الملوث غير المرئي في أبحاث المواد البلاستيكية الدقيقة
في اكتشاف أحدث ضجة كبيرة في مجتمع العلوم البيئية، اكتشف الباحثون في جامعة ميشيغان مصدرًا مدهشًا للتلوث ربما يكون قد أدى إلى تضخيم تقديرات التلوث العالمي بالجسيمات البلاستيكية الدقيقة بشكل كبير: القفازات المختبرية التي يرتديها العلماء. يسلط هذا الكشف، المنشور في عدد يناير 2024 من Environmental Science & Technology Letters، الضوء على الطبيعة الدقيقة للأبحاث البيئية، والتي غالبًا ما تكون صعبة، واليقظة المستمرة المطلوبة لضمان سلامة البيانات.
لسنوات، كان العلماء يتصارعون مع مشكلة التلوث البلاستيكي الدقيق المنتشرة، وتوثيق وجودها من أعمق المحيطات إلى أعلى الجبال، وحتى داخل الأعضاء البشرية. ومع ذلك، تشير دراسة حديثة أجرتها الدكتورة إيلينا بتروفا، أستاذة الكيمياء البيئية في قسم علوم الأرض والبيئة بجامعة ميشيغان، إلى أن جزءًا مما تم تحديده على أنه جسيمات بلاستيكية دقيقة قد يكون في الواقع جزيئات صغيرة تسمى ستيرات، تنشأ من قفازات مختبر النتريل واللاتكس الشائعة.
تتبع السبب المراوغ
بدأت الرحلة إلى هذا الاكتشاف بتناقضات محيرة في عينات التحكم. لاحظ فريق الدكتورة بتروفا، الذي ركز في البداية على قياس كمية المواد البلاستيكية الدقيقة الموجودة في الغلاف الجوي في المناطق النائية مثل القطب الشمالي الكندي، أعدادًا عالية بشكل غير عادي من الجسيمات حتى في عيناتهم "الفارغة" - تلك التي كان من المفترض أن تكون خالية من الملوثات البيئية. وقالت الدكتورة بتروفا في مقابلة أجريت معها مؤخرًا: «لقد شهدنا أعدادًا مرتفعة من الجسيمات في مرشحات التحكم الخاصة بنا، والتي كان ينبغي أن تكون نقية». "لقد كان الأمر محيرًا، ولعدة أشهر، طاردنا كل مصدر يمكن تصوره للتلوث، بدءًا من أنظمة الترشيح لدينا وحتى الهواء في المختبر."
جاء الإنجاز عندما استخدم الفريق تقنيات طيفية متقدمة، وتحديدًا التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء لتحويل فورييه (FTIR) ومجهر رامان، لتحليل التركيب الكيميائي لهذه الجسيمات الغامضة. وبدلا من البصمات الطيفية للبولي إيثيلين، أو البولي بروبيلين، أو البوليسترين ــ البوليمرات البلاستيكية الدقيقة الشائعة ــ وجدوا مرارا وتكرارا مركبات مثل ستيرات المغنيسيوم وستيرات الكالسيوم. تُستخدم هذه المواد بشكل شائع كمواد تشحيم أو عوامل تحرير العفن في تصنيع منتجات مختلفة، بما في ذلك قفازات المختبرات التي تستخدم لمرة واحدة.
كان التشابه الجسدي غريبًا. تمتلك هذه الجسيمات الإستاراتية، التي يتراوح حجمها عادةً من 5 إلى 50 ميكرومترًا، شكلاً وخصائص بصرية تجعلها غير قابلة للتمييز فعليًا عن اللدائن الدقيقة الأصلية تحت المجهر القياسي. وأوضحت الدكتورة بتروفا: "لقد كانت لحظة "آها!"، أعقبتها شهقة جماعية". "لقد أصبحت قفازاتنا، وهي خط دفاعنا الأول ضد تلوث العينات، مصدرًا لذلك عن غير قصد."
الآثار العالمية لأبحاث المواد البلاستيكية الدقيقة
الآثار المترتبة على هذه النتيجة كبيرة. ونظرًا للاستخدام الواسع النطاق لقفازات النتريل واللاتكس في المختبرات في جميع أنحاء العالم، فمن المعقول أن العديد من الدراسات السابقة حول وفرة اللدائن الدقيقة، وخاصة تلك التي تنطوي على أحجام جسيمات صغيرة وتركيزات منخفضة، ربما بالغت في تقدير مستويات التلوث عن غير قصد. في بعض التجارب الأولية التي أجراها فريق الدكتورة بيتروفا، تم تضخيم أعداد الجسيمات بنسبة تصل إلى 400% عندما تم اتباع بروتوكولات القفاز القياسية دون الاحتياطات المناسبة.
وهذا لا يقلل من المشكلة الحقيقية والملحة للتلوث باللدائن الدقيقة، بل يحسن فهمنا لحجمه وتوزيعه الحقيقي. يتم الآن حث الباحثين الذين يدرسون المواد البلاستيكية الدقيقة في أنظمة المياه العذبة، والترسيب الجوي، وحتى بعض البيئات البحرية حيث يتم التعامل مع العينات على نطاق واسع، على إعادة تقييم منهجياتهم وربما إعادة تفسير البيانات التاريخية.
"لا يتعلق الأمر بتشويه سمعة الأعمال السابقة، ولكن يتعلق بتعزيز الأساس العلمي للأبحاث المستقبلية"، أكد الدكتور ديفيد تشين، وهو مستشار بيئي مستقل غير منتسب إلى الدراسة. "إنها تؤكد الحاجة الماسة إلى مراقبة قوية للجودة والتطور المستمر للبروتوكولات التحليلية في مجال سريع التطور."
تمهيد الطريق لمزيد من البيانات الدقيقة
تُختتم دراسة جامعة ميشيغان بتوصيات عملية للمجتمع العلمي العالمي. يتم تشجيع الباحثين على:
- تنفيذ ضوابط صارمة على الفارغة: تعد العينات الفارغة المتكررة والمتنوعة أمرًا بالغ الأهمية لتحديد وقياس التلوث في الخلفية.
- ضع في اعتبارك بروتوكولات خالية من القفازات: حيثما تسمح السلامة، يمكن أن يؤدي التعامل المباشر بدون قفازات أو استخدام أدوات متخصصة إلى القضاء على هذا المصدر.
- استكشاف مواد القفازات البديلة: قد يحتاج المصنعون إلى تطوير قفازات خالية من مادة الإستيرات. مواد التشحيم، أو يمكن للباحثين اختيار القفازات التي تم اختبارها واعتمادها خصيصًا لتقليل تساقط الجسيمات.
- استخدام التقنيات التحليلية المتقدمة: يمكن أن يساعد استخدام التحليل الطيفي FTIR أو Raman كخطوة روتينية في التمييز بين الجسيمات الإستيراتية والجسيمات البلاستيكية الفعلية.
- زيادة الوعي: تعد مشاركة هذه النتائج على نطاق واسع داخل المجتمع العلمي أمرًا بالغ الأهمية لضمان اعتماد أفضل الممارسات. عالميًا.
في النهاية، يعد هذا الاكتشاف بمثابة تذكير قوي بالتحديات المعقدة الكامنة في العلوم البيئية. ومن خلال التحديد الدقيق ومعالجة حتى أكثر مصادر التلوث غير المتوقعة، يمكن للعلماء التأكد من أن البيانات التي تقود قرارات السياسة والفهم العام للقضايا الحرجة مثل التلوث بالبلاستيك الدقيق دقيقة وموثوقة قدر الإمكان. يبدو أن الرحلة العلمية تدور حول ما تجده بقدر ما تتعلق بما تحضره معك عن غير قصد.
