في دراسة جديدة رائدة، اكتشف الباحثون أن المياه المعبأة التي تباع في المتاجر يمكن أن تحتوي على 10 إلى 100 مرة من قطع البلاستيك أكثر مما كان مقدرا سابقا – وهي جسيمات نانوية متناهية الصغر بحيث لا يمكن رؤيتها تحت المجهر.
ويقول الخبراء إن المواد البلاستيكية النانوية، التي يبلغ طولها 1000 جزء من متوسط عرض شعرة الإنسان، صغيرة جدًا بحيث يمكنها الانتقال عبر أنسجة الجهاز الهضمي أو الرئتين إلى مجرى الدم، لتوزيع مواد كيميائية اصطناعية قد تكون ضارة في جميع أنحاء الجسم وفي الخلايا.
يحتوي لتر واحد من الماء – أي ما يعادل زجاجتين من المياه المعبأة في زجاجات ذات حجم قياسي – على ما متوسطه 240 ألف جزيء بلاستيكي من سبعة أنواع من البلاستيك، تم تحديد 90٪ منها على أنها مواد بلاستيكية نانوية والباقي عبارة عن مواد بلاستيكية دقيقة، وفقًا للدراسة الجديدة.
المواد البلاستيكية الدقيقة عبارة عن شظايا بوليمر يمكن أن يتراوح حجمها من أقل من 0.2 بوصة (5 ملم) إلى 1/25000 من البوصة (1 ميكرومتر). وأي شيء أصغر هو عبارة عن بلاستيك نانوي يجب قياسه بجزء من مليار من المتر.
“يجب أن أقول إن هذه الدراسة مثيرة للإعجاب للغاية. وقالت شيري “سام” ماسون، مديرة الاستدامة في ولاية بنسلفانيا بيرند في إيري بولاية بنسلفانيا، والتي لم تشارك في الدراسة: “إن مجموعة العمل التي قاموا بها في هذا الأمر كانت عميقة جدًا حقًا … أود أن أسميها رائدة”.
وقال ماسون إن الاكتشاف الجديد يعزز نصيحة الخبراء القديمة بشرب ماء الصنبور من الزجاج أو الأوعية المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ لتقليل التعرض. وأضافت أن هذه النصيحة تمتد إلى الأطعمة والمشروبات الأخرى المعبأة بالبلاستيك أيضًا.
وقالت: “لا يعتقد الناس أن البلاستيك يتساقط، لكنهم يفعلون ذلك”. “بنفس الطريقة التي نتخلص بها باستمرار من خلايا الجلد، فإن البلاستيك يتخلص باستمرار من الأجزاء الصغيرة التي تتكسر، كما هو الحال عندما تفتح تلك الحاوية البلاستيكية للسلطة التي اشتريتها من المتجر أو الجبن الملفوف بالبلاستيك.”
كم عدد المواد البلاستيكية النانوية الموجودة؟
كان ماسون هو المؤلف المشارك لدراسة أجريت عام 2018 والتي اكتشفت لأول مرة وجود المواد البلاستيكية الدقيقة والنانوية في 93% من عينات المياه المعبأة التي تبيعها 11 علامة تجارية مختلفة في تسعة بلدان.
وفي تلك الدراسة السابقة، وجد ماسون أن كل لتر من الماء الملوث يحتوي في المتوسط على 10 جزيئات بلاستيكية أعرض من شعرة الإنسان، إلى جانب 300 جزيء أصغر. ولكن قبل خمس سنوات، لم تكن هناك طريقة لتحليل تلك البقع الصغيرة أو اكتشاف ما إذا كان هناك المزيد.
“ليس الأمر أننا لم نكن نعلم بوجود المواد البلاستيكية النانوية. وأوضح ماسون: “لم نتمكن من تحليلها”.
وفي الدراسة الجديدة، التي نشرت يوم الاثنين في مجلة Proceedings of the National Academy of Sciences، قدم باحثون من جامعة كولومبيا تقنية جديدة يمكنها رؤية وحساب وتحليل التركيب الكيميائي للجسيمات النانوية في المياه المعبأة في زجاجات.
وبدلاً من 300 قطعة لكل لتر، وجد الفريق الذي يقف وراء الدراسة الأخيرة أن العدد الفعلي للقطع البلاستيكية في ثلاث علامات تجارية مشهورة للمياه تباع في الولايات المتحدة يتراوح بين 110.000 و370.000، إن لم يكن أعلى. (رفض المؤلفون ذكر العلامات التجارية للمياه المعبأة التي درسوها).
ومع ذلك، فإن التكنولوجيا الجديدة كانت في الواقع قادرة على رؤية ملايين الجسيمات النانوية في الماء، والتي يمكن أن تكون “جسيمات نانوية غير عضوية، وجزيئات عضوية وبعض الجزيئات البلاستيكية الأخرى ليست من بين أنواع البلاستيك السبعة الرئيسية التي درسناها”، كما قال المؤلف المشارك والكيميائي البيئي بيزان يان. أستاذ باحث مشارك في مرصد لامونت دوهرتي للأرض بجامعة كولومبيا.
وقالت جين هوليهان، مديرة الأبحاث في منظمة “أطفال أصحاء” في “برايت فيوتشرز”، وهو تحالف من المنظمات غير الربحية والعلماء والمانحين الملتزمين بالحد من إنجاب أطفال أصحاء، إن التقنيات الجديدة المبتكرة المقدمة في الدراسة تفتح الباب لمزيد من البحث لفهم المخاطر المحتملة على صحة الإنسان بشكل أفضل. التعرض للمواد الكيميائية السامة للأعصاب، الذين لم يشاركوا في الدراسة.
وقال هوليهان في رسالة بالبريد الإلكتروني: “إنها تشير إلى تعرض الإنسان على نطاق واسع لجزيئات بلاستيكية صغيرة تشكل مخاطر غير مدروسة إلى حد كبير”. “قد يواجه الرضع والأطفال الصغار أكبر المخاطر، لأن أدمغتهم وأجسامهم النامية غالبًا ما تكون أكثر عرضة للتأثيرات الناجمة عن التعرض للسموم.”
مخاطر على صحة الإنسان
يقول الخبراء إن المواد البلاستيكية النانوية هي أكثر أنواع التلوث البلاستيكي إثارة للقلق على صحة الإنسان. وذلك لأن الجزيئات الصغيرة يمكن أن تغزو الخلايا والأنسجة الفردية في الأعضاء الرئيسية، مما قد يؤدي إلى مقاطعة العمليات الخلوية وترسب مواد كيميائية اختلال الغدد الصماء مثل البيسفينول والفثالات ومثبطات اللهب والمواد المتعددة الفلور أو PFAS والمعادن الثقيلة.
“يتم استخدام كل هذه المواد الكيميائية في تصنيع البلاستيك، لذلك إذا شق البلاستيك طريقه إلينا، فإنه يحمل معه تلك المواد الكيميائية. وأوضح ماسون أن درجة حرارة الجسم أعلى من الخارج، فإن تلك المواد الكيميائية سوف تهاجر من هذا البلاستيك وينتهي بها الأمر في أجسامنا.
وقال ماسون: “يمكن أن تنتقل المواد الكيميائية إلى الكبد والكلية والدماغ، بل وتشق طريقها عبر حدود المشيمة وتنتهي في الجنين”.
وفي دراسات أجريت على الفئران الحوامل، وجد الباحثون مواد كيميائية بلاستيكية في الدماغ والقلب والكبد والكلى والرئتين للجنين النامي بعد 24 ساعة من تناول الأم الحامل أو تنفسها لجزيئات بلاستيكية، كما قالت المؤلفة المشاركة في الدراسة فيبي ستابلتون، الأستاذة المساعدة في علم الصيدلة وعلم الأحياء. علم السموم في كلية إرنست ماريو للصيدلة بجامعة روتجرز في بيسكاتواي، نيو جيرسي.
وقال ستابلتون: “تم العثور على مواد بلاستيكية دقيقة ونانوية في المشيمة البشرية في هذه المرحلة. “لقد تم العثور عليها في أنسجة الرئة البشرية. لقد تم العثور عليها في البراز البشري. لقد تم العثور عليها في دم الإنسان.
بالإضافة إلى المواد الكيميائية والمعادن السامة التي قد يحملها البلاستيك، هناك مجال آخر غير مدروس نسبيًا وهو ما إذا كان البوليمر البلاستيكي نفسه يضر الجسم أيضًا.
وقال ماسون: “إن الحدود الجديدة في مجال البلاستيك هي فهم البوليمرات – الجزء البلاستيكي من البلاستيك”. “لقد كانت قدرتنا محدودة للغاية على فهم التأثير المحتمل للبوليمرات على صحة الإنسان لأننا لم نتمكن من اكتشافه حتى هذا المستوى. والآن، ومع هذا النهج الجديد، سنكون قادرين على البدء في القيام بذلك.
وتواصلت CNN مع الرابطة الدولية للمياه المعبأة، التي تمثل الصناعة، للرد على نتائج الدراسة.
وقال متحدث باسم الجمعية لشبكة CNN عبر البريد الإلكتروني: “هذه الطريقة الجديدة تحتاج إلى مراجعة كاملة من قبل المجتمع العلمي ويجب إجراء المزيد من الأبحاث لتطوير طرق موحدة لقياس وتحديد كمية المواد البلاستيكية النانوية في بيئتنا”.
“يوجد حاليًا نقص في الأساليب الموحدة ولا يوجد إجماع علمي حول التأثيرات الصحية المحتملة للجسيمات النانوية والبلاستيكية الدقيقة. ولذلك، فإن التقارير الإعلامية حول وجود هذه الجزيئات في مياه الشرب لا تفعل شيئا أكثر من تخويف المستهلكين دون داع.
ما هي المواد البلاستيكية التي تبتلعها؟
تعتمد الطريقة الجديدة للدراسة لتحديد الجسيمات النانوية في المياه المعبأة على نسخة معدلة من تحليل رامان الطيفي، وهي تقنية تعتمد على الليزر يمكنها تحليل التركيب الكيميائي للخلايا عن طريق قياس كيفية اهتزاز الجزيئات استجابة للضوء.
وقال المؤلف الرئيسي وي مين، أستاذ الكيمياء في جامعة كاليفورنيا، إن النسخة المعدلة، التي تسمى مجهر رامان المحفز، أو SRS، تضيف ليزرًا ثانيًا “لتضخيم الإشارة السابقة بعدة أوامر من حيث الحجم، مما يسمح باكتشاف الجسيمات النانوية غير المرئية سابقًا”. جامعة كولومبيا في مدينة نيويورك، الذي اخترع SRS في عام 2008.
وقال مين: “هذه الدراسة هي الأولى التي تطبق هذا الفحص المجهري على عالم البلاستيك النانوي”.
من خلال تعزيز الصورة بشكل كبير، يمكن لـ SRS التعرف بوضوح على صور الجسيمات النانوية والتقاطها في أجزاء من الثانية بدلاً من الساعات التي تحتاجها التقنية القديمة – والقيام بذلك دون الإضرار بالأنسجة التي يتم تصويرها.
“لكن رؤية الجزيئات ليست جيدة بما فيه الكفاية، لأنه كيف يمكنك أن تعرف أن هذا بلاستيك أم لا؟ وقال يان: “للقيام بذلك، قمنا بتطوير تقنية جديدة للتعلم القائم على الآلة تسمح لنا بتحديد وتصنيف نوع البلاستيك”.
وفي وقت النشر، تمكنت خوارزمية الدراسة من تحديد سبعة أنواع من البلاستيك: البولي أميد، والبولي بروبيلين، والبولي إيثيلين، والبولي ميثيل ميثاكريلات، والبولي فينيل كلورايد، والبوليسترين، والبولي إيثيلين تيريفثاليت.
وقال المؤلف الرئيسي، نايكسين تشيان، وهو طالب دكتوراه في الكيمياء بجامعة كولومبيا: “بناء على دراسات أخرى، توقعنا أن معظم المواد البلاستيكية الدقيقة الموجودة في المياه المعبأة تأتي من تسرب الزجاجة البلاستيكية نفسها، والتي عادة ما تكون مصنوعة من بلاستيك PET (البولي إيثيلين تيريفثاليت).” جامعة.
وقالت: “ومع ذلك، وجدنا أن هناك في الواقع العديد من أنواع البلاستيك المتنوعة في زجاجة ماء، وأن أنواع البلاستيك المختلفة لها توزيعات مختلفة الحجم”. “كانت جزيئات PET أكبر، في حين أن بعضها الآخر كان يصل حجمه إلى 200 نانومتر، وهو أصغر بكثير”.
لقد وجدت الدراسات أن جزيئات بلاستيك PET يمكن أن تنكسر عن طريق فتح غطاء الزجاجة وإغلاقه بشكل متكرر، أو سحق الزجاجة أو تعريضها للحرارة، كما هو الحال في السيارة.
هناك الكثير من الأبحاث التي يتعين القيام بها
الآن بعد أن أصبح من الممكن التعرف على المواد البلاستيكية النانوية وتصنيفها، أصبح من الممكن البحث عن إجابة لجميع أنواع الأسئلة. على سبيل المثال، إذا لم تكن المواد البلاستيكية النانوية العائمة في المياه المعبأة من الزجاجة نفسها، فمن أين أتت؟ ويحقق فريق كولومبيا في فرضية مفادها أن المواد البلاستيكية النانوية الأخرى قد تأتي من مصدر المياه، وربما تكون ملوثة بجزء من عملية التصنيع.
سؤال مهم آخر: ما الذي يحتوي على عدد أقل من المواد البلاستيكية النانوية والمخلفات الكيميائية، المياه المعبأة في زجاجات أم مياه الصنبور؟
“أفادت العديد من الدراسات عن انخفاض مستويات البلاستيك الدقيق في مياه الصنبور. ومن ثم، فمن المعقول توقع انخفاض مستويات البلاستيك النانوي في مياه الصنبور أيضًا، مع الأخذ في الاعتبار مصادرها المشتركة. “نحن نجري بحثًا حول ذلك الآن.”
ماذا يحدث بمجرد دخول البوليمر البلاستيكي والمواد الكيميائية المسببة لاضطرابات الغدد الصماء إلى خلايا الجسم؟ هل يبقى الغزاة، يعيثون فسادًا من خلال تعطيل العمليات الخلوية أو إتلافها، أم ينجح الجسم في طردهم؟
وقال ستابلتون: “نحن نعلم أن هذه الجسيمات الدقيقة تدخل إلى الجسم، ونعلم أن نسبًا أكبر من الجسيمات النانوية الأصغر تدخل إلى الخلايا، لكننا لا نعرف بالضبط أين تذهب في الخلية أو ماذا تفعل”. . “ولا نعرف ما إذا كانوا سيعودون مرة أخرى أو كيف.”
ومع ذلك، قال مين إن التكنولوجيا الجديدة مناسبة تمامًا لتحليل عينات الأنسجة البشرية ويجب أن تقدم بعض الإجابات قريبًا.
وقال مين: “إذا نظرت إلى بياناتنا الأولية، فهي في الواقع سلسلة من الصور”. “في الواقع، لدينا الكثير من البيانات لإظهار ما إذا كان الجسيم قد دخل إلى موقع معين في نوع معين من الخلايا، فسنكون قادرين على تحديد موقعه بدقة في الفضاء.”
بينما يستكشف العلم هذه الأسئلة وغيرها، هناك أشياء يمكن للناس القيام بها لتقليل تعرضهم للمواد البلاستيكية، كما قال هوليهان، منظمة “أطفال أصحاء” من منظمة “برايت فيوتشرز”.
“يمكننا تجنب استهلاك الأطعمة والمشروبات في العبوات البلاستيكية. وقال هوليهان: “يمكننا ارتداء الملابس المصنوعة من الأقمشة الطبيعية وشراء المنتجات الاستهلاكية المصنوعة من مواد طبيعية”. “يمكننا ببساطة تقييم كمية البلاستيك في حياتنا اليومية وإيجاد البدائل كلما أمكن ذلك.”
لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية لـ CNN، قم بإنشاء حساب على CNN.com