تسرب المواد البلاستيكية الدقيقة إلى المياه يمثل تهديدًا بيئيًا متزايدًا. في هذا المقال، نستعرض كيف تؤثر هذه المواد على البيئة.
تسرب المواد البلاستيكية الدقيقة لمركبات كيميائية غير مرئية إلى المياه
وجد الباحثون أن المواد البلاستيكية الدقيقة التي تنجرف عبر الأنهار والبحيرات والمحيطات تطلق باستمرار مزيجًا معقدًا من المواد الكيميائية العضوية الذائبة في الماء. يستمر هذا التسرب الكيميائي بمرور الوقت ويصبح أكثر كثافة عندما يتعرض البلاستيك لأشعة الشمس. تقدم النتائج الجديدة الصورة الأكثر تفصيلاً على المستوى الجزيئي حتى الآن لكيفية تشكل المواد العضوية الذائبة المشتقة من البلاستيك الدقيق، والمعروفة باسم MPs DOM، والتغيرات في البيئات المائية الطبيعية.
البحث والدراسة
البحث الذي نشر في ملوثات جديدة قام الباحثون بفحص أربعة أنواع شائعة من البلاستيك وقارنوا المواد الكيميائية التي تطلقها مع المواد العضوية الذائبة الموجودة بشكل طبيعي في الأنهار. من خلال الجمع بين النمذجة الحركية والتحليل الطيفي الفلوري، وقياس الطيف الكتلي عالي الدقة، وتحليل الأشعة تحت الحمراء، أظهر الفريق أن كل نوع من البلاستيك يطلق خليطًا كيميائيًا فريدًا خاصًا به. تتغير هذه التوقيعات الكيميائية عندما يقوم ضوء الشمس بتكسير الأسطح البلاستيكية تدريجيًا.
وقال المؤلف الرئيسي جيونيان جوان من جامعة نورث إيست نورمال: “الجسيمات البلاستيكية الدقيقة لا تلوث البيئات المائية كجزيئات مرئية فحسب، بل إنها تخلق أيضًا عمودًا كيميائيًا غير مرئي يتغير مع تغير الطقس”. “تظهر دراستنا أن ضوء الشمس هو المحرك الأساسي لهذه العملية، وأن الجزيئات المنبعثة من البلاستيك تختلف تمامًا عن تلك المنتجة بشكل طبيعي في الأنهار والتربة.”
تأثير ضوء الشمس على البلاستيك
يعمل ضوء الشمس على تسريع إطلاق المواد الكيميائية من المواد البلاستيكية الدقيقة
لفهم كيفية تأثير الضوء على تحلل البلاستيك بشكل أفضل، قام الباحثون بتعريض البولي إيثيلين والبولي إيثيلين تيريفثاليت وحمض البوليلاكتيك والبولي بيوتيلين أديبات تيريفثاليت الدقيقة إلى الماء تحت ظروف مظلمة وأشعة فوق البنفسجية لمدة تصل إلى 96 ساعة. أدى التعرض لأشعة الشمس إلى زيادة حادة في كمية الكربون العضوي المذاب الصادر عن كل مادة بلاستيكية تم اختبارها. أطلقت المواد البلاستيكية التي تحمل علامة قابلة للتحلل الحيوي، بما في ذلك PLA وPBAT، الكميات الأكبر، مما يعكس بنيتها الكيميائية الأقل استقرارًا.
كشفت النمذجة الحركية أن عملية الإطلاق اتبعت سلوك الترتيب الصفري. وهذا يعني أنه تم التحكم في المعدل من خلال الحدود الفيزيائية والكيميائية على السطح البلاستيكي وليس من خلال كمية المواد المذابة بالفعل في الماء. تحت الضوء فوق البنفسجي، حدد الباحثون انتشار الفيلم باعتباره العامل الرئيسي في إبطاء عملية الإطلاق.
المركبات الكيميائية المنبعثة من البلاستيك
يطلق البلاستيك مزيجًا معقدًا من المركبات الكيميائية
أظهرت التحليلات الكيميائية التفصيلية أن MPs DOM يحتوي على مجموعة واسعة من الجزيئات المشتقة من الإضافات البلاستيكية والمونومرات والأوليجومرات والشظايا المتكونة من خلال التفاعلات المؤكسدة الضوئية. أنتجت المواد البلاستيكية ذات الهياكل العطرية، مثل PET وPBAT، مخاليط كيميائية معقدة بشكل خاص.
ومع استمرار تعرض البلاستيك للعوامل الجوية، لاحظ الباحثون ارتفاعًا في الأكسجين الذي يحتوي على مجموعات وظيفية. يشير هذا التحول إلى تكوين الكحوليات والكربوكسيلات والإثيرات والكربونيلات. كما تم الكشف عن إضافات كيميائية مثل الفثالات، وهو ما يتوافق مع ارتباطها الضعيف نسبيًا بالمواد البلاستيكية.
كشفت قياسات الإسفار عن اختلاف مذهل آخر. تشبه MPs DOM إلى حد كبير المواد العضوية التي تنتجها الميكروبات بدلاً من المواد العضوية التي تنشأ من النباتات البرية والتربة. يتناقض هذا النمط بشدة مع المواد العضوية الذائبة الطبيعية الموجودة في الأنهار. بمرور الوقت، تغير توازن المواد مثل البروتين واللجنين والتانين اعتمادًا على نوع البلاستيك ومستوى التعرض لأشعة الشمس.
اقرأ أيضًا...
المخاطر البيئية للتلوث البلاستيكي
تزايد المخاطر البيئية الناجمة عن التلوث البلاستيكي غير المرئي
يمكن أن تؤثر الخلائط الكيميائية المتغيرة التي تطلقها المواد البلاستيكية الدقيقة على النظم البيئية المائية بطرق متعددة. يتكون MPs DOM إلى حد كبير من جزيئات صغيرة يمكن الوصول إليها بيولوجيًا والتي قد تحفز أو تمنع نمو الميكروبات، أو تعطل دورات المغذيات، أو تتفاعل مع المعادن والملوثات الأخرى. وقد أظهرت الأبحاث السابقة أن MPs DOM يمكنها إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية، والتأثير على تكوين منتجات التطهير الثانوية، وتغيير كيفية ارتباط الملوثات بالجزيئات الموجودة في الماء.
وقال المؤلف المشارك شيتينغ ليو: “تسلط النتائج التي توصلنا إليها الضوء على أهمية النظر في دورة الحياة الكاملة للمواد البلاستيكية الدقيقة في الماء، بما في ذلك المواد الكيميائية الذائبة غير المرئية التي تطلقها”. “مع استمرار ارتفاع إنتاج البلاستيك العالمي، قد يكون لهذه المركبات الذائبة أهمية بيئية متزايدة.”
التنبؤ بالكيمياء المستقبلية للتلوث البلاستيكي
التنبؤ بالكيمياء المستقبلية للتلوث البلاستيكي
نظرًا لأن MPs DOM معقد كيميائيًا ومتغير باستمرار، يقترح الباحثون أن أدوات التعلم الآلي يمكن أن تساعد في التنبؤ بكيفية سلوك هذه المواد في المياه الطبيعية. ومن الممكن أن تعمل مثل هذه النماذج على تحسين تقييمات المخاطر المتعلقة بصحة النظام البيئي، ونقل الملوثات، ودورة الكربون.
ويشير المؤلفون أيضًا إلى أن تدفق المواد البلاستيكية الدقيقة إلى الأنهار والمحيطات لا يزال غير منظم إلى حد كبير. ومع استمرار تفتيت البلاستيك وتحلله تحت ضوء الشمس، فمن المتوقع أن يزداد إطلاق مواد MPs DOM. إن فهم كيفية تطور هذه المواد الكيميائية عبر مراحل مختلفة من انهيار البلاستيك سيكون ضروريًا لتقييم تأثيرها البيئي على المدى الطويل.
المصدر :- Health & Medicine News — ScienceDaily
مع استمرار ارتفاع إنتاج البلاستيك، من الضروري فهم تأثير المواد البلاستيكية الدقيقة على النظم البيئية. تابعونا لمزيد من المعلومات حول هذا الموضوع.
