إعادة تدوير البلاستيك وسيلة مهمة لحل مشكلة التلوث البلاستيكي

في السنوات السبعين الماضية، تم إنتاج 8.3 مليار طن من البلاستيك في جميع أنحاء العالم، وتم استرداد 9% فقط منها، بينما تم إطلاق معظم الـ 91% المتبقية في البيئة، وتم حرق جزء صغير منها. وبمرور الوقت، تتحلل النفايات البلاستيكية التي يتم إطلاقها في البيئة من خلال العوامل الجوية والاصطدام المادي وما إلى ذلك، ثم يتحول البلاستيك الذي يقل حجمه عن 5 مم إلى لدائن دقيقة (MP)، بما في ذلك الجسيمات أو الألياف أو الأشكال الرقيقة، مما يشكل تلوثاً مادياً رئيسياً.

اللدائن الدقيقة في الهواء

في الماضي، كانت اللدائن الدقيقة تترسب فقط في المحيطات والتربة، لكن الأبحاث الحالية وجدت أن كميات كبيرة من اللدائن الدقيقة موجودة في الهواء. قام فريق بحثي في نيوزيلندا بالعثور على وتحليل جسيمات اللدائن الدقيقة التي يبلغ قطرها 0.01 مم في المدينة باستخدام طريقة كيميائية معقدة، ولأول مرة تم حساب الكتلة الإجمالية لللدائن الدقيقة في هواء المدينة. مدينة أوكلاند وحدها تستقبل 74 طناً من اللدائن الدقيقة كل عام من الهواء إلى المنطقة الحضرية، وهو ما يعادل أكثر من 3 ملايين زجاجة بلاستيكية.

في الظروف العادية، يصعب رؤية اللدائن الدقيقة بالعين المجردة. يقوم الباحثون بجمع عينات ترسب اللدائن الدقيقة في الغلاف الجوي لنيوزيلندا، ويستخدمون أصباغاً ملونة مضيئة لتحديد اللدائن الدقيقة.

من خلال تحديدها بالمجهر الفلوري، قام الباحثون بتقييم معدل ترسب اللدائن الدقيقة في الغلاف الجوي لنقطتي أخذ عينات في منطقة أوكلاند، ووجدوا أنه يمكن العثور على 4885 جسيماً من اللدائن الدقيقة في متوسط الهواء اليومي لكل متر مربع. وقد وصل معدل ترسب اللدائن الدقيقة الذي لوحظ في المواقع الحضرية إلى 5955 جسيماً من اللدائن الدقيقة/متر مربع/يوم. أما معدل ترسب اللدائن الدقيقة في المناطق السكنية فهو أكثر خطورة، حيث يبلغ 33,495 جسيماً من اللدائن الدقيقة/متر مربع/يوم.

قبل ذلك، وجدت مدن أخرى، مثل لندن وبرلين في ألمانيا وباريس في فرنسا، وجود لدائن دقيقة في الهواء. في لندن كان المعدل 771/متر مربع/يوم (تقرير بحثي نُشر عام 2020)، وفي برلين 275/متر مربع/يوم (2019)، وفي باريس 110/متر مربع/يوم (2016). من الواضح أن معدل ترسب اللدائن الدقيقة في الهواء في أوكلاند أعلى بكثير منه في لندن وبرلين وباريس.

من منظور مكونات اللدائن الدقيقة، لاحظ الباحثون 8 أنواع من البوليمرات، حيث يعد البولي إيثيلين (PE، المستخدم عادة في صناعة الأكياس البلاستيكية، والأغشية الرقيقة، والبراميل البلاستيكية، وما إلى ذلك) هو النوع الأكثر وفرة من البوليمرات الملاحظة، حيث يشغل 39% من جميع أنواع البوليمرات، يليه البولي كربونات (PC) والبولي إيثيلين تيريفثاليت (PET، المستخدم عادة لمياه الشرب والمشروبات)، والتي تشكل 26% و22% من جميع البوليمرات على التوالي. يعد PE وPET من أكثر مواد التعبئة والتغليف شيوعاً. وتستخدم أجهزة الكمبيوتر بشكل رئيسي في التطبيقات الكهربائية والإلكترونية، وغالباً ما تستخدم هذه المواد الثلاث في صناعة البناء، لذا فهي تشكل معظم اللدائن الدقيقة.

ومع ذلك، يعتقد الباحثون أن البيئة الجغرافية في منطقة أوكلاند لها تأثير كبير على اللدائن الدقيقة في الهواء. قد يكون المستوى المرتفع من اللدائن الدقيقة في منطقة أوكلاند مرتبطاً جداً بالمحيط القريب واتجاه الرياح. يظهر الارتباط بين معدل ترسب اللدائن الدقيقة ورياح البحر أن اللدائن الدقيقة في الهواء الساحلي قد تنشأ من البيئة البحرية، وقد تنشر أمواج خليج هاوراكي في أوكلاند اللدائن الدقيقة الموجودة في البحر إلى الهواء ثم تلوث البيئة الهوائية. قد يكون معدل الترسيب المرتفع لللدائن الدقيقة مرتبطاً أيضاً باتجاه الرياح. يرتبط مستوى اللدائن الدقيقة في الهواء باتجاه الرياح القادمة من منطقة أوكلاند الغربية، والمنطقة الغربية هي اتجاه مركز أوكلاند.

اللدائن الدقيقة في قاع البحر والمحيط

وجدت دراسة حديثة لفريق بحثي في معهد العلوم والتكنولوجيا البيئية بجامعة برشلونة في إسبانيا أنه في السنوات العشرين الماضية، تضاعفت كمية اللدائن الدقيقة المترسبة في قاع البحر. النوع والكمية يتوافقان مع ذلك.

لأول مرة، قام الباحثون بإعادة بناء عالية الدقة لتلوث اللدائن الدقيقة في رواسب البحر الأبيض المتوسط لتحليل حالة اللدائن الدقيقة تحت الماء. يعتبر قاع البحر هو المصب النهائي لللدائن الدقيقة التي تطفو على سطح البحر، لكن الناس كانوا دائماً يجهلون التطور التاريخي والترسيب وتراكم اللدائن الدقيقة في البحر.

وجدت الدراسات أن اللدائن الدقيقة تظل دون تغيير في الرواسب البحرية، ويمكن أن تتوافق جودة اللدائن الدقيقة المترسبة في قاع البحر مع الإنتاج العالمي للبلاستيك من عام 1965 إلى عام 2016. النتيجة المحددة هي أنه منذ عام 2000، تضاعف عدد الجسيمات البلاستيكية المترسبة في قاع البحر، ولم تنخفض مع الإنتاج والاستخدام العالمي لهذه المواد فحسب، بل كانت في تزايد مستمر.

منذ ثمانينيات القرن العشرين، وخاصة في السنوات العشرين الماضية، ازداد تراكم جسيمات البولي إيثيلين والبولي بروبيلين في التعبئة والتغليف والزجاجات والأطعمة، وتراكم جسيمات البوليستر في الألياف الاصطناعية في أقمشة الملابس تدريجياً. يصل عدد هذه الجسيمات الثلاث في قاع البحر لكل كيلوغرام إلى 1.5 ملغ، منها محتوى البولي بروبيلين هو الأكثر، يليه البولي إيثيلين والبوليستر.

هذه النتيجة مشابهة لنتيجة الباحثين النيوزيلنديين بأن المكون الأكثر شيوعاً لللدائن الدقيقة في الهواء يشبه البولي إيثيلين. جمع الباحثون الإسبان رواسب قاع البحر على متن سفينة التفتيش البحرية سارمينتو دي جامبوا في نوفمبر 2019. غادرت سفينة التفتيش من برشلونة وتوجهت إلى ساحل دلتا إيبرو في تاراغونا، إسبانيا. تقع هذه المنطقة في غرب البحر الأبيض المتوسط، ويعتبر نهر دلتا إيبرو منطقة تجمع للعديد من الملوثات بما في ذلك اللدائن الدقيقة. بالإضافة إلى ذلك، فإن الرواسب في نهر إيبرو أعلى من معدل الترسيب في أعالي البحار.

من خلال تطبيق أحدث تقنيات التصوير لتحديد كمية جسيمات اللدائن الدقيقة بحجم 11 ميكرون، وجد الباحثون أنه بمجرد احتجاز اللدائن الدقيقة في قاع البحر، فإنها لن تتحلل بعد الآن. يمكن أن تكون هذه رياضية. لذلك، قد تكون عملية إنتاج اللدائن الدقيقة بشكل رئيسي هي القمامة البلاستيكية على الشاطئ أو البحر أو مياه البحر. لا تزال اللدائن الدقيقة من ستينيات القرن العشرين باقية في قاع البحر، تاركة خصائص التلوث البشري.

بالنسبة لللدائن الدقيقة في المحيط والبحر، يعتقد مسح للأمم المتحدة أن مرشح السجائر هو مصدر مهم لللدائن الدقيقة. كل عام، تنتج صناعة التبغ العالمية 6 تريليون سيجارة لـ 10 مليارات مدخن حول العالم. تتكون مرشحات السجائر هذه بشكل أساسي من لدائن دقيقة تسمى ألياف الأسيتات. عندما يتم إطلاق أعقاب السجائر هذه في البيئة، سيتم تفكيكها وإطلاقها بواسطة عوامل مثل ضوء الشمس والرطوبة.

عقب السيجارة هو أكثر القمامة التي يتم التخلص منها في العالم، ومن الصعب استردادها. تنتج أعقاب السجائر في العالم حوالي 766.6 مليار كيلوغرام من النفايات السامة كل عام. وهي أيضاً أكثر القمامة البلاستيكية شيوعاً على الشاطئ، مما يزيد من تلوث اللدائن الدقيقة للنظم البيئية البحرية.

مزيج اللدائن الدقيقة والسموم

أكبر مشكلة في اللدائن الدقيقة هي أنها يمكن أن تدخل السلسلة الغذائية من خلال مياه الشرب والنظام الغذائي وما إلى ذلك، وتدخل في النهاية إلى جسم الإنسان لتسبب سلسلة من الأضرار لجسم الإنسان. ستدخل اللدائن الدقيقة إلى الخلايا، وتمر عبر الحاجز الدموي الدماغي، وقد تتراكم في الرئتين والخصيتين والكبد وأعضاء الدماغ. الآن يتم الكشف عن اللدائن الدقيقة في المشيمة. ومع ذلك، لا توجد بيانات بحثية دقيقة حتى الآن حول كمية اللدائن الدقيقة التي يجب أن تصل إلى الجسم لتسبب ضرراً.

ومع ذلك، قد يؤدي وضع آخر إلى تفاقم مخاوف الناس بشأن اللدائن الدقيقة، وهو أن اللدائن الدقيقة وبعض المواد تعتمد على بعضها البعض لإنتاج سمية أكبر.

نشر باحثون أمريكيون للتو في "Environmental Science and Technical Express" التابعة للجمعية الكيميائية الأمريكية (ACS) أن اللدائن الدقيقة وبعض المواد يمكن أن تلتصق ببعضها البعض. كحالة ناتجة. على سبيل المثال، عندما يلتصق الكروم باللدائن الدقيقة، فإن مرشحات الأشعة فوق البنفسجية المستخدمة في واقي الشمس ومنتجات أخرى ستجعل الكروم المعدني أكثر سمية، وقد تكون المشاكل التي تسببها الحيوانات البرية أو النباتات أو البشر أكثر خطورة مما كان متصوراً في البداية.

أظهرت دراسات سابقة أن المعادن الثقيلة تلتصق بسهولة باللدائن الدقيقة، مما قد يسبب ضرراً محتملاً للمخلوقات المائية. ولكن بالإضافة إلى الالتصاق بملوثات أخرى، فإن اللدائن الدقيقة وخلائط المواد الموجودة عليها ستتفاعل أيضاً وتغير خصائصها الكيميائية.

قد تظهر بعض المعادن، مثل الكروم (CR)، حالات أكسدة مختلفة على سطح اللدائن الدقيقة. على الرغم من أن CR (III) آمن نسبياً، إلا أن CR (VI) سام. لذلك، حاول الباحثون توضيح كيفية تغير حالة الأكسدة عندما يتم الجمع بين CR واللدائن الدقيقة، وكيف يؤثر جزيء مرشح الأشعة فوق البنفسجية، وهو ملوث عضوي شائع، على حالة الأكسدة.

أنشأ الباحثون خلائط من الكروم وجسيمات اللدائن الدقيقة من البوليسترين. في غياب مرشحات الأشعة فوق البنفسجية، يمكن لللدائن الدقيقة تجميع المزيد من الكروم. بالإضافة إلى ذلك، يحتوي CR على حالة أكسدة عالية في خليط يحتوي على مرشحات. اختبر فريق البحث ما إذا كانت حالة الأكسدة المتزايدة هذه قد تحولت إلى سمية بيئية لمجتمع الطحالب الدقيقة. عند التعرض لخليط يحتوي على جزيئات مرشحة، يتم تثبيط نمو الطحالب الدقيقة، مما يشير إلى أن الكروم الملتصق باللدائن الدقيقة وعبر عوامل مرشح الأشعة فوق البنفسجية سينتج سمية أكبر.

يعتقد الباحثون أن اللدائن الدقيقة يمكن أن تساعد في تحويل الملوثات إلى شكل أكثر ضرراً، وهو التأثير الضار لللدائن الدقيقة الذي لم يتم اكتشافه من قبل. بالنسبة لللدائن الدقيقة، سيلزم إجراء المزيد من الأبحاث لتأكيد ذلك على الناس والمخلوقات والبيئة.

لذلك، يعد حل مشكلة التلوث البلاستيكي من خلال إعادة تدوير البلاستيك موضوعاً طارئاً ومهماً. المصالح مرتبطة بالحاضر والمستقبل. إنه تحقيق بلاستيك يمكن أن يجلب حياتنا ويجلب رخصاً كبيراً مع تحقيق التنمية المتناغمة والبيئة.