باران پلاستیک؛ باران اسیدی جدید

سالانه بیش از هزار تن میکروپلاستیک در ۱۱ منطقه‌ی حفاظت‌شده‌ی آمریکا فرو می‌ریزد که معادل بیش از ۱۲۰ میلیون بطری پلاستیکی آب است.

در پارک‌های ملی غرب کشور آمریکا، جاشوا تری، گرند کانیون و برایس کنیون قدم بزنید و هوای تازه را تنفس کنید. این‌ها سرزمین‌های دست‌نخورده‌ای هستند که درمجموع نمونه‌ی عالی از داستان حفاظت آمریکایی به‌شمار می‌روند. با‌این‌حال تهدیدی نامرئی درحال وزیدن ازطریق هوا و ریزش ازطریق قطرات باران است: ذرات میکروپلاستیک، تکه‌های کوچک (طبق تعریف، دارای طول کمتر از ۵ میلی‌متر) از بطری‌های پلاستیکی تکه‌تکه شده و میکروفیبرهای حاصل‌از پوسیدگی پارچه‌ها، آلاینده‌هایی هستند که در سیستم‌های اتمسفری زمین گرفتار شده و در سرزمین‌های دست‌نخورده به زمین می‌نشینند.

به‌تازگی پژوهشگران در مقاله‌ای که در مجله‌ی Science منتشر شده است، خبر از کشف بهت‌آوری داده‌اند. آن‌ها پس از جمع‌آوری نمونه‌های آب باران و هوا به‌مدت ۱۴ ماه، محاسبه کردند که هر سال بیش از هزار تن ذرات میکروپلاستیک در ۱۱ منطقه‌ی محافظت‌شده در غرب آمریکا به زمین می‌نشیند. این مقدار معادل بیش از ۱۲۰ میلیون بطری پلاستیکی آب می‌شود.

جانیس براهنی، دانشمند محیط زیست در دانشگاه ایالتی یوتا که نویسنده‌ی اصلی مقاله است، می‌گوید: «ما این کار را فقط برای بخشی از مناطق حفاظت‌شده در غرب انجام دادیم که تنها ۶ درصد از کل منطقه‌ی آمریکا را شامل می‌شود. رقم حاصل بسیار بزرگ بود، این تکان‌دهنده است.»

نتایج مطالعه‌ی جدید تایید‌کننده‌ی یک سناریوی جهنمی است: میکروپلاستیک‌ها در سرتاسر جهان همراه باد به حرکت درآمده و در مناطقی مانند شمالگان و رشته‌کوه پیرنه فرانسه که فرض می‌شود پاک هستند، به زمین می‌نشینند. آن‌ها ازطریق فاضلاب وارد اقیانوس‌ها می‌شوند و اکوسیستم‌های عمق دریا را آلوده می‌کنند و حتی از آب خارج شده و همراه نسیم‌های دریایی به خشکی می‌آیند. اکنون در غرب آمریکا و احتمالا در نقاط دیگر جهان با توجه به این که این‌ فرایندها، فرایندهای بنیادی اتمسفری هستند، ذرات مذکور به شکل باران پلاستیک و به‌عبارتی، باران اسیدی جدیدی می‌بارند.

باران پلاستیکی می‌تواند نسبت‌به باران اسیدی که نتیجه‌ی انتشار سولفور‌ دی‌اکسید و نیتروژن اکسید است، مشکل خطرناک‌تری باشد. آمریکا و کشورهای دیگر با استفاده از نصب اسکرابرها در نیروگاه‌ها برای کنترل سولفور‌ دی‌اکسید و مبدل‌های کاتالیزوری در خودروها برای کنترل نیتروژن اکسید، طی چند دهه‌ی اخیر موفق به کاهش مشکل اسیدسازی شده‌اند. اما میکروپلاستیک‌ها درحال‌حاضر حتی دورافتاده‌ترین محیط‌ها را نیز آلوده کرده‌اند و راهی برای پاک‌سازی آب یا خشکی یا هوا از این ذرات وجود ندارد. این مواد هر جایی هستند و چیزی مانند یک پلاستیک‌رُبا وجود ندارد که بتوانیم آن‌ها را از اقیانوس‌ها خارج کنیم.

چیزی که موجب می‌شود پلاستیک تا این اندازه مفید باشد (یعنی سختی آن)، همان چیزی است که آن را به یک آلاینده‌ی نگران‌کننده تبدیل می‌کند: درواقع پلاستیک هیچ‌گاه از بین نمی‌رود بلکه به تکه‌های ریزتری می‌شکند که به گوشه‌های کوچک‌تر زمین هم نفوذ پیدا می‌کند. بدتر از این، پیش‌بینی می‌شود که ضایعات پلاستیکی تا سال ۲۰۳۰ از ۲۶۰ میلیون تن به ۴۶۰ میلیون تن در سال برسد. پیوستن تعداد بیشتری از مردم به طبقه‌ی متوسط در کشورهای درحال توسعه‌ی اقتصادی به‌معنای مصرف‌گرایی بیشتر و بسته‌بندی پلاستیکی بیشتر است.

_{تکه‌های بسیار ریز پلاستیک که از مناطق دورافتاده‌ی غرب آمریکا جمع‌آوری شدند}

پژوهشگران برای تعیین وسعت مشکل آلودگی میکروپلاستیکی در غرب آمریکا، از جمع‌کننده‌هایی در ۱۱ پارک ملی و منطقه‌ی حفاظت‌شده استفاده کردند و هم از باران و هم از هوا نمونه‌برداری کردند. هرکدام از جمع‌کننده‌ها یک سطل خیس برای جمع‌آوری آب باران و یک سطل خشک برای جمع‌آوری هوا داشت. یک حسگر بارش باران را تشخیص می‌دهد و درحالی‌که درب سطل خشک را می‌بندد، درب سطل خیس را باز می‌کند. برعکس زمانی که هوا آفتابی است، سطل خشک می‌تواند ذرات میکروپلاستیک همراه با باد را جمع‌آوری کند، درحالی‌که سطل خیس بسته می‌ماند. پژوهشگران همچنین منشا هر طوفانی را که باران آن را جمع‌آوری کرده بودند، مدل‌سازی کردند و وسعت شهرهایی را که طوفان قبل از ریزش آب و میکروپلاستیک‌ها در سطل خیس از آن عبور کرده بود، مورد بررسی قرار دادند. به‌طورکلی، ۹۸ درصد از نمونه‌های جمع‌آوری شده در طول یک سال حاوی ذرات میکروپلاستیک بودند و به‌طور متوسط، ۴ درصد از ذرات اتمسفری به دام افتاده، پلیمرهای مصنوعی بودند. ذراتی که همراه باران می‌افتادند، از ذراتی که به‌وسیله‌ی باد فرود می‌آمدند، بزرگ‌تر بودند. ذرات سبک‌تر راحت‌تر در جریان‌های هوا گرفتار می‌شوند.

میکروفیبرها حاصل‌از منابعی نظیر پارچه‌های پلی‌استر، ۶۶ درصد از مواد مصنوعی موجود در نمونه‌های خیس و ۷۰ درصد از مواد مصنوعی موجود در نمونه‌های خشک را تشکیل می‌دادند. براهنی می‌گوید: «من کاملا شوکه شدم وقتی قطعات کوچک دارای رنگ روشن پلاستیکی را تقریبا در هر نمونه‌ای می‌دیدم.» علاوه‌بر‌این، تیم قادر نبود با استفاده از تجهیزات خود ذرات روشن یا سفید و الیاف را بشمرد، بنابراین احتمالا برآورد آن‌ها محتاطانه است.

براهنی و همکارانش با بررسی مسیر طوفان‌هایی که نمونه‌های میکروپلاستیک خیس را ته‌نشین کرده بود، توانستند ترسیم کنند که چگونه سیستم‌های هوایی ذرات را منتقل می‌کنند. برای مثال، بادها ممکن است ذرات پلاستیک را در یک منطقه‌ی شهری از روی زمین بلند کنند و قبل از اینکه بار دیگر آن‌ها را به زمین بنشانند، آن‌ها را در مسیر خود جا‌به‌جا کنند. براهنی می‌گوید: «باران در زدودن اتمسفر از هر چیزی که درون آن است، بسیار موثر عمل می‌کند. بنابراین مقدار زیادی گر‌دو‌غبار و پلاستیک می‌تواند در اتمسفر وجود باشد و طوفان باران آن‌ها را خواهد شست.» ذرات میکروپلاستیک می‌توانند حتی به‌عنوان هسته‌های میعان عمل کنند یعنی ذرات ریزی که بخار آب را برای تشکیل ابر به خود جذب می‌کنند.

ازطرف‌دیگر، به‌نظر می‌رسد که ذرات خشک مسافت‌های طولانی‌تری را طی کنند. اندازه‌ی کوچک‌تر این ذرات حاکی از آن است که آن‌ها راحت‌تر با باد حمل می‌شوند و به‌جای گیر افتادن در طوفان‌ها که پدیده‌ی محلی‌تری هستند، صدها و شاید هزاران مایل جا‌به‌جا می‌شوند (درنظر بگیرید که گردو‌غبار صحرای بزرگ آفریقا به‌آسانی همراه باد در سرتاسر اقیانوس اطلس حرکت می‌کند و در جنگل‌های بارانی آمازون سقوط می‌کند). البته، میکروپلاستیک‌ها احتمالا به‌علت چگالی کمتر نسبت‌به ذرات خاک، مسافت‌های طولانی‌تری را طی می‌کنند. براهنی می‌گوید: «ما روابطی را با موقعیت جریان جتی دیدیم که نشان می‌دهد توده‌های هوای کنترل‌کننده‌ی نشست ذرات در ارتفاع بالایی از اتمسفر قرار دارند.»

این یافته‌ها با آنچه سایر دانشمندان در نقاط دیگر جهان می‌بینند، مطابقت دارد: تکه‌های کوچک پلاستیک (عمدتا الیاف مصنوعی حاصل از پارچه‌ها) در باد گرفتار می‌شوند و در مسافت‌های طولانی و وسیع پراکنده شده و زیستگاه‌های سابقا دست‌نخورده را آلوده می‌کنند. برای مثال، به‌نظر می‌رسد که میکروپلاستیک‌ها از شهرهای اروپا به شمالگان رسیده باشند.

پژوهش جدید با موضوع نگران‌کننده‌ی دیگری نیز همراه است: ۳۰ درصد از ذرات نمونه‌ها میکروبیدها بودند. میکروبیدها ذرات مصنوعی ریز کروی‌شکلی هستند که آمریکا در سال ۲۰۱۵ استفاده از آن‌ها را در محصولات زیبایی ممنوع اعلام کرد. اگرچه میکروبیدهای موجود در نمونه‌ها به‌طورکلی کوچک‌تر از میکروبیدهایی بودند که در این محصولات دیده می‌شوند. براهنی می‌گوید: «ما شاهد تعداد زیادی میکروبید با انواع مختلف رنگ‌ها بودیم که برخی از آن‌ها از جنس اکریلیک بودند.» این امر موجب شد پژوهشگران چنین حدس بزنند که میکروبیدها از رنگ‌ها و روکش‌های صنعتی منشا می‌گیرند. اگر این‌ مواد پاشیده شوند، به‌آسانی می‌توانند میکروبیدها را در اتمسفر پرتاب کنند و سپس این ذرات همراه باد به مناطق دور برده می‌شوند. اگر این مساله تایید شود، احتمالا همان ممنوعیت اعمال‌شده درمورد محصولات زیبایی دراین مورد نیز اعمال خواهد شد. با‌این‌حال اگر یک کشور استفاده از میکروبیدها در رنگ‌ها را ممنوع کند، این ذرات می توانند به‌راحتی و ازطریق باد از کشور همسایه وارد شود.

_{یک میکروبید کوچک جمع‌آوری شده در غرب آمریکا. مقیاس در این جا میکرومتر یا یک میلیونیوم متر است}

موضوع نگران‌کننده‌تر اینکه میکروپلاستیک‌ها درنهایت به نانوپلاستیک‌ها می‌شکنند. نانوپلاستیک‌ها قطعات بسیار کوچکی هستند که پژوهشگران ممکن است بدون تجهیرات مناسب قادر به تشخیص آن‌ها نباشند. براهنی می‌گوید: «من نمی‌توانستم چیزی را که کوچک‌تر از چهار میکرون است، ببینم اما این بدان معنا نیست که این در آن‌جا نبود. فقط این که نمی‌توانیم آن‌ها را با چشم ببینیم، به این معنا نیست که درحال تنفس کردن آن‌ها نیستیم.» دانشمندان هنوز نمی‌دانند که استنشاق میکروبیدها ازنظر سلامتی چه پیامدهایی دارد، اما منطقی است که فرض کنیم سودمند نیست.

قطعات پلاستیک معمولا با گذشت زمان اجزای شیمیایی خود را فروشویی می‌کنند و مشخص شده است که میکروب‌هایی نظیر ویروس‌ها و باکتری‌ها را حمل می‌کنند. پژوهشگران به‌تازگی درحال کاوش پیامدهای این مساله برای موجودات دیگر هستند: مطالعه‌ای که اوایل سال جاری منتشر شد، نشان می‌داد که خرچنگ‌های گوشه‌گیری که درمعرض میکروپلاستیک های قرار می‌گیرند، در انتخاب پوسته‌های جدیدی که برای بقای آن‌ها حیاتی است، دچار مشکل می‌شوند.

در خاک‌های پارک‌های ملی آمریکا، ورود پلاستیک‌ها می‌تواند اثرات آبشاری داشته باشد. استیو آلن، پژوهشگر میکروپلاستیک‌ها از دانشگاه استرثکلاید که در پژوهش جدید مشارکتی نداشته است، می‌گوید:

این نه تنها می‌تواند مجرای گوارشی جانوران کوچکی نظیر کرم‌ها را مسدود کند، بلکه همچنین مواد شیمیایی که رو و درون این پلاستیک‌ها وجود دارند، می‌توانند روی خاک اثر بگذارند. بخش زیادی از این مساله هنوز در حد تئوری است و ماهنوز در تلاش برای درک این مساله هستیم.

براهنی و همکارانش خاطرنشان کردند که میکروپلاستیک‌ها ممکن است خصوصیات حرارتی خاک برای مثال نحوه‌ی جذب و ذخیره‌ی گرما توسط خاک را تغییر دهند. آن‌ها همچنین ممکن است منجر به رشد بیشتر یا کمتر میکروب‌هایی شوند که به‌طور معمول در آن‌جا زندگی می‌کنند، جوامع میکروبی را مجددا سازماندهی کرده و شیوه‌ی گردش مواد مغذی خاک را تغییر دهند. میکروپلاستیک‌ها ممکن است همچنین نحوه‌ی حرکت آب در این خاک‌ها را تغییر دهند.

اما جدا از این ناشناخته‌های فراوان، این پژوهش نکته‌ی مهمی را درمورد چرخه‌ی زندگی میکروپلاستیک‌ها آشکار می‌کند. مدت‌ها است دانشمندان در تلاش برای درک این موضوع هستند که سرنوشت آلودگی پلاستیکی جهان چیست و آیا آن‌ها واقعا در محیط زیست ناپدید می‌شوند. اما مطالعاتی نظیر مطالعه‌ی جدید نشان می‌دهند که این مواد درواقع هرگز از میان نمی‌روند و فقط به قطعات ریزتری تبدیل می‌شوند که در سرتاسر جهان پراکنده می‌شوند و شاید سال‌های زیادی را درحال گردش در سیستم‌های مختلف یعنی هوا، خاک و دریا باشند.

برای مثال دانشمندان کشف کرده‌اند که جریان‌ها ذرات میکروپلاستیک را به اکوسیستم‌های عمق دریا می‌برند و وقتی جریان کند می‌شود، ذرات معلق سقوط کرده و روی بستر دریا قرار می‌گیرند. ایان کین، دانشمند علوم زمین از دانشگاه منچستر می‌گوید:

جریان‌های عمیق دریا اساسا همچون جریان‌های اتمسفری رفتار می‌کنند. آن‌ها بخشی از الگوی جریان چرخشی جهانی هستند و ذرات براساس شکل و چگالی جا‌به‌جا می‌شوند. بنابراین این همان فرایند است. آن‌چه نویسندگان مطالعه‌ی جدید دریافتند، این است که ذرات سنگین‌تر معمولا در شرایط مرطوب‌تر سقوط می‌کنند.

پژوهش دیگری که ماه گذشته به‌وسیله‌ی استیو آلن و همسرش دیونی آلن که وی نیز پژوهشگر حوزه‌ی میکروپلاستیک از دانشگاه استرثکلاید است، منتشر شد، نشان می‌داد که اقیانوس‌ها درحال بالا آوردن ذرات میکروپلاستیک هستند و این ذرات همراه نسیم‌های دریایی روی سواحل معلق می‌مانند. پیش‌ازاین، اعتقاد بر این بود که وقتی میکروپلاستیک‌ها ازطریق فاضلاب روانه‌ی دریا می‌شوند، در آن‌جا می‌مانند. براین‌اساس، ممکن است معلوم شود که میکروپلاستیک‌هایی که در خاک فرود می‌آیند، نیز در جای خود نمی‌مانند. دیونی آلن می‌گوید: «این ذرات ممکن است ساکن نبوده و در جای خود نمانند. برخی از آن‌ها درنهایت به سطح ایستابی ما می‌رسند، برخی از آن‌ها به دلیل فرسایش حرکت می‌کنند یا دوباره به اتمسفر بازمی‌گردند.»

هنوز نادانسته‌های زیادی در مورد چرخه‌ی میکروپلاستیک وجود دارد اما چیزی که روشن است این است که این مساله دیگر بازگشت‌پذیر نیست.