غالبًا ما يُنظر إلى الجسيمات البلاستيكية الدقيقة باعتبارها مشكلة تلوث مادي: شظايا صغيرة تتراكم في المحيطات والتربة والغذاء والماء، وبشكل متزايد في العينات البيولوجية. ويشير بحث جديد ورد في تقرير عن عمل علماء في Columbia University وUniversity of California, Berkeley إلى مصدر قلق محتمل آخر. فقد تغيّر هذه الجسيمات أيضًا كيمياء الماء المحيط بها.
ووفقًا للنتائج المنشورة في Nature، يمكن للماء أن يجعل أسطح الجسيمات البلاستيكية الدقيقة نشطة كيميائيًا. ويمكن للعملية الموصوفة أن تولّد أنواعًا كيميائية تفاعلية في الظروف البيئية المعتادة، من دون الحاجة إلى ضوء الشمس أو العوامل الخارجية الأخرى المرتبطة عادةً بتحلل البلاستيك.
وتكمن أهمية ذلك في أن الماء منتشر في البيئة وضروري للحياة. فإذا كانت الجسيمات البلاستيكية الصغيرة قادرة على تعزيز تكوّن مركبات شديدة التفاعل في الماء، فلن يقتصر السؤال بعد الآن على الأماكن التي تنتقل إليها الجسيمات البلاستيكية الدقيقة أو المدة التي تبقى فيها. بل سيشمل أيضًا العمليات الكيميائية التي قد تبدأها بعد وصولها إلى تلك الأماكن.
لماذا يغيّر حجم الجسيمات الكيمياء
تُقدّر قيمة الأجسام البلاستيكية الكبيرة تحديدًا لأنها مستقرة كيميائيًا في العادة. وقد جعلت مقاومتها للتفاعل مع المواد المحيطة البلاستيك مفيدًا في التغليف والزجاجات والعديد من المنتجات اليومية الأخرى. لكن هذه الاستقرارية نفسها قد لا تنطبق بالطريقة ذاتها عندما يتفتت البلاستيك إلى قطع أصغر بكثير.
يعزو الباحثون جزءًا من الفرق إلى مساحة السطح. فالشظية البلاستيكية الصغيرة تكشف مساحة سطح أكبر بكثير مقارنةً بحجمها من قطعة أكبر من المادة نفسها. ومع تحلل البلاستيك إلى جسيمات أصغر تدريجيًا، يصبح عدد أكبر بكثير من مواقع السطح متاحًا للتفاعل مع الماء.
وقال Wei Min، أستاذ الكيمياء والهندسة الطبية الحيوية في Columbia، في بيان صحفي إن الجسيمات البلاستيكية الدقيقة يمكن أن تغيّر الماء المحيط بها من خلال توليد جذور تفاعلية عالية الطاقة. ويقول الباحثون إن هذه الجذور قد تساعد في تفسير الأضرار البيولوجية التي لوحظت لدى الحيوانات بعد التعرض للجسيمات البلاستيكية الدقيقة، مع التشديد على ضرورة فهم تداعيات ذلك على البشر.
وتكتسب هذه الخاصية أهمية لأنها لا تعتمد على محفز مخبري خاص مثل الأشعة فوق البنفسجية. ووفقًا لوصف العمل، يحدث النشاط المعني في ظل ظروف بيئية عادية. وهذا يثير احتمال أن تعمل الآلية في العديد من البيئات التي توجد فيها الجسيمات البلاستيكية الدقيقة بالفعل.
أنواع الأكسجين التفاعلية والضرر البيولوجي
تشمل المنتجات الكيميائية التي ركز عليها البحث أنواع الأكسجين التفاعلية، ومنها جذور الهيدروكسيل. وهذه المركبات شديدة التفاعل لأنها تستطيع انتزاع الإلكترونات من جزيئات أخرى. وفي الأنظمة البيولوجية، يمكن أن يؤثر ذلك في البروتينات والدهون، بما في ذلك الدهون التي تساعد على تكوين أغشية الخلايا.
وترتبط هذه التفاعلات بعملية أوسع توصف غالبًا بأنها ضرر تأكسدي. وتمتلك الخلايا دفاعات مضادة للأكسدة يمكنها تحييد بعض المركبات التفاعلية. لكن هذه الدفاعات قد تُستنزف إذا أُنتجت الأنواع التفاعلية بسرعة تفوق قدرة الجسم على السيطرة عليها. ويشير التقرير الأصلي إلى أن جذور الهيدروكسيل أمثلة راسخة لجزيئات قادرة على إتلاف أنسجة الحيوانات والبشر.
ولا يثبت البحث أن كل تعرض بيئي للجسيمات البلاستيكية الدقيقة يؤدي إلى نتيجة صحية محددة لدى البشر. بل يحدد آلية كيميائية قد تسهم في الضرر، ويوفر مسارًا جديدًا للتحقيق في العلاقة بين التعرض للجسيمات البلاستيكية الدقيقة والتأثيرات البيولوجية.
وهذا التمييز مهم. فالجسيمات البلاستيكية الدقيقة تختلف في نوع البوليمر والحجم والشكل والعمر والمواد المضافة أو الملوثات التي تحملها. كما قد تختلف كيمياء الماء والظروف المحيطة اختلافًا كبيرًا. وسيتطلب تحديد التركيبات التي تخلق أكبر المخاطر عملًا يتجاوز الاكتشاف الأولي.
تحول في طريقة دراسة مخاطر الجسيمات البلاستيكية الدقيقة
ركز البحث والنقاش العام غالبًا على الجسيمات البلاستيكية الدقيقة باعتبارها جسيمات يمكن ابتلاعها أو استنشاقها أو نقلها عبر النظم البيئية. وتشير النتائج الجديدة إلى أن الباحثين قد يحتاجون أيضًا إلى أخذ البيئة الكيميائية المحلية عند سطح الجسيم في الاعتبار.
وقد يؤثر ذلك في تصميم الدراسات المستقبلية. فقد لا يصف قياس عدد الجسيمات أو كتلتها نشاطها المحتمل بالكامل إذا كانت الجسيمات الأصغر تخلق مساحة سطح تفاعلية أكبر نسبيًا. وقد يكون من الضروري أيضًا فحص ما إذا كانت الجسيمات تولّد جذورًا في بيئات محددة، ومدة استمرار التأثير، والجزيئات البيولوجية الأكثر عرضة للخطر.
وقد توضح النتائج أيضًا أسئلة الحد من المخاطر. ولا يزال منع تفتت البلاستيك من الأساس أمرًا محوريًا، لكن تحديد خصائص الجسيمات التي تجعل هذه الكيمياء أكثر احتمالًا قد يساعد في ترتيب أولويات جهود الرصد وتصميم المواد. فقد لا تتنبأ الاستقرارية الظاهرية لمادة ما في شكلها الكتلي بسلوك أصغر شظاياها.
ما الخطوة التالية
يضيف البحث آلية معقولة إلى قضية تشمل بالفعل علوم البيئة وأبحاث المواد والصحة العامة. وتتمثل دلالته الأساسية في أن الجسيمات البلاستيكية الدقيقة قد لا تكون خاملة كيميائيًا لمجرد أن المنتجات البلاستيكية الأكبر التي نشأت منها تُعد خاملة.
في الوقت الحالي، من الأفضل فهم هذا العمل باعتباره سببًا لإجراء تحقيقات أكثر استهدافًا، لا إجابة كاملة عن المخاطر الصحية في العالم الحقيقي. وسيحتاج الباحثون إلى اختبار الآلية عبر أنواع مختلفة من البلاستيك والبيئات، وتحديد كيفية ارتباط التعرض بالنتائج البيولوجية. لكن بإظهار أن الماء نفسه يمكن أن يشارك في كيمياء أسطح الجسيمات البلاستيكية الدقيقة، توسّع الدراسة الأساس العلمي للتعامل مع تفتت البلاستيك باعتباره أكثر من مجرد مشكلة لإدارة النفايات.
يستند هذا المقال إلى تقرير من Wired. اقرأ المقال الأصلي.
Originally published on wired.com