توزيع المواد البلاستيكية الدقيقة في النظم البيئية المائية المختلفة في الصين

وباعتبارها واحدة من الدول العشر الأولى في العالم التي تنتج وتستهلك المنتجات البلاستيكية، فإن النظام البيئي المائي في الصين يتأثر بشدة بالجسيمات البلاستيكية الدقيقة. حاليًا، يتم اكتشاف المواد البلاستيكية الدقيقة على نطاق واسع في المحيطات والمياه العذبة ومحطات معالجة مياه الصرف الصحي. من بينها، تشمل الأنواع الرئيسية من المواد البلاستيكية الدقيقة البولي إيثيلين (PE)، والبولي بروبيلين (PP)، والبوليسترين (PS)، والبولي فينيل كلورايد (PVC)، والبولي إيثيلين تيريفثاليت (PET).
البيئة البحرية.

تعد الصين منتجًا رئيسيًا للمواد البلاستيكية، حيث يتم تصريف ما يقدر بنحو 8.82 مليون طن من النفايات البلاستيكية في المحيط كل عام، وهو ما يمثل 27.7٪ من الإجمالي العالمي. تركز مجالات البحث الحالية بشكل أساسي على البحر الأصفر وبحر بوهاي والساحل الشرقي وبحر الصين الجنوبي. يلخص الجدول 1 بعض الدراسات ذات الصلة حول وفرة المواد البلاستيكية الدقيقة في البيئة البحرية في الصين. وقد وجدت الأبحاث أن محتوى المواد البلاستيكية الدقيقة يختلف بشكل كبير في مناطق مختلفة. بالنسبة للمواد البلاستيكية الدقيقة التي يتراوح حجمها من 0.33 إلى 5 ملم، يبلغ تركيز المواد البلاستيكية الدقيقة في البحر الأصفر 0.09 وحدة/م^3، بينما في بحر بوهاي يبلغ 0.65 وحدة/م^3، وهو أقرب إلى الأنشطة البشرية. ولذلك، قد تكون النفايات البلاستيكية الاصطناعية الناتجة عن الأنشطة الداخلية أو الساحلية هي المصدر الرئيسي للجسيمات البلاستيكية البحرية. وتتأثر وفرة المواد البلاستيكية الدقيقة أيضًا بالفصول. تُظهر الدراسة التي أجريت على تركيز المواد البلاستيكية الدقيقة في البيئة الساحلية لمصب نهر اللؤلؤ أن متوسط ​​وفرة المواد البلاستيكية الدقيقة يبلغ 295 قطعة/م^3 في موسم الجفاف و545 قطعة/م^3 في موسم الأمطار. ونظرًا لعدم وجود طرق موحدة لأخذ العينات والمعالجة والتحليل، فمن الصعب حاليًا إجراء مقارنة علمية للتلوث باللدائن الدقيقة في المحيطات المختلفة.

ومع ذلك، بشكل عام، كلما كان حجم الشبكة أصغر، زاد تركيز المواد البلاستيكية الدقيقة المكتشفة. عادةً ما تمثل المواد البلاستيكية الدقيقة ذات الحجم الصغير نسبة كبيرة. على سبيل المثال، في المنطقة الساحلية لمصب نهر اللؤلؤ، يوجد حوالي 53.5-73.9% من المواد البلاستيكية الدقيقة أقل من 0.5 ملم. وفي بحر الصين الجنوبي، تمثل جزيئات البلاستيك الدقيقة التي يبلغ قطرها 0.02-0.3 ملم 92% من إجمالي الكمية المكتشفة، بمتوسط ​​تركيز 2.57 × 10 ^ 3 ± 1.77 × 10 ^ 3 عناصر/لتر. يُظهر تحليل تركيب اللدائن الدقيقة أن الأنواع الرئيسية من اللدائن الدقيقة في بيئة مياه بحر بوهاي هي PE، وPP، وPS. بالإضافة إلى ذلك، مع انخفاض حجم الجسيمات، يزداد متوسط ​​تركيز المواد البلاستيكية الدقيقة في البيئة البحرية بشكل كبير. وقد يكون ذلك بسبب تأثير أمواج المحيط، مثل الأشعة فوق البنفسجية، مما يتسبب في انقسام شظايا الجسيمات الكبيرة التي تدخل المحيط بشكل مستمر إلى جزيئات أصغر فأصغر. ولذلك، توجد جسيمات بلاستيكية دقيقة أصغر حجمًا في المحيط يصعب اكتشافها، مما يشير أيضًا إلى أن نتائج البحث الحالية لا يمكن أن تمثل بدقة تركيز المواد البلاستيكية الدقيقة في البيئة الفعلية، وقد يكون التركيز في البيئة الفعلية أعلى.

الجدول 1: بحث حول التلوث باللدائن الدقيقة في البيئة البحرية في الصين

بيئة المياه العذبة

لا يتم توزيع المواد البلاستيكية الدقيقة على نطاق واسع في المحيطات فحسب، بل توجد أيضًا في البحيرات والأنهار والخزانات. نظرًا لاستقرار اللدائن الدقيقة الكبيرة أو عالية الكثافة أثناء النقل، فإن الأبحاث المتعلقة بالجسيمات البلاستيكية الدقيقة في المياه العذبة تشمل عادةً المياه السطحية والرواسب. يمكن أن تكون البحيرات بمثابة أماكن تجمع مؤقتة أو طويلة الأجل للجسيمات البلاستيكية الدقيقة، في حين تعتبر الأنهار بمثابة ناقلات للجسيمات البلاستيكية الدقيقة التي تدخل المحيط. وبالمقارنة مع البيئات المائية الأخرى، أجرت الصين المزيد من الأبحاث حول المواد البلاستيكية الدقيقة في أنظمة المياه العذبة. في الوقت الحاضر، تعتبر خصائص المواد البلاستيكية الدقيقة في النظم البيئية للمياه العذبة في الصين صغيرة الحجم بشكل أساسي (<1 مم) وليفي، مع كون PP وPE أكثر أنواع اللدائن الدقيقة شيوعًا. ومن حيث التوزيع الجغرافي، تتركز الأبحاث المتعلقة بالجسيمات البلاستيكية الدقيقة في بيئة المياه العذبة في الصين بشكل رئيسي في حوض نهر اليانغتسي وحوض نهر اللؤلؤ وبعض المياه الداخلية الحضرية.

يلخص الجدول 2 بعض الدراسات ذات الصلة حول وفرة المواد البلاستيكية الدقيقة في بيئات المياه العذبة في الصين. أجريت دراسة عن التلوث البلاستيكي الدقيق في المياه السطحية لمدينة ووهان (1.66 × 10 ^ 3~8.93 × 10 ^ 3 عناصر/م ^ 3)، وقد وجد أن تركيز المواد البلاستيكية الدقيقة يزداد بالقرب من وسط المدينة. دراسة عن المياه السطحية (1.60 × 10 ^ 3-1.26 × 10 ^ 4 وحدات/م ^ 3) والرواسب (25.0-300 وحدة/كجم من الوزن الرطب) في خزان الخوانق الثلاثة وجدت أن تلوث المياه السطحية في المناطق الحضرية شديد، مع وجود مواد بلاستيكية دقيقة منخفضة الكثافة (مثل PP وPE) الملوثات الرئيسية. يعد محتوى اللدائن الدقيقة في رواسب قاع النهر في المناطق الريفية مرتفعًا نسبيًا، ومعظمها من اللدائن الدقيقة عالية الكثافة مثل PS. تم العثور على تركيزات عالية من جزيئات البلاستيك الدقيقة على طول ساحل نهر اللؤلؤ (1.99 × 10^4 عناصر/م^3) وفي منطقة المصب (8.90 × 10 ^ 3 عناصر/م ^ 3) في قوانغتشو، وتم العثور على مجمعات صناعية أو مجمعات لوجستية في مكان قريب، مما يشير إلى أن الأنشطة البشرية قد تكون السبب الأكثر أهمية لزيادة تلوث الجسيمات البلاستيكية.

بالإضافة إلى ذلك، عند مقارنة تركيزات المواد البلاستيكية الدقيقة في رواسب شاطئ البحيرة في هضبة شيزانغ (8.00-563 وحدة/م ^ 2) وبحيرة تشينغهاي (5.00 × 10 ^ -3-7.58 × 10 ^ -1 عنصر/م ^ 2)، فقد وجد أنه حتى في المناطق ذات الكثافة السكانية المنخفضة نسبيًا، قد تصبح البحيرات النائية "نقاطًا ساخنة" للجسيمات البلاستيكية الدقيقة بسبب السياحة وتدفق الأنهار. توجد المواد البلاستيكية الدقيقة في كل مكان في النظم البيئية المائية. قد تستقر بعض المواد البلاستيكية الدقيقة أو الكرات البلاستيكية عالية الكثافة في الرواسب أثناء النقل على طول النهر. بعد دخول مصبات الأنهار أو المحيطات، سوف تتناثر المواد البلاستيكية الدقيقة في المحيط بسبب القوى الهيدروليكية ويتم تخفيفها بسبب الحجم الضخم للمحيط. ولذلك، فإن كمية المواد البلاستيكية الدقيقة في بيئات المياه العذبة عادة ما تكون أعلى منها في البيئات البحرية. وبالمقارنة بالبيانات الواردة من مناطق أخرى من العالم، فقد وجد أن محتوى اللدائن الدقيقة المكتشفة في المياه الداخلية للصين أكثر وفرة، في حين أن محتوى اللدائن الدقيقة في الرواسب مماثل أو حتى أقل.

الجدول 2: بحث حول التلوث باللدائن الدقيقة في بيئة المياه العذبة في الصين

محطة معالجة مياه الصرف الصحي

تعد مياه الصرف الصحي الناتجة عن محطات معالجة مياه الصرف الصحي أحد المصادر المحتملة للجسيمات البلاستيكية الدقيقة التي تدخل البيئة الطبيعية. يتم نقل المواد البلاستيكية الأولية والثانوية المستخدمة في الحياة اليومية إلى محطات معالجة مياه الصرف الصحي في شكل مياه الصرف الصحي الخام. بعد الخضوع لعملية معالجة مياه الصرف الصحي متعددة المراحل، على الرغم من أن معظم المواد البلاستيكية الدقيقة محاصرة في الحمأة، يتم تصريف المواد البلاستيكية الدقيقة المتبقية في بيئات المياه الطبيعية مثل الأنهار والمحيطات إلى جانب مياه الصرف الصحي من محطة معالجة مياه الصرف الصحي. وجدت دراسة أن محطة ثانوية كبيرة لمعالجة مياه الصرف الصحي في غلاسكو، اسكتلندا تقوم بتصريف ما يقرب من 65 مليون جزيء من البلاستيك الدقيق في الماء يوميًا. وفي البر الرئيسي الصيني، يتم إطلاق ما متوسطه 209.7 تريليون جزيء بلاستيكي صغير في النظام البيئي المائي كل عام، حوالي 306.9 طن منها أكثر من 80% من محطات معالجة مياه الصرف الصحي. ومقارنة بالتقدم البحثي الدولي، بدأت الأبحاث الصينية حول المواد البلاستيكية الدقيقة في محطات معالجة مياه الصرف الصحي في وقت متأخر نسبيا. تركز الأبحاث الحالية بشكل أساسي على عدة مدن، بما في ذلك بكين، ووهان، وشيامن.

تظهر الأبحاث في شيامن أنه يمكن إزالة 79.3-97.8% من المواد البلاستيكية الدقيقة بواسطة محطات معالجة مياه الصرف الصحي. ومع ذلك، استنادا إلى تصريف مياه الصرف الصحي يوميا، يقدر بحوالي 6.50 × 10 ^ 8 يتم إطلاق جزيئات بلاستيكية دقيقة في خليج شيامن كل يوم. على الرغم من أن محطات معالجة مياه الصرف الصحي لديها معدل احتفاظ مرتفع بالجسيمات البلاستيكية الدقيقة، إلا أنها أصبحت مصدرًا مهمًا للجسيمات البلاستيكية الدقيقة في بيئات المياه الطبيعية بسبب حملها الهائل من الانبعاثات. الأنواع الرئيسية من اللدائن الدقيقة التي يتم تصريفها من محطات معالجة مياه الصرف الصحي هي PP، PE، PS، وPET، والتي تتوافق مع اللدائن الدقيقة الموجودة في بيئات المياه الطبيعية. بالإضافة إلى ذلك، فإن الجسيمات والشظايا والألياف هي الأشكال الرئيسية للمواد البلاستيكية الدقيقة الموجودة في محطات معالجة مياه الصرف الصحي. يلخص الجدول 3 بعض الدراسات ذات الصلة حول وفرة المواد البلاستيكية الدقيقة في محطات معالجة مياه الصرف الصحي في الصين. في الوقت الحاضر، قاعدة بيانات المواد البلاستيكية الدقيقة التي يتم تصريفها من محطات معالجة مياه الصرف الصحي في الصين ليست شاملة. يعد تركيز وخصائص التلوث باللدائن الدقيقة من الموضوعات البحثية الرئيسية، ولكن لا تزال تقنيات الحد من التلوث باللدائن الدقيقة غير متوفرة.

الجدول 3: المواد البلاستيكية الدقيقة المكتشفة في محطات معالجة مياه الصرف الصحي الصينية