الجسيمات البلاستيكية الصغيرة... مخاطر على الإنسان

أحجامها المتناهية في الصغر تسهل تغلغلها في الغذاء

البحار ملوثة بالنفايات البلاستيكية
البحار ملوثة بالنفايات البلاستيكية
TT

الجسيمات البلاستيكية الصغيرة... مخاطر على الإنسان

البحار ملوثة بالنفايات البلاستيكية
البحار ملوثة بالنفايات البلاستيكية

أكد باحثون علميون في النمسا الشهر الماضي عثورهم لأول مرة على جسيمات بلاستيكية متناهية الصغر بقطر 50 إلى 500 ميكرون في أجسام أفراد من قارات مختلفة، بعد تناولهم أغذية وسوائل مغلفة ومعبأة بالبلاستيك.
وتهدد الجسيمات البلاستيكية الميكروية Microplastics الإنسان والطبيعة، وهي دقائق صغيرة جدا من البلاستيك تأتي من مصادر مختلفة وبأحجام متباينة ومكونات كيميائية مختلفة أيضا يتراوح حجمها بين 0.1 – 5000 ميكرون (الميكرون يساوي واحد من المليون من المتر).

جسيمات البلاستيك

• جسيمات أولية وثانوية. وقد تم تشخيص نوعين منها الجسيمات الأولية والجسيمات الثانوية. الجسيمات البلاستيكية الأولية تصنع تجاريا من حبيبات وكريات من مختلف البوليميرات الصناعية مثل البولي إيثلين والبولي بروبلين وغيرهما. أما الجسيمات البلاستيكية الثانوية فتتكون من التقادم الكيميائي والفيزيائي وعمليات تحلل المواد مثل الأكياس والقناني البلاستيكية، وهي من أهم مصادر التلوث البلاستيكي في الطبيعة.
تنشأ الجسيمات البلاستيكية الثانوية الأكثر انتشارا، من تكسر الأنقاض البلاستيكية الطافية في المحيطات من خلال التعرض الطويل للأشعة فوق البنفسجية وكذلك التآكل الفيزيائي. وقد يكون منشؤها من مصادر مائية أو أرضية، فالتي مصدرها من المياه تشتمل على أدوات الصيد ومياه الصرف من البواخر، أما التي مصدرها أرضي فقد يكون من الأكياس البلاستيكية أو مواد التغليف أو مخلفات صناعة البلاستيك. وتترسب الأجزاء الصغيرة الحجم في قاع البحر ثم إلى أعماق المحيط وقد عثر على الجسيمات البلاستيكية الثانوية في العوالق المائية وفي الحيوانات الفقرية واللافقاريات.
• الجسيمات البلاستيكية والطبيعة. الجسيمات البلاستيكية الأولية تستخدم كحبيبات أو كرات صغيرة من المادة الصمغية resin pellets عند تصنيع المنتجات البلاستيكية وتستخدم كذلك في الرمل الصناعي في المتفجرات ومعاجين التنظيف وبعض مستحضرات التجميل.
هناك مصدر آخر للتلوث البلاستيكي هو السلوك غير المبالي للكثير من البشر. فالإهمال في التخلص من العبوات والأكياس والقناني والعلب البلاستيكية جميعها تنتهي كنفايات في الطبيعة. ولأن البلاستيك لا يتحلل سريعا فإنه يبقى في الطبيعة لفترة غير محدودة ومن خلال التقادم والانحلال يمكن للجسيمات البلاستيكية الثانوية أن تنبعث من الملابس الصناعية مثل الصوف الصناعي الذي يصنع من ألياف البولي ايستر والبولي اكريلك وخلال لبس أو غسل تلك الألياف الصناعية تنبعث الجزيئات الصغيرة في الهواء وفي مياه الصرف.

البلاستيك في الغذاء

• تغلغل الجسيمات البلاستيكية في الغذاء. استنادا إلى المعهد الفيدرالي لتقدير الأخطار Federal Institute for Risk Assessment (BFR) لا توجد معلومات معتمدة حول التركيب الكيميائي وحجم ومحتوى الجسيمات البلاستيكية الصغيرة الموجودة في الغذاء. ولقلة المعلومات فإن تقدير الخطر الصحي لتناول الغذاء الملوث بالجسيمات البلاستيكية الصغيرة محدود جدا. وقد أعدت الهيئة الأوروبية لسلامة الغذاء (EFSA) تصورا علميا شاملا حول وجود تلك الجسيمات في الغذاء خاصة الأغذية البحرية. وتكمن المخاوف هنا في احتمال ابتلاع الجسيمات البلاستيكية بأحجام معينة مع الغذاء لكن لا توجد معلومات وافية لحد الآن عن مصير الجسيمات وإمكانية انحلالها في القناة الهضمية.
استنادا إلى الهيئة الأوروبية فإن الدراسات المتوفرة أظهرت أن الامتصاص المعوي قليل جدا في أمعاء الفئران وأن الجسيمات البلاستيكية التي يقل حجمها عن 150 ميكرونا يمكنها عبور الحاجز المعوي والتي يقل حجمها عن 1.5 ميكرون تصل إلى الأعضاء الداخلية العميقة لكن هذه الدراسة لم تشمل الإنسان.
• الجسيمات البلاستيكية في الأسماك والأغذية البحرية. لا توجد دراسات توضح مصير الجسيمات البلاستيكية خلال عملية تصنيع الأغذية البحرية وغالبا ما يأكل البشر لحوم الأسماك من دون أمعائها حيث إن معظم الجسيمات البلاستيكية سوف توجد في القناة الهضمية إلا أن ذلك لا ينطبق على المحار shellfish والأنواع الصغيرة من الأسماك مثل السردين. بعض الحيوانات مثل الدواجن والخنازير يتم إطعامها من مخلفات الأسماك وبذلك فإن الجسيمات البلاستيكية ينتهي بها المطاف في الأغذية غير البحرية.
المأكولات البحرية ذات الصدفتين مثل بلح البحرmussels تؤكل دون إزالة القناة الهضمية وبذلك فهي تمثل سيناريو لتعرض الجسيمات البلاستيكية لكل أنواع الأسماك والأغذية البحرية الأخرى.

مستحضرات التجميل

• الجسيمات البلاستيكية في مستحضرات التجميل. هناك مخاطر صحية من امتصاص الجسيمات البلاستيكية الصغيرة في الجلد أو الفم عن طريق التقشير أو المواد الهلامية (جل) المستخدمة في الاستحمام لكن حجم الجزيئات الذي يزيد عن 1 ميكرون لا يتوقع امتصاصه من قبل الجلد السليم. وحتى لو تم ابتلاع تلك المستحضرات عن طريق الخطأ فلا يتم امتصاص سوى الجسيمات الصغيرة جدا لو ابتلعت فغالبيتها تطرح مع البراز.
• الجسيمات البلاستيكية كأدوات ناقلة لمواد أخرى غير مرغوبة. حديثا أشار الخبراء إلى أن بعض المواد تتراكم على الجسيمات البلاستيكية حيث ترتبط تلك المواد اعتمادا على خواصها السطحية الكيميائية والفيزيائية بحيث يمكن أن تتفاعل معها. ترتبط الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات بالجسيمات البلاستيكية. كما تم توضيح إمكانية تكون الأغشية الرقيقة من البكتيريا على الجسيمات الطافية على الماء ولم يتم التحقق حتى الآن من دور الجسيمات البلاستيكية كأداة نقل للبكتيريا والفيروسات التي تشكل خطرا صحيا على المنتجات الغذائية أو صحة البشر.


مقالات ذات صلة

علماء ينتجون «نموذج جنين بشري» في المختبر

علوم النموذج تم تطويره باستخدام الخلايا الجذعية (أرشيف - رويترز)

علماء ينتجون «نموذج جنين بشري» في المختبر

أنتجت مجموعة من العلماء هيكلاً يشبه إلى حد كبير الجنين البشري، وذلك في المختبر، دون استخدام حيوانات منوية أو بويضات.

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم الهياكل الشبيهة بالأجنة البشرية تم إنشاؤها في المختبر باستخدام الخلايا الجذعية (أرشيف - رويترز)

علماء يطورون «نماذج أجنة بشرية» في المختبر

قال فريق من الباحثين في الولايات المتحدة والمملكة المتحدة إنهم ابتكروا أول هياكل صناعية في العالم شبيهة بالأجنة البشرية باستخدام الخلايا الجذعية.

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم علماء يتمكنون من جمع حمض نووي بشري من الهواء والرمال والمياه

علماء يتمكنون من جمع حمض نووي بشري من الهواء والرمال والمياه

تمكنت مجموعة من العلماء من جمع وتحليل الحمض النووي البشري من الهواء في غرفة مزدحمة ومن آثار الأقدام على رمال الشواطئ ومياه المحيطات والأنهار.

«الشرق الأوسط» (نيويورك)
علوم صورة لنموذج يمثل إنسان «نياندرتال» معروضاً في «المتحف الوطني لعصور ما قبل التاريخ» بفرنسا (أ.ف.ب)

دراسة: شكل أنف البشر حالياً تأثر بجينات إنسان «نياندرتال»

أظهرت دراسة جديدة أن شكل أنف الإنسان الحديث قد يكون تأثر جزئياً بالجينات الموروثة من إنسان «نياندرتال».

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم دراسة تطرح نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات

دراسة تطرح نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات

توصلت دراسة جديدة إلى نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات على كوكب الأرض مشيرة إلى أن نظرية «تبلور العقيق المعدني» الشهيرة تعتبر تفسيراً بعيد الاحتمال للغاية.

«الشرق الأوسط» (لندن)

لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني

لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني
TT

لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني

لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني

صمم نظام ذكاء اصطناعي جديد توربين رياح لأول مرة في التاريخ، وفقاً لمطوره.

نظام ذكاء هندسي ثوري

وأعلنت شركة «EvoPhase» البريطانية أن الذكاء الاصطناعي الخاص بها تخلى عن جميع القواعد الراسخة في هندسة مثل هذه الأجهزة. وبناءً على اختباراتها، فإن اختراعها أكثر كفاءة بسبع مرات من التصميمات الحالية.

تتكون «شفرة برمنغهام» The Birmingham Blade -كما تسمي الشركة التوربين- من ست أذرع موازية للأرض متصلة بمحور عمودي مركزي. وتحتوي كل ذراع على شفرة رأسية، وسطح به موجتان تغيران زاوية هجومهما عبر ارتفاعها وطولها.

لعمل مع سرعات رياح منخفضة

يتم تحسين توربينات الرياح التقليدية لسرعات رياح تبلغ نحو 33 قدماً في الثانية. في المقابل، تم تصميم «الشفرة» لسرعات الرياح المتوسطة المنخفضة النموذجية للمناطق الحضرية مثل برمنغهام، والتي تبلغ نحو 12 قدماً في الثانية. هذا يزيد قليلاً عن ثمانية أميال (13كلم تقريباً) في الساعة.

وتم تحسين التصميم للعمل بين المباني الشاهقة التي تنتج أنماط اضطراب تؤثر على فاعلية تصميمات التوربينات الحضرية الأخرى. وإذا ثبت أن هذا صحيح، فقد يفتح التصميم الباب أمام إنتاج كهرباء غير محدود في المباني المكتبية والسكنية بتكلفة تكاد تكون معدومة.

يقول ليونارد نيكوسان، كبير مسؤولي التكنولوجيا في الشركة، في بيان صحافي: «كان استخدام الذكاء الاصطناعي ضرورياً للتحرر من التحيزات طويلة الأمد التي أثرت على تصميمات التوربينات خلال القرن الماضي. سمح لنا الذكاء الاصطناعي باستكشاف إمكانيات التصميم خارج نطاق التجارب البشرية التقليدية».

وفقاً لنيكوسان، تمكن المصممون من «توليد واختبار وتحسين أكثر من 2000 تصميم لتوربينات الرياح في غضون أسابيع قليلة، ما أدى إلى تسريع عملية التطوير لدينا بشكل كبير وتحقيق ما كان يستغرق سنوات وملايين الجنيهات من خلال الطرق التقليدية».

سحر «التصميم التطوري»

«التصميم التطوري الموجه بالذكاء الاصطناعي» هو منهجية تقوم على نفس فكرة الانتقاء الطبيعي. تبدأ العملية بتوليد آلاف المتغيرات التصميمية التي يتم تقييمها وفقاً لوظيفة «البقاء للأفضل»، والتي تحدد مدى نجاح كل متغير في تلبية أهداف المشروع. ويختار الذكاء الاصطناعي أفضل البدائل لاستخدامها أساساً لتكرارات جديدة، وإعادة الجمع بين الميزات وتنويعها لتطوير إصدارات محسنة.

تتكرر هذه الخطوات حتى يصل الذكاء الاصطناعي إلى حل يحقق تحسين جميع العلامات المهمة مثل الكفاءة الديناميكية الهوائية، والاستقرار الهيكلي، والوزن، أو الاكتناز.

تقول الشركة إن عمليتها تتجنب التحيزات البشرية الموجودة في الهندسة التقليدية. بطبيعتها، تكون الهندسة التقليدية محدودة بالأفكار والمعرفة السابقة.

من ناحية أخرى، يستكشف الذكاء الاصطناعي مجموعة واسعة من الاحتمالات دون القيود في العقل البشري. عندما تجمع بين جيل الذكاء الاصطناعي والتكرار التطوري، يمكن أن يؤدي هذا إلى نتائج مبتكرة تتحدى غالباً الفطرة السليمة ولكنها لا تزال تعمل.

إن نهج التصميم التطوري هذا ليس جديداً تماماً، إذ استخدمت صناعة الطيران والفضاء برامج بهذه القدرات لسنوات. ومثلاً استخدمت شركة «إيرباص»، بالتعاون مع شركة «أوتوديسك»، عملية مماثلة لتصميم حاجز مقصورة خفيف الوزن للغاية لطائراتها من طراز A320وظهرت النتيجة مستوحاة من هياكل العظام الطبيعية، ما أدى إلى انخفاض الوزن بنسبة 45 في المائة مقارنة بالهياكل المماثلة المصممة بالطرق التقليدية.

كما طبقت شركة «جنرال إلكتريك» الخوارزميات التطورية في إعادة تصميم حامل محرك نفاث جديد، مما أدى إلى انخفاض وزن القطعة بنسبة 80 في المائة. وتستخدم وكالة «ناسا» أيضاً هذه التقنية منذ سنوات، ففي عام 2006 استخدمت الوكالة خوارزمية تطورية لتصميم «هوائي متطور».

نجاح توربين «برمنغهام بليد»

لقد طبق فريق المصممين بقيادة الدكتور كيت ويندوز - يول من جامعة برمنغهام هذه العملية التطورية لحل مشكلة تكافح العديد من تصميمات التوربينات لمعالجتها: كيفية العمل بكفاءة في البيئات الحضرية، حيث تكون الرياح أبطأ وأكثر اضطراباً بسبب المباني.

ويقول نيكوسان: «كنا بحاجة إلى توربين يمكنه التقاط سرعات الرياح المنخفضة نسبياً في برمنغهام مع إدارة الاضطرابات الناجمة عن المباني المحيطة. وكان لا بد أن يكون التصميم أيضاً مضغوطاً وخفيف الوزن ليناسب التركيبات على الأسطح».

* مجلة «فاست كومباني» خدمات «تريبيون ميديا»