Lake-catchment system responses to mercury and lead pollution from industrial activities in Mediterranean environments: legacy controls and current recovery dynamics in Lake Estanya (NE Spain)
تعيد هذه الدراسة بناء تاريخ تلوث الزئبق والرصاص في بحيرة إستانيا الممتد لـ 330 عاماً، كاشفةً أنه في حين نجحت التخفيضات في الانبعاثات الصناعية في خفض معدلات التراكم الأخيرة، إلا أن تعافي البحيرة لا يزال متأخراً بسبب إعادة التدوير المستمرة للملوثات الموروثة المخزنة في نظام الحوض.
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
الكتبة الصامتون في الأعماق
تخيل الأرض كمكتبة ضخمة وفوضوية، حيث كل طبقة من التربة أو الطين هي بمثابة كتاب. عندما يلقي البشر شيئًا جديدًا في العالم — مثل عملة لامعة، أو مادة كيميائية سامة، أو نفخة من الدخان — فإن هذا الشيء لا يتلاشى ببساطة؛ بل يستقر، ويُدفن، ويصبح صفحة في أحد هذه الكتب. هذا هو عالم علم البحيرات القديمة (paleolimnology)، وهو فرع من العلوم يقرأ "كتب التاريخ" المكتوبة في رواسب البحيرات. تمامًا كما تخبرنا حلقات الأشجار عن الطقس في الماضي، تعمل طبقات الطين في قاع البحيرة ككبسولة زمنية، تحبس الجزيئات التي تسقط من السماء.
هناك شخصيتان في هذه القصة وهما: الزئبق (Hg) والرصاص (Pb). فكر فيهما كـ "أشباح" الصناعة. إنهما معادن ثقيلة لم تضعها الطبيعة هناك بكميات كبيرة حتى بدأ البشر في التعدين وحرق الفحم وبناء المصانع. وبمجرد دخولهما إلى البيئة، يصبحان عنيدين؛ فلا يتحللان بسهولة ويمكنهما البقاء لقرون، مختبئين في التراب والمياه. يهتم العلماء بهما لأنهما سامّان للكائنات الحية، وفهم مدى بقائهما في البيئة يساعدنا في معرفة ما إذا كان تنظيف هوائنا ومياهنا قد نجح حقًا، أم أن "الأشباح" ستستمر في مطاردتنا لفترة طويلة بعد إغلاق المصانع.
البحيرة التي تتذكر
في شمال شرق إسبانيا، يوجد نظام بحيري كارستي يُسمى بحيرة إستانيا (Lake Estanya). تقع هذه البحيرة على بُعد حوالي 30 كيلومترًا باتجاه الرياح من بلدة تُدعى مونزون، والتي كانت ذات يوم مركزًا صاخبًا للصناعات الثقيلة، بما في ذلك المصانع الكيميائية ومصاهر المعادن. وفي هذه الدراسة، تعامل الباحثون مع بحيرة إستانيا كأنها مسرح جريمة لمحقق. أرادوا معرفة: كم كمية الزئبق والرصاص التي ابتلعتها البحيرة خلال الـ 330 عامًا الماضية، وهل بدأت أخيرًا في تقيؤها؟
لإيجاد الإجابات، قام الفريق بالغوص في عام 2023 واستخرجوا أنبوبين طويلين ونحيفين من الطين (يُسميان "اللبات" أو "الأنوية" - cores) من أعمق جزء في البحيرة. كانت هذه الأنابيب بمثابة خط زمني رأسي، حيث يوجد أقدم طين في الأسفل وأحدثه في الأعلى. ومن خلال تقطيع الطين إلى قطع صغيرة، أصغر من عقدية (أي أقل من عشر سنوات)، استطاع العلماء قراءة تاريخ التلوث بتفاصيل دقيقة للغاية. لم ينظروا فقط إلى كمية المعدن الموجودة هناك؛ بل تحققوا أيضًا من "بصمة" نظائر الرصاص (وهي طريقة لتتبع مصدر الرصاص) وقاسوا مقدار المعدن الذي يسقط من السماء اليوم لمقارنة الماضي بالحاضر.
قصة الطين
كانت القصة التي رواها الطين درامية. ففي الجزء الأول من الخط الزمني (قبل عام 1950)، كانت مستويات الزئبق والرصاص منخفضة ومستقرة نسبيًا، مثل همهمة هادئة. كانت هذه حقبة المستويات الطبيعية الخلفية وبعض عمليات التعدين الإقليمية. ولكن بعد ذلك، قرابة منتصف القرن العشرين، تعقدت الحبكة. فمع انفجار الصناعات الكيميائية والمعدنية في مونزون، بدأت طينة البحيرة تختنق بالتلوث.
أظهرت البيانات ارتفاعًا هائلًا وأسيًا في كل من الزئبق والرصاص بدءًا من خمسينيات القرن العشرين. فقد قفز "عامل الإثراء" (وهو درجة تخبرك بمدى زيادة التلوث في الطين مقارنة بالمستويات الطبيعية) للزئبق من خط أساس يبلغ حوالي 1 إلى رقم مذهل يصل إلى 21.3 في الطبقات الأخيرة. وتبع الرصاص منحنى صعوديًا مشابهًا، وإن كان أقل دراماتيكية قليلاً. كما تغيرت "بصمة" الرصاص أيضًا، حيث انتقلت إلى سمة محددة تطابق الرصاص الصناعي المستخدم في البنزين والمصانع في ذلك الوقت.
وصلت ذروة حفلة التلوث هذه حول مطلع القرن الحادي والعشرين. حيث سجل معدل تراكم الزئبق رقمًا قياسيًا قدره 402 ميكروجرام لكل متر مربع في السنة حوالي عام 2001، وبلغ الرصاص ذروته عند 21,956 ميكروجرام لكل متر مربع في السنة حوالي عام 1998. كانت تلك إشارة واضحة إلى أن الطفرة الصناعية قد تركت علامة ثقيلة.
التحول (والتوابع)
إليك نقطة التحول: لم تنتهِ القصة بالتلوث. فبعد عام 2000، بدأت المنحنيات في الهبوط. وقد تزامن ذلك مع تغييرات حقيقية في الواقع: حيث منعت إسبانيا البنزين المحتوي على الرصاص في عام 2001، وتحولت مصنع الكلور-قلوِي المحلي في مونزون إلى تكنولوجيا أنظف. كما بدأت "بصمة" الرصاص في الطين تتحول مرة أخرى نحو مظهرها الطبيعي والقديم، مما يشير إلى أن النظام يحاول التعافي.
ومع ذلك، فإن التعافي ليس انقطاعًا نظيفًا. فعلى الرغم من أن المصانع قد قللت من انبعاثاتها، إلا أن البحيرة لا تزال تحتفظ بالكثير من السموم القديمة. فمستويات الزئبق والرصاص في الطبقات العليا من الطين لا تزال أعلى بكثير مما كانت عليه قبل العصر الصناعي. ويرى العلماء أن هذا بسبب أن التلوث لم يختفِ ببساطة؛ بل استقر في التربة المحيطة بالبحيرة وفي البحيرة نفسها، مما خلق "خزانًا". يعمل هذا الخزان مثل آلة دخان ثانوية، حيث يعيد تدوير الزئبق والرصاص القديم باستمرار إلى الماء والهواء، حتى بعد أن سكنت مداخن المصانع الرئيسية.
ولفهم ما يحدث الآن، أنشأ الفريق أيضًا محطة رصد في مونزون لالتقاط الغبار والمطر المتساقط. ووجدوا أن تلوث اليوم هو مزيج متنوع. فهو لا يأتي من المصانع فحسب؛ إذ يأتي حوالي 20% من الزئبق والرصاص المتساقط اليوم من الغبار المحلي والإقليمي (وهو مجرد تربة قديمة ملوثة تذروها الرياح)، و20% أخرى من العواصف الغبارية الصحراوية القادمة من أفريقيا، و20% من حركة المرور على الطرق (غبار المكابح والإطارات)، والباقي من الانبعاثات الصناعية.
الحكم النهائي
يخلص البحث إلى أنه بينما تعد رواسب البحيرات أدوات ممتازة لتسجيل متى بدأ التلوث ومتى توقف (الاستجابة السريعة للقواعد الجديدة)، إلا أن البحيرة نفسها بطيئة في الشفاء. إن "إرث" التلوث يشبه حقيبة ظهر ثقيلة لا يزال النظام البيئي يحملها. وعلى الرغم من أن المصانع قد حسنت سلوكها، إلا أن الزئبق والرصاص المخزنين في الأرض وفي البحيرة يستمران في الدوران، مما يبقي المياه والطين سامين بعد عقود من توقف الانبعاثات الأساسية.
تؤكد الدراسة أن سجلات البحيرات عالية الدقة هي أدوات قوية. فهي تظهر لنا أن إصلاح مصدر التلوث هو الخطوة الأولى، ولكن البيئة قد تستغرق وقتًا طويلاً لتنسى الماضي. البحيرة تتعافى، لكنه تعافٍ بطيء وعنيد، يذكرنا بأنه بمجرد دخول المعادن الثقيلة إلى النظام، فإنها تبقى هناك لفترة طويلة جدًا.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.