Microplastics

آلاینده های محیط زیست یک مسئله جهانی بوده و از بزرگترین چالش های پیش روی بشر قلمداد می‌شوند. با افزایش جمعیت جهان، و مصرف منابع، میزان آلودگی بالقوه تولید شده نیز افزایش یافته که ما را با یک چالش بزرگ روبرو کرده است. بنا به تعریف، آلودگی محیط دریایی عبارت است از: فعالیت‌های انسانی که مواد و انرژی را به‌طور مستقیم یا غیرمستقیم به محیط‌زیست دریایی وارد می‌کنند و منجر به اثرات مخربی مانند آسیب به زندگی آبزیان و منابع دریایی، ممانعت از فعالیت‌های دریایی مانند ماهیگیری و سایر موارد قانونی استفاده از دریا، و افت کیفیت آب و منابع دریایی می‎شوند (FAO, 1991). آلاینده‌ها ممکن است باعث آسیب اولیه، با تأثیر مستقیم قابل شناسایی بر روی محیط، یا آسیب ثانویه به شکل اختلالات جزئی در تعادل شبکه غذایی زیستی شوند که فقط در دوره‌ های زمانی طولانی قابل تشخیص هستند (Ghani et al., 2015). کاهش آلودگی دریایی یک مسئله جهانی است که باید برای سلامت اقیانوس‌ها و جوامع و صنایعی که از آن استفاده می‌کنند، مورد توجه قرار گیرد. کاهش آلودگی دریایی کاری دشوار است، زیرا اقیانوس آن‌قدر وسیع است که تمیز کردن آن تقریباً غیرممکن به نظر می‌رسد. 

امروزه زباله‌های دریایی از بزرگترین آلاینده‌های دریایی محسوب می‌شوند که از مناطق ساحلی گرفته تا دریاهای آزاد یافت می شوند. بخش اعظم این زباله های دریایی را پلاستیک ‌ها تشکیل می‌دهند که به دلیل سمیت و همچنین ماندگاری بالای آنها در محیط ( ناشی از سرعت پایین تجزیه زیستی)، تهدید جدی برای سلامت اکوسیستم های دریایی محسوب می شوند. برخی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی فوق العاده جالب پلاستیک‌ها از قبیل هدایت دمایی کم، عایق الکتریسیته بودن، دوام بالا و همچنین قیمت پایین آنها منجر به استفاده روز افزون از آنها در صنعت شده است به حدی که میزان کل پلاستیک های تولید شده در سال 2020 بالغ بر  500 میلیون تن ارزیابی شده است. اگر روند جهانی تقاضای پلاستیک ادامه یابد، تخمین زده می شود که تا سال 2050 تولید جهانی پلاستیک سالانه به بیش از 1100 میلیون تن برسد (UNEP, 2021). محصولات پلاستیکی به طور گسترده در بسیاری از زمینه ها از قبیل بسته ‌بندی مواد (5/39% از کل تولید پلاستیک) ، مصالح ساختمانی (1/20%) ، قطعات خودرو (6/8٪) ، لوازم الکتریکی (7/5٪) و مواد کشاورزی (4/3٪) ، و بقیه شامل لوازم خانگی ، تجهیزات ورزشی و غیره .... کاربرد دارد. نتایج مطالعات نشان داده است که مقصد نهایی 60% از پلاستیک های تولید شده در جهان محیط‌ های دریایی می‌ باشند که از طریق تخلیه مستقیم زباله‌ به دریا‌، انتقال از طریق رواناب ها در اثر باران و همچنین گرد و غبار جوی به دریا منتقل می ‌شوند. 

به طورکلی، پلاستیک ها پلیمرهای آلی هستند که از زنجیره ای از اتم های کربن، با یا بدون اتصال اتم های اکسیژن، نیتروژن یا گوگرد تشکیل شده اند. این زنجیره ها شامل واحد های تکرار شونده زیادی هستند که از مونومرها تشکیل شده اند. هر زنجیره پلیمری از چندین هزار واحد تکرار شونده تشکیل شده است. پلاستیک ها معمولاً بر اساس ساختار شیمیایی ستون و زنجیره های جانبی پلیمر طبقه ‌بندی می‌شوند. گروه ‌های مهمی که در این روش طبقه ‌بندی می‌شوند شامل اکریلیک ‌ها، پلی استرها، سیلیکون‌ها، پلی‌ اورتان‌ ها و پلاستیک ‌های هالوژنه هستند. پلاستیک ها را می توان بر اساس ویژگی های فیزیکی آنها از جمله سختی، چگالی، استحکام کششی، مقاومت حرارتی و دمای انتقال شیشه طبقه بندی کرد. علاوه بر این، پلاستیک ‌ها را می ‌توان بر اساس مقاومت و واکنش‌های شان در برابر مواد و فرآیند های مختلف، مانند قرار گرفتن در معرض حلال ‌های آلی، اکسیداسیون و تشعشعات تجزیه کننده طبقه ‌بندی کرد. سایر طبقه بندی پلاستیک ها بر اساس کیفیت های مربوط به تولید یا طراحی محصول برای یک هدف خاص است. به عنوان مثال می توان به ترموپلاستیک ها، ترموست ها، پلیمرهای رسانا، پلاستیک های زیست تخریب پذیر، پلاستیک های مهندسی و الاستومرها اشاره کرد (Kent, 2008).

به بخشی از پلاستیک‌ها که اندازه ی آنها کوچکتر از mm 5 باشد، میکروپلاستیک اطلاق می‌ شود (Kor et al. 2021). میکروپلاستیک های موجود در محیط های دریایی ممکن است که در مبدا تولید دارای سایز کوچکتر از mm 5 بوده باشند که تحت عنوان میکروپلاستیک‌های اولیه شناخته می‌شوند که بیشتر در مواد شوینده بهداشتی و مواد آرایشی یافت می‌شوند. یا اینکه پلاستیک ‌های بزرگتر در محیط های دریایی تحت تاثیر عوامل فیزیکی، شیمیایی و یا تخریبات زیستی تکه تکه شده و به اندازه میکروپلاستیک درآمده باشند (میکروپلاستیک‌های ثانویه). تأثیر میکروپلاستیک بر روی جانوران دریایی عمدتاً به دو مسئله مربوط می شود: از یک طرف ، بعد از خوردن میکروپلاستیک ، این مواد می توانند در اندام های جانوران تجمع یابند، انسداد مکانیکی ایجاد کنند و از تغذیه یا تنفس آنها جلوگیری کنند ، که این یک تأثیر فیزیکی است. علاوه بر این، تأثیر شیمیایی بر زیست شناسی فرد نیز وجود دارد. میکروپلاستیک های موجود در محیط دریایی ممکن است در محدوده مطلوب اندازه طعمه طیف وسیعی از موجودات دریایی قرار گیرند و تهدیدی بالقوه برای حفظ تنوع زیستی و عملکرد اکوسیستم به شمار می رود. بعد از بلعیدن میکروپلاستیک، این مواد می‌توانند در اندام های موجودات تجمع یافته و انسداد مکانیکی ایجاد کنند و از تغذیه یا تنفس آنها جلوگیری کنند. از طرف دیگر، در اثر فرآیندهای هوازدگی طبیعی، تغییراتی در اندازه، رنگ و مورفولوژی میکروپلاستیک‎ها در محیط آبی ایجاد می‌شود که منجر به آزادسازی مواد شیمیایی به آب می شود. مطالعات مختلف نشان داده است که میکروپلاستیک ها می توانند حاوی آلاینده های آلی پایدار (POPs) ، مانند بی فنیل پلی کلرینه (PCB) باشند (Ory et al., 2017). میکروپلاستیک ‎ها دارای طبیعت لیپوفیلی (چربی دوست) هستند و توانایی جذب آلاینده‌ها را دارند. مواد دارویی، پلی کلر بیفنیل ‎ها (PCB)، آلاینده‌ های آلی پایدار (POPs)، هیدروکربن‌ های آروماتیک چند حلقه‌ای (PAHs) و فلزات سنگین در سطح آن‌ها جذب می‌ شوند. بنابراین میکروپلاستیک به ‌عنوان منبع و عاملی برای انتقال آلاینده ‌های مضر در آب ‌های دریایی و آب ‌های شیرین عمل می‌کنند. با توجه به افزایش چشمگیر استفاده از میکروپلاستیک در صنعت پزشکی به‌ عنوان حامل مهم مواد دارویی و کاربرد آن‌ها در محصولات مراقبت شخصی، بدیهی است که میکروپلاستیک‎ها می‌توانند مستقیماً به ‌عنوان بخشی از زباله ‌های پزشکی به آب‌ های دریایی منتقل شوند. میکروپلاستیک ‌ها می توانند تأثیرات منفی روی فیتوپلانکتون، زئوپلانکتون، ماهی‌ ها و موجودات بزرگ دریایی چه در سطح مولکولی، سلولی و یا سطح جمعیت (به عنوان مثال، تولید مثل، رشد، فعالیت تغذیه ای) داشته باشند. گزارش ‌های متعددی از حضور میکروپلاستیک‌ها در زئوپلانکتون ها، خرچنگ‌ ها، حلزون ها، ماهیان و حتی سیستم گوارش پرندگان دریایی وجود دارد. 

امروزه موضوع آلودگی میکروپلاستیک در محیط زیست دریایی توجه فزاینده‌ ای را از سوی دانشمندان، مردم و سیاست گذاران در چند سال اخیر به خود جلب کرده است. به نظر می‌رسد که مدیریت مؤثر آلودگی در منبع آن، راهی موثر برای کاهش آلودگی و حفاظت از اقیانوس است. استراتژی ‌هایی که به‌ صورت محلی، ملی و جهانی برای جلوگیری یا کاهش چشمگیر ورودی‌ های آلودگی در ترکیب با حذف آلاینده ‌ها از محیط‌زیست دریایی اجرا می‌شوند، امکان ادامه حیات و فرآیند های سالم اقیانوسی را در آینده فراهم خواهند کرد. با این ‌حال، چنین استراتژی ‌هایی باید در مقیاس جهانی جمعی اجرا شوند و آلودگی را در فواصل کلیدی از زمان ایجاد تا استفاده و دفع آن‌ها هدف قرار دهند (Willis et al., 2021). 

منابع:

FAO. (1991). Reducing environmental impacts of coastal aquaculture. Gesamp reports and studies No.47. https://www.fao.org/3/u3100e/U3100e00.htm

Ghani, S. A. A. (2015). Trace metals in seawater, sediments and some fish species from Marsa Matrouh Beaches in north-western Mediterranean coast, Egypt. The Egyptian Journal of Aquatic Research, 41(2), 145-154.

Kent R. (2008).  "Periodic Table of Polymers". Plastics Consultancy Network. Archived from the original on 2008-07-03. 

Kor, K., Ghazilou, A., Ershadifar, H., 2020. Microplastic pollution in the littoral sediments of the northern part of the Oman Sea. Mar. Pollut. Bull. 155, 111166.

Ory, N. C., Sobral, P., Ferreira, J. L., & Thiel, M. (2017). Amberstripe scad Decapterus muroadsi (Carangidae) fish ingest blue microplastics resembling their copepod prey along the coast of Rapa Nui (Easter Island) in the South Pacific subtropical gyre. Science of the Total Environment, 586, 430-437.

UNEP, (2021). Environment, U. N. (2021-10-21). "Drowning in Plastics – Marine Litter and Plastic Waste Vital Graphics". UNEP - UN Environment Programme. Retrieved 2022-03-21. 

Willis, K. A., Serra-Gonçalves, C., Richardson, K., Schuyler, Q. A., Pedersen, H., Anderson, K., ... & Puskic, P. S. (2022). Cleaner seas: reducing marine pollution. Reviews in fish biology and fisheries, 32(1), 145-160.