمل كغطاء حول الأرض.
الذوبان البلاستيكي العظيم
في هذه الدراسة، قرر فريق من العلماء من اليابان وكوريا وتركيا والولايات المتحدة لعب دور المحقق. لم يكتفوا بالنظر إلى البلاستيك الطافي على السطح؛ بل انطلقوا في رحلة بحث عن الكنز، حيث جمعوا عينات من الرمال والمياه من أكثر من 25 دولة عبر النصف الشمالي من الكرة الأرضية. حفروا في رمال الشواطئ، وغرفوا المياه من السطح، وحتى أنهم أنزلوا أجهزة أخذ عينات خاصة إلى الأعماق السحيقة للمحيط ليروا ما الذي يختبئ في الظلام الدامس.
ما وجدوه كان يشبه العثين على مكونات كعكة داخل وعاء حساء. في كل مكان نظروا فيه—من الشواطئ الرملية في اليابان والولايات المتحدة إلى المياه العميقة في المحيط الهادئ—وجدوا آثاراً للمواد الكيميائية الأصلية التي يتكون منها البلاستيك. وبشكل محدد، وجدوا:
- أوليغومرات الستيرين (SOs): وهي القطع المتحللة من البلاستيك الشبيه بالفلين (البولي ستيرين).
- BPA: وهي مادة كيميائية من البلاستيك الصلب والشفاف (مثل زجاجات المياه) والراتنجات الإيبوكسية.
- PAE: مواد كيميائية من البلاستيك المرن والزجاجات.
كانت الأرقام التي وجدوها مثيرة للدهشة. ففي المتوسط، احتوت الرمال على الشواطئ حول العالم على 3,500 ميكروغرام لكل كيلوغرام من هذه المواد الكيميائية الخاصة بالفلين، بينما احتوى ماء البحر على 6.0 ميكروغرام لكل لتر. والأكثر إثارة للدهشة هو العثور على مادة BPA الكيميائية بنسبة 1,500 ميكروغرام لكل كيلوغرام في الرمال و 30.0 ميكروغرام لكل لتر في الماء. هذا قدر كبير من "الحساء الكيميائي" غير المرئي! لاحظ الباحثون أن هذه المواد الكيميائية كانت موجودة حتى في المياه العميقة (حتى عمق 2,000 متر في بياناتهم)، مما يشير إلى أنها لا تطفو فحسب على السطح، بل تغوص للأسفل مع الحطام البلاستيكي.
سر "درجة الحرارة المنخفضة"
لفهم كيف يحدث هذا، أجرى العلماء تجربة خاصة في مختبرهم. أخذوا بلاستيكاً نقياً ونظيفاً وسخّنوه باستخدام سائل خاص يسمى بولي إيثيلين جليكول (PEG) كحمام حراري. أرادوا معرفة ما إذا كان بإمكان البلاستيك أن يتحلل في درجات حرارة يمكن العثين عليها فعلياً في الطبيعة، وليس فقط في أفران المصانع شديدة الحرارة.
اكتشفوا أن البلاستيك أكثر هشاشة مما كنا نعتقد. ففي المختبر، وباستخدام هذا الوسط الحراري الخاص، بدأ البلاستيك في التفكك وإطلاق المونومرات الخاصة به عند درجات حرارة منخفضة تصل إلى 50 درجة مئوية. ومع ذلك، تشير الدراسة إلى أن التحلل في العالم الحقيقي يحدث تحت مزيج من الظروف: حيث يمكن أن تصل درجات الحرارة في أسطح المحيط في خطوط العرض المنخفضة إلى 30 درجة مئوية، بينما يمكن أن تسخن الرمال الساحلية لتصل إلى 60 درجة مئوية. وبالاقتران مع التعرض للأشعة فوق البنفسية والأكسجين، تعمل هذه الظروف الطبيعية على تسريع عملية التحلل. وقد حسب الباحثون أن هذا الأمر يتطلب طاقة ضئيلة جداً، تترا-وح بين 40.0 إلى 42.0 كيلو جول/مول. ولو وضعنا ذلك في الاعتبار، فإن أشعة الشمس التي تضرب الشاطئ أو التيارات الدافئة في المحيط توفر طاقة كافية لجعل البلاستيك "يعرق" مكوناته الكيميائية السامة. وتشير الدراسة إلى أنه منذ عام 1950، انتهى المطاف بنحو 3% من إجمالي البلاستيك الذي تم إنتاجه في المحيط. ومن هذا الجزء، بدأ ما يقرب من 15% بالفعل في التحلل، مما يؤدي إلى إطلاق هذه المواد الكيميائية في الماء.
المشكلة المزدوجة: السموم وغازات الاحتباس الحراري
ترسم الورقة صورة لتهديد مزدوج. أولاً، هذه المواد الكيميائية المتسربة سامة. فبقايا الفلين (SOs) يمكن أن تكون مطفرة (تسبب تغييرات في الحمض النووي) ومسرطنة، بينما تُعرف مادة BPA بقدرتها على إحداث خلل في الهرمونات. وهذا يعني أن المحيط ليس مليئاً بالقمامة الطافية فحسب، بل أصبح "كوكتيلاً كيميائياً" يمكن أن يؤذي الأسماك والطيور، وفي النهاية يؤذينا نحن أيضاً.
ثانياً، يشير الباحثون إلى احتمال مخيف يتعلق بتغير المناخ. ورغم أنهم لم يتمكنوا من تحديد معدل التحلل الدقيق للبولي إيثيلين (PE) والبولي بروبيلين (PP) في المحيط، إلا أنهم يشيرون إلى أنه إذا تحللت الكميات الهائلة من هذه البلاستيكات الطافية في البحر بنفس الطريقة التي اختبروا بها البلاستيك في المختبر، فقد تطلق كميات ضخمة من غاز الميثان والإيثان. وهذه غازات دفيئة تحبس الحرارة في الغلاف الجوي. وييقترح المؤلفون أنه إذا كان هذا يحدث على نطاق عالمي، فإن البلاستيك في محيطاتنا قد يساهم في الاحتباس الحراري بطريقة لم نفهمها بالكامل بعد، لكنهم يؤكدون أن هذا يظل فرضية قائمة بناءً على إمكانية التحلل، وليس قياساً مؤكداً لانبعاثات الغازات الحالية.
ما الخطوة التالية؟
تخلص الدراسة إلى أن الفكرة القديمة القائلة بأن "البلاستيك لا يتحلل" هي فكرة خاطئة. بدلاً من ذلك، يذوب البلاستيك ببطء، مطلقاً مكوناته الكيميائية السامة في الماء والرمال، ومن المحتمل أن يطلق غازات ترفع حرارة الكوكب. حالياً، لا يزال حوالي 85% من البلاستيك في المحيط يطفو، حيث يعمل مثل "قنبلة موقوتة" بطيئة الإطلاق، تسرب المونومرات باستمرار في البيئة. ويأمل المؤلفون أنه من خلال فهم هذا التسرب الخفي، يمكننا أخيراً إيجاد حل حقيقي لمشكلة البلاستيك، بدلاً من مجرد جمع القطع الكبيرة وتجاهل "الحساء الكيميائي" الذي تتركه خلفها.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.