Spatial Contamination Gradient and Electrical Conductivity as a Proxy Indicator for Landfill Leachate Impact on Himalayan Soils

في أعالي جبال الهيمالايا، حيث الهواء رقيق، تروي الأرض قصة غالباً ما تكون غير مرئية للعين المجردة. فعندما تسقط الأمطار على كومة من النفايات الملقاة، لا تكتفي بمجرد الجريان فوقها؛ بل تتسرب عبر الطبقات المتعفنة، وتلتقط الأملاح الذائبة والمغذيات والمواد الكيميائية أثناء رحلتها. هذا السائل، المعروف باسم "الراشح" (leachate)، يعمل كحساء مركز من الملوثات التي يمكنها تغيير الكيمياء الفعلية للتربة التي تلامسها. وقد عرف العلماء منذ زمن طويل أن هذا الحساء غني بالأيونات الذائبة — وهي جزيئات صغيرة مشحونة تجعل الماء موصلاً للكهرباء بشكل أفضل بكثير من الماء النقي. وبسبب ذلك، فإن قياس مدى قدرة التربة على توصيل الكهرباء يوفر طريقة سريعة وغير مكلفة لتحديد مكان انتقال هذا السائل السام، دون الحاجة إلى اختبار كل مادة كيميائية بداخله. وفي المناطق التي لا تزال فيها البنية التحتية لإدارة النفايات في طور النمو، يعد إيجاد طريقة بسيطة لرسم خرائط لهذه السحب غير المرئية من التلوث أمراً حيوياً لحماية الأنظمة البيئية الجبلية الهشة المحيطة بها.

في مملكة بوتان، وهي دولة يُحتفى بها لالتزامها بالإشراف البيئي ووضعها كدولة ذات انبعاثات كربونية سلبية، نمت مفارقة هادئة. فبرغم سمعتها الخضراء، تعتمد البلاد على خمسة وعشرين موقعاً لرمي النفايات المكشوفة تفتقر إلى الأنظمة الهندسية لمعالجة النفايات السائلة التي تنتجها. ولفهم المدى الحقيقي لتأثير هذه المواقع على الأراضي المحيطة، وجه الباحثان "يوونج تشوكي" و"يونتن دورجي" اهتمامهما إلى مكب نفايات "أومتيكا" في منطقة بوناكا. تأسس هذا الموقع في عام 2012، وهو يستقبل أكثر من مائة طن متري من النفايات البلدية شهرياً من البلدات والقرى المجاورة. أراد الباحثان معرفة ما إذا كان الراشح الناتج عن هذا المكب ينتشر في التربة، وإذا كان الأمر كذلك، فإلى أي مدى ينتقل وكيف تؤثر التضاريس على حركته.

ولإيجاد الإجابة، وضع الفريق شبكة منهجية عبر التضاريس، معتبرين الأرض كلوحة فنية ليتم قياسها. أنشأوا خطين طويلين، أو مسارين، يمتدان لمسافة مائتي متر بعيداً عن حافة مكب النفايات. اتبع أحد الخطين المنحدر الطبيعي للأسفل، متبعاً المسار الذي تسلكه المياه مع سحب الجاذبية لها نحو قاع الوادي. أما الخط الآخر فكان يتجه للأعلى، بعيداً عن المنحدر، ليكون بمثابة ضابط للمقارنة يوضح كيف تبدو التربة دون تأثير المكب. وعند فواصل زمنية قدرها خمسون متراً على طول هذين الخطين، حفروا في الأرض، وجمعوا عينات تربة من الثلاثين سنتيمتراً العلوية. وفي المجمل، جمعوا ثلاثين عينة، وقاموا بتجفيفها وتحضيرها بعناية في المختبر لقياس بصماتها الكيميائية.

كشفت النتائج عن نمط واضح ودراماتيكي من التلوث يتبع شكل الأرض. فقد أظهرت التربة الأقرب إلى المكب، على بعد خمسين متراً فقط، أعلى مستويات الموصلية الكهربائية، وهي علامة على تشبعها بالأملاح الذائبة من الراشح. ومع تحرك الباحثين بعيداً نحو أسفل المنحدر، انخفضت الموصلية بشكل حاد، حيث تراجعت من متوسط 115.81 ميكروسيمنز لكل سنتيمتر عند علامة الخمسين متراً إلى 35.28 عند مائة وخمسين متراً. وأكد هذا الانخفاض أن الراشح يتحرك نحو الأسفل، مدفوعاً بالتدفق الطبيعي للمياه عبر الأرض. وفي المقابل، أظهرت التربة في المنحدر العلوي، والتي تقع فوق المكب، مستويات منخفضة باستمرار من الموصلية لم تتغير مع المسافة، مما أثبت أن التلوث لم يكن ينجرف للأعلى أو ينتشر عشوائياً، بل كان محكوماً بدقة بالتضاريس.

وقدم التحليل الكيميائي مزيداً من الأدلة حول ما يحدث في التربة. وجد الباحثون أن الموصلية الكهربائية مرتبطة بقوة بكمية البوتاسيوم في الأرض، وهو عنصر غذائي يتوفر بكثرة في النفايات المتحللة. وأكد هذا الارتباط أن الموصلية العالية كانت بالفعل إشارة موثوقة لوجود الراشح. كما لاحظوا أن درجة حموضة التربة (pH)، التي تقيس مدى حمضية أو قلوية الأرض، كانت أعلى قليلاً بالقرب من المكب، مما يعكس الطبيعة الناضجة والقلوية للنفايات التي تحللت لأكثر من عقد من الزمن. ومع ذلك، سلطت الدراسة الضوء أيضاً على ما لم يكن موجوداً؛ إذ كانت مستويات الفوسفور، وهو عنصر مغذٍ شائع في الأسمدة، أعلى في المنحدر العلوي حيث النباتات لم تُمس، مما يشير إلى أن الراشح لم يكن المصدر الأساسي لهذا العنصر. وبالمثل، بينما ارتفعت مستويات النيتروجين بشكل كبير بجوار المكب مباشرة، إلا أنها انخفضت بسرعة، مما يشير إلى أن نظام التربة كان يعمل كمرشح، يمتص ويحول المغذيات الزائدة أثناء تحرك الماء بعيداً.

تخلص الدراسة إلى أن منطقة التلوث الكبيرة تمتد لحوالي مائة إلى مائة وخمسين متراً من حدود مكب النفماء على طول مسار المنحدر. وتعد هذه النتيجة حاسمة لأنها تحدد المنطقة المباشرة التي تغيرت فيها التربة بشكل أكبر بفعل النفايات. ويؤكد الباحثون أن الموصلية الكهربائية تعمل كأداة فعالة ومنخفضة التكلفة للمراقبة، مما يوفر وسيلة للسلطات المحلية لرسم خرائط حدود التلوث دون الحاجة إلى معدات باهظة الثمن. وبينما ظلت درجة حموضة التربة ضمن نطاق آمن عموماً لنمو النباتات، تحذر الدراسة من أن الآثار طويلة المدى للمعادن الثقيلة والملوثات المستمرة الأخرى لا تزال غير معروفة وتتطلب مزيداً من البحث. ومن خلال وضع هذا الخط المرجعي، توفر هذه الدراسة صورة واضحة لكيفية تأثير النفايات على تربة الجبال الهشة في بوتان، مقدمةً طريقة عملية لإدارة المخاطر البيئية في مناطق مماثلة حول العالم.