Persistent contaminant baselines in dated sediments from a protected coastal lagoon in southeastern Uruguay

في أعماق البحيرات والأنهار والبحيرات الساحلية، تتراكم طبقات من الطين عامًا بعد عام، لتعمل كأرشيف طبيعي صامت للبيئة. ومثلما تسجل حلقات الأشجار تاريخ الغابة، تحتجز هذه الطبقات الرسوبية المواد الكيميائية، والجسيمات، والإشارات البيولوجية التي تتدفق من اليابسة والهواء المحيط. وعندما يستخرج العلماء بعناية عينة أسطوانية طويلة من هذا الطين، يمكنهم قراءة الخط الزمني للتأثير البشري، ورؤية متى وصلت الملوثات لأول مرة وكيف تغير وجودها على مدى عقود. ويعد هذا النهج حيويًا بشكل خاص في الأماكن التي نفتقر فيها إلى معدات المراقبة المستمرة، مما يسمح للباحثين بإعادة بناء تاريخ التلوث بعد وقوع الأحداث بوقت طويل. وينصب التركيز في هذا التاريخ غالبًا على الملوثات العضوية الثابتة — وهي مواد كيميائية لا تتحلل بسهولة، وتلتصق بقوة بالتربة والطين، ويمكنها الانتقال لمسافات شاسعة عبر الغلاف الجوي. ومن بين هذه المواد مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور، التي كانت تُستخدم على نطاق واسع في المعدات الكهربائية؛ وإيثرات ثنائي الفينيل متعدد البروم، الشائعة في مثبطات اللهب؛ والزئبق، وهو معدن ثقيل ينطلق من العمليات الصناعية والمصادر الطبيعية. وحتى في المناطق المحمية البعيدة عن المصانع، يمكن لهذه المواد أن تصل عبر الرياح والأمطار، مما يجعل من الصعب معرفة ما إذا كان الموقع بكرًا حقًا أم أنه يتلقى مجرد خلفية منتشرة ومنخفضة المستوى من التلوث.

في جنوب شرق أوروغواي، وضمن مشهد طبيعي محمي يُعرف باسم "لاغونا دي روشا"، تقع بحيرة ساحلية صغيرة وضحلة تسمى "بحيرة نوترياس". تحيط بها المراعي الطبيعية والغابات المتناثرة دون وجود مدن أو صناعات قريبة، وتعتبر هذه المسطحات المائية على نطاق واسع واحدة من البيئات القليلة المتبقية ذات التأثير المنخفض في منطقة جنوب المحيط الأطلسي. وقد ساد الاعتقاد لفترة طويلة بأنها نقطة مرجعية نظيفة، مكان ظل فيه الطبيعة بعيدًا إلى حد كبير عن التلوث البشري. ومع ذلك، فإن الافتراضات ليست بيانات. ولاختبار ما إذا كانت هذه البحيرة خالية حقًا من هذه الملوثات الثابتة، قرر فريق من الباحثين من أوروغواي والوكالة الدولية للطاقة الذرية النظر مباشرة في الطين. لقد جمعوا عينة لبية من الرواسب بطول خمسة وستين سنتيمترًا من أعمق جزء في البحيرة، وهي عينة تمثل خطًا زمنيًا يمتد لما يقرب من قرن من الزمان. ومن خلال تأريخ الطبقات باستخدام النظائر المشعة التي تعمل كساعات طبيعية، ومن خلال تحليل التركيب الكيميائي لكل شريحة من الطين، سعوا لتحديد ما إذا كانت البحيرة بكرًا حقًا أم أنها تحمل سجلًا خفيًا ودقيقًا للتلوث العالمي.

تعامل الباحثون مع العينة اللبية بمجموعة محددة من الأسئلة، بحثًا عن آثار الزئبق، ومركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور، وإيثرات ثنائي الفينيل متعدد البروم. واستخدموا طريقة استخلاص متخصصة لسحب هذه المواد الكيميائية من الطين ثم قاموا بتحليلها بأجهزة عالية الدقة قادرة على اكتشاف أدق الكميات. كشفت النتائج عن قصة أكثر تعقيدًا من مجرد تصنيف بسيط بـ "نظيف" أو "متسخ". كانت مستويات إجمالي الزئبق في الرواسب منخفضة باستمرار، حيث تراوحت بين 56 إلى 85 ميكروغرام لكل كيلوغرام من الوزن الجاف. وظلت هذه القيم أقل بكثير من العتبة التي يتوقع عندها العلماء رؤية آثار ضارة على الكائنات التي تعيش في الطين. وأظهر ملف الزئبق زيادة طفيفة بدأت في منتصف القرن العشرين، وهو نمط يُلاحظ في أجزاء كثيرة من العالم، لكنه افتقر إلى أي طفرات حادة قد تشير إلى تسرب محلي كبير أو تصريف صناعي. وبدلاً من ذلك، بدا الزئبق كوجود خلفي ثابت ومنخفض المستوى، وصل على الأرجح عبر الغلاف الجوي واستقر بلطف في البحيرة بمرور الوقت.

أسفر البحث عن المجموعتين الأخريين من المواد الكيميائية عن نتائج أكثر دقة حتى. فعندما بحث الفريق عن إيثرات ثنائي الفينيل متعدد البروم، لم يجدوا أي أثر لها على الإطلاق. لم يتم اكتشاف أثر واحد من الأنواع السبعة التي اختبروها في أي طبقة من طبقات الرواسب. ويتماشى هذا الغياب مع موقع البحيرة النائي والريفي، حيث تكاد تنعدم مصادر هذه المثبطات للهب — وهي المراكز الحضرية والمواقع الصناعية. أما قصة مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور فكانت مختلفة قليلاً ولكنها لا تزال تشير إلى تأثير منخفض للغاية. لم يتم العثور على أي من الأنواع السبعة المحددة لهذه المواد الكيميائية بكميات كافية ليتم قياسها بدقة. ومع ذلك، تم اكتشاف نوع واحد محدد، يُعرف باسم PCB 52، في تسع طبقات مختلفة من العينة، وإن كان دائمًا بمستويات منخفضة جدًا بحيث لا يمكن تحديد كميتها. ظهرت هذه الإشارات الخافتة بشكل متقطع، مع وجود تجمع للاكتشافات في الرواسب التي ترسبت بين عامي 2001 و2015. ولأن هذه المواد الكيميائية متطايرة، يمكنها الانتقال لمسافات طويلة عبر الهواء، ووجودها هنا يشير إلى أنه حتى في المناطق المحمية، فإن البحيرة ليست معزولة تمامًا عن الدورة العالمية للملوثات الموروثة.

وعندما قارن الباحثون هذه النتائج الجديدة مع البيانات السابقة من نفس العينة فيما يتعلق بالهيدروكربونات العطرية متعدد الحلقات، ظهرت صورة مختلفة. فبينما كان الزئبق والمواد الكيميائية البرومية بالكاد موجودة، أظهرت بعض الهيدروكربونات طفرات محلية تجاوزت معايير السلامة في طبقات معينة. وهذا التباين أمر بالغ الأهمية: فهو يوضح أن الملوثات المختلفة تسلك طرقًا فريدة اعتمادًا على طبيعتها الكيميائية، وكيفية انتقالها، وكيفية استقرارها في الرواسب. لم تظهر البحيرة غطاءً موحدًا من التلوث من مصدر واحد، بل أظهرت مجموعة من الإشارات المتنوعة، شكلها السلوك المحدد لكل مادة كيميائية والحركات الطبيعية للمياه والطين. كما تغير معدل تراكم الرواسب في البحيرة بمرور الوقت، لا سيما حول منتصف الثمانينيات، مما قد يكون قد أدى إلى تخفيف أو تركيز هذه الإشارات الكيميائية بغض النظر عما إذا كان مقدار التلوث الداخل إلى النظام قد تغير أم لا.

تخلص الدراسة إلى أن بحيرة نوترياس ليست برية بكر لم تمسها يد الإنسان، ولكنها نظام ذو تأثير منخفض يعمل كخط أساس قيم للمنطقة. إنها مكان تكون فيه إشارات النشاط البشري باهتة ومنتشرة، وتصل عبر الهواء والمطر بدلاً من مصنع قريب أو أنبوب صرف صحي. ويؤكد الباحثون أن وصف مكان ما بأنه "بكر" قد يكون مضللاً؛ فحتى المناطق المحمية تتلقى جرعة خلفية من الملوثات العالمية. ومع ذلك، فإن المستويات الموجودة هنا منخفضة بما يكفي بحيث لا تشير إلى ضرر بيئي واسع النطاق من المواد الكيميائية المختبرة. وتكمن القيمة الحقيقية لهذا العمل في توفير سجل كيميائي مؤرخ يمكن للعلماء الآخرين استخدامه كمرجع. فعند دراسة البحيرات الساحلية الأكثر تلوثًا في المستقبل، يمكن للباحثين مقارنة بياناتهم بهذا الخط الأساسي لفهم مدى التغيير الذي أحدثه الضغط البشري في تلك البيئات. تقف البحيرة كشاهد هادئ وطيني على الوصول العالمي الخفي للتلوث، مما يثبت أنه حتى في أكثر زوايا الساحل عزلة، لا يمكن للبيئة أن تنفصل تمامًا عن بقية العالم.