DOI: https://doi.org/10.1007/s10661-024-13517-x
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39747750
تاريخ النشر: 2025-01-03
المؤلف: Mirco Haseler وآخرون
الموضوع الرئيسي: الميكروبلاستيك وتلوث البلاستيك
نظرة عامة
في هذه الدراسة، تم إجراء مسوحات لشواطئ البحر الأبيض المتوسط في مصر والمغرب وتونس لتقييم تلوث النفايات الكبيرة (العناصر > 25 مم) والنفايات المتوسطة (العناصر 5-25 مم). كشفت النتائج عن متوسط تركيز النفايات الكبيرة يبلغ 5032 ± 4919 قطعة لكل 100 م (1.71 ± 2.28 قطعة/م²)، حيث أظهرت الشواطئ الحضرية والسياحية مستويات أعلى بشكل ملحوظ. كما كان تلوث النفايات المتوسطة مرتفعًا في هذه المناطق، خاصة في الثلث العلوي من الشاطئ، الذي يمثل 51% من العدد و50% من وزن النفايات المجمعة.
حددت الأبحاث مصادر النفايات البرية الإقليمية، التي تنبع أساسًا من إدارة النفايات غير الكافية، وإلقاء النفايات من قبل رواد الشواطئ، والأنشطة المتعلقة بالسياحة، كأهم المساهمين في تلوث الشواطئ. ومن الجدير بالذكر أن أعلى 25 عنصرًا من النفايات شكلت 82% من إجمالي التلوث، مما يبرز ضرورة استراتيجيات التخفيف المستهدفة. تدعو الدراسة إلى تنفيذ تدابير قصيرة ومتوسطة الأجل، مثل تنظيف الشواطئ وتنظيمات أكثر صرامة بشأن إلقاء النفايات، للحفاظ على شواطئ نظيفة تعتبر حيوية لعائدات السياحة. بالإضافة إلى ذلك، يُوصى ببرنامج لمراقبة النفايات البحرية لتقييم فعالية هذه التدابير، باستخدام طرق فعالة من حيث التكلفة مثل طريقة المقطع 10 م وطريقة المجرفة الرملية، التي يمكن توسيعها بمشاركة المتطوعين.
مقدمة
تتناول مقدمة ورقة البحث القضية الملحة للنفايات البحرية، والتي تُعرف بأنها أي مادة صلبة مستمرة تُلقى في البيئات البحرية والساحلية. تشكل هذه النفايات، التي تتكون أساسًا من البلاستيك، تهديدات كبيرة للنظم البيئية والحياة البرية والقطاعات الاقتصادية المختلفة، بما في ذلك السياحة وتربية الأحياء المائية. يتم تسليط الضوء على البحر الأبيض المتوسط، على وجه الخصوص، كواحد من أكثر المناطق تلوثًا على مستوى العالم، حيث أن جزءًا كبيرًا من النفايات البحرية ينشأ من مصادر برية، مدفوعة أساسًا بالسياحة الساحلية. العواقب الاقتصادية خطيرة، مع توقعات تشير إلى أنه إذا استمر إنتاج البلاستيك دون رقابة، فإن التكاليف العالمية المتعلقة بالنفايات البحرية قد ترتفع إلى 731 مليار دولار بحلول عام 2050.
تؤكد الورقة على الحاجة إلى استراتيجيات فعالة للمراقبة والإدارة لمكافحة النفايات البحرية، خاصة في السياق المتوسطي. توضح القيود المفروضة على جهود المراقبة الحالية، خاصة في دول شمال إفريقيا مثل تونس والمغرب ومصر، حيث تفتقر البيانات الشاملة حول نفايات الشواطئ. يدعو المؤلفون إلى التركيز المزدوج على كل من النفايات الكبيرة والنفايات المتوسطة، حيث غالبًا ما يتم تجاهل الأخيرة ولكنها حاسمة لفهم ديناميات التلوث. تهدف الأبحاث إلى تحليل تلوث الشواطئ من خلال أربع حملات مسح، وتقييم كمية النفايات وتركيبها ومصادرها عبر أنواع مختلفة من الشواطئ. كما تسعى لتقييم جدوى طريقة مراقبة معدلة وإمكانية النفايات المتوسطة كنهج تكميلي للتقييمات التقليدية للنفايات الكبيرة، مما يسهم في استراتيجيات طويلة الأجل للتخفيف من النفايات البحرية في المنطقة.
طرق
استخدمت الأبحاث طريقتين رئيسيتين – النفايات الكبيرة والمجرفة الرملية – لتقييم النفايات على شواطئ البحر الأبيض المتوسط خلال أربع حملات من نوفمبر 2021 إلى يناير 2023 عبر تونس ومصر والمغرب. تم تصنيف الشواطئ بناءً على حالة التطوير، مع تقديم تصنيف “سياحي” جديد لتمييز الشواطئ التي تتلقى زيارات كثيفة عن الشواطئ الحضرية. تضمنت طريقة النفايات الكبيرة مسوحات منهجية على طول مقاطع 10 م، مع إجراء تعديلات للمناطق الملوثة بشدة، بينما ركزت طريقة المجرفة الرملية على الشاطئ الجاف، حيث تم تجريف عمق 5 سم في مقاطع 5 م. تم جمع النفايات وتصنيفها وتحليلها في المختبر، مع التركيز على تحديد البلاستيك أحادي الاستخدام وفقًا لتوجيهات الاتحاد الأوروبي.
استخدم تحليل النفايات القائمة المشتركة للنفايات (j-list) للتصنيف التفصيلي، مع إضافة تسعة عناصر جديدة توجد بشكل متكرر على الشواطئ. كما استخدمت الدراسة تقنية تسجيل المصفوفة لتحديد المصادر المحتملة للنفايات، مصنفة إياها إلى ثماني فئات مثل السياحة، وصيد الأسماك، وإدارة النفايات الضعيفة. تم استخدام مؤشر الشواطئ النظيفة (CCI) ومؤشر العناصر الخطرة (HII) لتقييم نظافة الشواطئ والمخاطر التي تشكلها النفايات الخطرة، على التوالي. قدم مؤشر CCI مقياسًا للتلوث، بينما قيم مؤشر HII وجود العناصر الخطرة، مما ساهم في فهم شامل لديناميات النفايات وجودة الشواطئ في المناطق التي تم مسحها.
نتائج
في تحليل شامل للنفايات الكبيرة عبر 37 مسحًا تغطي 62,020 م²، تم جمع ما مجموعه 71,391 قطعة نفايات، مما يكشف عن هيمنة البوليمرات الاصطناعية، التي شكلت 80.5% من إجمالي النفايات. وُجد أن متوسط كثافة النفايات هو 1.71 قطعة/م²، مع تباين كبير عبر المسوحات، يتراوح من 0.22 إلى 13.69 قطعة/م². ومن الجدير بالذكر أن 25 عنصرًا من النفايات شكلت 81.9% من التلوث، حيث كانت أعقاب السجائر هي العنصر الأكثر شيوعًا، تمثل 20.9% من البلاستيك أحادي الاستخدام (SUP). أشار التصنيف العام لنظافة الشواطئ إلى أن شاطئًا واحدًا فقط اعتُبر نظيفًا، بينما تم تصنيف جزء كبير على أنه متسخ أو متسخ للغاية.
أسفرت طريقة المجرفة الرملية، التي تم تطبيقها في 41 مسحًا، عن 12,877 قطعة نفايات، مع كثافة متوسطة تبلغ 10.00 قطع/م². سلطت هذه الطريقة الضوء على وجود كبير للنفايات المتوسطة، حيث هيمنت البوليمرات الاصطناعية مرة أخرى بنسبة 87.2%. كشفت التحليلات أن كثافة النفايات تختلف بشكل كبير حسب نوع الشاطئ، حيث أظهرت الشواطئ الحضرية أعلى مستويات التلوث. علاوة على ذلك، حددت الدراسة أن جزءًا كبيرًا من النفايات نشأ من مصادر برية، مما يبرز الحاجة إلى استراتيجيات إدارة نفايات متكاملة. تؤكد النتائج على القضية الحرجة لتلوث البلاستيك في البيئات الساحلية، خاصة انتشار البلاستيك أحادي الاستخدام والحاجة إلى جهود فعالة للمراقبة والتخفيف.
مناقشة
تسلط قسم المناقشة في ورقة البحث الضوء على النتائج المهمة المتعلقة بتلوث النفايات الكبيرة عبر أنواع مختلفة من الشواطئ، مع التأكيد على هيمنة البوليمرات الاصطناعية كالفئة الرئيسية للنفايات. تكشف الدراسة أن الشواطئ الحضرية والسياحية تظهر مستويات تلوث أعلى مقارنة بالشواطئ شبه الحضرية وشبه الريفية، حيث يُعزى 55.4% من النفايات إلى مصادر برية، خاصة من السياحة وممارسات إدارة النفايات الضعيفة. يشير تحليل أعلى 25 عنصرًا من النفايات إلى تباين كبير في توزيعها عبر المقاطع التي تم مسحها، مما يقترح أن الحد الأدنى من ثلاثة إلى خمسة مقاطع لكل شاطئ ضروري لتقييمات موثوقة للتلوث.
تناقش الورقة أيضًا آثار ممارسات تنظيف الشواطئ والتحديات في تحقيق حالة مستقرة من إدارة النفايات، خاصة في المناطق الحضرية والسياحية. تلاحظ أنه بينما يتم تنظيف الشواطئ بشكل أساسي خلال مواسم الذروة، غالبًا ما تبقى أنواع النفايات الأصغر دون معالجة، مما يؤدي إلى تراكم مستمر. يوصي المؤلفون ببروتوكولات مراقبة موحدة لتعزيز قابلية المقارنة عبر الدراسات ويقترحون أن المسوحات الموسمية المنتظمة ضرورية لالتقاط ديناميات تلوث الشواطئ. بشكل عام، تؤكد النتائج على الحاجة الملحة لتحسين استراتيجيات إدارة النفايات والمراقبة المستمرة لمعالجة القضية المستمرة للنفايات على الشواطئ.
DOI: https://doi.org/10.1007/s10661-024-13517-x
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39747750
Publication Date: 2025-01-03
Author(s): Mirco Haseler et al.
Primary Topic: Microplastics and Plastic Pollution
Overview
In this study, surveys of Mediterranean beaches in Egypt, Morocco, and Tunisia were conducted to assess macro-litter (items > 25 mm) and mesolitter (items 5-25 mm) pollution. The findings revealed an average macro-litter concentration of 5032 ± 4919 pieces per 100 m (1.71 ± 2.28 pieces/m²), with urban and tourist beaches exhibiting significantly higher levels. Mesolitter contamination was also elevated in these areas, particularly in the upper third of the beach, which accounted for 51% of the number and 50% of the weight of litter collected.
The research identified regional land-based sources of litter, primarily stemming from inadequate waste management, littering by beachgoers, and tourism-related activities, as the main contributors to beach pollution. Notably, the top 25 litter items constituted 82% of the total pollution, underscoring the necessity for targeted mitigation strategies. The study advocates for the implementation of short- and medium-term measures, such as beach clean-ups and stricter littering regulations, to maintain clean beaches that are vital for tourism revenue. Additionally, a marine litter monitoring program is recommended to assess the effectiveness of these measures, utilizing cost-effective methods like the 10 m transect and Sand Rake method, which can be scaled up with volunteer involvement.
Introduction
The introduction of the research paper addresses the pressing issue of marine litter, defined as any persistent solid material discarded in marine and coastal environments. This litter, predominantly composed of plastics, poses significant threats to ecosystems, wildlife, and various economic sectors, including tourism and aquaculture. The Mediterranean Sea, in particular, is highlighted as one of the most polluted regions globally, with a substantial portion of marine litter originating from land-based sources, primarily driven by coastal tourism. The economic implications are severe, with projections indicating that if plastic production continues unchecked, global costs related to marine litter could escalate to $731 billion by 2050.
The paper emphasizes the need for effective monitoring and management strategies to combat marine litter, particularly in the Mediterranean context. It outlines the limitations of current monitoring efforts, especially in North African countries like Tunisia, Morocco, and Egypt, where comprehensive data on beach litter is scarce. The authors advocate for a dual focus on both macro-litter and meso-litter, the latter being often overlooked but crucial for understanding pollution dynamics. The research aims to analyze beach pollution through four survey campaigns, assessing litter quantity, composition, and sources across various beach types. It also seeks to evaluate the feasibility of a modified monitoring method and the potential of meso-litter as a complementary approach to traditional macro-litter assessments, ultimately contributing to long-term strategies for mitigating marine litter in the region.
Methods
The research employed two primary methods—Macro-litter and Sand Rake—to assess litter on Mediterranean beaches during four campaigns from November 2021 to January 2023 across Tunisia, Egypt, and Morocco. The beaches were categorized based on development status, introducing a new “tourist” classification to differentiate heavily visited beaches from urban ones. The Macro-litter method involved systematic surveys along 10 m transects, with adjustments made for heavily polluted areas, while the Sand Rake method focused on the dry backshore, raking to a depth of 5 cm in 5 m subsections. Litter was collected, categorized, and analyzed in the laboratory, with a focus on identifying single-use plastics as per the EU directive.
Litter analysis utilized the Joint list of litter (j-list) for detailed categorization, adding nine new items frequently found on beaches. The study also employed a matrix scoring technique to determine potential sources of litter, classifying them into eight categories such as tourism, fisheries, and poor waste management. The Clean Coast Index (CCI) and Hazardous Items Index (HII) were used to evaluate beach cleanliness and the risk posed by hazardous litter, respectively. The CCI provided a pollution scale, while the HII assessed the presence of hazardous items, contributing to a comprehensive understanding of litter dynamics and beach quality in the surveyed regions.
Results
In a comprehensive analysis of macro-litter across 37 surveys covering 62,020 m², a total of 71,391 litter pieces were collected, revealing a predominance of artificial polymers, which constituted 80.5% of the total litter. The mean litter density was found to be 1.71 pieces/m², with significant variation across surveys, ranging from 0.22 to 13.69 pieces/m². Notably, 25 litter items accounted for 81.9% of the pollution, with cigarette butts being the most prevalent single item, representing 20.9% of single-use plastics (SUP). The overall classification of beach cleanliness indicated that only one beach was deemed clean, while a substantial portion was classified as dirty or extremely dirty.
The Sand Rake method, applied in 41 surveys, yielded 12,877 litter pieces, with an average density of 10.00 pieces/m². This method highlighted a significant presence of meso-litter, with artificial polymers again dominating at 87.2%. The analysis revealed that litter density varied significantly by beach type, with urban beaches exhibiting the highest pollution levels. Furthermore, the study identified that a substantial portion of litter originated from land-based sources, emphasizing the need for integrated litter management strategies. The findings underscore the critical issue of plastic pollution in coastal environments, particularly the prevalence of SUP and the necessity for effective monitoring and mitigation efforts.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights significant findings regarding macro-litter pollution across various beach types, emphasizing the predominance of artificial polymers as the primary litter category. The study reveals that urban and tourist beaches exhibit higher pollution levels compared to semi-urban and semi-rural beaches, with 55.4% of the litter attributed to land-based sources, particularly from tourism and poor waste management practices. The analysis of the top 25 litter items indicates a high variability in their distribution across surveyed transects, suggesting that a minimum of three to five transects per beach is necessary for reliable pollution assessments.
The paper also discusses the implications of beach cleaning practices and the challenges in achieving a steady state of litter management, particularly in urban and tourist areas. It notes that while beach cleaning is conducted primarily during peak seasons, smaller litter types often remain unaddressed, leading to ongoing accumulation. The authors recommend standardized monitoring protocols to enhance comparability across studies and suggest that regular seasonal surveys are essential for capturing the dynamics of beach pollution. Overall, the findings underscore the urgent need for improved waste management strategies and consistent monitoring to address the persistent issue of beach litter.