تأثير العناصر الثقيلة على البيئة والأحياء المائية في العراق

د. مهدي الكناني- العراق

عضو الهيئة الاستشارية العراقية للأعمار والتطوير – لندن- المملكة المتحدة – محافظة ميسان

عضو الاتحاد العالمي للجامعات العربية والأجنبية

يُعدّ العراق من الدول الغنية بالمسطحات المائية، إذ تبلغ رقعته المائية نحو 4.4 مليون دونم تشمل الأنهار، والبحيرات، والخزانات، والأهوار، التي تشكل نحو 70% من إجمالي المسطحات المائية في البلاد. وتُعد هذه الأهوار مصدرًا رئيسًا للثروة السمكية والمياه العذبة، وتشكل نظامًا بيئيًا فريدًا في الشرق الأوسط. تقع أهوار جنوب العراق بين محافظات البصرة وميسان وذي قار، وتضم ثلاث مناطق رئيسية هي: هور الحويزة شرقًا، وأهوار الوسط المعروفة بأهوار زجري أو أبو علام، وأهوار الحمار جنوبًا. وتمتد مساحة الأهوار بين 15,000 و20,000 كم²، وتُعد أهوار الحويزة الأكبر من بينها، حيث تمتد من شمال شرق العمارة حتى شمال شرق البصرة. وتشكل الأهوار مجتمعة نحو 17% من مساحة العراق، وتغطي المياه قرابة 3.8 مليون دونم من الأراضي، منها 2.3 مليون دونم تغمرها المياه بشكل دائم.

تتميز الأهوار العراقية بكونها من الأنظمة المائية العذبة النادرة في المناطق القاحلة وشبه القاحلة، إذ توفر بيئة طبيعية غنية بالنباتات والحيوانات المائية والبرية. ويتراوح ارتفاع مياه الأهوار بين متر ومترين فوق مستوى سطح البحر، وقد يصل إلى سبعة أمتار في بعض مناطق هور الحويزة. هذا التنوع الطبوغرافي والمائي يتيح قيام نظام بيئي متكامل يدعم حياة الطيور المهاجرة والجاموس والأسماك والنباتات المائية. وتعد الأهوار كذلك مخزونًا بيئيًا مهمًا للتنوع الأحيائي، ومتنفسًا بيئيًا واقتصاديًا لسكان جنوب العراق الذين يعتمدون على مواردها في الصيد وتربية الحيوانات وصناعة القصب والبردي.

أما من الناحية الاقتصادية، فتُعد الأهوار مركزًا رئيسيًا لإنتاج الأسماك في العراق، إذ كانت تُسهم خلال ثمانينيات القرن الماضي بما يقارب 60% من الإنتاج السمكي الوطني. وتتميز بتنوعها الحيوي، إذ تنتشر فيها أنواع عديدة من الأسماك تنتمي إلى عائلة الشبوطيات (Cyprinidae) ذات القيمة الاقتصادية العالية مثل البني (Barbus sharpeyi) والكطان (Barbus xanthopterus) والشبوط (Barbus grypus). هذا الثراء الطبيعي يجعل الأهوار موردًا استراتيجيًا للأمن الغذائي وركيزةً للتنمية المستدامة في العراق والوطن العربي، لكنها في الوقت ذاته تواجه تحديات بيئية ومائية تتطلب حماية جادة للحفاظ على هذا الإرث الطبيعي الفريد.

الهدف من الدراسة

قياس بعض العناصر الثقيلة في عضلات ثلاثة أنواع من الأسماك المصادة من هور الحويزة وشرق الحمار وعلى أساس شهري ومعرفة مدى تلوثها.

ملاحظة التغيرات الفصلية في تراكم العناصر الثقيلة في عضلات الأسماك المدروسة.

ملاحظة تأثير التغيرات الموقعية في تراكم العناصر الثقيلة في عضلات الأسماك المدروسة.

مقارنة نتائج الدراسة الحالية مع نتائج دراسات أخرى.

إن صيد الأسماك نشاط واسع الانتشار لكن التلوث المحتمل بالمعادن الثقيلة يحد من الاستغلال المستقبلي للاستفادة من كميات الأسماك الموجودة, لذلك فإن الدراسة الحالية تمكننا من بيان الحالة البيئية للمنطقة من خلال دراسة هذه العناصر ومدى تراكمها في الأسماك المدروسة.

الدراسات البيئية والحياتية وتأثير العناصر الثقيلة والمعادن في البيئة المائية الذائبة في الماء الأحياء المائيةفي العراق والوطن العربي

سميت بالعناصر الثقيلة لامتلاكها كثافة نوعية عالية اكبر من 5غم/سم3, وتعرف بالعناصر النزرة أيضا لقلة وجودها في الأوساط البيئية ويصل عددها في الجدول الدوري إلى 38 عنصراً، وهـي تختـلف عـن الملوثات البيئية بتواجدها الطبيعي فـي مكونات القشرة الأرضية (التربة والهـواء والماء) وبنسبة لا تتجاوز 0.1% وهـي ذات تأثيرات سلبيـة وإيجابية للبيئـة.تتواجد العناصر الثقيلة في البيئات المائية بصورة طبيعية وبمستويات واطئة، وتزداد هـذه التـراكـيـز من خلال الفضلات المطروحة من المخلفات الصناعية والزراعية ومياه المجاري وهذه الزيادة تؤدي إلى حدوث تغير في نوعية المياه والإضرار بالأحياء الموجودة فيها إذ إنها أكثر بقاء في البيئة فهي لا تتحلل ولا تتكسر، أن العناصر الثقيلة تتحد مع المواد العضوية وغير العضوية لتكون مركبات مختلفة ومعقدة. وتتواجد في أجسام الكائنات الحية أيضاً وبتراكيز واطئة جداً وبعضها أساسي لإدامة حياتها مثل عنصر(النحاس, الخارصين، الحديد والمنغنيز), وبشكل عام تكمن أهمية هذه العناصر بأنها تدخل ببناء جزء من مكونات الجسم، كما أن لها دور في تنظيم السوائل الجسمية من خلال التبادل الأيوني والازموزي داخل الخلايا، فضلاً عن ذلك ترتبط العناصر المعدنية بالعديد من الإنزيمات والبروتينات ومنها الهيموغلوبين وهي ضرورية في تحرير واستخدام الطاقة , ولكن ارتفاع أو انخفاض مستوياتـها عـن الحـدود المثـلى يؤدي إلـى حدوث إضـرار فسلجيـة وهلاك تلك الإحيـاء. إذ إن الكائنات الحية لها القدرة على امتصاص العناصر الثقيلـة الذائبة في الوسط المائي عن طريق بعض أنسجة الجسم كالغلاصم والجلد

وتركزها في الكبد والكلى والمناسل والعضلات مما يؤدي إلى تراكمها بتراكيز عاليه في الجسم .أما المجموعة الأخرى من العناصر الثقيلة فهي غير أساسية ولا توجد لها أهمية بيولوجية مثل عنصر (الكادميوم, الزئبق, الرصاص, الزرنيخ) وتعد هذه   العناصر خطرة حتى لو وجدت بتراكيز واطئـة  في البيئة وعند زيادتها تؤدي إلى التسمم والـموت فقد أكد على أن مستوى التأثير السمي لهذه العناصر يعتمد على نوع العنصر وتركيزه بالبيئة المائية فضلاً عن وقت التعرض لهذا العنصر.

مصادر العناصر الثقيلة

هناك اختلاف في مصادر العناصر الثقيلة بين الطبيعية الناتجة من الأنفجارات البركانية والحرائق ومصادر النشاط البشري كالمخلفات المنزلية والنشاطات الزراعية المختلفة كالمبيدات والأسمدة الكيميائية أضافه إلى عمليات التنقيب واستخراج المعادن وتكرير البترول ومصانع السيارات والتعدين .

أن مخلفات مصانع البطاريات أحد أهم مصادر عنصري الكادميوم والرصاص في البيئة المائية, ويعد الغلاف الجوي مصدراً مهماً للعناصر النزرة بسبب المد العالي الذي يجهزه من الغبار فبعض العناصر النزرة في الهواء قد يزيد تركيزها أكثر من 1000 مره عن مستواها الطبيعي نتيجة النشاط البشري. أن نهر Kafue في زامبيا يعد أحد الأنهر التي تعاني من التردي واحتمال فقدان التنوع الحياتي بسبب تغير نوعية المياه الناتج من استخدام المبيدات الحاوية على العناصر الثقيلة للقضاء على الطحالب. إن تركيز العناصر الثقيلة في البيئة يمكن أن يزداد نتيجة تحلل الأحياء المائية بعد موتها. فضلاً عن قدرة الرواسب العالية على الاحتفاظ بالعناصر والملوثات وتجميعها في التراكيب المعدنية المختلفة بصورة غير جاهزة, إلا أن التغيرات الكيميائية والفيزيائية كدرجة التفاعل ومستوى الملوحة وتركيز الأوكسجين وتغير جهد الأكسدة والاختزال قد تحفز بدورها انطلاق العناصر لتعود إلى الوسط المائي أي تدخل الدورة الجيوكيميائية من جديد وبذلك تعد الرواسب مصدراً مهما لتلوث المياه.

العناصر الثقيلة في البيئة المائية

تعتمد تجمعات المعادنِ الثقيلة في المياهِ الطبيعيـة عـلى عوامل طبيعـية وغيـر طبـيعية . فالعوامل الطبيعية تكون من خلال عمليات تعرية الصخور أو عمليات غسل التربة التي تسيطر على جاهزية العناصر الثقيلة للماء.أما العوامل غير الطبيعية فتكون ناجمة عن النشاطات البشرية كالفضلات الصناعية والزراعية     ومن عمليات تكرير النفط إضافة إلى ما يطرح من مياه الصرف الصحي وفضلات منزلية  ان ملوثات الهواء لها دور في تلوث البيئة المائية. أن أغلب الأنهار العالمية والمياه السطحية باتت تحت تأثير نشاطات الإنسان المؤدية للتدهور السريع بسبب التصريف المستمر للمتدفقات الملوثة أذ يعد من أهم مصادر تلوث البيئة المائية بالعناصر الثقيلة وتوجد هذه العناصر في البيئة المائية بصور كيميائية مختلفة حيث يمكن تقسيـمهـا وكما يلي:

العناصر الثقيلة الذائبة في الماء

وهي أيونات العناصر الذائبة أو بعض مركباتها الكيميائية, أو المعقدات العضوية واللاعضويه التي تختلف في جاهزيتها الحيوية وسميتها, وبعضها متصل بالجزيئات الغروية والتي لها القابلية على المرور خلال مرشحات قطر فتحاتها 0.45 مايكرو متر. وإن من أهم العوامل التي تؤثر على ذائبية العناصر وانطلاقها هي قيمة درجة التفاعل للوسط، إذ إن قيمة الأس الهيدروجيني من العوامل المؤثرة في قابلية ذوبان العنصر, وإن ارتفاع وحدة واحدة نحو القاعدية يؤدي إلى خفض قابلية ذوبان كل من النحاس والكادميوم والحديد والمنغنيز بمقدار مئة مرة ويحدث العكس عند انخفاض  قيمة الأس الهيدروجيني وحدة واحدة مما كانت علية . وبالتالي فإن تغير قيم الأس الهيدروجيني يؤثر على انطلاق وترسيب العناصر في البيئة المائية.

تأثير العناصر الثقيلة على الأحياء المائية

إن معرفة محتوى العناصر الثقيلة في البيئةِ المائية يساعد على تقيم مستوى التلوث فيها والحد من انتشارها ومعرفة مصادرِها ، فهي تدخل للبيئة المائية عن طريق تعرية الصخور والأنشطة البركانية ورمي المخلفات الصناعية وحرق المنتجات النفطية والوقود. وتمتاز العناصر الثقيلة بعدم القدرة على التحلل والتفكك إلى ما هو أبسط منها وهي بذلك تختلف عن الملوثات الهيدروكربونية ذات التركيب الكيميائي المتغير التي تفقد جزء من صفاتها السامة مع تغير تركيبها الكيميائي, وبذلك يصعب إزالة العناصر الثقيلة من البيئة بسهولة بالعمليات الطبيعية كمعظم الملوثات العضوية .

تكمن أهمية العناصر الثقيلة من خلال دخولها في تركيب أجسام الكائنات الحية بتراكيز منخفضة جداً, أغلبية العناصر ضروري لإدامة حياة الكائنات الحية كافة وتؤدي زيادة تركيز هذه العناصر أو انخفاضها عن مستوياتها المحددة إلى حدوث أضرار  فسلجية قد تؤدي إلى هلاك تلك الأحياء أو نموها بشكل غير طبيعي. كذلك ترتبط بعمليات النمو والتطور والتكاثر في الكائنات الحية مثل الحديد والنحاس و الكوبلت وغيرها من العناصر التي يمكن إن تكون سامة في حالة زيادتها عن الحدود المطلوبة أو تكون ليس لها فائدة وسامة في نفس الوقت في حالة وجودها بتراكيز واطئة مثل الرصاص, الكادميوم, الزئبق.

المقترحات والحلول

إجراء المزيد من الدراسات البيئية والحياتية على الأهوار لما لها من أهمية.

الحفاظ على الأهوار من مصادر التلوث من خلال السيطرة على المياه الداخلة لها.

إجراء دراسات أخرى على ألأنواع المختلفة من العوالق النباتية والحيوانية وقياس تراكيز العناصر النزرة فيها لأنها تمثل غذاء للأسماك.

القيام بدراسات معمقة على الأنواع المختلفة من الأسماك في مناطق الأهوار وقياس تراكيز العناصر الثقيلة فيها مع الأخذ بنظر الاعتبار مراحل الحياة والأجزاء المختلفة من جسم الأسماك.

تقليل من استهلاك الأسماك خلال فصلي الشتاء والربيع بسبب تتجمع العناصر في أنسجتها.

تفعيل دور الجهات المختصة في حماية بيئة الأهوار ومنع رمي الملوثات فيها وجعل أجزاء من أهوار العراق محميات طبيعية.

المصادر الأجنبية

Aubry, A. and Elliott, M. (2006). The use of environmental integrative indicators to assess seabed disturbance in estuaries and coasts: application to the Humber estuary, UK, Marine pollution Bulletin 53:175-185.

  Mohamed, A. R. M. and Barak, N. A.    (1982). Growth and condition of A fish Barbus sharpeyi Gunter in AL-Hammar marsh, Basrah, Iraq. Basrah J. Agric. Sci. 2:56-63.

Bartleltt, R. E. (1971). Waste water treatment. public herth engineering  design in mwtric, Applied Science publishers LTD, 376p.

 Bate, G. C; Adams, J. B.  and  Smailes, P. A. (2004). Benthic diatoms in Rivers and estuaries of south Africa. Water  Research Commission report 1107.

Beckman, W. C. (1962). The fresh water fishes of Syria and their general biology and management FAD fishers Biology. Technical paper(8), 297pp.

Belpaire, C.; Smolders, R.; Auweele, I.; Ercken, D.; Breine, J.; Thuyne, G. V. and Olievier, F. (2000). An index of biotic Integrity characterizing fish populations and the ecological quality of flandrian water bodies. Hydrobiologia. 434:17-33.