التلوث البلاستيكي يترك وراءه آثارًا لأجيال قادمة. إذا استمر معدل التلوث الحالي لدينا، يتوقع الخبراء أنه سيكون هناك كمية من البلاستيك أكبر من الأسماك في المحيطات بحلول عام 2050. ومن الواضح أننا بحاجة إلى حلول لتصحيح هذه القضية الملحة. بفضل الابتكار والأبحاث، تمكن العلماء من الريادة في مجال التكنولوجيا الرائدة للمساعدة في جمع التلوث البلاستيكي ومنعه.
أكثر القضايا البيئية إلحاحًا
يعد التلوث البلاستيكي أحد أكثر القضايا البيئية إلحاحًا التي يواجهها العالم اليوم. وبما أن معظم المواد البلاستيكية التي نستخدمها لا تتحلل أو تذوب بسهولة، فإنها تملأ محيطاتنا ببطء، الأمر الذي سيستغرق قروناً حتى يتحلل، مما يشكل مشاكل هائلة للحياة المائية، وصحة الإنسان، والنظام البيئي البحري. وقدرت الدراسات أنه بحلول عام 2050، سيكون هناك كمية من البلاستيك في البحر أكثر من الأسماك.
تعمل الأنهار والمحيطات والبحار في العالم كناقلات نقل ملائمة بالإضافة إلى مواقع إلقاء النفايات البلاستيكية التي ينتجها النشاط البشري. ويأتي هذا التلوث بتكلفة باهظة، من جهود التنظيف والإصلاح وفقدان إيرادات السياحة والثمن المجتمعي للبيئات الملوثة والمتدهورة.
يتم إنتاج حوالي 300 مليون طن من البلاستيك في جميع أنحاء العالم سنويًا، ونصف هذا فقط يمكن إعادة تدويره. يعتقد البعض أن الحل للتلوث البلاستيكي العالمي هو ببساطة تقليل كمية البلاستيك المستخدمة. ومع ذلك، تنشأ بعض المشكلات مع هذا الافتراض الشامل. أولاً، إنه لا يعالج قضية البلاستيك الموجود بالفعل في المحيط؛ وثانياً، لم تكن السياسات الحالية فعالة ضد إنتاج البلاستيك حيث أظهرت الدراسات أن الإنتاج في الواقع يتزايد ، ومن المتوقع أن يستمر في الارتفاع.
ولكن كل الأمل لم يفقد، ومن المؤكد أن الأوان لم يفت بعد. في حين أن هناك طرقًا يمكن للأفراد من خلالها تقليل استخدامهم للبلاستيك في أنشطتهم اليومية، فقد سمح لنا العلم والتكنولوجيا بتخطي حدود ما كنا نعتقد أنه ممكن. العمل الجماعي أمر حتمي. وفي عام 1987، تم تقديم بروتوكول مونتريال لمنع حدوث المزيد من الضرر لطبقة الأوزون على الأرض. على مدى فترة من الزمن، تمكنت البشرية من التخلص التدريجي من أكثر من 98% من المواد الضارة التي كانت تسبب الضرر، مما أدى إلى منع ما يقرب من 2 مليون حالة من سرطان الجلد نتيجة لذلك. إذا تمكنا من الاجتماع معًا كما فعلنا في عام 1987، فيمكننا معالجة مشكلة التلوث البلاستيكي بشكل جماعي.
10 حلول علمية للتلوث البلاستيكي
1. تنظيف المحيط
إن عملية تنظيف المحيطات هي مثال ممتاز للعمل الجماعي. مستوحاة من رحلة غوص السكوبا في اليونان، أنشأ الرئيس التنفيذي الهولندي Boyan Slat المنظمة التي تتألف من فريق كبير من الأشخاص والتكنولوجيا المصممة لجمع البلاستيك بشكل فعال من منطقة القمامة الكبرى في المحيط الهادئ . باستخدام ما يسمى بالنظام 001 ، والذي يتكون من هياكل عائمة يبلغ طولها 600 متر مخصصة لاحتواء الحطام البحري ومصممة لجمع المواد البلاستيكية الدقيقة ، وهو أحد أشكال البلاستيك المسببة للمشاكل ويمكن أن يشكل خطورة على كل من الحيوانات البحرية والبشر في حالة تناوله، يعتمد النظام على على الرياح وتيارات المحيطات لجمع البلاستيك. عند جمع النفايات البلاستيكية، يتم نقلها بواسطة سفينة إلى الأرض، ليتم إعادة تدويرها بعد ذلك.
تقع حاليًا في رقعة القمامة بين هاواي وكاليفورنيا، والهدف من The Ocean Clean-up هو نشر نظامها في بقع القمامة الأربعة الأخرى الموجودة في جميع أنحاء العالم، ونأمل تنظيف 50٪ من البلاستيك في رقعة القمامة الكبرى في المحيط الهادئ في غضون خمس سنوات .
2. تكنولوجيا الأقمار الصناعية لوكالة ناسا
يمكن الآن اكتشاف تركيزات البلاستيك في المحيطات بواسطة تقنية الأقمار الصناعية لوكالة ناسا التي تم إنشاؤها في عام 2016. ويمكن أن تكون طريقة البحث الرائدة هذه أساسية في تتبع وإدارة الحطام البلاستيكي في المحيطات وواحدة من الحلول العلمية الحاسمة العديدة للتلوث البلاستيكي. تم إنشاء نظام Cyclone Global Navigation Satellite System التابع لناسا، والمعروف أيضًا باسم CYGNSS، في الأصل للتنبؤ بالأعاصير من خلال مراقبة سرعة الرياح الاستوائية فوق المحيط. واكتشف العلماء أن هذه التقنية يمكنها اكتشاف تركيز المواد البلاستيكية الدقيقة في الماء عن طريق قياس سطح الماء. كما سيقدم مساهمة كبيرة في إجراء مزيد من الأبحاث حول تأثيرات المواد البلاستيكية الدقيقة على النظام البيئي ، ومساعدة المنظمات غير الربحية والخاصة على تنظيف البحر، وحماية الحياة المائية.
3. إنزيم أكل البلاستيك
ومن أهم الحلول العلمية للتلوث البلاستيكي التي ظهرت هو الإنزيم الآكل للبلاستيك. في اليابان عام 2016، اكتشف أحد العلماء إنزيمًا يأكل البلاستيك قادرًا على تحطيم البولي إيثيلين تيريفثاليت (PET) – النوع الأكثر استخدامًا من البلاستيك. هذا الإنزيم، المعروف باسم Ideonella Sakaiensis 201-F6 ، عبارة عن بكتيريا يمكنها هضم البلاستيك عن طريق إفراز إنزيم يسمى PETase ، وتناول الكربون الموجود في PET لاستخدامه كمصدر للغذاء. على الرغم من أن عملية الانهيار لا تزال بطيئة نسبيًا، إلا أن العلماء يعملون على تسريعها. تمكن فريق دولي من العلماء من تعديل التركيب الجزيئي للإنزيم ، وتعديله لاستهلاك PET بنسبة 20% أسرع مما كان عليه في الأصل.
4. الفطر الآكل للبلاستيك
تم العثور على نوع من الفطريات ذات اللون الداكن، المعروف باسم Aspergillus Tubingensis، يحتوي على عوامل يمكن أن تؤدي إلى تحلل مادة البولي يوريثين (PU). كانت سامانثا جينكينز ، مهندسة التكنولوجيا الحيوية الرئيسية في شركة Biohm للتصنيع الحيوي، تدرس أنواعًا مختلفة من الفطريات في مشروع بحثي، عندما عثرت على الفطريات الآكلة للبلاستيك، ووجدت أن الفطريات قد أكلت طريقها عبر الإسفنجة البلاستيكية التي كانت تستخدم لإغلاقها. . يقوم جينكينز باختبار الفطريات على بلاستيك PET وPU واكتشف أن الفطريات تتكاثر لأنها تستهلك المزيد من البلاستيك، مما قد يخلق مصدرًا جديدًا للمواد الحيوية “للأغذية، أو مخزون العلف للحيوانات، أو المضادات الحيوية”.
5. الملفات المغناطيسية
ابتكر العلماء ملفًا مغناطيسيًا قادرًا على استهداف المواد البلاستيكية الدقيقة في المحيط . هذه التكنولوجيا النانوية التجريبية قادرة على تحطيم المواد البلاستيكية الدقيقة في الماء دون التسبب في أي ضرر للحياة البحرية. هذه الملفات أرق من شعرة الإنسان، وتشبه نوابض السرير تحت المجهر، وهي مغلفة بالنيتروجين ومعدن مغناطيسي يسمى المنغنيز. عندما تتفاعل مع جزيئات الأكسجين، فإنها تهاجم البلاستيك ويمكن أن تساعد في تحطيمه. وجد شياو قوانغ دوان، المؤلف المشارك في هذه الدراسة، أن لفائف النانو لديها معدل انخفاض بنسبة 30٪ إلى 50٪ في المواد البلاستيكية الدقيقة على مدى ثماني ساعات في التجارب المبكرة.
6. التحويل إلى وقود
طورت شركة Licella Holdings الأسترالية تقنية جديدة حاصلة على براءة اختراع، تُعرف باسم المفاعل الحراري المائي التحفيزي (Cat-HTR)، والتي يمكنها تحويل البلاستيك غير القابل لإعادة التدوير إلى زيت، وقد تمكنت من إذابة البلاستيك وتحويله إلى وقود سائل. ومن خلال عملية مشابهة لطنجرة الضغط ذات الحجم التجاري، فإنها تقلل البلاستيك إلى الأجزاء المكونة له، وتنتج مجموعة من المواد بما في ذلك الزيوت والشموع والمواد البلاستيكية التي يمكن تحويلها إلى منتجات بلاستيكية أخرى أو وقود.
ما يجعل هذه التكنولوجيا فريدة من نوعها هو طبيعتها المتنوعة. لا يوجد بلاستيك مناسب لهذا الجهاز. يقوم Cat-HTR بإعادة تدوير المواد البلاستيكية المختلطة كيميائيًا دون الحاجة إلى فصل أنواع البلاستيك المختلفة. ويشمل ذلك البلاستيك الذي انتهى عمره الافتراضي والذي كان سيتم إرساله إلى مدافن النفايات أو حرقه أو ينتهي به الأمر في محيطاتنا. فهو يسمح بإعادة تدوير النفايات البلاستيكية مراراً وتكراراً وعلى نطاق تجاري، ويمكنه تحويل 20 ألف طن من النفايات البلاستيكية سنوياً. ومع ذلك، وصف النقاد هذه التكنولوجيا بأنها مقايضة بيئية لأن العملية قد تنتج المزيد من انبعاثات الكربون.
7. التحويل إلى الطرق
أحد الحلول العلمية العديدة للتلوث البلاستيكي هو تحويل النفايات إلى طرق . قام مشروع يعرف باسم PlasticRoad ، بإنشاء مسار للدراجات في مدينة زفوله الهولندية وطريق في أوفرجيسيل في عام 2018 باستخدام 70٪ من البلاستيك المعاد تدويره. والخطة هي زيادة هذه النسبة إلى 100%. وقد أثبت المشروع نجاحه لأن البلاستيك أكثر متانة من الأسفلت ويتطلب معدات ثقيلة ووقتًا أقل للتركيب، مما يجعل بصمته الكربونية أصغر. تعتزم شركة PlasticRoad الاستمرار في تصميم وإنشاء وتوريد هذه الطرق الدائرية المستدامة والمقاومة للمناخ، والمصنوعة من النفايات البلاستيكية البلدية. و”بأقل تأثير سلبي ممكن على كوكبنا ومواردنا الطبيعية”.
8. استبدله بالأعشاب البحرية
أحد أهم الحلول العلمية للتلوث البلاستيكي التي ظهرت في السنوات الأخيرة هو البلاستيك الحيوي . بديل بلاستيكي يتكون من مواد منتجة من مصادر الكتلة الحيوية المتجددة. تبحث شركة Evoware الإندونيسية الناشئة عن طرق لتحويل الأعشاب البحرية إلى بلاستيك حيوي . إنهم يعملون مع مزارعي الأعشاب البحرية المحليين لإنشاء مجموعة من أنواع التغليف المختلفة مثل أغلفة الساندويتشات، ولفائف البرجر، وأكياس التوابل، والصابون، والتي يمكن إذابتها في الماء الساخن.. وفي بعض الحالات صالحة للأكل. وتنتج إندونيسيا 10 ملايين طن من الأعشاب البحرية كل عام، ويمكن أن تصل إلى 19 مليون طن بحلول عام 2020، وهو ما يمكن أن يساعد في دعم جهود إيفوير المتوسعة.
على الرغم من الإبداع المبتكر وراء هذا الاختراع المدروس.. فإن هذه البدائل القائمة على الأعشاب البحرية لا تخلو من التحديات. على سبيل المثال، يمكن أن يصل سعر مخروط Ello Jello المبني على الأعشاب البحرية الصالحة للأكل إلى ما يصل إلى خمس مرات أكثر تكلفة من مخاريط الكريب العادية. بالإضافة إلى ذلك، لا يزال يستخدم أغلفة من البلاستيك والورق للحفاظ على نسيجه.
9. السياسات البلاستيكية الاجتماعية
تدفع مؤسسة اجتماعية تعرف باسم بنك البلاستيك أسعارًا أعلى من السوق مقابل النفايات البلاستيكية. إنهم بمثابة متجر صغير للمجتمعات الفقيرة في العالم ، ويقبلون النفايات البلاستيكية كشكل من أشكال العملة. يتم الحفاظ على نظام إعادة التدوير البيئي الخاص بهم من خلال بيع واستخدام ما يسمونه “Social Plastic®”. وهذا يشجع الناس على جمع البلاستيك المرتبط بالمحيطات قبل أن يدخل المجاري المائية، ويمكن مقايضته مقابل فوائد اجتماعية، بما في ذلك المال والغذاء وغيرها من الخدمات (مثل الرسوم المدرسية). يهدف بنك البلاستيك إلى جعل البلاستيك ذا قيمة كبيرة بحيث لا يمكن التخلص منه. عند جمعها، سيتم بعد ذلك بيع النفايات البلاستيكية إلى الشركات.. التي ستدفع حوالي ثلاثة أضعاف تكلفة البلاستيك عادة.
10. جرد تكنولوجيا البلاستيك لمعهد نيكولاس
تناولت دراسة أصدرها معهد نيكولاس الفجوة بين المعرفة بالتكنولوجيا لمعالجة التلوث البلاستيكي، وأنشأت جردًا شاملاً لـ 52 تقنية مستخدمة حاليًا أو قيد التطوير لمنع تسرب التلوث البلاستيكي أو جمع التلوث البلاستيكي الموجود . وخلصت الدراسة إلى أن منع دخول البلاستيك إلى المجاري المائية وجمع البلاستيك أمران ملحان، مما يسلط الضوء على أهمية ضمان رعاية الأنظمة المائية وصحة الإنسان.
مثالان من هذه القائمة هما Plastic Fischer Trash Boom و Hoola One . تم إنشاء الأول في ألمانيا في عام 2019، وتهدف تقنيته إلى جمع المواد البلاستيكية الدقيقة من الماء. بينما كان Hoola One عبارة عن فراغ تم إنشاؤه في كندا في عام 2019، بهدف استخراج المواد البلاستيكية الدقيقة والجسيمات البلاستيكية الكبيرة من البيئات البحرية.
