نانوپلاستیک‌ها، ذرات ریز و نامرئی پلاستیک، با ورود به محیط زیست به خاک، آب و حتی هوا نفوذ می‌کنند. این ذرات می‌توانند به بافت‌های زنده متصل شوند، با مواد شیمیایی خطرناک ترکیب شوند و در اکوسیستم‌ها جابه‌جا شوند، تهدیدی جدی برای حیات به شمار می‌روند.
پلاستیک‌ها بخش جدایی‌ناپذیری از زندگی مدرن هستند. از بسته‌بندی مواد غذایی گرفته تا لباس، ابزارهای الکترونیکی و تجهیزات پزشکی، همه جا حضور دارند. اما مشکلی بزرگ دارند: پلاستیک‌ها تجزیه نمی‌شوند. به جای بازگشت به طبیعت، به ذرات کوچک‌تر و کوچک‌تر، یعنی میکروپلاستیک‌ها و نانوپلاستیک‌ها، تبدیل می‌شوند. این ذرات که اندازه‌ای بین ۱ تا ۱۰۰ نانومتر دارند، هرچند با چشم دیده نمی‌شوند، اما می‌توانند یکی از بزرگ‌ترین خطرات برای محیط زیست و سلامت ما باشند.
وقتی نانوپلاستیک‌ها به محیط زیست راه پیدا می‌کنند، به راحتی در خاک، آب و هوا پخش می‌شوند. آن‌ها به بافت‌های زنده می‌چسبند، مواد شیمیایی مضر را جذب می‌کنند و در زنجیره‌های زیستی حرکت می‌کنند. خاک، به عنوان پایه‌ای برای رشد گیاهان، ذخیره آب و زنجیره غذایی، نقشی حیاتی دارد. اما وقتی این ذرات ریز به خاک نفوذ می‌کنند، چه اتفاقی می‌افتد؟
پژوهشی جدید درباره حرکت نانوپلاستیک‌ها در خاک
در مطالعه‌ای که اخیراً در مجله *Science of The Total Environment* منتشر شده، تیمی از پژوهشگران ژاپنی به سرپرستی کیوهِی تسوچیدا، دانشجوی دکتری مؤسسه ملی علوم و فناوری‌های پیشرفته صنعتی (AIST) و دانشگاه واسدا، به بررسی رفتار نانوپلاستیک‌ها در خاک پرداخته‌اند. این تیم، با همکاری یوکاری ایموتو، تاکشی سایتو، جونکو هارا و پروفسور یوشیشیگه کاوابه، چگونگی حرکت این ذرات در خاک را تحلیل کرده‌اند.
تمرکز این پژوهش بر سه موضوع اصلی بود:
۱- تجمع نانوپلاستیک‌ها: آیا این ذرات به یکدیگر متصل می‌شوند؟
۲- چسبندگی به خاک: آیا نانوپلاستیک‌ها به سطح ذرات خاک می‌چسبند؟
۳- تأثیر بر خاک: آیا این ذرات باعث تغییر رفتار یا ساختار خاک می‌شوند؟
این عوامل تعیین می‌کنند که نانوپلاستیک‌ها در خاک ثابت می‌مانند یا مسافت‌های طولانی را طی می‌کنند و حتی به آب‌های زیرزمینی یا ریشه گیاهان می‌رسند.
آزمایش‌ها و شرایط متفاوت
برای این مطالعه، پژوهشگران دو نوع خاک با ویژگی‌های متفاوت را بررسی کردند: خاک آندوسول (خاک آتشفشانی با مواد معدنی غنی) و ماسه نرم با ساختار سست و مواد آلی کم. جونکو هارا توضیح می‌دهد: «این دو خاک از نظر ترکیب و بافت کاملاً متفاوت‌اند. هدف ما این بود که ببینیم این تفاوت‌ها چگونه بر رفتار نانوپلاستیک‌ها اثر می‌گذارند.»
برای شبیه‌سازی پلاستیک‌های رایج، از نانوذرات پلی‌استایرن استفاده شد. این ذرات در محلول‌هایی با pH اسیدی، خنثی و قلیایی قرار گرفتند تا شرایط واقعی خاک شبیه‌سازی شود. پژوهشگران اندازه ذرات، میزان تجمع آن‌ها و پتانسیل زتا (بار الکتریکی سطح ذرات) را بررسی کردند. پتانسیل زتای بالا نشان‌دهنده دفع ذرات از یکدیگر و پراکندگی آن‌هاست، در حالی که پتانسیل پایین به معنای احتمال چسبیدن و تجمع است.
یافته‌های غیرمنتظره
با استفاده از ابزارهایی مانند پراش لیزری و طیف‌سنجی UV، پژوهشگران دریافتند که نانوذرات پلی‌استایرن به دلیل بار منفی قوی، تمایل کمی به تجمع با یکدیگر دارند. تسوچیدا می‌گوید: «حتی تغییرات pH هم تأثیر چندانی بر دفع این ذرات نداشت.» اما وقتی این ذرات وارد خاک شدند، رفتارشان تغییر کرد. آن‌ها به ذرات خاک چسبیدند و حتی باعث تجمع خاک شدند. این رفتار به نوع خاک و pH محیط بستگی داشت؛ ماسه نرم و خاک آندوسول نتایج متفاوتی نشان دادند.
چرا نوع خاک مهم است؟
این پژوهش نشان داد که ترکیب شیمیایی و بافت خاک، نقش کلیدی در حرکت یا ماندگاری نانوپلاستیک‌ها دارد. برخی خاک‌ها این ذرات را در خود نگه می‌دارند، در حالی که برخی دیگر اجازه می‌دهند به راحتی جابه‌جا شوند. این تفاوت برای طراحی روش‌های پاکسازی آلودگی پلاستیکی بسیار مهم است. راهکاری که برای یک نوع خاک مؤثر است، ممکن است در خاک دیگر کارایی نداشته باشد.
نانوپلاستیک‌ها و آینده ما
با افزایش تولید زباله‌های پلاستیکی، حضور نانوپلاستیک‌ها در محیط زیست نیز بیشتر می‌شود. این ذرات نه‌تنها کشاورزی، بلکه منابع آب، حیات وحش و سلامت انسان را تهدید می‌کنند. درک بهتر رفتار نانوپلاستیک‌ها در خاک می‌تواند به بهبود مدیریت آلودگی، کشاورزی پایدار و حفاظت از منابع طبیعی کمک کند.
این مطالعه هشداری است درباره تهدیدی نامرئی که در خاک زیر پای ما پنهان شده است. پلاستیک‌ها شاید کوچک باشند، اما تأثیراتشان عمیق و گسترده است. برای مطالعه کامل، به مجله *Science of The Total Environment* مراجعه کنید.
