كل بضع سنوات ، ترتدي الإطارات على سيارتك رقيقة وتحتاج إلى استبدالها. ولكن أين تذهب مواد الإطارات المفقودة؟
الجواب ، للأسف ، غالبًا ما تكون مجاري مائية ، حيث تحمل جزيئات البلاستيك الدقيقة الصغيرة من المطاط الاصطناعي للإطارات العديد من المواد الكيميائية التي يمكن أن تنتقل إلى الأسماك ، وسرطان البحر ، وربما حتى الأشخاص الذين يأكلونها.
نحن كيميائيون تحليليون وبيئيون يدرسون طرقًا لإزالة هذه البلاستيك الدقيق – والمواد الكيميائية السامة التي يحملونها – قبل أن يصلوا إلى المجاري المائية والكائنات المائية التي تعيش هناك.
البلاستيك الدقيق ، المشكلات الكلية
يدخل ملايين الأطنان المترية من النفايات البلاستيكية محيطات العالم كل عام. في الآونة الأخيرة ، تم العثور على جزيئات ارتداء الإطارات (TWPs) لحوالي 45 ٪ من جميع البلاستيك الدقيقة في كل من الأنظمة الأرضية والمائية.
إطارات تسليط البلاستيك الصغير أثناء تحركها فوق الطرق. يغسل المطر تلك TWPs في الخنادق ، حيث تتدفق إلى الجداول والبحيرات والأنهار والمحيطات.
على طول الطريق ، غالبًا ما تجد الأسماك وسرطان البحر والمحار والحياة المائية الأخرى هذه TWPs في طعامهم. مع كل لدغة ، تستهلك الأسماك أيضًا مواد كيميائية سامة للغاية يمكن أن تؤثر على كل من الأسماك نفسها وأيًا كان المخلوقات التي تأكلها.
تموت بعض أنواع الأسماك ، مثل تروت قوس قزح ، وسمك السلمون السلمون ، وسلمون كوهو ، من المواد الكيميائية السامة المرتبطة بـ TWPs.
وجد الباحثون في عام 2020 أن أكثر من نصف سلمون كوهو الذي يعود إلى الجداول في ولاية واشنطن توفي قبل التفريخ ، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى 6PPD-Q ، وهي مادة كيميائية تنبع من 6PPD ، والتي تتم إضافتها إلى الإطارات للمساعدة في منعهم من التحلل.
لكن آثار جزيئات ارتداء الإطارات ليست فقط على الكائنات المائية. قد يتعرض البشر والحيوانات على حد سواء لـ TWPs المحمولة جواً ، وخاصة الأشخاص والحيوانات الذين يعيشون بالقرب من الطرق الرئيسية.
في دراسة في الصين ، تم العثور على نفس المادة الكيميائية ، 6PPD-Q ، في بول الأطفال والبالغين. بينما لا تزال آثار هذه المادة الكيميائية على جسم الإنسان قيد الدراسة ، تظهر الأبحاث الحديثة أن التعرض لهذه المادة الكيميائية يمكن أن يضر بأعضاء بشرية متعددة ، بما في ذلك الكبد والرئتين والكلى.
في أكسفورد ، ميسيسيبي ، حددنا أكثر من 30،000 TWPs في 24 لترًا من الجريان السطحي لمياه الأمطار من الطرق ومواقف السيارات بعد اثنين من العواصف الممطرة. في مناطق حركة المرور الكثيفة ، نعتقد أن التركيزات قد تكون أعلى بكثير.
أوصى المجلس بين الولايات والتنظيمية ، وهو تحالف بقيادة الولايات ، في عام 2023 تحديد بدائل ونشرها إلى 6PPD في إطارات لتقليل 6PPD-Q في البيئة. لكن مصنعي الإطارات يقولون أنه لا يوجد بديل مناسب حتى الآن.
ما الذي يمكن للمجتمعات فعله للحد من الأذى؟
في جامعة ميسيسيبي ، نقوم بتجربة طرق مستدامة لإزالة TWPs من المجاري المائية مع مواد طبيعية يمكن الوصول إليها ومنخفضة التكلفة من النفايات الزراعية.
الفكرة بسيطة: التقاط جزيئات ارتداء الإطارات قبل أن تصل إلى الجداول والأنهار والمحيطات.
في دراسة حديثة ، قمنا باختبار رقائق خشب الصنوبر والفحم الحيوي – شكل أو فحم مصنوع من قشور أرز تسخين في غرفة محدودة الأكسجين ، وهي عملية تعرف باسم الانحلال الحراري – ووجدت أنها يمكن أن تزيل حوالي 90 ٪ من TWP من جريان المياه في مواقع الاختبار في أوكسفورد.
Biochar هي مادة راسخة لإزالة الملوثات من الماء بسبب مساحة السطح الكبيرة والمسامات ، ومجموعات الربط الكيميائي الوفير ، والاستقرار العالي ، وقدرة الامتزاز القوية ، والتكلفة المنخفضة. كما تبين أيضًا أن رقائق الخشب ، بسبب تكوينها الغني للمركبات العضوية الطبيعية ، تزيل الملوثات. استخدم العلماء الآخرون أيضًا الرمال لتصفية البلاستيك الدقيق ، لكن معدل الإزالة كان منخفضًا مقارنةً بالفحم الحيوي.
قمنا بتصميم نظام ترشيح حيوي باستخدام رقائق الفحم الحيوي والخشب في جورب مرشح ووضعه على مصب منفذ الصرف. ثم جمعنا عينات الجريان السطحي لمياه الأمطار وقياس TWPs قبل وبعد المرشحين الحيويين في مكانه خلال عاصفين على مدار شهرين. تم العثور على تركيز TWPs ليكون أقل بكثير بعد أن كان التصفية الحيوية في مكانها.
تسهيل الميزات الفريدة المطولة والمسننة لجزيئات ارتداء الإطارات من السهل عليها الحصول على محاصرين أو متشابكين في مسام هذه المواد أثناء حدث العاصفة. حتى أصغر TWPs كانت محاصرة في الشبكة المعقدة من هذه المواد.
باستخدام مرشحات الكتلة الحيوية في المستقبل
نعتقد أن هذا النهج يحمل إمكانات قوية للتوسع لتخفيف تلوث TWP والملوثات الأخرى خلال العواصف الممطرة.
نظرًا لأنه يمكن إنشاء رقائق الفحم الحيوي والخشب من النفايات الزراعية ، فهي غير مكلفة نسبيًا ومتاحة للمجتمعات المحلية بسهولة.
ستكون هناك حاجة إلى دراسات المراقبة طويلة الأجل ، خاصة في بيئات حركة المرور الكثيفة ، لتحديد فعالية النهج وقابلية التوسع بالكامل. مصدر مادة التصفية مهم أيضًا. كانت هناك بعض المخاوف حول ما إذا كانت النفايات المزرعة الخام التي لم تخضع للانحلال الحراري يمكن أن تطلق الملوثات العضوية.
مثل معظم المرشحات ، يجب استبدال المرشحات الحيوية بمرور الوقت – مع استخدام المرشحات التي يتم التخلص منها بشكل صحيح – على أساس تراكم الملوثات وتتدهور المرشحات.
النفايات البلاستيكية تؤذي البيئة ، والأطعمة التي يتناولها الناس ، وربما صحة الإنسان. نعتقد أن المرشحات الحيوية المصنوعة من نفايات النبات يمكن أن تكون حلًا فعالًا وغير مكلف نسبيًا وصديقًا للبيئة.
Boluwatife S. Olubusoye هو مرشح الدكتوراه في الكيمياء بجامعة ميسيسيبي.
جيمس الخامس سيزدزيل أستاذ الكيمياء بجامعة ميسيسيبي.
تم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة تحت رخصة العموم الإبداعية. اقرأ المقال الأصلي.
