آلایندههای نوظهور و بحران آب: تهدید نامرئی در منابع آب آشامیدنی ما
مقدمه
در زندگی روزمره، ما از طیف گستردهای از محصولاتی استفاده میکنیم که بدون آنکه بدانیم، اثری نامرئی بر محیط زیست بر جای میگذارند. داروها، لوازم آرایشی، پلاستیکها، محصولات پاککننده و حتی بقایای آفتکشها، هنگامی که دور ریخته شده یا توسط بدن دفع میشوند، در نهایت از طریق سیستمهای زهکشی، کشاورزی یا صنعت به پیکرههای آبی راه پیدا میکنند. این ترکیبات شیمیایی به عنوان آلایندههای نوظهور (Emerging Pollutants) شناخته میشوند. در دهههای اخیر، حضور فزاینده آلایندههای نوظهور در منابع آب، زنگ خطر را در میان جامعه علمی و سازمانهای بهداشت عمومی در سراسر جهان به صدا درآورده است. این مسئله از ابعاد مختلفی بر مدیریت منابع آب و امنیت آبی جوامع تاثیرگذار است.
از یک سو، پیامدهای این ترکیبات هنوز به طور کامل در قوانین زیستمحیطی مورد توجه قرار نگرفته است. از سوی دیگر، جنبه نگرانکننده موضوع این است که سیستمهای تصفیه آب سنتی برای حذف کامل آنها طراحی نشدهاند، که این امر به تجمع آنها در رودخانهها، دریاچهها، آبخوانها و حتی در آب آشامیدنی اجازه میدهد و در نتیجه، خطری فزاینده برای سلامت انسان و اکوسیستمهای آبی ایجاد میکند. درک این چالش برای هر مرکز تحلیل آب و نهادهای مسئول حکمرانی آب یک ضرورت است.
نکات کلیدی مقاله
- آلایندههای نوظهور شامل داروها، پلاستیکها، و مواد آرایشی هستند که از طریق فاضلاب وارد منابع آب میشوند.
- سیستمهای تصفیه آب سنتی قادر به حذف کامل این ترکیبات نیستند و این موضوع امنیت آبی را به خطر میاندازد.
- این آلایندهها میتوانند به عنوان مختلکنندههای غدد درونریز (Endocrine Disruptors) عمل کرده و حتی در غلظتهای بسیار پایین، به سلامت انسان و حیات وحش آسیب برسانند.
- مطالعات جهانی، از جمله در مکزیک و هند، وجود غلظتهای بالایی از این مواد را در آبهای سطحی و زیرزمینی تأیید کردهاند.
- مواجهه طولانیمدت با این مواد با مشکلات عصبی، تولیدمثلی، اختلالات متابولیک و افزایش خطر سرطان مرتبط است.
- میکروپلاستیکها و مقاومت ضدمیکروبی دو پیامد خطرناک دیگر مرتبط با آلایندههای نوظهور هستند که بهداشت عمومی جهانی را تهدید میکنند.
- راهکارهای مقابله شامل بهروزرسانی قوانین، سرمایهگذاری در فناوری آب پیشرفته و ترویج فرهنگ مصرف مسئولانه است.
بخش اول: یک تهدید جهانی، یک چالش محلی
در سطح بینالمللی، مطالعات متعددی مقادیر فزایندهای از آلایندههای نوظهور را در رودخانهها، دریاچهها، آبخوانها و حتی در آب آشامیدنی شناسایی کردهاند. در مکزیک، تحقیقات اخیر حضور موادی مانند دیکلوفناک، کاربامازپین، سولفامتوکسازول، بیسفنول A، نونیلفنلها و همچنین آنتیبیوتیکهای مختلف را در آبهای سطحی و زیرزمینی نشان میدهد. این یافتهها نشاندهنده ابعاد گسترده بحران آب در لایهای پنهان است که نیازمند توجه فوری متخصصان حوزه آب میباشد.
در مطالعهای در دره مزکیتال (Mezquital Valley) — منطقهای با تغذیه مصنوعی آبخوان از طریق فاضلاب مکزیکوسیتی — تا ۲۳ داروی فعال در آبهای زیرزمینی شناسایی شد. علاوه بر این، یک تحلیل اخیر مشخص کرد که در پیکرههای آبی مانند کانالهای سوچیمیلکو (Xochimilco) و رودخانه آپاتلاکو (Apatlaco) در کوئرناواکا، محدودیتهای بینالمللی برای آلایندههایی مانند تریکلوزان، بیسفنول A و استروژن مصنوعی EE2 یا اتینیل استرادیول به شدت نادیده گرفته شده است. این استروژن در قرصهای ضدبارداری یافت میشود و از طریق ادرار و فاضلاب به آب راه مییابد.
یک مطالعه انجام شده در دهلی، هند، سطوح شگفتآور بالایی از دیکلوفناک — یک مسکن رایج — را در آبهای زیرزمینی یافت که به ۱.۳ میلیگرم در لیتر میرسید. این امر نشان میدهد که مشکل آلودگی دارویی چقدر میتواند جدی باشد: آنچه نگرانکننده است این است که آبهای زیرزمینی ظرفیت اکسیداتیو کمتری دارند، بنابراین تجزیه این نوع ترکیبات در مقایسه با آب رودخانه یا دریاچه زمان بیشتری میبرد. این چالشها اهمیت نوآوری در روشهای پایش و مدیریت منابع آب را برجسته میسازد.
بخش دوم: اثرات بر سلامت انسان و اکوسیستمها
یکی از نگرانکنندهترین جنبههای این ترکیبات، توانایی آنها در تغییر فعالیت بیولوژیکی، حتی در غلظتهای بسیار پایین، اغلب در سطح نانوگرم بر لیتر است. مقادیر اندک مختلکنندههای غدد درونریز مانند بیسفنول A، فتالاتها یا هورمونهای مصنوعی میتوانند تعادل هورمونی را هم در انسان و هم در حیات وحش آبزی مختل کنند. مواردی از تغییرات هورمونی در جانوران دریایی در معرض پسابهای شهری، و همچنین کاهش باروری و تغییرات در رفتار تولیدمثلی دوزیستان مستند شده است. در سطح انسانی، شواهدی وجود دارد که نشان میدهد مواجهه طولانیمدت با این مواد با مشکلات عصبی، ایمنیشناختی و تولیدمثلی مرتبط است. برخی از نمونهها عبارتند از:
بیسفنول A (BPA)، که در پلاستیکها و پوشش داخلی قوطیها یافت میشود، با تغییرات در رشد جنین، اختلال در عملکرد تیروئید، اختلالات متابولیک مانند چاقی و حتی افزایش خطر سرطان سینه و پروستات مرتبط دانسته شده است. در مورد اثرات عصبی، BPA با اختلالات رفتاری مانند اضطراب، تکانشگری و عدم تمرکز و توجه مرتبط است.
پارابنها، که به دلیل خواص ضدمیکروبی خود معمولاً به عنوان نگهدارنده در محصولات آرایشی و مراقبت شخصی استفاده میشوند، عملکرد استروژن را تقلید میکنند که میتواند سیستم هورمونی را مختل کند. حضور آنها در بافتهای تومور سینه، نگرانی در مورد ارتباط احتمالی آنها با سرطان سینه را افزایش داده است. این مواد میتوانند با افزایش حساسیت به عفونتها و توسعه بیماریهای خودایمنی مرتبط باشند.
میکروپلاستیکها، ذراتی کوچکتر از ۵ میلیمتر که در اثر استفاده گسترده از پلاستیک در زندگی روزمره و تجزیه آنها ایجاد میشوند، محیط زیست ما را آلوده میکنند. این ذرات عمدتاً از طریق مصرف غذا و آب آلوده و همچنین با استنشاق ذرات معلق در هوا وارد بدن انسان میشوند. طبق یک بررسی، آمریکای لاتین با خطر بالایی مواجه است به دلیل فقدان زیرساختهای مناسب تصفیه فاضلاب و حضور فزاینده میکروپلاستیکها در اکوسیستمهای آبی. تحلیل این روندها برای هر مرکز آب ایران که به دنبال ارائه راهکارهای پایدار است، حیاتی است.
مطالعات اخیر میکروپلاستیکها را در خون انسان، شیر مادر و حتی در جفت شناسایی کردهاند، که نشان میدهد این ذرات در حال نفوذ به سدهای فیزیولوژیکی بنیادین هستند. اگرچه اثر مستقیم آنها بر سلامت هنوز در دست بررسی است، اما مشخص شده که میتوانند به عنوان حامل آلایندههای شیمیایی مانند فلزات سنگین یا مختلکنندههای غدد درونریز که به سطح آنها چسبیدهاند، عمل کنند. علاوه بر این، پس از ورود به بدن، میتوانند باعث التهاب، استرس اکسیداتیو و آسیب سلولی شوند — اثراتی که میتوانند به بیماریهای قلبی-عروقی، گوارشی یا حتی فرآیندهای سرطانزای طولانیمدت منجر شوند.
بخش سوم: مقاومت ضدمیکروبی و پیامدهای اقتصادی
بسیاری از این مواد از طریق فاضلاب به رودخانهها و آبخوانها میرسند، جایی که فعال باقی میمانند. این محیط، ظهور باکتریهای مقاومی را که یاد میگیرند در برابر درمانهای فعلی زنده بمانند، تسهیل میکند. پیامدهای این پدیده هشداردهنده است، زیرا گسترش باکتریهای مقاوم نه تنها کارایی آنتیبیوتیکها را در درمان عفونتهای انسانی و حیوانی به خطر میاندازد، بلکه بهداشت عمومی و امنیت غذایی را نیز در معرض خطر قرار میدهد و احتمال شیوع عفونتهای مقاوم و پیچیدهتر شدن استراتژیهای پیشگیری و درمان را افزایش میدهد. این موضوع مستقیماً بر امنیت آبی و سلامت عمومی جامعه تأثیر میگذارد.
به گفته سازمان بهداشت جهانی، مقاومت ضدمیکروبی (Antimicrobial Resistance) در حال حاضر یکی از تهدیدات اصلی برای بهداشت عمومی جهانی است و پتانسیل آن را دارد که تا سال ۲۰۵۰ سالانه تا ۱۰ میلیون مرگ و میر ایجاد کند. در چندین مطالعه، سویههای مقاوم در محیطهای آبی شناسایی شدهاند. شرایط اضطراری مانند جنگها و همهگیریها میتواند مشکل مقاومت ضدمیکروبی را تسریع کرده و کنترل آن را دشوارتر سازد.
آلایندههای نوظهور نه تنها بر تنوع زیستی و سلامت انسان، بلکه بر اقتصاد نیز تأثیر میگذارند. اختلال در زنجیرههای غذایی آبزیان میتواند ماهیگیری محلی را کاهش دهد و تصور آبهای آلوده بر گردشگری در مناطق طبیعی تأثیر منفی میگذارد. به عنوان مثال، در دریاچه چاپالا (Chapala) و دیگر پیکرههای آبی در مکزیک، تصور آلودگی منجر به زیانهای اقتصادی برای جوامع ساحلی شده است که به این اکوسیستمها وابسته هستند. این بعد اقتصادی باید در سیاستگذاریهای حکمرانی آب لحاظ شود.
بخش چهارم: چه اقداماتی میتوانیم انجام دهیم؟
با توجه به این چشمانداز، ضروری است که تحقیقات بینرشتهای بیشتری برای شناسایی، کمیسازی و درک اثرات این آلایندهها ترویج شود. همچنین، لازم است چارچوبهای نظارتی برای گنجاندن محدودیتها و مکانیسمهای پایش برای مواد نوظهور بهروز شوند. بهبود در سیستمهای تصفیه فاضلاب از طریق فناوریهای آب پیشرفته مانند غشاهای نانوفیلتراسیون (Nanofiltration) و اولترافیلتراسیون، جاذبهای مبتنی بر مواد پایدار (بیوچار مصنوعی)، ازنزنی، یا فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (Advanced Oxidation Processes) نیز مورد نیاز است. درک نقش فناوریهای آب در مقابله با بحران برای سرمایهگذاریهای آتی ضروری است.
در سطح اجتماعی، باید فرهنگ مصرف و دفع مسئولانه ترویج شود: پرهیز از ریختن داروها در توالت یا سینک، کاهش استفاده از پلاستیک و انتخاب محصولات مراقبت شخصی فاقد مواد مضر، اقداماتی است که در دسترس همگان قرار دارد. به عنوان مثال، میتوان استفاده از شامپوها، صابونها و دئودورانتهایی را که دارای برچسب «فاقد پارابن» یا «فاقد تریکلوزان» هستند ترجیح داد، زیرا این ترکیبات اغلب با اثرات سمی بر موجودات آبزی مرتبط هستند. اطلاعرسانی در این زمینه میتواند بخشی از اخبار آب باشد که توسط رسانهها و مراکز تخصصی منتشر میشود.
تحلیل اختصاصی تیم Water Insight Hub – مرکز بینش آب ایران
اهمیت این خبر آب برای ایران، کشوری که با بحران آب شدید و چالشهای متعدد در مدیریت منابع آب دست و پنجه نرم میکند، دوچندان است. مسئله آلایندههای نوظهور در ایران به دلیل همزمانی چند عامل، پتانسیل تبدیل شدن به یک بحران خاموش اما ویرانگر را دارد. اولاً، سرانه مصرف دارو در ایران بالاست و زیرساختهای تصفیه فاضلاب شهری و صنعتی در بسیاری از مناطق یا قدیمی هستند یا توانایی حذف ترکیبات دارویی و شیمیایی پیچیده را ندارند. این بدان معناست که حجم قابل توجهی از این آلایندهها به طور مستقیم وارد منابع آب سطحی و زیرزمینی میشوند که بخش بزرگی از آب شرب کشور را تأمین میکنند. این موضوع، امنیت آبی را از یک چالش کمی (کمبود آب) به یک چالش کیفی (آلودگی آب) گسترش میدهد. این موضوع مشابه چالش جهانی دیگری یعنی مواد شیمیایی ابدی یا PFAS است که نیازمند توجه ویژه در سیاستگذاریهای ملی است.
ثانیاً، حکمرانی آب در ایران نیازمند یک بازنگری جدی برای مواجهه با این تهدید جدید است. استانداردهای فعلی کیفیت آب آشامیدنی و پساب خروجی، عمدتاً بر آلایندههای سنتی متمرکز هستند و پارامترهای مربوط به آلایندههای نوظهور مانند ترکیبات دارویی، میکروپلاستیکها یا مختلکنندههای غدد درونریز را پوشش نمیدهند. مرکز بینش آب ایران تأکید میکند که اولین گام، تدوین یک برنامه جامع پایش ملی برای شناسایی نوع و غلظت این آلایندهها در حوضههای آبریز مختلف کشور است. بدون دادههای دقیق، هرگونه سیاستگذاری و سرمایهگذاری در فناوری آب ناکارآمد خواهد بود. متخصصان حوزه آب در کشور باید برای تعریف پروتکلهای پایش و تدوین استانداردهای جدید بسیج شوند.
در نهایت، راه حل این معضل در گرو نوآوری و سرمایهگذاری هدفمند در فناوری آب است. تکیه بر روشهای سنتی تصفیه کافی نیست. فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته، نانوفیلتراسیون و استفاده از جاذبهای نوین باید در مقیاس صنعتی در تصفیهخانههای فاضلاب و آب پیادهسازی شوند. این امر مستلزم همکاری نزدیک میان دانشگاهها، شرکتهای دانشبنیان و دولت است. مرکز تحلیل آب میتواند نقش تسهیلگر را در این فرآیند ایفا کند و با تحلیل دادهها، بهینهترین فناوریها را برای شرایط بومی ایران پیشنهاد دهد. مقابله با آلایندههای نوظهور، آزمونی برای اراده ملی در جهت حفاظت از سلامت عمومی و تضمین امنیت آبی نسلهای آینده است و نباید در سایه دیگر چالشهای آبی نادیده گرفته شود.
سوالات متداول
سوال 1: آلایندههای نوظهور دقیقاً چه موادی هستند و چرا مدیریت آنها برای امنیت آبی مهم است؟
پاسخ: آلایندههای نوظهور (Emerging Pollutants) به گروه وسیعی از ترکیبات شیمیایی یا بیولوژیکی اطلاق میشود که پیش از این به عنوان آلاینده شناسایی نشده بودند یا غلظت آنها در محیط زیست به حدی پایین بود که نگرانکننده تلقی نمیشد، اما اکنون به دلیل افزایش مصرف و بهبود روشهای تشخیصی، حضور و اثرات بالقوه آنها شناسایی شده است. این مواد شامل طیف گستردهای از ترکیبات میشوند، از جمله: داروها (مانند مسکنها، آنتیبیوتیکها، هورمونها)، محصولات مراقبت شخصی (مانند پارابنها و تریکلوزان در لوازم آرایشی و صابونها)، آفتکشها، مواد شیمیایی صنعتی (مانند بیسفنول A یا BPA در پلاستیکها) و میکروپلاستیکها. اهمیت مدیریت این آلایندهها برای امنیت آبی حیاتی است زیرا سیستمهای تصفیه آب و فاضلاب سنتی برای حذف آنها طراحی نشدهاند. در نتیجه، این مواد میتوانند در منابع آب آشامیدنی تجمع یافته و حتی در غلظتهای بسیار پایین (نانوگرم بر لیتر) اثرات مخربی بر سلامت انسان و اکوسیستمها داشته باشند. این اثرات شامل اختلال در سیستم غدد درونریز، مشکلات تولیدمثلی، افزایش خطر سرطان و ترویج مقاومت ضدمیکروبی است که همگی پایههای سلامت عمومی و پایداری منابع آب را تضعیف میکنند.
سوال 2: چرا سیستمهای تصفیه آب فعلی در حذف کامل آلایندههای نوظهور ناتوان هستند؟
پاسخ: سیستمهای تصفیه آب و فاضلاب متعارف، که عمدتاً در دهههای گذشته طراحی شدهاند، برای حذف آلایندههای سنتی مانند مواد جامد معلق، باکتریها، ویروسها و مواد آلی قابل تجزیه بیولوژیکی بهینه شدهاند. فرآیندهای اصلی در این سیستمها شامل تهنشینی، فیلتراسیون و ضدعفونی با کلر است. مشکل اینجاست که آلایندههای نوظهور دارای ویژگیهای متفاوتی هستند: آنها اغلب مولکولهای کوچک، محلول در آب و مقاوم به تجزیه بیولوژیکی هستند. به همین دلیل، به راحتی از مراحل مختلف تصفیه عبور میکنند. برای مثال، کلرزنی که برای کشتن میکروبها استفاده میشود، ممکن است برخی از این ترکیبات شیمیایی را به محصولات جانبی خطرناکتری تبدیل کند. برای حذف مؤثر این آلایندهها، به فناوری آب پیشرفتهتری نیاز است. فرآیندهایی مانند اسمز معکوس (Reverse Osmosis)، نانوفیلتراسیون، فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (AOPs) که از رادیکالهای بسیار واکنشپذیر برای شکستن این مولکولهای مقاوم استفاده میکنند، و جذب سطحی با کربن فعال یا بیوچار، از جمله راهکارهای نوآوری محور هستند که میتوانند این ترکیبات را از آب حذف کنند. ارتقاء تصفیهخانهها به این فناوریها یک گام ضروری در مدیریت منابع آب مدرن است.
سوال 3: میکروپلاستیکها چگونه به یک تهدید جدی در بحران آب تبدیل شدهاند؟
پاسخ: میکروپلاستیکها، که ذرات پلاستیکی با اندازه کمتر از ۵ میلیمتر هستند، به دو دلیل عمده به یک تهدید جدی در بحران آب تبدیل شدهاند. اول، حضور فیزیکی آنهاست. این ذرات به دلیل اندازه کوچکشان، به راحتی توسط موجودات آبزی خورده میشوند و وارد زنجیره غذایی میگردند. در نهایت، از طریق مصرف غذاهای دریایی، نمک یا حتی آب آشامیدنی آلوده، وارد بدن انسان میشوند. مطالعات اخیر حضور آنها را در خون، ریهها و حتی جفت انسان تأیید کردهاند. این حضور فیزیکی میتواند باعث التهاب، استرس اکسیداتیو و آسیب سلولی شود. دوم، و شاید خطرناکتر، نقش میکروپلاستیکها به عنوان “حامل” برای سایر آلایندههاست. سطح این ذرات پلاستیکی میتواند مواد شیمیایی سمی مانند فلزات سنگین، آفتکشها و مختلکنندههای غدد درونریز را از آب به خود جذب کند. وقتی این میکروپلاستیکها وارد بدن موجود زنده میشوند، این آلایندههای چسبیده به سطحشان را آزاد کرده و غلظت مواد سمی را در بافتهای بدن به شدت افزایش میدهند. این پدیده که به “اسب تروآ” تشبیه شده، خطر آلایندههای نوظهور را چند برابر میکند و چالشی پیچیده برای امنیت آبی و سلامت عمومی ایجاد میکند.
سوال 4: شهروندان و مصرفکنندگان چه نقشی در کاهش آلودگی ناشی از این مواد دارند؟
پاسخ: اگرچه حل کامل مشکل آلایندههای نوظهور نیازمند اقدامات گسترده در سطح حکمرانی آب و صنعت است، اما شهروندان و مصرفکنندگان نیز نقش بسیار مهمی در کاهش این نوع آلودگی دارند. اقدامات فردی، وقتی به صورت جمعی انجام شوند، میتوانند تأثیر قابل توجهی داشته باشند. مهمترین اقدامات عبارتند از:
- دفع صحیح داروها: هرگز داروها و آنتیبیوتیکهای تاریخ مصرف گذشته یا اضافی را در توالت یا سینک نریزید. آنها را به داروخانهها یا مراکز بهداشتی تعیین شده برای امحای ایمن تحویل دهید.
- کاهش مصرف پلاستیک: به خصوص پلاستیکهای یکبار مصرف را کاهش دهید. از کیسههای پارچهای، بطریهای آب قابل استفاده مجدد و ظروف بادوام استفاده کنید تا تولید میکروپلاستیکها را محدود کنید.
- انتخاب آگاهانه محصولات: هنگام خرید محصولات آرایشی، بهداشتی و پاککننده، به برچسب آنها توجه کنید و از خرید محصولاتی که حاوی پارابن، تریکلوزان، فتالات و سایر مواد شیمیایی مضر هستند، خودداری کنید.
- حمایت از کشاورزی پایدار: در صورت امکان، از محصولات کشاورزی ارگانیک یا محصولاتی که با استفاده کمتر از آفتکشها تولید شدهاند، حمایت کنید. این کار به کاهش ورود بقایای آفتکشها به منابع آب کمک میکند.
این اقدامات نه تنها به حفاظت از منابع آب کمک میکند، بلکه فرهنگی از مسئولیتپذیری زیستمحیطی را ترویج میدهد که برای مدیریت منابع آب پایدار در بلندمدت ضروری است.
نویسنده مقاله اصلی:
Jürgen Mahlknecht
استاد تمام و رئیس هسته تحقیقاتی اقلیم و پایداری، دانشگاه فنی مونتری.
برای مطالعه خبر اصلی کلیک کنید.
هانیه اللهوردی
دانشجوی کارشناسی محیطزیست
ایمیل رسمی مرکز بینش آب ایران:
[…] تا از آزادسازی آلایندهها جلوگیری شود؛ موضوعی که در گزارش آلایندههای نوظهور نیز به عنوان یک چالش جدی مطرح شده […]
[…] که بر روی بازچرخانی فاضلاب و مقابله با چالشهایی نظیر آلایندههای نوظهور تمرکز دارند، بسیار حیاتی است. تخلخل قابل تنظیم و […]