Integrated Assessment of Water Quality and Heavy Metal Contamination in Water and Aquatic Biota of the Otomona River, Indonesia

تُعد الأنهار شرايين المناظر الطبيعية، حيث تحمل المياه والمغذيات والحياة من المرتفعات إلى البحر. ومع ذلك، مع توسع النشاط البشري، غالبًا ما تصبح هذه المجاري المائية قنوات للتهديدات غير المرئية. ومن بين أكثر هذه التهديدات استمرارًا هي المعادن الثقيلة — وهي عناصر كثيفة موجودة طبيعيًا مثل الرصاص والنحاس والزئبق التي لا تتحلل أو تختفي. وخلافًا للنفايات العضوية، التي تتحلل بمرور الوقت، يمكن لهذه المعادن أن تظل في الماء، وتستقر في قاع النهر، وتتراكم في أجسام الأسماك والكائنات الأخرى. هذا التراكم يشكل خطرًا مزدوجًا: إذ يمكن أن يخل بالتوازن الدقيق للنظام البيئي المائي، وإذا تم استهلاك الأسماك، فقد يؤثر أيضًا على صحة الناس الذين يعتمدون عليها كمصدر للغذاء. إن فهم كيفية انتقال هذه المعادن عبر نظام النهر، وأين تستقر، وكيف تنتهي في الأنسجة الحية، أمر ضروري لحماية كل من البيئة والصحة العامة.

في المنطقة الاستوائية بوسط بابوا، إندونيسيا، يتدفق نهر أوتومونا من أحواض التصريف المرتفعة، متأثرًا بأنشطة التعدين، قبل أن يصب في بحر أرافورا. يدعم هذا النهر المصايد المحلية والتنوع البيولوجي، ولكن حتى وقت قريب، كان هناك نقص في البيانات العلمية الشاملة حول جودة مياهه ومدى تلوث نظامه البيئي بالمعادن الثقيلة. لسد هذه الفجوة، أجرى فريق من الباحثين من جامعة هاسانودين تقييمًا متكاملًا للنهر، جمع بين أخذ عينات مباشرة من الماء، وتحليل أنسجة الأسماك، والنمذجة الحاسوبية لتتبع حركة الملوثات. كان هدفهم هو تحديد ما إذا كان النهر لا يزال آمنًا للاستخدامات المخصصة له، مثل الري والاستزراع المائي، وفهم كيفية توزيع المعادن الثقيلة من منابع النهر إلى مصبه.

بدأ الباحثون بجمع عينات المياه من تسعة مواقع متميزة على طول النهر، تمتد من المناطق العليا وصولًا إلى المصب. وفي كل موقع، قاموا بقياس مجموعة من الخصائص الفيزيائية والكيميائية، بما في ذلك درجة الحرارة، والوضوح، والحموضة، ومستويات الأكسجين والمغذيات. كما اختبروا وجود خمسة معادن ثقيلة محددة هي: الزئبق، والكادميوم، والنحاس، والرصاص، والكروم. وللحصول على صورة أوضح لصحة المياه الإجمالية، قاموا بحساب مؤشر التلوث ومؤشر جودة المياه، اللذين يدمجان هذه القياسات المختلفة في درجات واحدة تشير إلى ما إذا كان الماء نظيفًا، أو ملوثًا بشكل طفيف، أو ملوثًا بشدة. كانت النتائج مطمئنة بشكل عام؛ حيث وقعت درجة حرارة الماء وحموضته ومستويات الأكسجين ضمن النطاقات المقبولة التي وضعتها اللوائح الإندونيسية لجودة المياه من الفئة الثانية. تراوحت قيم مؤشر التلوث في جميع المواقع بين 0.63 و0.96، مما يشير إلى أن النهر استوفى معايير السلامة ولم يكن ملوثًا بشدة. ووضع إجمالي درجة مؤشر جودة المياه البالغ 70 النهر في الفئة "الجيدة"، مما يشير إلى أن المياه، في معظم الأحيان، كانت مناسبة لاستخداماتها المقصودة.

ومع ذلك، كشفت نظرة فاحصة على المعادن المحددة عن قصة أكثر دقة. فبينما ظل الزئبق والكادميوم والرصاص والكروم عند مستويات منخفضة وآمنة في جميع أنحاء النهر، حكى النحاس قصة مختلفة. ففي الأجزاء الواقعة في اتجاه المصب، وتحديدًا في الموقعين الأقرب إلى مصب النهر، تجاوز تركيز النحاس المذاب حد السلامة البالغ 0.02 ملليجرام لكل لتر. لم تظهر هذه الطفرة في المناطق العليا، مما يشير إلى أن النحاس دخل النهر إما من مصادر محلية بالقرب من المصب أو تراكم هناك مع تباطؤ حركة المياه. لفهم كيفية انتقال هذه المعادن عبر النظام، استخدم الفريق محاكاة حاسوبية متطورة تسمى MIKE 21. وقد جسدت هذه النماذج تدفق النهر وتنبأت بمكان انتقال المعادن. وأكدت المحاكاة الملاحظات الميدانية، حيث أظهرت أن تركيزات النحاس والرصاص والكادميوم والزئبق تميل إلى الارتفاع مع تحرك المياه من المناطق العليا نحو النهر السفلي والمصب. وأشار النموذج إلى أن التيارات الأبطأ واختلاط المد والجزر في الأجزاء السفلية سمح لهذه المعادن بالاستقرار والتركز، مما خلق مناطق ذات تراكم أعلى بالقرب من مصب النهر.

لم تتوقف الدراسة عند الماء نفسه؛ فإدراكًا منها بأن الأسماك تعمل كمرشحات حية تمتص الملوثات بمرور الوقت، قام الباحثون أيضًا بتحليل أنسجة عشر من الأسماك التي اصطيدت من النهر. ووجدوا أنه على الرغم من أن المياه غالبًا ما استوفت معايير السلامة، إلا أن الأسماك قد راكمت المعادن في أجسامها. كانت مستويات الزئبق والكادميوم في الأسماك ضمن الحدود المسموح بها لسلامة الغذاء في إندونيسيا، إلا أن الرصاص كان مصدر قلق؛ فبينما احتوى الماء على كميات ضئيلة فقط، أظهرت عدة عينات من الأسماك مستويات رصاص تجاوزت الحد المسموح به للاستهلاك البشري. كما تباينت مستويات النحاس في الأسماك بشكل كبير، حيث أظهرت بعض العينات تركيزات أعلى. يسلط هذا التناقض بين جودة المياه وأنسجة الأسماك الضوء على واقع حاسم: يمكن للنهر أن يبدو نظيفًا بناءً على عينة مياه واحدة، ومع ذلك قد يظل يشكل خطرًا لأن المعادن قد امتصت وتمركزت في الحياة البرية المحلية. لقد قامت الأسماك فعليًا بدمج التعرض على مدى فترة زمنية أطول، مما كشف عن عبء خفي قد تغفله لقطة سريعة للمياه وحدها.

ترسم النتائج صورة لنهر يتمتع بصحة جيدة حاليًا ولكنه يواجه ضغوطًا موضعية. فجودة المياه الإجمالية قوية، مما يدعم التصنيف "الجيد"، ومع ذلك فإن تراكم النحاس في المناطق السفلية ووجود الرصاص في أنسجة الأسماك يشيران إلى أن النظام ليس خاليًا تمامًا من التلوث. لاحظ الباحثون أن زيادة تركيزات المعادن باتجاه المصب مدفوعة بمزيج من العوامل، بما في ذلك نقل الرواسب من المنبع، وتباطؤ تدفق المياه، والمدخلات المحلية المحتملة بالقرب من مصب النهر. وبينما لا تشير البيانات الحالية إلى حدث تلوث كارثي، إلا أنها تشير أيضًا إلى أن الجزء السفلي من النهر والمصب يعملان كمستودع تتجمع فيه الملوثات. وتخلص الدراسة إلى أنه بينما يعد نهر أوتومونا آمنًا لاستخداماته الحالية، فإن الاتجاهات الملحوظة تستدعي اليقظة المستمرة. يجب أن تتوسع المراقبة المستقبلية لتشمل مواسم مختلفة ونظرة أعمق في رواسب قاع النهر وأنظمة غذائية محددة للأسماك لفهم المخاطر البيئية طويلة المدى بشكل كامل. وفي الوقت الحالي، يظل النهر نظامًا حيويًا وفعالًا، لكن قدرته على البقاء كذلك تعتمد على الإدارة الدقيقة للمصادر التي تغذيه.