میکروپلاستیک‌ها، آلاینده نوظهور زیست‌بوم‌های دریایی؛ مطالعات اخير، حضور ميکروپلاستيک‌ها را در همه سامانه‌های زیست‌محيطی دریا نشان می‌دهد، به طوری که بلع آنها توسط جانوران دریایی به دليل پيامدهای نامطلوب بر اندامگان‌ها و نيز بوم‌سامانه‌های دریایی به وفور ثبت شده است.

به گزارش پایگاه خبری آب‌های آزاد، سیدعلی‌اکبر هدایتی، استاد دانشکده شیلات و محیط زیست دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان در نوشتاری به بررسی علل ایجاد میکروپلاستیک‌ها و اثرات آن بر زیست‌بوم‌ها و موجودات زنده دریایی پرداخته است.

مقدمه

تولید سالانه پلاستیک از دهه 1940 به طور تصاعدی در حال افزایش بوده و تا سال 2020 از 350 میلیون تن در سال فراتر رفته است(Plastics Europe, 2020).

زباله‌های پلاستیکی معمولاً بر اساس اندازه، به ذرات ماکرو (> 25 میلیمتر)، مزو (25-5 میلیمتر)، میکرو (<5 میلیمتر) و نانو (<1000 نانومتر) طبقه‌بندی می‌شوند(Cozzolino et al., 2020). از ميان زباله‌هاي پلاستيکی با اندازه‌هاي مختلف، ميکروپلاستيک‌ها توجه زیادي را به خود جلب کرده‌اند.

آلودگیMPs به دلیل تداوم آنها در محیط طبیعی و اثرات نامطلوب بالقوه بر موجودات زنده، در سال‌های اخیر توجه پژوهشی بیشتری را به خود جلب کرده است (Xiang et al., 2022) و به عنوان یک مسأله اصلی برای سلامت بوم‌سامانه‌ها شناسایی شده است.

اندازه‌ میکروپلاستیک‌ها بین 5 میلیمتر تا 1 میکرومتر است (Nematollahi et al., 2020) و در شکل‌های مختلفی مانند گلوله‌ها، الیاف، قطعات، فیلم‌ها و گرانول‌ها وجود دارند که به طور کلی به 2 دسته اولیه و ثانویه طبقه‌بندی می‌شوند (Abarghouei et al.,, 2021).

پلاستیک و میکروپلاستیک در محیط زیست دریایی

پلاستیک‌ها موادی هستند که از طیف گسترده‌ای از ترکیبات مصنوعی و نیمه‌مصنوعی آلی ساخته شده‌اند که می‌توانند هنگامی که نرم هستند شکل داده شوند و سپس به صورت بسیار سخت یا کمی انعطاف‌پذیر درآیند. ویژگی‌های آنها شامل سهولت ساخت، کم‌هزینه بودن، نفوذناپذیری در برابر آب و مواد شیمیایی همچنین مقاومت در برابر نور و دما می‌شود (da Costa et al., 2016).

این خصوصیات منجر به جابه‌جایی یا جایگزین شدن پلاستیک‌ها با مواد بسیاری شامل، چوب، کاغذ، سنگ، چرم، آهن، شیشه و سرامیک شده است و در حال حاضر پلاستیک‌ها در طیف گسترده‌ای از محصولات، از گیره کاغذ تا سفینه فضایی وجود دارند. این موفقیت در اشکال مختلف شامل ترموپلاستیک‌ها، پلیمرهای طبیعی و اصلاح‌شده و - اخیراً به دلیل افزایش نگرانی‌های زیست‌محیطی- پلاستیک‌های تخریب‌پذیر زیستی تجلی یافته است (Reddy et al., 2013).

پلاستیک به صورت دور ریختنی، مانند مواد بسته‌بندی، وارد محیط زیست شده و در آن تجمع می‌یابد. تخمین  زده می‌شود زباله‌های پلاستیکی تقریباً 10 درصد کل زباله‌های شهری در سراسر جهان را تشکیل می‌دهند. اگرچه بخشی از این زباله‌های پلاستیکی بازیافت می‌شوند اما بخش اعظم آن به محل‌های دفن زباله منتهی می‌شوند که ممکن است در آنجا تجزیه آنها چند صد سال به طول انجامد. نگرانی‌های اصلی، در مورد پلاستیک‌هایی است که به محیط زیست دریایی وارد می‌شوند که حدود 10 درصد کل پلاستیک تولیدشده برآورد شده است.

این بقایای پلاستیکی بزرگتر، معروف به ماکروپلاستیک‌ها، مدتهاست مورد توجه تحقیقات زیست‌محیطی قرار گرفته، از جمله در مناطق خاص اقیانوس که به دلیل همگرایی جریان‌های سطحی تمایل به انباشته شدن دارند. اگرچه پلاستیک‌ها در محیط زیست دوام بالایی دارند اما سطح آنها دچار هوازدگی شده و تعداد بیشماری قطعات پلاستیکی در ابعاد میکرو تا نانو تولید می‌شود (Song et al., 2017).

متداول‌ترین انواع پلاستیک مورد استفاده شامل پلی وینیل کلراید (PVC)، نایلون و پلی اتیلن ترفتالات (PET) که تمایل به فرو رفتن دارند و پلی اتیلن (PE)، پلی پروپیلین (PP) و پلی استایرن (PS) که تمایل به شناوری دارند است (Avio et al., 2017).

دیگر پلیمرها شامل پلی وینیل الکل (PVA)، پلی آمید (PA)، پلی کربنات (PC)، اکریلونیتریل بوتادین استایرن (ABS) و پلی استایرن مقاوم (HIPS) است (Avio et al., 2017). پلاستیک به ندرت برای بازیافت دوباره جمع‌آوری می‌شود (کمتر از 5 درصد) که به تجمع آنها در محیط زیست دریایی منتج می‌شود. بنابراین بقایای بزرگ پلاستیکی از طریق مکانیسم‌های مختلفی مانند هوازدگی، تخریب بر اثر نور و تجزیه بیولوژیکی به قطعات کوچکتر تقسیم و در نهایت تبدیل به میکروپلاستیک‌ها می‌شود (mm 5 ˂) (Cole et al., 2011). 

همچنین میکروپلاستیک‌ها می‌توانند به طور مستقیم از طریق رودخانه‌ها، تخلیه صنعتی و شهری و ریختن زباله توسط افرادی که به ساحل می‌روند، وارد محیط زیست دریایی شوند (Cole et al., 2011).

منابع میکروپلاستیک‌ها در دریا

تخمین زده شده است 75 تا 90 درصد زباله‌های پلاستیکی در محیط زیست دریا را می‌توان به منابع خشکی نسبت داد. برای مثال فعالیت‌هایی مانند ساخت کشتی یا بازیافت کشتی‌ها، تخلیه صنعتی و شهری، فاضلاب و زباله‌های ناشی از گردشگران در سواحل ممکن است میکروپلاستیک‌ها را وارد دریا کند. 

تخمین زده شده میزان میکروپلاستیک‌ها تا سال 2025 به میزان قابل توجهی افزایش یابد. یکی از منابع بزرگ ناشی از خشکی مربوط به توفان‌ها، سیلاب‌های جزر و مدی و تصادفات کشتی‌هاست، به‌خصوص در مناطقی که به فعالیت‌های صنعتی نزدیکند (Jambeck et al., 2015).

میکروپلاستیک‌های صنعتی و خانگی باقیمانده از طریق فاضلاب به محیط زیست دریا منتقل می‌شوند یا توسط حوادث طبیعی مانند توفان‌ها و سیلاب‌ها حمل می‌شوند. یکی دیگر از منابع میکروپلاستیک‌ها در خشکی، داروها از جمله داروهای بلعیدنی و استنشاقی هستند. در این داروها از میکروپلاستیک‌ها به عنوان حامل‌های دارویی استفاده می‌شود (Corbanie et al., 2006). 

مشابه محصولات بهداشت فردی، میکروپلاستیک‌ها در داروها نیز از طریق فاضلاب به محیط زیست دریا وارد می‌شوند (Cole et al., 2011). مطالعه دیگری نشان داده احتمالاً ریزش از جو منبع دیگر وجود الیاف مصنوعی در محیط زیست دریاست که 29 درصد این الیاف میکروپلاستیک هستند (Dris et al., 2016). نرخ این ریزش جوی در مکان‌های نمونه‌برداری 2 تا 355 قطعه در مترمربع در روز گزارش شده است. 

فرض بر این است که این الیاف از چندین منبع از جمله البسه و خانه‌ها، تخریب ماکروپلاستیک‌ها و دفن و سوزاندن زباله‌ها نشأت می‌گیرد (Dris et al., 2016). به دلیل وزن پایین، میکروپلاستیک‌ها می‌توانند توسط باد به محیط زیست دریا منتقل شوند.

اثرات میکروپلاستیک‌ها بر موجودات زنده دریایی

میکروپلاستیک‌ها به صورت جهانی در محیط زیست دریایی مطالعه و گزارش شده‌اند (Bagheri et al., 202; Hedayati et al., 2022) مهم‌تر از همه، میکروپلاستیک‌ها می‌توانند آلاینده‌های آب‌گریز یا فلزات سنگین را از آب دریا جذب کنند و به طور بالقوه به عنوان یک حامل برای ورود این آلاینده‌ها به شبکه غذایی عمل کنند (Maoudi et al., 2022).

میکروپلاستیک‌ها و ماکروپلاستیک‌ها به صورت‌های مختلفی وارد بدن موجودات دریایی می‌شوند. به واسطه حضور گسترده و اندازه کوچک میکروپلاستیک‌ها، هم موجودات پلاژیک (سطح زی) و هم موجودات کفزی (بنتیک) از آن تغذیه می‌کنند. اثرات فیزیکی ناشی از خوردن میکروپلاستیک به طور گسترده گزارش شده است، از جمله آن می‌توان به پارگی و آسیب داخلی یا خارجی و انسداد دستگاه گوارش اشاره کرد که منجر به احساس سیری، زوال جسمی و مرگ بر اثر عدم تغذیه می‌شود (Abarghouei et al., 2021). 

انسداد دستگاه گوارش منجر به سیری کاذب می‌شود که متعاقباً منجر به اثراتی مانند کاهش تولید مثل، غرق شدن، کاهش اجتناب از شکارچیان، اختلال در توانایی تغذیه و مرگ می‌شود؛ همچنین احتمال جذب و تجمع ترکیبات بالقوه سمی در ذرات پلاستیکی و انتقال آنها از آب دریا به موجودات زنده نیز وجود دارد. چنین عوارض جانبی می‌تواند در موجودات دریایی کوچکتر مانند بی‌مهرگان از جمله زئوپلانکتون‌ها، صدف‌ها، بندپایان، میگو و کرم‌ها نیز اتفاق بیفتد.

مطالعات اخير، حضور ميکروپلاستيک‌ها را در همه سامانه‌هاي زیست‌محيطی دریا نشان می‌دهد، به طوري که بلع آنها توسط جانوران دریایی به دليل پيامدهاي نامطلوب بر اندامگان‌ها و نيز بوم‌سامانه‌هاي دریایی به وفور ثبت شده است (Hedayati et al., 2022).

بلع میکروپلاستیک‌ها توسط اندامگان‌های دریایی مختلف مانند زئوپلانکتون‌ها، دوکفه‌ای‌ها، ماهی‌ها و سخت‌پوستان، با انباشت در بافت‌ها و اندام‌های مختلف آنها مانند آبشش، سیستم گوارشی، روده، عضله و سیستم گردش خون ثبت شده است (Watts et al., 2014; Chua et al., 2014).

انتقال میکروپلاستیک‌ها از راه زنجیره‌های غذایی مانند انتقال در شبکه غذایی پلانکتون از راه زئوپلانکتون به ماهی و همچنین از صدف به خرچنگ و... صورت می‌گیرد(Hedayati et al., 2022; Farrell et al., 2013) که در نهایت وارد زنجیره غذایی/ شبکه غذایی انسان شده و منجر به تهدید سلامت انسان می‌شود (Abarghouei et al., 2021).

از سوی دیگر، انواع آلاینده‌هاي رهاشده از منابع شهري و روستایی مانند هيدروکربن‌ها، فلزات سنگين، ميکروپلاستيک‌ها و آفت‌کش‌ها در نهایت می‌تواند در رسوبات دریایی انباشته شده و فروکاهی سریع این بوم‌سامانه‌ها را در پی داشته باشد (Ruiz-Compean et al. 2017).

بنابراین ارزیابی آلودگی محيط‌هاي ساحلی و دریایی یکی از مهمترین چالش‌ها در بوم‌سم‌شناسی و مدیریت محيط زیست است.