Occurrence of Parabens and Paraben Transformation Products in Sediment and Water Systems of the Brazos River Above and Below a Low Water Dam
كمّت هذه الدراسة البارابينات ونواتج تحولها في مياه ورواسب نهر برازوس حول سد منخفض المياه، كاشفةً أن نواتج التحول كانت هي المركبات السائدة وأن معاملات التجزئة المقاسة قد انحرفت عن النماذج بسبب ظروف عدم التوازن والتفاعلات النوعية مع الرواسب.
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
في كل يوم، تطلق عدد لا يحصى من المنتجات التي نستخدمها لتنظيف أجسامنا وحمايتها والعناية بها كميات ضئيلة من المواد الكيميائية في العالم. ومن بين أكثر هذه المواد شيوعاً هي "البارابين"، وهي عائلة من المواد الحافظة الموجودة في الشامبو واللوشن والأطعمة التي تحميها من التلف. وبينما تعد هذه المواد فعالة في أداء مهمتها، فإن العلماء يعلمون منذ فترة طويلة أنها يمكن أن تحاكي الهرمونات في أجسام الحيوانات والبشر، مما قد يؤدي إلى تعطيل العمليات البيولوجية الطبيعية. وعندما نغسل هذه المنتجات عن جلودنا أو نتخلص منها، فإنها تنتقل عبر أنظمة الصرف الصحي وتدخل في النهاية إلى الأنهار والبحيرات. وبمجرد وصولها إلى الماء، لا تظل هناك دون تغيير؛ إذ تعمل أشعة الشمس والبكتيريا والمواد الكيميائية المستخدمة في معالجة مياه الصرف الصحي على تفكيكها إلى مركبات جديدة ذات صلة تسمى "نواتج التحول". والسؤال الذي حير علماء البيئة ليس فقط ما إذا كانت هذه المواد الكيميائية الأصلية موجودة، بل كيف تتصرف بمجرد التقائها بالقاع الطيني للنهر؟ هل تظل ذائبة في الماء، أم تلتصق بالرواسب، لتختبئ بفعالية عن الأنظ most بينما تستمر في التفاعل مع النظام البيئي؟
وللإجابة على ذلك، سافر الباحثون إلى نهر برازوس في تكساس، وهو مجرى مائي واسع يتدفق عبر مشهد طبيعي تتخلله سدود صغيرة مصممة لتنظيم مستويات المياه. وقد ركزوا اهتمامهم على سد محدد للمياه المنخفضة، وهو هيكل يخلق تغييراً متميزاً في كيفية حركة النهر. ففوق السد، يتدفق الماء بهدوء نسبي، بينما تحت السد، تندفع المياه فوق الحافة، مما يخلق اضطراباً ويمزج الماء مع قاع النهر. وقد سعى الفريق لقياس وجود البارابين ونواتج تحوله في كل من الماء والرواسب الرملية الطينية في موقعين: أحدهما فوق السد مباشرة والآخر أسفله مباشرة. وجمعوا العينات في ثلاثة أيام منفصلة خلال فصل الصيف، حيث جمعوا الماء بعناً من السطح وغرفوا بضع بوصات علوية من الرواسب من ضفة النهر. وكان هدفهم هو معرفة ما إذا كان الاضطراب الفيزيائي الناجم عن السد يغير كيفية توزيع هذه المواد الكيميائية بين الأجزاء السائلة والصلبة من النهر.
وكشفت النتائج عن نهر يزخر بهذه المركبات، وإن كانت بتركيزات غالباً ما تكون أصغر من أن تُرى بدون أدوات قياس عالية الحساسية. ففي الماء، وجد الباحثون آثاراً للبارابين تتراوح من مستويات غير قابلة للكشف إلى 10.6 نانوغرام لكل لتر، وهي كمية ضئيلة جداً لدرجة أنها تشبه حبة رمل واحدة في مسبح كبير. وفي الرواسب، كانت الكميات منخفضة بشكل مماثل، حيث وصلت إلى 4- 4.5 نانوغرام لكل جرام من التربة الجافة. ومن المثير للاهتمام أن المواد الأكثر وفرة التي وجدوها لم تكن المواد الحافظة الأصلية التي يستخدمها الناس في منازلهم، بل نواتج تحللها. وتحديداً، ظهر مركبان يُعرفان باسم PHBA وDHBA بأعلى كميات في كل من الماء والطين. وهذه المواد هي النتيجة الطبيعية لتحلل البارابين، مما يشير إلى أنه بحلول الوقت الذي تصل فيه مياه النهر إلى هذه النقطة، يكون معظم المادة الحافظة الأصلية قد تحول بالفعل. وبينما كانت مستويات البارابين الأصلية منخفضة بشكل عام، أكدت الدراسة أن هذه المواد الكيميائية وأحفادها تدور باستمرار عبر نظام النهر، وتدخل عبر مياه الصرف الصحي وتستمر رغم قدرة النهر الطبيعية على التحلل.
وقد تعلق اكتشاف رئيسي للدراسة بكيفية تفاعل هذه المواد الكيميائية مع قاع النهر. فغالباً ما يستخدم العلماء نماذج رياضية للتنبؤ بما إذا كان المادة الكيميائية ستطفو في الماء أو ستغوص وتلتصق بالطين. وتعتمد هذه النماذج على فكرة أن المواد الكيميائية الأكثر "كراهية للماء" هي الأكثر عرضة للالتصاق بالمواد العضوية في التربة. ومع ذلك، فإن القياسات التي أُخذت في نهر برازوس لم تتطابق مع هذه التوقعات. فقد وجد الباحثون أن المواد الكيميائية تتصرف بشكل مختلف اعتماداً على موقعها في النهر. فأسفل السد، حيث تضطرب المياه وتختلط بقوة، أظهرت المواد الكيميائية ميلاً أقوى للالتصاق بالرواسب مقارنة بما كانت عليه فوق السد حيث كانت المياه هادئة. وهذا يشير إلى أن البيئة الفيزيائية تلعب دوراً هائلاً في تحديد مكان استقرار هذه المواد الكيميائية. فمن المرجح أن الاضطراب الناتج عن السد يجبر المواد الكيميائية على الاصطدام بالجزيئات العالقة وقاع النهر بشكل متكرر، مما يتسبب في ترسبها من عمود الماء بشكل أسرع مما لو كان النهر هادئاً.
كما سلطت الدراسة الضوء على قصور في فهمنا الحالي لمصير هذه الملوثات. فالنماذج المستخدمة للتنبؤ بسلوك المواد الكيميائية تفترض غالباً أن الماء والرواسب في حالة توازن مثالي، حيث تتساوى كمية المادة الكيميائية المنتقلة من الماء إلى الطين مع الكمية المنتقلة من الطين إلى الماء. ووجد الباحثون أن هذا التوازن من المرجح ألا يوجد في نهر جارٍ حقيقي. فالمسافة بين سطح الماء وقاع النهر، جنباً إلى جنب مع الحركة المستمرة للتيار، تعني أن النظام ليس في حالة سكون أبداً. علاوة على ذلك، فإن الهياكل الكيميائية المحددة لهذه المواد من البارابين، والتي تتضمن مجموعات قطبية يمكنها التفاعل مع الأجزاء المعدنية للرواسب، قد تجعلها تلتصق بطرق لا تأخذها النماذج البسيطة في الحسبان. وقد أظهرت البيانات أن السلوك الفعلي لهذه المواد الكيميائية في البرية أكثر تعقيداً وديناميكية مما توحي به عمليات المحاكاة المختبرية.
وفي الختام، توفر هذه الأبحاث صورة أوضح لكيفية انتقال المواد الكيميائية المنزلية الشائعة عبر النظام البيئي للنهر. فهي تؤكد أن البارابين ونواتج تحوله موجودة في نهر برازوس، مع كون نواتج التحلل هي الشكل الأكثر انتشاراً. وتوضح الدراسة أن السمات الفيزيائية للنهر، مثل السد المنخفض، يمكن أن تغير بشكل كبير كيفية توزيع هذه المواد الكيميائية بين الماء والرواسب. وبينما كانت التركيزات التي وُجدت منخفضة بشكل عام، فإن حقيقة استمرار هذه المركبات وتحولها في البيئة تؤكد الحاجة إلى نماذج أكثر واقعية تأخذ في الاعتبار الطبيعة الديناميكية للمياه الجارية. فمن خلال مراقبة النهر كما يتصرف فعلياً، بدلاً من الاعتماد فقط على التوقعات النظرية، يمكن للعلماء فهم البصمة البيئية الحقيقية للمواد الحافظة التي نستخدمها كل يوم بشكل أفضل.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.