قام باحثون من جامعة كولومبيا البريطانية في كندا بتطوير أداة محمولة منخفضة التكلفة لقياس البلاستيك في طعامنا وشرابنا بدقة. وتقدم الأداة المبتكرة النتائج في غضون دقائق وتظهرها بطريقة سهلة الفهم سواء من قبل فني في مختبر معالجة الأغذية أو شخص غير متخصص لكنه مهتم بكوب قهوته الصباحية.
تستخدم الأداة، التي توصل بتطبيق، تقنية تجعل جزيئات البلاستيك الصغيرة جدا والتي لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة تضيء.
ما مشكلتنا مع البلاستيك؟
النانو بلاستيك والميكروبلاستيك هي جزيئات صغيرة جدا تنتج من تحلل المواد البلاستيكية مثل صناديق الطعام والأكواب والأواني. توجد جزيئات البلاستيك المتناهية في الصغر في طعامنا ومياهنا والهواء الذي نتنفسه. وكونها جزيئات صغيرة جدا ذات مساحة سطح كبيرة، فإنها تثير القلق بشكل خاص على صحة الإنسان وذلك لقدرتها المتزايدة على امتصاص السموم واختراق الحواجز البيولوجية داخل جسم الإنسان.
لا تزال الآثار الطويلة الأجل لتناول البلاستيك من المشروبات والطعام وحتى من الجزيئات البلاستيكية المحمولة في الهواء قيد الدراسة، ولكن الدراسات تُظهر ما يدعو للقلق.
قال الدكتور تيانشي يانغ، الأستاذ المساعد في كلية نظم الأرض والغذاء، الذي قام بتطوير الأداة “إن تحلل قطع البلاستيك الكبيرة إلى ميكروبلاستيك ونانو بلاستيك يمثل تهديدات كبيرة لنظم الغذاء والنظم البيئية وصحة الإنسان”.
وأضاف وفقا لموقع يوريك أليرت “هذه التقنية الجديدة تتيح اكتشاف جزيئات البلاستيك بسرعة وبتكلفة منخفضة، وذلك قد يساعد في حماية صحتنا ونظمنا البيئية”.
الأداة الجديدة
يتطلب اكتشاف هذه المواد عادة وجود أفراد ذوي مهارات عالية ومعدات باهظة الثمن. وقد أراد فريق الدكتور يانغ أن يجعل الاكتشاف أسرع وأكثر سهولة وأعلى موثوقية.
قام الفريق البحثي بإنشاء صندوق صغير قابل للتحلل مطبوع بتقنية الطباعة الثلاثية الأبعاد يحتوي على مجهر رقمي لاسلكي وضوء أخضر وفلتر خاص، فاستخدموا خوارزميات التعلم الآلي ودمجوه مع برنامج التقاط الصور لقياس البلاستيك.
والنتيجة هي أداة محمولة تعمل مع الهاتف الذكي أو أي جهاز محمول آخر للكشف عن عدد جزيئات البلاستيك في العينة. لا تحتاج الأداة سوى إلى عينة سائلة صغيرة -أقل من قطرة ماء- تجعل جزيئات البلاستيك تتوهج تحت الضوء الأخضر في المجهر لتصويرها وقياسها.
قال المؤلف المشارك هاومينغ (بيتر) يانغ، طالب الماجستير في كلية نظم الأرض والغذاء، “بمجرد أن يلتقط المجهر الموجود في الصندوق الصورة المضيئة، يقوم التطبيق بمطابقة مساحة البكسل للصورة مع عدد جزئيات البلاستيك. يعرض التقرير إذا كان البلاستيك موجودا وكم عدد جزيئاته. وكل اختبار يكلف سنتا ونصف فقط”.
في الدراسة التي نشرت في مجلة “إيه سي إس ببليكيشنز” في 12 أغسطس/آب الحالي، اختبر فريق الدكتور يانغ أكواب البوليسترين، فقاموا بملء الأكواب بـ50 مل من الماء المقطر المغلي وتركوه ليبرد مدة 30 دقيقة. أظهرت النتائج أن الأكواب أطلقت مئات الملايين من جزيئات البلاستيك النانوي التي يبلغ حجمها تقريبا 1% من عرض شعرة الإنسان أو أقل.
وقال الدكتور يانغ “لتقليل تناول البلاستيك، من المهم التفكير في تجنب المنتجات البلاستيكية المستندة إلى البترول، باختيار بدائل مثل الزجاج أو الفولاذ المقاوم للصدأ لحاويات الطعام. كما أن تطوير مواد التعبئة والتغليف القابلة للتحلل أمر مهم لاستبدال البلاستيك التقليدي والانتقال نحو عالم أكثر استدامة”.
تمت معايرة الأداة حاليا لقياس البوليسترين، ولكن يمكن تعديل خوارزمية التعلم الآلي لقياس أنواع مختلفة من البلاستيك مثل البولي إيثيلين أو البولي بروبيلين. والهدف التالي للباحثين هو تسويق الجهاز لتحليل جزيئات البلاستيك في تطبيقات أخرى في العالم الحقيقي.