طحالب مُعدَّلة وراثياً تلتقط الجسيمات البلاستيكية الدقيقة من مياه الشرب

نجح باحثون من جامعة ميزوري الأمريكية في تطوير طحالب مُعدَّلة وراثياً قادرة على التقاط الجسيمات البلاستيكية الدقيقة من مياه الشرب ومياه الصرف الصحي، وذلك في اكتشاف علمي نُشر في مجلة Nature Communications يُقدّم حلاً مبتكراً لأحد أشد التحديات البيئية إلحاحاً في عصرنا.

تعمل هذه الطحالب المعدلة وفق مبدأ فيزيائي بسيط وعبقري في آنٍ واحد: فقد بُرمجت جينياً لإنتاج مادة الليمونين، وهو زيت طبيعي يُعطي قشور الحمضيات رائحتها المعروفة، ويجعل سطح الطحالب طارداً للماء—أي مشابهاً في خواصه الفيزيائية للجسيمات البلاستيكية الدقيقة التي هي بدورها طاردة للماء. ونتيجةً لهذا التشابه، تلتصق الجسيمات البلاستيكية بسطح الطحالب تلقائياً وتتشكل تكتلات كثيفة تغوص نحو القاع حيث يمكن جمعها بسهولة.

قادت هذه الدراسة سوزي داي من كلية الهندسة في جامعة ميزوري، وقد أجرت فريقها تجاربها في مفاعلات حيوية ضخمة أبرزها مفاعل يحمل اسم "شريك" بطاقة 100 لتر. وقد أثبتت التجارب قدرة الطحالب على التقاط الجسيمات البلاستيكية الدقيقة في بيئات الصرف الصحي الفعلية، مع قدرة موازية على امتصاص الفائض من المغذيات من مياه الصرف أثناء نموها، مما يُضاعف القيمة البيئية للتقنية.

تتجاوز هذه التقنية مرحلة الالتقاط لتصل إلى إعادة الاستخدام: تخطط داي لتحويل الكتلة الطحلبية المُجمَّعة مع الجسيمات البلاستيكية إلى مواد بلاستيك حيوي قابلة للاستخدام الصناعي، وهو ما يحوّل النفاية إلى مورد اقتصادي. وتطمح الباحثة إلى دمج هذه التقنية ضمن محطات معالجة مياه الصرف القائمة، مما يجعلها حلاً واقعياً وغير مكلف نسبياً.

تحتل مشكلة الجسيمات البلاستيكية الدقيقة مكانة بارزة في جدول الأولويات البيئية العالمية؛ فقد رصدها العلماء في مياه الشرب ومياه البحار والهواء وحتى في دماء الإنسان ورئتيه. وتُعدّ المحطات الحالية لمعالجة مياه الصرف قاصرة عن إزالة هذه الجسيمات الدقيقة بالكامل نظراً لحجمها الضئيل الذي يُعجز المرشحات التقليدية.

تمتلك هذه التقنية تطبيقات واعدة في المنطقة العربية حيث تتفاقم أزمة المياه؛ فدول الخليج تعتمد بصورة كثيفة على محطات التحلية التي تُعالج مياهاً مُلوّثة بصورة متزايدة بالجسيمات البلاستيكية الدقيقة، وفقاً لدراسات منشورة حول مياه الخليج العربي. وقد أعلنت كلٌّ من السعودية والإمارات عن استراتيجيات وطنية للأمن المائي، فيما يُجري معهد قطر لبحوث البيئة والطاقة وجامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية (كاوست) أبحاثاً متقدمة في معالجة المياه. ويُمكن أن تتكامل تقنية الطحالب المعدلة مع منظومات التحلية القائمة كمرحلة معالجة نهائية تُزيل التلوث البلاستيكي الدقيق، مما يُعزز جودة مياه الشرب في المنطقة ويُقلّل المخاطر الصحية بعيدة المدى.

لا يزال الباحثون في مرحلة التحقق على النطاق المختبري، وثمة أسئلة جوهرية تنتظر الإجابة: ما مدى سلامة إطلاق الطحالب المُعدَّلة في بيئات مائية طبيعية؟ وكيف يمكن التحكم في انتشارها؟ وما كفاءة الالتقاط في ظروف متباينة من درجات الحرارة وتركيزات الملوثات؟ غير أن المبدأ الأساسي مُثبَت علمياً، وفي ظل الحاجة الملحّة إلى حلول مبتكرة لمواجهة التلوث البلاستيكي، يبدو هذا الاكتشاف خطوة واعدة في المسار الصحيح.