كيميائي شاب في الفلبين يتوصل إلى بيانات بيئية ناقصة من خلال اللجوء إلى العلوم النووية

من مجلة الوكالة الدولية للطاقة الذرية

عندما أراد الكيميائي البيئي ويلفرين كلوتاريو أن يفهم مستوى التلوث في المحيط، الذي نتج عن أعنف إعصار في العالم يصل إلى اليابسة، والذي أودى بحياة أكثر من ٦٠٠٠ شخص ودمر ثلثي مدينة تاكلوبان في عام ٢٠١٣، كانت لديه مشكلة هي أنه لم تكن هناك بيانات خط أساس متاحة.

استخدم ويلفرين كلوتاريو، وهو كميائي، العلوم النووية لدراسة الكيفية التي تعامل بها المحيط مع التلوث الناجم عن إعصار عنيف وقع في عام ٢٠١٣. (الصورة من: م.غاسبار/الوكالة)

عندما أراد الكيميائي البيئي ويلفرين كلوتاريو أن يفهم مستوى التلوث في المحيط، الذي نتج عن أعنف إعصار في العالم يصل إلى اليابسة، والذي أودى بحياة أكثر من ٦٠٠٠ شخص ودمر ثلثي مدينة تاكلوبان في عام ٢٠١٣، كانت لديه مشكلة هي أنه لم تكن هناك بيانات خط أساس متاحة.

يقول كلوتاريو: "كان بوسعنا أن نقيس تركيز النترات والمواد العضوية في البحر، لكننا لم نكن نعرف كم منها كان طبيعيا وكم منها كان ناتجاً عن التلوث الناجم عن الإعصار." وفي ذلك الوقت، كان كلوتاريو باحثًا في جامعة ولاية فيساياس الشرقية يستخدم التقنيات التقليدية لقياس تركيز المركَّبات المختلفة الموجودة في مواقع أخذ العينات. وقد تسببت الرياح العاتية لإعصار هايان، الذي ضرب المدينة في 8 تشرين الثاني/نوفمبر 2013، في موجات شبيهة بأمواج التسونامي حملت حطاماً يحتوي على مواد عضوية وملوِّثات وجثث بشرية وحيوانية من الأرض إلى المحيط.

وأوضح كلوتاريو أن الباحثين وصانعي السياسات لم يكنوا متأكدين مما إذا كان المحيط سيتمكن من التعامل مع حجم التلوث الذي دخل إلى المحيط أثناء الإعصار، والذي كان يمكن أن يحول المنطقة إلى قطاع ميت يدوم لعقود. وكانوا بحاجة إلى معرفة ما هي مكونات التلوث وما هي المكونات الطبيعية، لكي يعرفوا ما إذا كانت هناك حاجة إلى أي تدابير لمساعدة المحيط على ’هضم‘ الحطام لكي يتمكن من العودة إلى حالة توازنه الطبيعية.

وعندما عرض كلوتاريو مشكلته البحثية في مؤتمر عقد في عام ٢٠١٥، كان ريموند سوكجانغ، وهو كبير باحثين من معهد البحوث النووية الفلبيني لديه خبرة في استخدام التقنيات النظيرية لتحديد خصائص تلوث المياه، يجلس على حافة مقعده، متلهفًا إلى تقديم حل لمعضلة كلوتاريو. وما زالا يعملان معا بصورة وثيقة منذ ذلك الحين. يقول سوكجانغ "إن عملنا معاً مثل زواج تم تنظيمه بطريقة احترافية في السماء".

وقد تعلم كلوتاريو كيفية استخدام التقنيات النظيرية لتحديد خصائص مصدر النيتروجين والمواد العضوية وحركتها إلى المحيط (انظر مربع "العلوم")، بمساعدة من معهد البحوث النووية الفلبيني والوكالة وبالتعاون مع منظمة الأغذية والزراعة للأمم المتحدة، وليس ذلك فحسب، بل أضاف أيضا استخدام التقنيات النظيرية إلى المناهج الدراسية في المدرسة العليا الفلبينية للعلوم - حرم ولاية فيساياس الشرقية، حيث يقوم بالتدريس. وقد أشرف منذ ذلك الحين على عدد من مشاريع البحوث التي يضطلع بها طلاب المدارس الثانوية العليا بشأن استخدام هذه التقنيات في تحديد خصائص التلوث في مسطحات المياه العذبة في المنطقة.

ويقول سوكجانغ "ليس لدينا مكتب في تاكلوبان، ولكن لدينا ويلفرين". وبالفعل، في يوم مشمس من آب/أغسطس ٢٠١٨، كانت إحدى القاعات الدراسية بالمدرسة مليئة بباحثين من المدينة والمقاطعة شاركوا في حلقة عمل لمدة يوم واحد عقدها معهد البحوث النووية الفلبيني حول استخدام التقنيات النووية والنظيرية في مجموعة واسعة من المجالات.

ويقول كلوتاريو، الذي شارك في دورات تدريبية قادتها الوكالة في أستراليا وماليزيا قاصداً توسيع معارفه الخاصة في هذا الموضوع: "يمكن للتقنيات النووية أن تفعل الكثير، ولكن معظم الناس، حتى في الأوساط العلمية، لا يعرفون ذلك. فعندما يسمع الناس، حتى الباحثون منهم، عبارة ’نووي‘، لا يفكرون إلا في القوى النووية، ولكن في الأمر أكثر من ذلك بكثير."

ويقول كارلو أ. أرسيللا، مدير معهد البحوث النووية الفلبيني، إن نشر استخدام التطبيقات النووية في الأوساط العلمية أمر أساسي لرسالة معهد البحوث النووية الفلبيني، الذي يتطلع إلى الباحثين مثل كلوتاريو للمساعدة في هذا المجال. ونحن نعقد حلقات عمل في جميع أنحاء البلاد لتثقيف العلماء".

philippines-marine-pollution2-1140x640.jpg

حماية السلسلة الغذائية

كشفت أبحاث كلوتاريو عن أن التركيزات العالية نسبياً من النيتروجين الموجودة في المناطق التجارية والساحلية كانت طبيعية، في حين أن التركيزات الأقل نسبياً الموجودة في المناطق المحمية ومصائد الأسماك التجارية المجاورة يمكن تتبعها إلى مصدرها وهو الكتلة الحيوية القادمة من الأرض، من قبيل الجثث.

ويوضح كلوتاريو قائلاً: "النيتروجين هو المقتفي، وهو يوضح لنا المكان الذي انتهى إليه التلوث."

وللخطوة التالية، يجب دراسة الأسماك والرواسب لتحديد الكمية التي وصلت إلى السلسلة الغذائية من هذه الملوثات. والتحقق من تركيز المعادن الثقيلة في الأسماك مهم لأن مواد سامة يمكن أن تكون قد دخلت البحر كجزء من الركام.

ويواصل كلوتاريو أخذ العينات، وتقوم مكاتب معهد البحوث النووية الفلبيني الواقع بالقرب من مانيلا بتحليلها باستخدام مقياس للطيف الكتلي لنسبة النظائر، وهو جهاز تبرعت به الوكالة من خلال برنامجها للتعاون التقني. وستكشف هذه التحليلات ما إذا كانت التركيزات تتناقص وما إذا كانت هذه العملية تحدث طبيعياً. ويقول كلوتاريو: "هنالك الكثير الذي يجب عمله لفهم المحيط فهماً أفضل."

لقد أثرت الأحداث الكارثية التي وقعت في عام ٢٠١٣ على كلوتاريو لمدى الحياة؛ وهو يقول إنه بينما لا يمكن تغيير التاريخ فهو سعيد بأنه يستطيع المساعدة في أعمال الاستصلاح.

ويقول كلوتاريو: "عندما شاهدت الإعصار واندفاع العاصفة يدمران مدينتي ويقتلان العديد من الناس الذين أعرفهم، لم أكن أعلم أنني بعد سنوات قليلة سأكون عاكفاً على استخدم التقنيات النووية لمساعدة مدينة تاكلوبان على التعامل مع آثار الإعصار."

philippines-marine-pollution3-1140x640.jpg

philippines-marine-pollution2-1140x640.jpg

Protecting the food chain

Clutario’s research has revealed that relatively high concentrations of nitrogen in commercial and coastal areas were natural, while relatively lower concentrations in protected areas and neighbouring commercial fisheries could be traced back to biomass from land, such as cadavers.

“The nitrogen is the tracer, showing us where the pollution ended up,” Clutario explained.

For the next step, the fish and sediment need to be studied to determine how much of these contaminants made it into the food chain. It is also important to check the heavy metal concentration in fish because toxic substances may have entered the sea as part of the debris.

Clutario continues to take samples, and PNRI’s offices near Manila analyse them using an isotope ratio mass spectrometer, a machine donated by the IAEA through its technical cooperation programme. These analyses will reveal whether the concentrations are decreasing and if this process is happening naturally. “There is a lot more to be done to better understand the ocean,” he said.

The catastrophic events five years ago marked Clutario for life; and while history cannot be changed, he said he is glad he can help in the restoration work.

“When I watched the typhoon and the storm surge devastate my city and kill many people I knew, I did not know that a few years later, I would be using nuclear techniques to help Tacloban deal with the typhoon’s aftermath.”

philippines-marine-pollution3-1140x640.jpg