دراسة: أشعة الشمس تحوّل جسيمات البلاستيك الدقيق إلى ذرات عضوية نشطة في المياه

كشفت دراسة نُشرت في مجلة "نيو كونتامينانتس" أن البلاستيك الدقيق لا يبقى مجرد جسيمات عالقة في البحار والأنهار، بل يذوب تدريجيًّا في طبقة سطح الماء، مكونًا مادة عضوية ذائبة نشطة كيميائيًّا قد تكون أكثر تأثيرًا على البيئة من الجسيمات نفسها.

وأشارت الدراسة إلى أن هذه المادة، المعروفة باسم "المادة العضوية الذائبة المشتقة من البلاستيك الدقيق" (MPs-DOM)، تختلف جوهريًّا عن المادة العضوية الطبيعية القادمة من النباتات والتربة. فهي من منشأ بشري، وغنية بمركبات خفيفة الوزن الجزيئي وشديدة التفاعل.

وحسب ما ورد في الدراسة، تصل مساهمة هذه المادة في بعض المياه السطحية الملوثة بشدة إلى 10% من إجمالي الكربون العضوي الذائب (DOC)—وهو مكوّن أساسي في دورة الكربون المائية.

وأظهرت أن وجود آلاف جسيمات البلاستيك الدقيق في اللتر الواحد من المياه السطحية أصبح واقعًا عالميًّا. ومع التعرّض الطويل للماء وضوء الشمس، يبدأ البلاستيك في إطلاق مركبات ذائبة.

ووفقًا للدراسة، بينما تظل المادة العضوية الطبيعية مستقرة نسبيًّا وتشبه المواد العضوية المتحللة في التربة (الدبال)، فإن المادة المشتقة من البلاستيك تتغير بسرعة، خصوصًا تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية.

كيف قيست سرعة التحرر؟

وفي تجارب مخبرية محكمة، قارنت الدراسة بين المادة العضوية المنبعثة من أربع بلاستيكات تمثيلية—بولي إيثيلين (PE)، وبولي إيثيلين تيريفثاليت (PET)، وحمض البوليلاكتيك (PLA)، وبولي بوتيلين أديبات-كو-تريفثاليت (PBAT)—والمادة العضوية الطبيعية، في ظروف مظلمة وتحت أشعة فوق بنفسجية.

وأفادت الدراسة أن تحرر المادة من البلاستيك كان أبطأ في الظلام، ويعتمد على انتقال المركبات من داخل الجسيم نفسه، بينما تحرّرت المادة الطبيعية بسرعة أكبر عبر الطبقة المحيطة بالجزيء.

وعند التعرّض للضوء فوق البنفسجي، يتسارع تحرر المادة من البلاستيك—خاصة القابلة للتحلل—بمعدل ثابت لا يتأثر بتركيزها، بل يرتبط بخصائص البوليمر وشدّة الإشعاع.

تحولات جزيئية تحت الشمس

وأكّدت الدراسة أن الضوء فوق البنفسجي أدّى إلى إطلاق وحدات بنائية البلاستيك (المونومرات)، وسلاسل قصيرة، ومواد مضافة مثل الفثالات. ووفق ما ذكرته، تغيّر تركيب المادة تدريجيًّا: من بصمة تهيمن عليها المواد المضافة، إلى مكوّنات شبيهة بالبروتينات ومواد ذائبة خفيفة تشبه تلك الموجودة في الدبال.

وأشارت، إلى أن المادة العضوية الطبيعية بقيت مستقرة وذات طابع عضوي ترابي، في حين سلك كل نوع بلاستيك مسارًا جزيئيًّا خاصًّا: فـ(PET) ازداد تأكسدًا وتعقيدًا، بينما اتجه (PLA) نحو مركبات شبيهة بالسكريات والمواد العفصية.

وخلصت الدراسة إلى أن البلاستيك الدقيق، عبر مادته الذائبة، لا يُضيف فقط كربونًا إلى النظام المائي، بل يدخل كعامل كيميائي نشط.

ووفق نتائجها، فإن خفّة وزن هذه المادة الجزيئي وتركيبها المؤكسَد يجعلانها سهلة الاستهلاك من الكائنات الدقيقة، ما قد يحفّز أو يثبّط نموّها، ويُعيد ترتيب السلسلة الغذائية.

كما ذكرت أن هذه المادة يمكن أن ترتبط بالمعادن، وتُغيّر من سلوك الملوثات في الماء، وتعمل كسلف لمنتجات ثانوية خطيرة أثناء عمليات معالجة المياه. وتحت ضوء الشمس، قد تُولّد جزيئات نشطة من الأكسجين تؤثر في تحلل الملوثات وتكوّن جسيمات نانوية.