تظهر الأبحاث الحديثة من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) أن أحد العوامل الرئيسية في تحديد مواقع تراكم الجسيمات الدقيقة يتعلق بوجود البيوفيلم. هذه الطبقات الرقيقة من البيوبوليمر اللزجة يتم إنتاجها من قبل الكائنات الدقيقة ويمكن أن تتراكم على الأسطح، بما في ذلك على طول قيعان الأنهار الرملية أو الشواطئ. وتبين الدراسة أن الجسيمات الدقيقة أقل احتمالاً للتراكم في الرواسب المشبعة بالبيوفيلم، لأنها إذا ما سقطت هناك، فإنها تكون أكثر عرضة لإعادة التعليق بواسطة الماء المتدفق ونقلها بعيدًا.
تأثير البيوفيلم على تراكم الجسيمات الدقيقة
تُظهر الأبحاث أن الجسيمات الدقيقة يمكن أن تكون أقل عرضة للتراكم في الأماكن التي تحتوي على بيوفيلم. هذا لأن البيوفيلم يملأ الفراغات بين الحبيبات الرملية، مما يترك مساحة أقل للجسيمات الدقيقة للانغماس فيها. وبذلك، تكون الجسيمات أكثر عرضة للتعليق مرة أخرى وحملها بالمياه المتدفقة.
هذه الظاهرة تمثل نقلة نوعية في فهم كيفية تأثير العوامل البيئية على تراكم الجسيمات الدقيقة، بما في ذلك الميكروبلاستيك، والذي يشكل مصدر قلق بيئي متزايد في جميع أنحاء العالم.
التجارب المخبرية
تضمنت الأبحاث استخدام خزان تدفق مبطن بالرمل الناعم، وأحيانًا مع أنابيب بلاستيكية عمودية تحاكي وجود جذور المانغروف. في بعض التجارب، كان السرير يتكون من رمل نقي، وفي أخرى كان الرمل مختلطًا بمادة بيولوجية لمحاكاة البيوفيلم الطبيعي الموجود في العديد من البيئات النهرية والساحلية.
تم ضخ الماء المخلوط بجسيمات بلاستيكية دقيقة عبر الخزان لمدة ثلاث ساعات، ثم تم تصوير سطح السرير تحت الضوء فوق البنفسجي الذي يجعل الجسيمات البلاستيكية تتوهج، مما أتاح قياسًا كميًا لتركيزها.
نتائج الدراسة
كشفت النتائج عن ظاهرتين مختلفتين تؤثران على مدى تراكم البلاستيك على الأسطح المختلفة. حول القضبان التي تمثل الجذور فوق الأرض، منعت الاضطراب ترسيب الجسيمات. بالإضافة إلى ذلك، كلما زاد مقدار البيوفيلم المحاكي في سرير الرواسب، انخفض تراكم الجسيمات.
استنتج الباحثون أن البيوفيلم يملأ الفراغات بين حبيبات الرمل، مما يجعل الجسيمات المترسبة أكثر عرضة للقوى التي يولدها التدفق، مما يسهل إعادة تعليقها. في قناة ذات نفس ظروف التدفق والنباتات وسرير الرمل، إذا كانت واحدة بدون EPS وأخرى بها، فإن واحدة بدون EPS لديها معدل ترسيب أعلى بكثير من تلك التي تحتوي على EPS.
التطبيقات البيئية
توضح هذه الدراسة كيف يمكن للبيوفيلم أن يؤثر على توزيع الميكروبلاستيك في البيئة. في النظم البيئية للمانغروف، على سبيل المثال، قد تتجمع الميكروبلاستيك بشكل تفضيلي في الحواف الخارجية، التي تميل إلى أن تكون رملية، في حين أن المناطق الداخلية تحتوي على رواسب تحتوي على المزيد من البيوفيلم.
هذا العمل يقترح أن المناطق الرملية الخارجية قد تكون مناطق ساخنة محتملة لتراكم الميكروبلاستيك، ويمكن جعلها أولوية للمراقبة والحماية.
الخاتمة
تسلط هذه الدراسة الضوء على الدور الحاسم للبيوفيلم في التأثير على تراكم الجسيمات الدقيقة، بما في ذلك الميكروبلاستيك. من خلال فهم كيفية تأثير البيوفيلم على توزيع هذه الجسيمات، يمكن للعلماء والباحثين تحسين استراتيجياتهم في مراقبة وإدارة التلوث بالجسيمات الدقيقة في البيئة. كما توفر هذه النتائج إطارًا لفهم أفضل لأماكن تجمع البلاستيك الدقيق، مما يساعد في توجيه الجهود الرامية إلى الحد من التلوث البيئي.
