كيف يمكننا تنظيف كل هذا البلاستيك في المحيط؟
إعداد/ محمد شهاب
كتب رينيه تشو -
وفقًا للمنتدى الاقتصادي العالمي ، يوجد حاليًا ما بين 75 و199 مليون طن من البلاستيك الملوث لمحيطاتنا . ويعود ذلك إلى إعادة تدوير البشر لتسعة بالمائة فقط من النفايات البلاستيكية، وإلقاء عشرة ملايين طن منها في البحار سنويًا. إذا واصلنا هذا المسار، فقد يتضاعف تدفق البلاستيك السنوي إلى المحيط ثلاث مرات بحلول عام ٢٠٤٠ مع استمرار تزايد إنتاجه . قد يُكلّف تلوث البلاستيك البحري الاقتصاد العالمي تريليونات الدولارات سنويًا، نظرًا لتأثيره على مصائد الأسماك، والسواحل، والسياحة، والحياة البحرية، والطعام الذي نتناوله.ينتهي الأمر ببعض البلاستيك الموجود في المحيطات في واحدة من خمس دوامات محيطية رئيسية ، وهي أنظمة من التيارات المحيطية التي تجمع القمامة البحرية في دواماتها.
تغطي دوامة النفايات الكبرى في المحيط الهادئ، وهي أكبر دوامة نفايات، وتقع بين هاواي وكاليفورنيا، مساحة 1.6 مليون كيلومتر مربع، أي ضعف مساحة ولاية تكساس. وتشير التقديرات إلى أنها تحتوي على 1.8 تريليون قطعة بلاستيكية، تزن حوالي 90 ألف طن. وبينما توجد العديد من المواد العائمة التي يمكن التعرف عليها في الدوامة - مثل أعقاب السجائر، والأكياس البلاستيكية، وعلب الطعام، وسلال الغسيل، والزجاجات البلاستيكية، والنفايات الطبية، ومعدات الصيد، وغيرها - إلا أن معظم البلاستيك بحجم رقائق الفلفل أو أصغر، وقد تحلل بفعل الشمس والأمواج على مر السنين. وعلى الرغم من أن غالبية القطع البلاستيكية الكبيرة منتشرة في مساحات شاسعة من المحيطات وأن الباقي قد يكون صغيرا للغاية بحيث لا يمكن جمعه، إلا أن هناك عددا من المنظمات تحاول تنظيف المحيطات.
جمع البلاستيك من المحيطات
تُبذل أبرز الجهود لتنظيف المحيطات من البلاستيك من قِبل منظمة "تنظيف المحيطات" ، وهي منظمة هولندية غير ربحية تهدف إلى التخلص من 90% من التلوث البلاستيكي العائم في المحيط. وقد أثبت نظام جمع النفايات البلاستيكية الأول عدم فعاليته عندما تمكنت النفايات البلاستيكية من التسرب من حواجزها وانكسر جزء منها بسبب الرياح والأمواج. أما نظامها الحالي الأكثر نجاحًا، فقد أزال 220 ألف رطل من البلاستيك من رقعة القمامة الكبرى في المحيط الهادئ.
يتكون نظام "تنظيف المحيطات" من حاجز شبكي عائم كبير، بعمق ثلاثة أمتار، على شكل حرف U كبير، تسحبه سفينتان ببطء. يوجه التدفق الطبيعي الناتج عن الحركة البلاستيك إلى منطقة الاحتجاز المركزية. تجتمع السفينتان أسبوعيًا لإغلاق الحواجز، ورفع منطقة الاحتجاز، وتفريغ البلاستيك على أحد أسطحهما. هناك، يُفصل البلاستيك إلى مسارات إعادة تدوير مختلفة، ويُعبأ، ويُرسل إلى مرافق إعادة التدوير البرية. يجري العمل حاليًا على نظام "03" الخاص بالمنظمة؛ وهو أكبر بثلاث مرات، وسيخفض تكلفة جمع كل كيلوغرام من البلاستيك.
في حين حظيت جهود منظمة "تنظيف المحيطات" باهتمام كبير، يعتقد بعض علماء الأحياء البحرية أن أساليبها قد تُلحق ضررًا أكبر من نفعها. ويشيرون إلى السفن التي تعمل بالوقود الأحفوري والتي تجرّ الحواجز، والتي تُصدر 660 طنًا من ثاني أكسيد الكربون شهريًا من عمليات التنظيف. وتقول منظمة "تنظيف المحيطات" إنها تُعوّض انبعاثاتها، وتُجري تجارب على الوقود الحيوي.
يخشى العديد من خبراء البلاستيك في المحيطات من أن يضر نظام "تنظيف المحيطات" بالحياة البحرية، وقد يقتل الكائنات البحرية حتى لو أُعيدت إلى المحيط. وتؤكد "تنظيف المحيطات" أن الأسماك قد تهرب من نظامها. بالإضافة إلى ذلك، توجد منافذ تنفس للثدييات والطيور والسلاحف التي تعلق في منطقة الاحتجاز، وكاميرات تحت الماء لضمان عدم تشابك الكائنات البحرية، وجهاز تحكم عن بُعد لفتح أحد طرفي منطقة الاحتجاز في حال علق أي كائن حي. ويتواجد مراقبو الأنواع المحمية دائمًا على متن السفينة لمراقبة جميع الحيوانات وتوثيقها.
وهناك مخاوف أخرى تتعلق بأن نظام "تنظيف المحيطات" قد يضر بنظام بيئي غير مفهوم إلى حد ما يسمى "النيوستون" - والذي يتألف من الحشرات والديدان والقواقع والرخويات البحرية وسرطانات البحر وشقائق النعمان البحرية والمزيد والتي تطفو على سطح المحيط مثل البلاستيك - قبل أن يتوفر للعلماء الوقت الكافي لدراسته.
ويقول منتقدون آخرون إن تقنية Ocean Cleanup لا يمكنها التخلص من المواد البلاستيكية الدقيقة، ويعتقد البعض أن الاستراتيجيات الأقل استخدامًا للتكنولوجيا مثل تنظيف الشواطئ أكثر فعالية لأنها تمنع المواد البلاستيكية من الوصول إلى المحيط في المقام الأول.
البلاستيك على الشواطئ
في حين وُجد أن جزءًا كبيرًا من البلاستيك العائم في الدوامات يعود تاريخه إلى عقود، فقد تبيّن أن معظم البلاستيك المُنتَج حديثًا يبقى بالقرب من الشواطئ. وقد وجدت إحدى الدراسات أنه خلال السنوات الخمس الأولى بعد دخوله المحيط من اليابسة، بقي 77% من البلاستيك على الشواطئ أو طاف في المياه الساحلية. ووفقًا لعالم المحيطات إريك فان سيبيل من جامعة أوتريخت، فإن معظم البلاستيك في المحيط يبقى على بُعد 100 ميل من الشاطئ بين الساحل والمحيط، حيث يجرفه الماء ذهابًا وإيابًا ويحتك بالرمال - وهي عملية تؤدي في النهاية إلى تحلله إلى جزيئات بلاستيكية دقيقة. وهذا يعني أن تنظيف الشواطئ قد يكون من أكثر الطرق فعالية للتعامل مع بلاستيك المحيطات والجزيئات البلاستيكية الدقيقة.
تنظم عدد من المنظمات عمليات تنظيف الشواطئ بانتظام للمتطوعين: منظمة Ocean Conservancy ، ومؤسسة Surfrider ، وجمعية American Littoral Society ، و Ocean Blue Project ، على سبيل المثال لا الحصر.
تنظيف الأنهار:
تدخل أغلب المواد البلاستيكية إلى المحيط من خلال الأنهار.
توصل العلماء إلى أن 1000 نهر حول العالم مسؤولة عن 80 بالمائة من البلاستيك الموجود في الأنهار والذي ينتهي به المطاف في المحيط.
لدى شركة "أوشن كلين أب" أيضًا تقنية تنظيف الأنهار " إنترسيبتور" ، وهي سفن تعمل بالطاقة الشمسية تشبه قوارب الكاتاماران، تُوضع في مصب الأنهار الملوثة. مع تدفق المياه، تُوجّه النفايات بواسطة حاجز إلى حزام ناقل "إنترسيبتور" الذي يُفرغها في مكوك؛ يحمل المكوك النفايات إلى حاويات نفايات على متن بارجة تُنقل إلى ضفة النهر وتُفرّغ. تُرسل النفايات إلى منشأة لإدارة النفايات. حتى الآن، أزالت ثماني سفن "إنترسيبتور" أكثر من 2.2 مليون رطل من النفايات من أنهار في إندونيسيا وماليزيا وفيتنام وجمهورية الدومينيكان وجامايكا.
في ميناء بالتيمور، تلتقط عجلة "مستر تراش" التلوث البلاستيكي من نهر محلي. توجه حواجزها الاحتواء النفايات المتدفقة عبر النهر إلى مصبه، حيث ترفعها مجرفة على حزام ناقل. تُلقى النفايات في حاوية نفايات على بارجة منفصلة أعلى الحزام، ثم تُحرق لتوليد الكهرباء. تُشغل عجلة مائية عملاقة المجرف والحزام الناقل، ولكن إذا لم يكن التيار قويًا بما يكفي، تُستخدم الطاقة الشمسية لضخ المياه إلى العجلة لتشغيلها. جمعت أربع عجلات قمامة تعمل حاليًا في بالتيمور 2000 طن من النفايات، بما في ذلك 1.5 مليون زجاجة بلاستيكية، و1.4 مليون حاوية إسفنجية، و12.6 مليون عقب سيجارة. ويجري التخطيط لعجلات قمامة في تكساس وكاليفورنيا وبنما.
تُصنّع شركة AlphaMERS الهندية أسوارًا شبكية من الفولاذ المقاوم للصدأ تمنع نفايات الأنهار. تتميز هذه الأسوار بمتانتها الكافية لتحمل التيارات السريعة التي قد تُعيق حركة الحواجز. تُوجّه زاوية الحواجز النفايات نحو الشاطئ حيث تُجمع. يوجد حاليًا أربعة وثلاثون سياجًا مُركّبًا في ثماني مدن هندية.هذا العام، قامت شركة هولندية ناشئة بتركيب أول حاجز فقاعات في قناة أمستردام. أنبوب مثقوب يُوضع قطريًا في قاع النهر يضخ الهواء، مُولِّدًا ستارة فقاعات. تعمل المضخة بالطاقة المتجددة إن أمكن. عندما يلتقي تيار النهر بحاجز الفقاعات، تُدفع النفايات البلاستيكية جانبًا إلى نظام تجميع. تُمكّن هذه التقنية السفن والأسماك المهاجرة من المرور بسهولة عبر الفقاعات. يمنع حاجز الفقاعات في كاتفايك، هولندا، وصول البلاستيك إلى بحر الشمال، ويجري التخطيط لإنشاء حواجز أخرى في البرتغال وجنوب شرق آسيا.
أين بقية البلاستيك في المحيط؟
قدر بحث فان سيبيل وجود 276,000 طن من البلاستيك الصغير العائم على سطح المحيط. لكن يعتقد العلماء أن ما بين 5.3 و14 مليون طن من البلاستيك دخلت المحيطات في عام 2010 وحده. إذا كان ما يُعثر عليه عائمًا على سطح المحيط لا يمثل سوى واحد بالمائة من البلاستيك الذي ينتهي به المطاف في المحيط كل عام، فأين الباقي منه؟
المواد البلاستيكية الدقيقة
يعتقد العلماء أن المحيط يحتوي على 24.4 تريليون قطعة من البلاستيك الدقيق - شظايا بلاستيكية يقل طولها عن خمسة مليمترات، أو بحجم حبة سمسم تقريبًا - تزن ما بين 82,000 و578,000 طن. ومن المرجح أن يكون العدد أكبر. تأتي معظم هذه المواد من الملابس الصناعية، ومنتجات العناية الشخصية، والإطارات، وغبار المدن، ومن تحلل المخلفات البلاستيكية. لا تستطيع التقنيات الحالية ترشيحها في محطات معالجة مياه الصرف الصحي، لذا ينجرف معظمها إلى البحر وينتهي به المطاف في المحيط أو في الرواسب.
أظهرت عينة
رواسب مأخوذة من ساحل سانتا باربرا، كاليفورنيا، محتويات الرواسب من عام ١٨٧٠ إلى عام ٢٠٠٩. في الطبقات التي تمثل الفترة من عام ١٩٤٥ إلى عام ٢٠٠٩، وجد الباحثون أليافًا بلاستيكية بحجم مليمتر واحد أو أقل. ومع مرور السنين، تضاعفت الكمية كل ١٥ عامًا، وهي زيادة تعكس المعدل الفعلي لإنتاج البلاستيك العالمي. وقدّر باحثون أستراليون يحللون رواسب المحيطات وجود ما يقرب من ١٥.٥ مليون طن من البلاستيك الدقيق في قاع المحيط.
تأكل الحيوانات البحرية المواد البلاستيكية الدقيقة، ما يعني أنها تبتلع أيضًا المواد الكيميائية السامة التي أُضيفت لجعل المنتج البلاستيكي الأصلي مرنًا، وملونًا، ومقاومًا للماء، أو للهب. كما يمكن للبلاستيك الدقيق أن يمتص مواد كيميائية سامة أخرى، ويحمل بكتيريا ضارة. وقد ثبت أنه يضر بالحياة البحرية من خلال تعطيل الجهاز التناسلي، وإبطاء النمو، والتسبب في التهاب الأنسجة وتلف الكبد. لأن الجسيمات البلاستيكية الدقيقة موجودة في جميع الكائنات البحرية - حتى في أحشاء القشريات الصغيرة في أعمق خنادق المحيطات - فهي جزء من السلسلة الغذائية، ويستهلكها البشر أيضًا. وقد عُثر بالفعل على جسيمات بلاستيكية دقيقة في دم الإنسان وبرازه ومشيمة الأجنة، ولكن حتى الآن لم تُجرَ دراسات موسعة قاطعة حول كيفية ضرر الجسيمات البلاستيكية الدقيقة على صحة الإنسان.
بيزان يان أستاذ باحث مشارك في مرصد لامونت-دوهيرتي للأرض التابع لمدرسة كولومبيا للمناخ، حيث يتخصص في التلوث البلاستيكي. يتعاون مع باحثين من قسم الكيمياء في جامعة كولومبيا وكلية ميلمان للصحة العامة لدراسة وجود الجسيمات البلاستيكية الدقيقة والنانوية (قطع صغيرة جدًا يقل حجمها عن ميكرون واحد) لدى البشر، وتحديد مستويات تعرضهم لها، وكيفية وصول جزيئات البلاستيك إلى الدم، وما إذا كانت الجسيمات البلاستيكية الدقيقة تنتقل إلى الأعضاء، وما إذا كانت قادرة على التسبب في آثار صحية ضارة. يعمل يان أيضًا مع فيليب أورتون، من معهد ستيفنز للتكنولوجيا، وزميله جواكيم جوس من لامونت، من ريفركيبر، لدراسة مصادر الجسيمات البلاستيكية الدقيقة ومصيرها البيئي في مجاري المياه في مدينة نيويورك . ولن يكون تنظيف الجسيمات البلاستيكية الدقيقة مع حماية النظم البيئية أمرًا سهلاً.
قال يان: "تتواجد هذه الجسيمات البلاستيكية الدقيقة مع العديد من المعادن والجسيمات الدقيقة الأخرى، مثل الطمي والطين وبقايا النباتات والكربون الأسود - أي جميع أنواع الجسيمات الأخرى، سواءً كانت طبيعية أو من صنع الإنسان. وتتشابه في الحجم والكثافة، لذا يصعب فصلها بكفاءة عن الجسيمات الأخرى. ومن حيث التركيز أو الكتلة، يُحتمل أن تكون نسبة الجسيمات البلاستيكية الدقيقة أقل من 0.1% من إجمالي كتلة هذه الجسيمات". ويعتقد يان أنه في المستقبل، قد يطور الباحثون تقنية لفصل العناصر بكفاءة، لكنها غير موجودة حاليًا.مع ذلك، تُبذل جهودٌ مستمرةٌ للتعامل مع الجسيمات البلاستيكية الدقيقة. يُساعد نظام "سايكلون" العالمي للملاحة بالأقمار الصناعية التابع لوكالة ناسا في تتبّع حركة الجسيمات البلاستيكية الدقيقة من خلال تحليل المناطق الأكثر نعومةً على سطح المحيط، وبالتالي يُرجّح احتواؤها على كمياتٍ أكبر منها. يُمكّن هذا المنظمات التي تسعى إلى تنظيف الجسيمات البلاستيكية الدقيقة من تحديد المناطق ذات الكثافة الأعلى.
تُجرى تجارب عديدة لالتقاط الجسيمات البلاستيكية الدقيقة. تستخدم شركة "واسر 3.0" الألمانية مركبًا خاصًا غير سام، يُحوّل عند تدويره في دوامة إلى كتل تشبه الفشار، ثم يُجمع. يمكن استخدام هذه التقنية في محطات معالجة مياه الصرف الصحي أو العمليات الصناعية. وتُستخدم هذه التقنية بالفعل في مصنع لمعالجة الورق ومحطة لمعالجة مياه الصرف الصحي في لانداو-مورلهايم، حيث أزالت 600 رطل من الجسيمات البلاستيكية الدقيقة.
اكتشف بعض العلماء إنزيماتٍ قادرة على تفكيك البوليستر. وابتكر باحثون من جامعة هونغ كونغ للبوليتكنيك غشاءً حيويًا لزجًا من بكتيريا قادرة على احتواء الجسيمات البلاستيكية الدقيقة. وفي جامعة أديلايد، ابتكر العلماء مغناطيساتٍ من أنابيب الكربون النانوية على شكل زنبرك، تلتقط الجسيمات البلاستيكية الدقيقة وتحللها إلى قطعٍ غير ضارة قابلة للذوبان في الماء. واخترع طالب كيمياء في هولندا جهازًا يلتصق فيه البلاستيك الدقيق بسائل مغناطيسي؛ ويمكن بعد ذلك إزالة محتوياته بمغناطيس، تاركًا الماء فقط.
يؤكد يان أن الطريقة الأكثر فعالية من حيث التكلفة للتعامل مع تلوث البلاستيك هي التحكم في مصادره. على سبيل المثال، تُعد مياه الصرف الصحي أحد المصادر الرئيسية للجسيمات البلاستيكية الدقيقة، على الرغم من أنها تنشأ من المنتجات التي يستخدمها الناس. تشير الدراسات إلى أن معظم الجسيمات البلاستيكية الدقيقة في مياه الصرف الصحي هي ألياف دقيقة تأتي من الغسيل - الغسالات والمجففات. وجدت دراسة يان لمياه مدينة نيويورك أن أكثر من 90% من الجسيمات البلاستيكية الدقيقة التي يزيد حجمها عن 0.2 مليمتر كانت أليافًا دقيقة متساقطة من الملابس، والتي انتقلت عبر مياه الصرف الصحي للغسالات. مع تزايد عدد الأشخاص الذين يرتدون ملابس مصنوعة من مواد صناعية تتساقط منها الألياف الدقيقة، فمن غير المرجح أن تتوقف صناعة الأزياء عن استخدام هذه المواد، لذلك يجب منع الألياف الدقيقة بطريقة ما من الوصول إلى نظام الصرف الصحي من البداية. يقترح يان وباحثون من جامعة ولاية نيويورك في ستوني بروك وجامعة ولاية كارولينا الشمالية إجراء دراسة على الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي لتطوير تقنيات ترشيح متقدمة يمكنها التقاط المواد البلاستيكية الدقيقة والألياف من الغسيل وإعادة استخدامها في ألياف جديدة لاستخدامها في صناعة الأزياء.
البلاستيك في قاع البحر
بالإضافة إلى الجسيمات البلاستيكية الدقيقة المتراكمة في الرواسب، تغرق قطع البلاستيك الأكبر حجمًا أيضًا في قاع البحر. وقد وجدت إحدى الدراسات أن 50% من البلاستيك في مكبات النفايات أكثر كثافة من مياه البحر، مما يعني أن هذه الأجسام قد تغرق من تلقاء نفسها. أما الـ 50% المتبقية، فيمكن أن تستعمرها قشريات البحر والكائنات الحية الأخرى بمرور الوقت، مما يجعلها أثقل من مياه البحر، وبالتالي تغرق هي الأخرى في النهاية. من الصور التي أصبحت رمزًا، صورة الكيس البلاستيكي الذي عُثر عليه في خندق ماريانا، أعمق نقطة في المحيط الهادئ، على عمق 36,000 قدم تحت مستوى سطح البحر. كما عُثر على مواد بلاستيكية أخرى تُستخدم لمرة واحدة في قاع المحيط، ورغم وجود تقديرات محدودة لكمية البلاستيك الموجودة في مناطق معينة، لا تتوفر بيانات عن معظم مناطق قاع البحر.
وبحسب يان، فإن السؤالين الأساسيين بشأن البلاستيك في قاع المحيط هما: أين توجد المواد البلاستيكية الكبيرة، وهل تسبب مشاكل؟
قال: "يمكن للمجتمع العلمي استخدام النماذج لتحديد أماكن معظم هذه المواد البلاستيكية، لأننا لا نعرف ذلك حاليًا". لكن تنظيف البلاستيك في قاع المحيط يمثل تحديًا لأنه يستقر في أعماق كبيرة، وستكون عملية التنظيف مكلفة للغاية. ومن المخاوف الأخرى أن يصبح البلاستيك في قاع المحيط جزءًا من النظام البيئي. قال يان: "بعض الحيوانات تستخدم البلاستيك وتعيش معه. كيف يمكن إجراء عملية تنظيف دون التأثير على النظم البيئية لتلك الحيوانات؟"
يعتقد يان أن العلماء قد يطورون في نهاية المطاف طائرةً مسيرةً تحت الماء قادرةً على تحديد البلاستيك الكبير وجمعه من قاع المحيط. إلا أن هذا سيكون مكلفًا نظرًا لضرورة إنزال الطائرات المسيرة وجمعها ونقلها إلى الشاطئ، وربما الحاجة إلى طيارين مدربين لتشغيلها.
الحد من البلاستيك في المحيطات
رغم دور تقنيات التنظيف في تنظيف المحيطات من البلاستيك، إلا أنه لا يوجد حل واحد قادر على الحد من بلاستيك المحيطات بفعالية. المطلوب هو تغيير جذري ومنهجي يشمل حظر المواد البلاستيكية أحادية الاستخدام واستبدالها بمنتجات مصممة لإعادة التدوير أو الإصلاح، وتوفير بنية تحتية أكثر فعالية لإعادة التدوير. وقد حدد تقرير "كسر موجة البلاستيك" الصادر عن مركز بيو التدابير التي، في حال تطبيقها، يمكن أن تقلل من إلقاء البلاستيك سنويًا في المحيط بنسبة 80% خلال 20 عامًا. وتشمل هذه التدابير تقليل استهلاك البلاستيك، واستبداله بمواد قابلة للتحلل، وتصميم المنتجات والتغليف مع مراعاة إعادة التدوير، وزيادة إعادة التدوير، والتخلص السليم من المواد البلاستيكية غير القابلة لإعادة التدوير، والحد من تصدير النفايات.
قال يان: "بالنسبة لي، لا يزال البلاستيك مفيدًا. فبفضله، يُقلل استخدام الفولاذ والخشب والموارد الأخرى. لكن الطريقة الوحيدة لاستخدامه بشكل صحيح هي إعادة تدويره واستخدامه وتوظيفه، بدلًا من التخلص منه في البيئة. وللأسف، لا يُعاد تدوير سوى أقل من 10% من البلاستيك حاليًا. يجب أن نبحث بجدية عن حلول ميسورة التكلفة لمنع تلوث البيئة بالبلاستيك." ولتحقيق هذه الغاية، يعمل يان كمدير لشبكة تحليل التلوث البلاستيكي والحلول المستدامة التي تم تمويلها مؤخرًا من قبل كلية كولومبيا للمناخ، والتي تضم أكثر من 30 باحثًا يعملون في مجال القانون البيئي، والهندسة، وتحليل دورة الحياة، والصحة البيئية، والمزيد.أعتقد أن التلوث البلاستيكي يُمثل أكبر مشكلة تلوث تواجه البشر حاليًا، من حيث الكمية الإجمالية للملوثات المُولّدة، وصعوبة التعامل معه، كما قال يان. وأضاف: "لكن بالعمل معًا، يُمكننا حل هذه المشكلات في المستقبل".
ساحة النقاش