اثرات محیط زیستی ورود پسماندهای پلاستیکی به دریا و روش¬های مدیریت آن (مطالعه مروری)
محورهای موضوعی : مدیریت و تکنولوژی مواد زائد
سیده بهاره عظیمی
1
(پژوهشکده محیط زیست و توسعه پایدار)
غلامرضا اله قلی پور
2
(پژوهشکده محیط زیست و توسعه پایدار)
یوسف عظیمی
3
(پژوهشکده محیط زیست و توسعه پایدار)
کلید واژه: مدیریت پسماند, آلاینده¬های پلاستیکی, آلاینده¬های دریایی, محیط زیست,
چکیده مقاله :
يكي از پيامدهاي تحولات جامعه جهاني در يك سده اخير توسعه شهرنشيني و تمركز بيش از پيش اجتماعات بشري در مناطق شهري است. رشد جمعيت و تمايل به شهرنشيني از تحولات قرن حاضر است كه اين امر به نوبه خود استفاده بيشتر از منابع و توليد ضايعات را تشديد نموده است. اين افزايش جمعيت به همراه توسعه شهر نشيني مصرف منابع طبيعي و به تبع آن دورریز و توليد انواع ضايعات و پسماندها را به همراه دارد. در نتیجه مدیریت پسماند در جهان به سویی میرود که به چالشی بزرگ در نواحی شهری بدل شود. این چالش، به ویژه در شهرهای بزرگ، بزرگ تر است. این پسماندها نه تنها در اکوسیستم انسان و خشکی های کره زمین، بلکه به دریاها نیز راه یافته است و موجودات آبزی را نیز از آثار سوء خود بی بهره نگذاشته اند. به منظور همگام شدن با نیازهای توسعه اقتصادی سریع و رشد پیوسته جمعیت و نیز به دلیل نقش حیاتی مدیریت پسماند در حفظ محیط زیست و سلامت همگانی، مدیریت پسماندهای دریایی یکی از اولویت‌های حال حاضر جوامع می باشد. دفع و تجمع پسماندها در محیط زیست دریایی یکی از تهدیدهای محیط زیستی است که با سرعت بسیار زیادی رو به افزایش است. هدف از مطالعه حاضر مرور منابع و جمع آوری اطلاعاتی در خصوص ورود پسماندهای پلاستیکی به دریا، اثرات محیط زیستی آن و روش های مدیریت پسماندهای پلاستیکی دریایی می باشد.
Abstract One of the consequences of the developments of the world society in the last century is the development of urbanization and the focus of human communities in urban areas. The growth of population and tendency to urbanization is one of the developments of the current century, which intensified the use of resources and the production of waste. This increase in population along with the development of urbanization leads to the consumption of natural resources and as a result, it leads to production of all kinds of wastes. So, waste management in the world is becoming a big challenge in urban areas. This challenge is greater, especially in big towns. These wastes have not only entered the human ecosystem and the land of the earth, but also entered the seas and it has also left unfavorable effects on aquatic creatures. In order to keep pace with the needs of rapid economic development and continuous population growth, and also because of the vital role of waste management in preserving the environment and public health, marine waste management is one of the current priorities of societies. Disposal and accumulation of waste in the marine environment is one of the environmental threats that is increasing at a very fast pace. The purpose of this study is to review sources and collect information about the entry of plastic waste into the sea, its environmental effects and methods of marine plastic waste management.
Bakir, A., Rowland, S.J. and Thompson, R.C., (2012). Competitive sorption of persistent organic pollutants onto microplastics in the marine environment. Marine Pollution Bulletin, 64(12), 2782-2789
Freinke, S., (2011). Plastic: a toxic love story. Text Publishing
. Wright, S.L., Thompson, R.C. and Galloway, T.S., (2013). The physical impacts of microplastics on marine organisms: a review. Environmental pollution, 178, 483-492
Nuelle, M.T., Dekiff, J.H., Remy, D. and Fries, E., (2014). A new analytical approach for monitoring microplastics in marine sediments. Environmental Pollution, 184, 161-169
Hirai, H., Takada, H., Ogata, Y., Yamashita, R., Mizukawa, K., Saha, M., Kwan, C., Moore, C., Gray, H., Laursen, D. and Zettler, E.R., (2011). Organic micropollutants in marine plastics debris from the open ocean and remote and urban beaches. Marine pollution bulletin, 62(8), 1683-1692
Europe, P., (2015). An analysis of European plastics production, demand and waste data. Plastics–the facts
. Muenmee, S., Chiemchaisri, W. and Chiemchaisri, C., (2015). Microbial consortium involving biological methane oxidation in relation to the biodegradation of waste plastics in a solid waste disposal open dump site. International Biodeterioration & Biodegradation, 102, 172-181
Crawford, C.B. and Quinn, B., (2017). Microplastic Collection Techniques. Microplastic Pollutants,179-202
Neufeld, L., Stassen, F., Sheppard, R. and Gilman, T., (2016), January. The new plastics economy: rethinking the future of plastics. In World Economic Forum (Vol. 7)
. Bendell, L.I., (2015). Favored use of anti-predator netting (APN) applied for the farming of clams leads to little benefits to industry while increasing nearshore impacts and plastics pollution. Marine Pollution Bulletin, 91(1), 22-28
Rochman, C.M., Browne, M.A., Halpern, B.S., Hentschel, B.T., Hoh, E., Karapanagioti, H.K., Rios-Mendoza, L.M., Takada, H., Teh, S. and Thompson, R.C., (2013). Classify plastic waste as hazardous. Nature, 494(7436), pp.169-171
Shen, L., Haufe, J. and Patel, M.K., (2009). Product overview and market projection of emerging bio-based plastics PRO-BIP 2009. Report for European polysaccharide network of excellence (EPNOE) and European bioplastics, 243
Miyake, H., Shibata, H. and Furushima, Y., (2011). Deep-sea litter study using deep-sea observation tools. Interdisciplinary Studies on Environmental Chemistry-Marine Environmental Modeling and Analysis: Terrapub, 261-269
Law, K.L., Morét-Ferguson, S., Maximenko, N.A., Proskurowski, G., Peacock, E.E., Hafner, J. and Reddy, C.M., (2010). Plastic accumulation in the North Atlantic subtropical gyre. Science, 329(5996), 1185-1188.
Moore CJ. (2008). Synthetic polymers in the marine environment: a rapidly increasing, longterm threat. Environmental Research, 108, 131–9
Long M, Moriceau B, Gallinari M, Lambert C, Huvet A, Raffray J, Soudant P. (2015). Interactions between microplastics and phytoplankton aggregates: impact on their respective fates. Marine Chemistry, 175, 39–46
Tubau X, Canals M, Lastras G, Rayo X, Rivera J, Amblas D. (2015). Marine litter on the floor of deep submarine canyons of the Northwestern Mediterranean Sea: the role of hydrodynamic processes. Progress in Oceanography, 134, 379–403.
Department of development and equipping ports coastal and marine engineering office, (2015). Integrated Coastal Zone Management Plan in Iran.
. https://www.imo.org.
Zarfl, C. and Matthies, M., (2010). Are marine plastic particles transport vectors for organic pollutants to the Arctic? Marine Pollution Bulletin, 60(10), 1810-1814
Obbard RW, Sadri S, Wong YQ, Khitun AA, Baker I, Thompson RC. (2014). Global warming releases microplastic legacy frozen in Arctic Sea ice. Earth’s Future, 2(6), 315–20.
. Liebezeit G, Dubaish F. (2012). Microplastics in beaches of the East Frisian islands Spiekeroog and Kachelotplate. Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology, 89, 213–7.
Dekiff JH, Remy D, Klasmeier J, Fries E. (2014). Occurrence and spatial distribution of microplastics in sediments from Norderney. Environmental Pollution, 186, 248–56.
Rice MR, Gold HS. (1984). Polypropylene as an adsorbent for trace organics in water. Analytical Chemistry, 56, 1436–40.
Rios LM, Moore C, Jones PR. (2007). Persistent organic pollutants carried by synthetic polymers in the ocean environment. Marine Pollution Bulletin, 54, 1230–7.
Kampire E, Rubidge G, Adams JB. (2015). Distribution of polychlorinated biphenyl residues in sediments and blue mussels (Mytilus galloprovincialis) from Port Elizabeth Harbour, South Africa. Marine Pollution Bulletin, 91, 173–9.
Noren F, Naustvoll F. (2010). Survey of microscopic anthropogenic particles in Skagerrak. Commissioned by Klima-og Forurensningsdirektoratet, Norway.
Rios LM, Jones PR, Moore C, Narayan UV. (2010). Quantitation of persistent organic pollutants adsorbed on plastic debris from the Northern Pacific Gyre’s “eastern garbage patch”. Journal of Environmental Monitoring, 12, 2189–312.
Nobre CR, Santana MFM, Maluf A, Cortez FS, Cesar A, Pereira CDS, Turra A. (2015). Assessment of microplastic toxicity to embryonic development of the sea urchin Lytechinus variegatus (Echinodermata: Echinoidea). Marine Pollution Bulletin, 92(1), 99–104.
Koelmans AA, Besseling E, Wegner A, Foekma EM. (2013). Plastic as a carrier of POPs to aquatic organisms: a model analysis. Environmental Science and Technology, 47, 7812–20.
Fiedler H. (1998). Polychlorinated biphenyls (PCBs): uses and environmental releases. In: Proceedings of the subregional awareness raising workshop on Persistent Organic Pollutants (POPs). Abu Dhabi: United Arab Emirates.
. Tomlin J, Read NW. (1988). Laxative properties of indigestible plastic particles. British Medical Journal, 297, 1175–6.
. Dhananjayan V, Muralidharan S. (2012). Polycyclic aromatic hydrocarbons in various species of fishes from Mumbai Harbour, India, and their dietary intake concentration to human. International Journal of Oceanography.
. Leslie HA, Van Velzen MJM, Vethaak AD. (2013). Microplastic survey of the Dutch environment. Novel data set of microplastics in North Sea sediments, treated wastewater effluents and marine biota. Amsterdam: Institute for Environmental Studies, VU University Amsterdam.
Kalogerakis N, Arff J, Banat IM, Broch OJ, Daffonchio D, Edvardsen T, Eguiraun H, Giuliano L, Handå A, López-de-Ipiña K, Marigomez I. (2015). The role of environmental biotechnology in exploring, exploiting, monitoring, preserving, protecting and decontaminating the marine environment. New Biotechnology, 32(1), 157–67.
Kungskulniti, N., Charoenca, N., Hamann, S.L., Pitayarangsarit, S. and Mock, J., (2018). Cigarette waste in popular beaches in thailand: high densities that demand environmental action. International journal of environmental research and public health, 15(4), 630.
Sharma, A., Aloysius, V. and Visvanathan, C., (2019). Recovery of plastics from dumpsites and landfills to prevent marine plastic pollution in Thailand. Waste Disposal & Sustainable Energy,1-13.
Pettipas, S., Bernier, M. and Walker, T.R., (2016). A Canadian policy framework to mitigate plastic marine pollution. Marine Policy, 68, 117-122.
Walker, T.R., Grant, J. and Archambault, M.C., (2006). Accumulation of marine debris on an intertidal beach in an urban park (Halifax Harbour, Nova Scotia). Water Quality Research Journal, 41(3), 256-262.
Vanapalli, K.R., Sharma, H.B., Ranjan, V.P., Samal, B., Bhattacharya, J., Dubey, B.K. and Goel, S., (2020). Challenges and strategies for effective plastic waste management during and post COVID-19 pandemic. Science of The Total Environment, 750, 141514.
Yoshida S., Hiraga K., Takehana T., Taniguchi I., Yamaji H., Maeda Y., Toyohara K., Miyamoto K., Kimura Y., Oda K., (2016), 'A bacterium that degrades and assimilates poly (ethylene terephthalate)', Science, 351 6278, 1196
پژوهش و فناوری محیط زیست، 1401 7(12)، 91-106
| |||
|
| ||
1- استادیار، گروه پژوهشی ارزیابی و مخطرات محیط زیست، پژوهشکده محیط زیست و توسعه پایدار، سازمان حفاظت محیط زیست، تهران 2- دانشجوی دکتری شیمی فیزیک، دانشکده علوم پایه، دانشگاه بوعلی سینا، همدان 3- دانشیار، گروه پژوهشی مهندسی محیط زیست و پایش آلایندهها، پژوهشکده محیط زیست و توسعه پایدار، سازمان حفاظت محیط زیست، تهران | ||
چکیده | اطلاعات مقاله | |
يكي از پيامدهاي تحولات جامعه جهاني در يك سده اخير توسعه شهرنشيني و تمركز بيش از پيش اجتماعات بشري در مناطق شهري است. رشد جمعيت و تمايل به شهرنشيني از تحولات قرن حاضر است كه اين امر به نوبه خود استفاده بيشتر از منابع و توليد ضايعات را تشديد نموده است. اين افزايش جمعيت به همراه توسعه شهرنشيني مصرف منابع طبيعي و به تبع آن دورریز و توليد انواع ضايعات و پسماندها را به همراه دارد. در نتیجه مدیریت پسماند در جهان به سویی میرود که به چالشی بزرگ در نواحی شهری بدل شود. این چالش، به ویژه در شهرهای بزرگ، بزرگتر است. این پسماندها نه تنها در اکوسیستم انسان و خشکیهای کره زمین، بلکه به دریاها نیز راه یافته است و موجودات آبزی را نیز از آثار سوء خود بیبهره نگذاشتهاند. به منظور همگام شدن با نیازهای توسعه اقتصادی سریع و رشد پیوسته جمعیت و نیز به دلیل نقش حیاتی مدیریت پسماند در حفظ محیط زیست و سلامت همگانی، مدیریت پسماندهای دریایی یکی از اولویت‌های حال حاضر جوامع میباشد. دفع و تجمع پسماندها در محیطزیست دریایی یکی از تهدیدهای محیطزیستی است که با سرعت بسیار زیادی رو به افزایش است. هدف از مطالعه حاضر مرور منابع و جمع آوری اطلاعاتی در خصوص ورود پسماندهای پلاستیکی به دریا، اثرات محیط زیستی آن و روشهای مدیریت پسماندهای پلاستیکی دریایی است. |
نوع مقاله: مروری تاریخ دریافت: 05/09/1401 تاریخ پذیرش: 15/12/1401 دسترسی آنلاین: 28/12/1401
كليد واژه‌ها: مدیریت پسماند، آلایندههای پلاستیکی، آلایندههای دریایی، محیط زیست. | |
| ||
[1] *پست الکترونیکی نویسنده مسئول: baharazimi94@gmail.com
Journal of Environmental Research and Technology, 7(12) 2022. 91-106
|
Environmental effects of the entry of plastic wastes into the sea and its management methods Seyedeh Bahareh Azimi*1, Gholamreza Allah Gholipour2, Yousef Azimi31
1- Assistant Professor, Environmental Hazards and Assessment Research Department, Research Institute of Environment and Sustainable Development, Department of Environment (DOE), Tehran, Iran 2- PhD student in Physical Chemistry, Faculty of Basic Sciences, Bu Ali Sina University, Hamedan, Iran 3- Associate Professor, Environmental Engineering and Pollutant Monitoring Research Department, Research Institute of Environment and Sustainable Development, Department of Environment (DOE), Tehran, Iran | |||
Article Info | Abstract | ||
Article type: Review Article
Keywords: Waste management, Plastic pollutants, Marine pollutants, Environment | One of the consequences of the developments of the world society is the development of urbanization and the focus of human communities more than ever in urban areas, in the last century. The growth of population and tendency to urbanization is one of the developments of the current century, which has intensified the use of resources and the production of waste. This increase in population along with the development of urbanization leads to the consumption of natural resources and as a result, it leads to production of all kinds of wastes. So, waste management in the world is becoming a big challenge in urban areas. This challenge is greater, especially in big towns. These wastes have not only entered the human ecosystem and the landmasses of the earth, but also entered the seas and it has also left unfavorable effects on aquatic creatures. In order to keep pace with the needs of rapid economic development and continuous population growth, and also due to the vital role of waste management in preserving the environment and public health, marine waste management is one of the current priorities of societies. Disposal and accumulation of wastes in the marine environment is one of the environmental threats which is increasing at a very fast pace. The purpose of this study is to review sources and collect information about the entry of plastic waste into the sea, its environmental effects and the methods of marine plastic waste management. | ||
| |||
[1] * Corresponding author E-mail address: baharazimi94@gmail.com
مقدمه
مواردی همچون افزایش جمعيت، توسعه شهرنشيني، ظهور تكنولوژيهاي جديد و تغيير در عادات و الگوهاي مصرف از يك سو و محدودیت‌هایی از قبیل استفاده از منابع طبيعي از سوي ديگر، علاوه بر به وجود آوردن انواع معضلات پيچيده در كيفيت زندگي انسانها، موجب بروز انواع ناسازگاريهاي محیط زیستی و اجتماعي شده است. در حال حاضر پلاستیکها به عنوان موادی کاربردی در دنیای مدرن مطرح شده و به ناچار تولید جهانی آن با سرعت شگفتانگیزی جهت پاسخ به تقاضای رو به رشد این مواد رو به افزایش است (Bakir et al., 2012; Freinkel, 2011). در سال ۱۹۵۰ تولید پلاستیک در جهان به مقدار 5/1 میلیون تن در سال رسیده بود (Wright et al., 2013). با این حال علیرغم افت تولید در طول بحران نفتی سال ۱۹۷۳ و همچنین بحران مالی سال ۲۰۰۷ تا سال ۲۰۰۹ تولید جهانی مواد پلاستیکی به طور چشمگیری افزایش یافته و به میزان ۲۵۰ میلیون تن در سال رسیده است (Nuelle et al., 2014). بر این اساس تولید جهانی مواد پلاستیکی در هر سال حدود ۹ درصد افزایش یافته است (Hirai et al., 2011) و تا سال ۲۰۱۴ میزان تولید جهانی آن به ۳۱۱ میلیون تن در سال رسید (Europe, 2015). این آمار افزایش تولید سالیانه ۲۵ درصدی را در ۵ سال اخیر نشان داده و در طول یک دوره ۶۵ ساله تولید جهانی پلاستیک به میزان قابل توجهی در حدود 20000 درصد افزایش یافته است.
تا سال ۲۰۱۴، سهم سه تولید کننده بزرگ پلاستیک در جهان به ترتیب چین، اروپا و آمریکای شمالی به میزان ۲۶، ۲۰ و ۱۹ درصد بوده‌اند. 9/63 درصد از کل تقاضای اروپا برای پلاستیک مربوط به پنج کشور آلمان (9/24 درصد)، ایتالیا (3/14 درصد)، فرانسه (6/9 درصد)، بریتانیا (7/7 درصد) و اسپانیا (7/4 درصد) بوده است (Muenmee et al., 2015). تا سال ۲۰۱۵ مصرف جهانی مواد پلاستیکی تقریباً به ۳۰۰ میلیون تن رسیده است(شکل 1) (Muenmee et al., 2015, Crawford & Quinn, 2017).
شکل 1: تولید جهانی پلاستیک از سال 1950 به بعد (Crawford & Quinn, 2017)
در حال حاضر بر اساس پیشبینیهای بلندمدت هیچ نشانهای از متعادل شدن تولید مواد پلاستیکی مشاهده نشده و انتظار میرود افزایش جهانی آن به صورت نمایی ادامه داشته باشد (Neufeld et al., 2016). پیشبینی شده که جمعیت جهان در سال ۲۱۰۰ به حدود 85/10 میلیارد نفر، یعنی در حدود ۵۰ درصد بیشتر از جمعیت فعلی برسد (Bendell, 2015). همچنین پیشبینی شده که تا سال ۲۰۵۰ در حدود ۳۳ میلیارد تن پلاستیک در جهان تولید خواهد شد (Rochman et al., 2013; Shen et al., 2009).
طبق تعریف برنامه محیط زیست سازمان ملل متحد (UNEP1) پسماندهای دریایی به هرگونه ماده جامد ماندگار، تولید یا فراوری شده میگویند که در محیط دریایی و ساحلی رها، دور انداخته یا دفع شده باشد". کشتیها روزانه بیش از ۵۰۰ هزار تکه ظرف و کیسههای پلاستیکی در اقیانوسها میریزند و آمار پلاستیکها نشان میدهد در سال ۲۰۱۷ میلادی در سطح جهان ۲۷۵ میلیارد کیسه پلاستیکی تولید شده است، در هر ثانیه ۱۶۰ هزار کیسه پلاستیکی در دنیا تولید و مصرف میشود و سالانه ۸ میلیون تن پلاستیک وارد دریا میشود. آلودگی پلاستیک باعث مرگ یک میلیون پرنده دریایی و ۱۰۰ هزار پستاندار دریایی شده است. زبالههای دریایی موجب گیر افتادن حیاتوحش، بلعیدن زبالههای دریایی توسط حیوانات، انتقال گونههای مهاجر، تخریب زیستگاهها، ایجاد مشکلات دریانوردی و انتقال آلایندهها است.
در حال حاضر در تمامی زیستگاههای دریایی از مناطق با جمعیت فراوان تا مناطقی که خالی از جمعیت است و همچنین از کمعمقترین قسمت‌های محیط دریایی تا عمیقترین نقاط آن، پسماندهای دریایی موجود میباشند (Miyake et al., 2001). پراکندگی پسماندهای دریایی متأثر از عوامل زیادی مانند فعالیت‌های انسانی، شرایط هیدرولوژیکی و جوی، ژئومورفولوژی، نقاط ورود و خصوصیات فیزیکی پسماندهای دریایی میباشد (Law et al., 2010).
یک منبع آلودگی پلاستیک در محیط دریایی سقوط اتفاقی کانتینر و ظروف حمل و نقل از کشتیها در زمان طوفان و به گل نشستن آنهاست. به عنوان مثال در یک شب طوفانی در سال ۱۹۹۲ از یک کشتی باری در شرق اقیانوس آرام به طور تصادفی در زمانی که یکی از کانتینرها به داخل دریا سقوط کرده بود، ۲۹۰۰۰ قطعه لاکپشت، قورباغه و اردک پلاستیکی در داخل آب رها شد. برای بیش از ۲۰ سال این اقلام پلاستیکی توسط محققین مختلف ردیابی و براساس گزارشات ثبتی تأیید شده که این پلاستیکها بیش از ۱۷۰۰۰ مایل (معادل 27359 کیلومتر) در امتداد اقیانوسهای جهان سفر کردهاند. تا حدودی بر خلاف تصور عموم، همه پلاستیکها روی آبهای سطحی شناور نخواهند شد و در حقیقت بسیاری از آنها غرق خواهند شد. در واقع بیش از 50 درصد از کل ترموپلاستیکها در آب دریا غرق میشوند (Moore, 2008). علاوه بر این در مورد قطعات کوچک پلاستیک نرخ غرق شدن و فرو رفتن در لایههای عمیقتر اقیانوس و همچنین توزیع عمودی آنها در ستون آب، به طور قابل توجهی بر پیوستن آنها به تودههای دریایی و تشکیل بیوفیلم تأثیرگذار است (Long et al, 2015). پلاستیکهای غرقشده همچنین میتوانند به عمق درههای موجود در کف بستر رفته و میتوانند به عنوان گذرگاه، پسماندهای پلاستیکی را به اقیانوسهای آزاد انتقال دهند. مطالعه درههای لافورنا، کاپ دکروس و بلینز در دریای مدیترانه حاکی از بالاترین سطح پسماند بودند و در عمق مورد بررسی به ترتیب دارای 15057 و 1090 قطعه در هر کیلومتر مربع بودند (Tubau et al., 2015).
مناطق ساحلی به طور ذاتی برای گردشگری جذاب‌تر از سایر جاذبه‌های گردشگری طبیعی هستند، چرا که این بخش، یکی از زیربخش‌های ویژه گردشگری و همچنین طبیعت‌گرد‌ی به حساب می‌آید. بنابراین با باز شدن پای گرد‌شگران بیشتری به دریا و ساحل، ماجرای آلودگیهای ساحلی و دریایی به شد‌ت د‌امن خورد. بحث رفع آلودگیهای محیط زیست دریایی که در مدت زمان طولان رخ داده است، به رفع آن در کوتاه‌مد‌ت نمیتوان د‌ل‌خوش کرد. تأثیرات منفی و بلندمدت چنین آلود‌گی‌هایی نه تنها باعث تخریب اکولوژی این مناطق شده، بلکه بر مباحث اقتصادی و اجتماعی زند‌گی بومیان ساکن در این نواحی نیز تأثیرات خود را گذاشته است.
ایران، مجموعاً دارای 5800 کیلومتر خط ساحلی در شمال و جنوب میباشد که 890 کیلومتر آن در شمال، شامل استانهای ساحلی گیلان، مازندران و گلستان و 4900 کیلومتر آن در جنوب شامل استانهای ساحلی بوشهر، خوزستان، هرمزگان و سیستان و بلوچستان، قرار دارد. با توجه به این‌که ایران دارای پنج هزار و ۸۰۰ کیلومتر خط ساحلی است، باید تد‌ابیری در زمینه جلوگیری از آسیب‌های محیط زیستی ناشی از تولید پسماندها اند‌یشید‌ه شود. از آن‌جا که در دنیا ۲۰ منطقه دریایی وجود دارد، در سال ۱۳۷۳ بخش محیطزیست سازمان ملل، تدوین ابزارهای قانونی را در راستای مدیریت سواحل آغاز کرد.
کنوانسیون مارپول
یکی از اصلیترین کنوانسیونهایی که به صورت مستقیم با مسائل محیطزیست دریایی در ارتباط است، کنوانسیون MARPOL 73/78 است. MARPOL 73/78 کنوانسیون بینالمللی جلوگیری از آلودگی ایجاد شده از کشتیها میباشد که در سال 1973 ابتدا تدوین و سپس طبق توافقنامه 1978 اصلاح شده است. MARPOL خلاصه شده لاتین کلمه آلودگی دریایی2 و منظور از 78/73 نیز سالهای 1973 و 1978 میلادی (سال تدوین و اصلاح) است. هدف از این کنوانسیون، حفظ محیطزیست دریایی به وسیله حذف کامل آلودگی ناشی از مواد نفتی، مواد مضر دیگر و همچنین کاهش تخلیه اتفاقی این مواد به آب دریاها است. کنوانسیون اصلی مارپل در سال 1973 تدوین شد ولی در آن مقطع زمانی لازمالاجرا نشد. معاهده کنونی نیز ترکیبی از معاهده سال 1973 و توافقنامه 1978 است و چند سال بعد در اکتبر 1983 لازمالاجرا شد. از سال 2005 نیز، 136 کشور، چیزی نزدیک به 98 درصد کل کشتیرانی جهان، متعهد به انجام این پیماننامه شدهاند. مارپل را میتوان محصول فرآیند تکامل کنوانسیون جلوگیری از آلودگی نفتی 1954 دانست، با این تفاوت که در آن فقط به مسأله آلودگی نفتی پرداخته نشده بلکه انواع دیگر آلایندهها نیز مورد توجه قرار گرفته و برای هر کدام دستورالعملها و مقررات خاصی پیشبینی شده است. تمامی کشتیهای تحت پرچم کشورهای امضاءکننده مارپل، صرفنظر از مبدأ و مقصد، موظف و ملزم به انجام مقررات آن هستند و کشورهای عضو، مسئول تمامی کشتیها و شناورهایی میباشند که تحت ملیت مربوطهشان به ثبت رسیدهاند (https://www.imo.org/).
انواع پسماندهای پلاستیکی
طبق مطالعات صورت پذیرفته، هر قطعه پلاستیکی با اندازه برابر یا بزرگتر از ۲۵ میلیمتر به عنوان یک ماکروپلاستیک شناخته میشود (Zarfl and Matthies, 2010). ماکروپلاستیکها به طور مداوم در محیطزیست به قطعات کوچکتر پلاستیکی تقسیم میشوند. مزوپلاستیک‌ها قطعات پلاستیکی کوچکتر از 25 میلیمتر و بزرگتر از 5 میلیمتر میباشند. بر اساس گزارش‌ها، 82 درصد از پسماندهای به دست آمده از آب سطحی رودخانه تامار در انگلستان از قطعات کوچک پلاستیک تشکیل شده است. این ذرات کوچک پلاستیکی (پلاستیکل) را میتوان بر اساس اندازه در سه دسته میکروپلاستیکها، مینیمیکروپلاستیکها و نانوپلاستیکها طبقهبندی کرد (Obbard et al., 2014). میکروپلاستیکها قطعات پلاستیکی کوچکتر از 5 میلیمتر و بزرگتر از یک میلیمتر میباشند. افزایش میکروپلاستیکها در محیطهای آبی به صورت فزاینده باعث ایجاد نگرانی وسیع در سطح جهان شده است و این مسئله به عنوان یکی از وسیع‌ترین و ترسناکترین تهدیدهای محیطزیست دریایی به رسمیت شناخته شده است. میکروپلاستیکها در هر نقطه ساحلی، اقیانوسهای آزاد، آبهای سطحی، سواحل و رسوبات دریاچههای آب شیرین و حتی داخل کوههای یخی قطب نیز یافت میگردند (Liebezeit & Dubaish, 2012; Dekif et al., 2014).
میکروپلاستیکها به عنوان ناقلین آلایندههای شیمیایی
چندین دهه پیش محققان دریافتند که میکروپلاستیکهای پلیپروپیلن به آسانی ترکیبات آلی آبگریز را جذب میکنند(Rice & Gold, 1984). از آن زمان به بعد در محیطهای آبی، میکروپلاستیکهایی یافت شده که بهوسیله فرآیندهای مختلف جذب به آلایندههای آلی پایدار آلوده شده بودند و در نتیجه تحقیقات دقیق علمی جهت برهمکنش بین این دو عامل در حال افزایش است (Kampire et al., 2015; 2001; Rios et al., 2007). به عنوان مثال در بندری در سوئد نزدیک به یک تأسیسات تولید پلیاتیلن، فراوانی میکروپلاستیکها در آب دریا بیش از 100000 عدد در هر مترمکعب گزارش شده است (Noren & Naustvoll, 2010). در همان زمان گزارش شده که میکروپلاستیکها در محیطهای دریایی قادرند آلایندههای POPs را تا یک میلیون برابر، بیشتر از غلظت پسزمینه آن در خود تجمع داده و با خود حمل کنند (Hirai et al., 2011; Rios et al., 2010). در نتیجه آمادگی میکروپلاستیکها برای جذب آلایندهها و همچنین حضور گسترده آنها در همهجا و توانایی پیمودن مسافتهای طولانی، دلایلی جدی برای ایجاد نگرانی به حساب میآیند. چرا که میکروپلاستیکها اغلب توسط موجودات آبزی بلعیده میشوند. بنابراین مصرف میکروپلاستیکهای آلوده توسط موجودات زنده یک مسیر مواجهه منحصر به فرد برای ورود آلایندههای شیمیایی بسیار سمی به زنجیره غذایی فراهم میکند.
اثرات بیولوژیکی و تأثیرات میکروپلاستیکهای آلوده
بلع میکروپلاستیکهای آلوده توسط موجودات آبزی، یک مسیر حیاتی برای انتقال مواد شیمیای سمی به بافتهای زنده را فراهم نموده که در آن میکروپلاستیکها به عنوان یک ناقل برای انتقال آلودگیهای جذب شده و مواد افزودنی شیمیایی به ارگانیسمها عمل میکند (Nobre et al., 2015). یافتهها در خلیج مکزیک نشان داده است که در 10 درصد از ماهیهای دریایی و 8 درصد از ماهیهای آب شیرین میکروپلاستیکها وجود داشته است. با این حال شکلدهی یک پیوند قطعی بین مصرف میکروپلاستیکهای آلوده و وضعیت بدن ماهیهای ساکن دریا هنوز در دوران ابتدایی خود قرار داشته و نیاز به تحقیقات بیشتری دارد (Koelmans et al., 2013). علاوه بر این با استفاده از مدلهای تحلیلی، اشاره شده که تجمع زیستی آلایندههای آلی پایدار با استفاده از مصرف پلاستیکهای آلوده توسط جانداران، ممکن است به دلیل عدم وجود گرادیان بین POPها و بافت چربی در موجودات آبزی، بسیار ناچیز باشد و امکان رخ دادن برخی از مکانیسمهای حذف POPها وجود دارد. با این حال بسیاری از نقش مواد فعال سطح روده را جهت واجذب این آلایندهها، به ویژه در pH و دماهای مختلف در نظر نمیگیرند. به عنوان مثال در شرایط فیزیولوژیکی شبیهسازی شده، چندین آلاینده رایج در محیطهای آبی از میکروپلاستیکهای پلیاتیلنی آلوده در زمان حضور مواد فعال سطحی روده، سریعتر دچار واجذب شده و در دماهای بالاتر، مشابه شرایط موجود در بدن گونههای آبزی خونگرم افزایش بیشتری داشته است. علاوه بر این واجذب آلایندهها از میکروپلاستیکها در شرایط معمول دستگاه گوارش، ممکن است تا ۳۰ برابر بیشتر از شرایط معمول در آب دریا اتفاق افتد. در نتیجه آلایندههای واجذب شده از میکروپلاستیکها و طور آزاد در دسترس انتشار در بافتهای موجودات زنده قرار میگیرند (Fiedler, 1998). تاکنون در مورد اثرات میکروپلاستیکهای مصرفشده در زنجیره غذایی انسان اطلاعات بسیار کمی در تحقیقات علمی وجود تولید شده است. در یک مطالعه در اواخر دهه 1980 به‌صورت داوطلبانه 15 نفر انسان سالم با میکروپلاستیکهایی با قطر کمتر از 2 میلیمتر مورد تغذیه قرار گرفتند (Tomlin & Read, 1988). در حالی که نوع پلاستیک مشخص نشده اما محققان اشاره کردهاند که در مقایسه با مقدار میکروپلاستیک مصرف شده، حجم مدفوع افراد به طور متوسط 3 برابر بیشتر شده است. علاوه بر این افزایش چشمگیری در نقل و انتقال سیستم گوارشی به‌وجود آمده که دلیل آن را به فعالسازی مکانیکی گیرندههای مخاطی در پوشش اپیتلیال روده نسبت دادهاند. در ضمن افزایش سرعت زمان انتقال گوارشی ناشی از مصرف میکروپلاستیکها در خوک و سگ نیز به اثبات رسیده است. این عامل میتواند باعث کاهش جذب مواد ضروری غذایی شده و در نهایت منجر به کمبود مواد مغذی بدن شود. شواهد قطعی در خصوص انتقال آلایندهها از میکروپلاستیکهای آلوده به انسان، هنوز وجود ندارد. با این حال توانایی میکروپلاستیکها به عنوان یک ناقل جهت ورود آلایندههای موجود در آب به انسان، با توجه به تحقیقات انجام شده تاکنون باید در نظر گرفته شود.
برخی از PAHهای جذبشده بر میکروپلاستیکها هنگام ورود به بدن انسان با تأثیر بر DNA منجر به ایجاد اثرات ژنوتوکسیک و سرطان میشوند. در مطالعهای که به جمعآوری ماهیهای مختلف قزلآلای هندی، ساردین دریایی هندی، ببر ماهی، گربه ماهی خالدار و ماهی طلایی رنگ دمدراز بین سالهای 2006 تا 2008 از خط بندری بمبئی در هند پرداخته، نتایج نشان میدهد که PAHها در تمام گونههای مورد مطالعه شناسایی شدهاند. در واقع سطح کل PAHها به طور متوسط 44/70-43/17 نانوگرم بر گرم (وزن مرطوب) بوده در حالیکه سطح PAHها به مقدار 23/31-49/9 نانوگرم بر گرم (وزن مرطوب) به عنوان حد سرطانزایی تعیین شده است (Dhananjayan & Muralidharan, 2012). موجودات با سیستم صافی-تغذیهای مانند صدف دوکفهای نیز مستعد تجمع زیاد آلایندهها و میکروپلاستیکها هستند. صدفها در سراسر جهان به صورت روزانه توسط انسانها مصرف شده و بر اساس تخمینها مردم اروپا سالانه 11000 میکروپلاستیک را با خوردن صدف وارد بدن خود میکنند (Leslie et al., 2013;). گونههای مهاجم میتوانند از یک میکروپلاستیک به عنوان قایق شناور استفاده کرده که آنها را قادر میسازد تا فاصلههای بزرگی را در اقیانوسهای جهان پیموده و خود را به زیستگاههای جدید برسانند. میکروپلاستیکها احتمالاً میتوانند به عنوان یک ناقل برای ورود عوامل بیماریزا به موجودات عمل کنند. همانطور که اندازه میکروپلاستیکها کاهش مییابد، نسبت سطح به حجم آن افزایش مییابد؛ به همین دلیل، غلظتهای بالای مینیمیکروپلاستیکها میتوانند مساحت سطحی چشمگیری را برای چسبیدن میکروارگانیسمها فراهم نمایند. در حقیقت اغلب میکروپلاستیکهای موجود در محیطزیست، با مواد آلی پوشیده شدهاند. بنابراین در صورت تغذیه باکتریهای از این مواد، این پتانسیل وجود دارد که میکروپلاستیکها از کلنی باکتریهای بیماریزا حمایت کنند. علاوه بر این، تعامل بین میکروارگانیسمها و میکروپلاستیکها باید بیشتر مورد بررسی قرار گیرد تا نقش و گستردگی نوع میکروب‌های دخیل در تخریب میکروپلاستیکها مشخص شود. با توجه به تحقیقات انجامشده با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) بر روی میکروپلاستیکها، اثبات شده است که کلنیهای فراوانی از موجودات مختلف شامل باکتریها، قارچها و دیاتومهها بر روی میکروپلاستیکهای اولیه و ثانویه وجود دارد (شکل 2) (Kalogerakis et al., 2015).