عندما يلتقي المجاري والبحر

تسبب تسرب مياه الصرف الصحي إلى البحر في حيفا في ازدهار بكتيريا نادرة وأثر على النظام البيئي البحري - ويعد إشارة تحذير من مثل هذه التسربات التي تحدث كل عام في فصل الشتاء

بقلم راشيل فوكس، وكالة أنباء أنجل للعلوم والبيئة

القصة التالية تبدأ تماما عن طريق الصدفة. "في صباح أحد أيام فبراير/شباط 2015، نظرت من نافذة مكتبي في حيفا، الذي يقع فوق البحر مباشرة، وفجأة رأيت بقعة في الماء، قريبة من الشاطئ، حول أنبوب تابع للبلدية". يقول الدكتور إيال رحاب، الباحث في المعهد الوطني لعلوم المحيطات لدراسة البحار والبحيرات في إسرائيل. "أدركت على الفور أنها ربما كانت بقعة مياه صرف صحي، وقررت الذهاب والتحقق من الأمر.

"بعد فوات الأوان، تبين أن ما حدث كان عطلًا خطيرًا في نظام الصرف الصحي البلدي استمر لمدة خمسة أيام، حيث تسربت مياه الصرف الصحي ببساطة إلى البحر. وكانت البقعة قريبة جدًا من المحطة حيث نقوم بانتظام بأخذ عينات من مياه البحر، لذلك كانت فرصة فريدة لمعرفة ما يحدث عندما يكون لديهم تأثير خارجي لمياه الصرف الصحي.

وهكذا، تحول تسرب مياه الصرف الصحي "الروتيني" على ما يبدو إلى فرصة انتهت بأبحاث رائدة - اكتشفت بكتيريا نادرة في البحر الأبيض المتوسط ​​وتغيرات في النظام البيئي. الدراسة التي أجرتها راهاف مع الدكتور إيدو بار-زيف، الباحث في معهد أبحاث المياه في حرم مدراش ساد بوكر بجامعة بن غوريون، نشرت مؤخرا في مجلة التقارير العلمية.

تزدهر البكتيريا في البحر

ويتميز فصل الشتاء والأمطار الترحيبية المقبلة بالعديد من حالات فشل البنية التحتية، والتي تسبب في كثير من الحالات التهابات في البحر. الشتاء الماضي مثلا تم إغلاق شواطئ الاستحمام المعلنة في إسرائيل لمدة 310 أيام بسبب تحذيرات التلوث. السبب الرئيسي لزيادة عدد أعطال الصرف الصحي في فصل الشتاء هو وجود اتصالات بين شبكات الصرف الصحي وشبكات الصرف الصحيوالتي تتسبب في تدفق كميات كبيرة من المياه من شبكات الصرف الصحي، خاصة في الأيام الممطرة عندما يكون هناك حمل على هذه الأنظمة، إلى شبكات الصرف الصحي. وبالتالي، في كثير من الحالات، يتم غمر نظام الصرف الصحي وانسداده، وتتسرب مياه الصرف الصحي. بالإضافة إلى ذلك، في مثل هذه الأيام، تضطر مرافق معالجة مياه الصرف الصحي فجأة إلى التعامل مع كميات من مياه الصرف الصحي أكبر بكثير من طاقتها، مما يؤدي في كثير من الأحيان إلى تصريف المياه العادمة إلى البحر.

وبعيداً عن المخاطر الصحية الناجمة عن تلوث البحر ومخاطر الروائح الكريهة التي تستلزم إغلاق الشواطئ، فإن مياه الصرف الصحي غنية بالمواد المختلفة التي تعتبر مغذية للكائنات البحرية، مثل الطحالب. وبالتالي تصريف مياه الصرف الصحي إلى البحر قد يسبب زيادة سريعة في كمية الطحالب - مما قد يؤدي إلى تغيير في التوازن القائم بين الحيوانات البحرية، وبالتالي في نهاية المطاف إلى الإضرار بالنظام البيئي، والذي قد يكون بعيد المدى ودائم.

الظاهرة الرئيسية وغير المتوقعة التي وجدت في الدراسة هي ظهور كمية كبيرة من البكتيريا من نوع Trichodesmium، والتي عادة ما تكون نادرة جدًا في البحر الأبيض المتوسط ​​الإسرائيلي. ولم يتم ملاحظة هذه الظاهرة، المعروفة باسم "زهرة" الترايكوديسميوم، على ساحل البحر الأبيض المتوسط ​​الإسرائيلي. علاوة على ذلك، أدى التكاثر البكتيري الواسع النطاق أيضًا إلى ظهور هائل للطحالب نادرًا ما يتم ملاحظته في المنطقة - وتسبب في الواقع في بناء سلسلة غذائية تعتمد على منتجات البكتيريا التي ظهرت بسبب التسرب.

"إذا كان هناك طعام جاهز، فلا داعي لبدء الطهي"

الترايكوديسميوم هو نوع من البكتيريا الزرقاء (البكتيريا الزرقاء) - البكتيريا الموجودة في المسطحات المائية، وقد تكون مألوفة لدى البعض منكم من كينيريتحيث تظهر أحياناً على شكل طبقة بنية اللون تغطي مساحات كبيرة من الماء.

وتتميز البكتيريا الزرقاء بأن بعضها قادر على استخدام غاز النيتروجين الذي يشكل نحو 78 بالمئة من الغازات الموجودة في الغلاف الجوي للأرض. يوجد النيتروجين الجوي في صورة غير متاحة للاستخدام من قبل معظم الكائنات الحية، في حين أن الترايكوديميوم قادر على تفكيكه إلى شكل من أشكال النيتروجين الذي يمكن أن تستخدمه الكائنات الحية الأخرى، مثل الطحالب والبكتيريا الأخرى.

تُلاحظ أزهار التريكوديسميوم في إسرائيل في البحر الأحمر، بل إن هناك اعتقادًا بأنهم هم من أعطوا البحر اسمه. في أزهار البكتيريا في المحيط الأطلسي ويمكنك حتى المشاهدة من الأقمار الصناعية. ولكن كما ذكرنا، يكاد يكون من المستحيل العثور عليها في البحر الأبيض المتوسط ​​في إسرائيل. تقول راهاف: "لقد بحثنا عنهم لمدة عشر سنوات، وأحياناً نقوم بتصفية ألف لتر من مياه البحر ولا نجد شيئاً".

يفترض الباحثون أن هناك عاملين رئيسيين ساعدا البكتيريا الزرقاء على الازدهار بسرعة وبشكل مثير للإعجاب. أولاً، كان البحر هادئًا للغاية خلال الأيام الخمسة التي حدث فيها تسرب مياه الصرف الصحي، وكانت درجة حرارة الماء مرتفعة نسبيًا ولم تتم ملاحظة أي رياح تقريبًا في المنطقة - وهي الظروف المثالية لتطوير الترايكوديميوم. بالإضافة إلى ذلك، يعتقد الباحثون أن مياه الصرف الصحي التي تم سكبها في البحر كانت تحتوي على نسبة عالية من الكربون، وهي إحدى المواد التي يحتاجها الترايكوديميوم في نظامه الغذائي. عادة، تحصل البكتيريا الزرقاء على الكربون عن طريق تثبيت ثاني أكسيد الكربون من خلال عملية التمثيل الضوئي، ولكن وفقًا للباحثين، كانت مياه الصرف الصحي التي وصلت غنية بالكربون العضوي، أي الكربون الذي مر بالفعل بعملية التمثيل الضوئي وتحول من مادة غير عضوية إلى مادة عضوية. ويعتقد الباحثون أن الترايكوديسميوم قادر على استهلاك الكربون العضوي مباشرة، وليس فقط من خلال عملية التمثيل الضوئي، وهذا أيضًا أسهل بالنسبة له. يقول راهاف: "إذا كان هناك طعام جاهز بالفعل، فلن يكون هناك سبب لبدء الطهي".

وبصرف النظر عن التأثير المباشر لازدهار الترايكوديميوم، فإن الزيادة الكبيرة في النيتروجين المتاح تسببت في زيادة بمقدار 4 أضعاف في تواتر الطحالب من فئة الدياتوم (الفورمان) وزيادة بمقدار 7 أضعاف في تواتر الطحالب من فئة الدينوفلاجيلات في منطقة الانسكاب. تقول رحاب: "لقد رأينا السلسلة الغذائية وهي تتشكل". "إن تثبيت النيتروجين بواسطة Trichodesmium حفز النظام الميكروبي بأكمله - البكتيريا والطحالب وما إلى ذلك - وبسرعة كبيرة."

وليس أمراً من السماء

الشاطئ في حيفا ليس الشاطئ الوحيد الذي تعرض نظامه الميكروبيولوجي مؤخرًا لاضطرابات مفاجئة بسبب الأزهار غير المتوقعة. ويقول راهاف: "إن مياه الصرف الصحي تأتي أيضًا من غزة وتؤثر على طول الساحل بأكمله، وهذا أمر يمكن رؤيته من خلال الأقمار الصناعية". انتشار واسع النطاق للبكتيريا الزرقاء في فلوريدا وتسبب العام الماضي في إغلاق العديد من الشواطئ في جنوب البلاد بسبب الرائحة الكريهة الكبيرة والمخاطر الصحية التي تسببها.

في الآونة الأخيرة، تصدرت Trichodesmium عناوين الأخبار بسبب ازدهارها الهائل في جزر الكناري، التي يزورها أكثر من 12 مليون سائح سنويًا. وتسبب الطفح الجلدي، الذي أصاب بشكل رئيسي تينيريفي، الجزيرة الأكبر والأكثر اكتظاظا بالسكان في الأرخبيل، في إغلاق عدة شواطئ للاستحمام، بما في ذلك شاطئ تيريسيتاس الشهير. تم تلوين المياه على الشواطئ المصابة باللون البني المخضر بسبب الطفح الجلدي، وعانى السائحون الذين استحموا فيها لاحقًا من تهيج الجلد بسبب السموم التي يطلقها الترايكوديميوم في بيئته.

ولا تضر مثل هذه الأزهار السباحين أو السياح فحسب، بل قد تؤدي أيضًا إلى تعقيد عملية تحلية مياه البحر، لأن تصفية البكتيريا الزرقاء من المياه تؤدي إلى استهلاك عملية التحلية لمزيد من الطاقة، مما قد يسبب مشاكل تشغيلية.

وفي الختام، يؤكد راهاف أن الطفرات مثل تلك التي حدثت في حيفا ليست أمرا من السماء. "من المؤكد أن مياه الصرف الصحي المتدفقة من الجنوب ليست تحت سيطرتنا، وبالطبع هناك أيضًا عمليات طبيعية يمكن أن تسبب مثل هذه الانفجارات، مثل العواصف الترابية، ولكن خطأ بلدية مثل هذا الذي وضع مياه الصرف الصحي في البحر لمدة خمسة أيام هو شيء التي يمكن منعها. نحن بحاجة إلى منع دخول الملوثات الخارجية التي يصنعها الإنسان إلى مياهنا."