רעיון מרכזי מדעי כדור הארץ פורסם: 5 באפריל, 2024

הודעה בבקבוק מהקוטב הצפוני – כיצד פלסטיק מזהם את האוקיינוס הארקטי

תַקצִיר

האם ידעתם כי פסולת פלסטיק כל כך שכיחה ברחבי כדור הארץ עד שניתן למצוא אותה אפילו בצפון הרחוק, באוקיינוס הָאַרְקְטִי, הוא האוקיינוס של הקוטב הצפוני? פלסטיק מגיע לסביבה בדרכים רבות ומגוונות, וחוקרים מנסים להבין כיצד מקור זיהום זה משפיע על החיות ועל הצמחים שחיים בסביבות המכילות פסולת פלסטיק. הנה מגיעה הודעה בבקבוק מהקוטב הצפוני, שמספרת לכם סיפור על אודות פיסות זעירות של פלסטיק באוקיינוס הארקטי. כיצד זה ייתכן שפסולת פלסטיק מגיעה לאוקיינוס הארקטי? מה קורה לפלסטיק כאשר הוא שָׁם? האם הפלסטיק פוגע בחיות ארקטיוֹת? וכיצד ביכולתנו למנוע זיהום של פלסטיק? הצטרפו אלינו במאמר על אודות זיהום פלסטיק במים הצפוניים ביותר שלנו: האוקיינוס הארקטי המרתק.

מדוע פלסטיק מזהם את האוקיינוסים?

פסולת פלסטיק, שמכונה גם אשפת פלסטיק, מצויה בכל האוקיינוסים ברחבי העולם – אפילו בצפון הרחוק, באוקיינוס הארקטי. אולם, כיצד פלסטיק מגיע לשָׁם?

נתחיל בהתבוננות במקום שממנו הפלסטיק מגיע. האם אי פעם חשבתם בכמה פריטי פלסטיק אתם משתמשים מִדֵּי יום? מברשת השיניים שלכם; בקבוק המים; המַּחְשב ובגדים רבים ככל הנראה מיוצרים מפלסטיק, לפחות באופן חלקי.

פלסטיק הוא שֵׁם כולל לקבוצה של חומרים מלאכותיים שונים רבים, וזו הסיבה לכך שלפלסטיק יכולים להיות מִגוון תכונות ויישׂומים. מאחר שאנו זקוקים לפלסטיק עבור מוצרים רבים, כמויות גבוהות במיוחד מיוצרות ממנו. מוצרי פלסטיק בסופו של דבר נִשׁחקים והופכים לפסולת. אף על פי שאנו מנסים לאסוף פסולת פלסטיק, לעשות בה שימוש חוזר ולמחזר אותה, כמות גדולה מאוד מהפסולת מגיעה לאוקיינוסים. ייתכן שהבחנתם בכך כי כמעט בלתי אפשרי ללכת לאורך חוף הים מבלי למצוא בו אשפת פלסטיק, כמו בקבוקי מים למשל.

אשפת פלסטיק מצויה לא רק בחופים. היא נמצאת בכל מקום באוקיינוסים: צָפָה על פני השטח, מרחפת במרכז המים, ומונחת על קרקעית הים. מַרבית הפלסטיק באוקיינוסים מגיע מהיבָּשה, בעיקר מהשלכה ישירה ומפסולת שלא טופלה כראוי. אשפת הפלסטיק הזו מועברת לאוקיינוס על ידי רוחות או לאורך נהרות. פלסטיק רב גם נזרק ישירות לים, כדוגמת ציוד דַּיִג שנעזב. לאחר מכן אשפת פלסטיק מתחילה להתפרק לפיסות קטנות יותר, אך לוקח מאות שנים עד שפיסות הפלסטיק נעלמות לגמרי. כאשר פיסות מגיעות לגודל של כמה מילימטרים או פחות, הן נקראות חלקיקי מיקרופלסטיק. לעיתים, חלקיקי מיקרופלסטיק אפילו מיוצרים בכוונה, לשימוש בסבונים ובמשחות שיניים לדוגמה. אז הם עשויים להגיע לסביבה כשהם נשטפים בביוב עם השפכים שאנו מייצרים בבתינו [1].

כיצד חלקיקי מיקרופלסטיק מתקדמים באוקיינוסים של העולם

כאשר חלקיקי מיקרופלסטיק מגיעים לאוקיינוסים, דברים שונים רבים עשויים לקרות להם. אם חומר הפלסטיק כבד, הוא עשוי לשקוע לקרקעית הים. פלסטיק גם יכול להפוך כבד יותר ולשקוע, אם חיות, צמחים, או חיידקים מתחילים לגדול עליו. אם הפלסטיק קל וצף במים, זרמי אוקיינוס יכולים להסיע אותו לאורך מרחקים גדולים [1]. כל האוקיינוסים בכדור הארץ מחוברים על ידי זרמי מים. האוקיינוס הקטן ביותר שלנו, האוקיינוס הארקטי, הוא מקום שעשוי להיראות רחוק, אך חלקיקי מיקרופלסטיק מצויים אפילו שָׁם. לבד מזיהום פלסטיק, האזור הארקטי הוא גם אזור שבו שינויי אקלים מתרחשים במהירות רבה, ושבו מצטברים מזהמים סביבתיים אחרים בכמויות גדולות. חוקרים רבים מתעניינים באוקיינוס הארקטי ומקווים להבין באמצעותו טוב יותר כיצד אנו, בני האדם, משפיעים על האוקיינוסים ברחבי העולם.

האוקיינוס הארקטי מוקף בעיקר על ידי יבָּשה. מים נכנסים אליו מהאוקיינוסים האטלנטי והשָּׁקֵט (איור 1), כמו גם מנהרות גדולים, ממשקעים (שלג וגשם), ובדמות מים שהפשירו מקרחונים. דרך מקורות המים האלה, חלקיקי מיקרופלסטיק מאזורים מאוכלסים יותר יכולים להגיע לאוקיינוס הארקטי. חלקיקי מיקרופלסטיק קטנים אף עשויים להיות מועברים באוויר (איור 2). בדומה לזרמי אוקיינוס, זרמי אוויר שנעים במחזוריוּת סביב כדור הארץ יכולים להניע חלקיקי מיקרופלסטיק קטנים לאורך מרחקים גדולים. אולם, לא כל חלקיקי המיקרופלסטיק באוקיינוס הארקטי מגיעים ממקומות מרוחקים. ישנם גם מקורות של אשפת פלסטיק וחלקיקי מיקרופלסטיק באוקיינוס הארקטי עצמו (איור 2) [3]. באזור הארקטי חיים כ-4 מיליון בני אדם, ותיירים רבים מבקרים בו. טיפול בשפכים אינו שכיח באזור הארקטי, והמשמעות היא שאשפת פלסטיק וחלקיקי מיקרופלסטיק מגיעים בקלות רבה יותר לסביבה ולאוקיינוס דרך שפכים שאינם מטופלים. נוסף על כך באזור הארקטי ישנן תעשיות, הן בים הן ביבשה, שמייצרות זיהום פלסטיק. פלסטיק מפעילויות דַּיִג, לדוגמה, שכיח בחופים הארקטיים.

איור 1 - תנועת אשפת הפלסטיק ברחבי העולם.
  • איור 1 - תנועת אשפת הפלסטיק ברחבי העולם.
  • אשפת פלסטיק מועברת לאוקיינוס הארקטי עם זרמי מים (בכתום) מהאוקיינוסים האטלנטי (Atlantic) והשָּׁקט (Pacific), וגם עם זרמי אוויר. פסולת פלסטיק מגיעה גם מיבָּשה מקומית ו/או ממקורות מבוססי-ים בתוך האזור הארקטי [2].
    מקרא:
    Depth = עומק (במטרים)
    United States of America = ארה''ב
    Canada = קנדה
    Russia = רוסיה
    Greenland = גרינלנד (האי הגדול בעולם, שוכן באזור הארקטי)
    Artic ocean = האוקיינוס הארקטי
איור 2 - מה קורה לחלקיקי מיקרופלסטיק בהגיעם לאוקיינוס?
  • איור 2 - מה קורה לחלקיקי מיקרופלסטיק בהגיעם לאוקיינוס?
  • חלקיקי מיקרופלסטיק (נקודות כתומות) נעים דרך הסביבה ויוצרים אינטראקציה עם חיות באוקיינוס הארקטי. הם מגיעים לאוקיינוס מהיבשה ומהאוויר (Transport with air), או שהם משוחררים מספינות בים (חיצים כתומים מקווקווים). באוקיינוס, מַרבית חלקיקי המיקרופלסטיק שוקעים (Sinking) אל קרקעית הים במשך הזמן. חיות כמו זוֹאוֹפְּלַנְקְטוֹן (Zooplankton) או מוּלִים יכולות לבלוע חלקיקי מיקרופלסטיק ישירות מהמים (חיצים כתומים מלאים), ותולעים עשויות לבלוע אותם במשקעים (Sediments). חיות אחרות יכולות להכניס לגופיהן חלקיקי מיקרופלסטיק על ידי אכילת טֶרֶף שקודם לכן בלע חלקיקי מיקרופלסטיק (חיצים שחורים). כמו כן חלקיקי מיקרופלסטיק עשויים להיות מופרשׁים אחרי שחיות אכלו אותם.
    Sea ice = קרח ים
    Glacier = קרחון

האוקיינוס הארקטי – דובי קוטב, קרח, ו... פלסטיק?

כעת, כשאתם יודעים כיצד חלקיקי מיקרופלסטיק מגיעים לאוקיינוס הארקטי, אתם עשויים לתהות לאן בתוך האוקיינוס הם הולכים. במטרה לגלות זאת, חוקרים אספו דגימות של מים, משקעים מקרקעית הים, אורגניזמים וקרח, וניתחו אותן בזהירות למציאת חלקיקי מיקרופלסטיק. הם איתרו חלקיקי מיקרופלסטיק במֵי ים, במשקעים, בקרח ים (שבו נמצאו כמויות גדולות במיוחד של חלקיקי מיקרופלסטיק), בשלג, על חופים, ואפילו בתוך חיות מהאוקיינוס הארקטי [4]. קרח ים נוצר ממַי ים, בניגוד לקרח קרחונים שנוצר משלג או ממים מתוקים. לאוקיינוס הארקטי יש כיסוי צָף גדול של קרח ים, אולם כתוצאה משינויי האקלים אותו הכיסוי קטֵן במהירות רבה. כאשר קרח ים מפשיר בקיץ, חלקיקי מיקרופלסטיק בתוכו משוחררים אל תוך מֵי הים, שָׁם מצויים בעונה זו של השנה אורגניזמים רבים [3]. קרח ים לעיתים קרובות מכוסה בשלג. חלקיקי מיקרופלסטיק שמצויים בשלג ארקטי ככל הנראה הועברו באוויר ושקעו עם השלג, עם הגשם, או פשוט על ידי כוח הכבידה.

חלקיקי מיקרופלסטיק באוקיינוס הארקטי אותרו הן רחוק מהחוף הן בחופים. נמצא כי כמויות חלקיקי המיקרופלסטיק במֵי ים קרוב לחֵלֶק מהעיירות, גדולות יותר מהכמויות שמצויות רחוק יותר, מה שמלמד אותנו כי חלקיקי מיקרופלסטיק עלולים להתרחק מהעיירות. חוקרים איתרו חלקיקי מיקרופלסטיק בדגים, בעופות ימיים, בכוכבי ים, בסרטנים ובמוּלים באוקיינוס הארקטי. ידוע כי יַסְעוּר שַׁחֲפי צפוני, עוף ים חשוב באזור הארקטי, מושפע במיוחד על ידי פלסטיק. עדיין נותר לקבוע אם לדֻבֵּי קוטב יש חלקיקי מיקרופלסטיק בגופיהם.

האם חלקיקי מיקרופלסטיק פוגעים בחיות?

חיות עלולות לבלוע חלקיקי מיקרופלסטיק בטעות, כשהן אוכלות את המזון הרגיל שלהן. זה יכול להתרחש אם הן שותות מים שמכילים פלסטיק, או אם הטֶּרֶף שלהן מכיל חלקיקי מיקרופלסטיק. לדוגמה, אם סרטן אוכל מוּל שכבר בלע חלקיקי מיקרופלסטיק, חלקיקי המיקרופלסטיק במוּל עוברים לסרטן (איור 2). הדבר מכונה העברה תזונתית. חיות גם יכולות לבלוע חלקיקי מיקרופלסטיק ישירות, עקב ראייה בהם בטעות כמזון. כאשר חיות בולעות חלקיקי מיקרופלסטיק, החלקיקים הזעירים עלולים לפגוע בהן. חוקרים צָפוּ בכך בניסויים שבוצעו במעבדות. לדוגמה, זוֹאוֹפְּלַנְקְטוֹן, שהם בעלי חיים זעירים באוקיינוסים, אכלו פחות מהמזון הרגיל שלהם כאשר חלקיקי מיקרופלסטיק רבים היו נוכחים, מאחר שבּטניהם התמלאו חלקית בחלקיקי מיקרופלסטיק. הואיל וחלקיקי מיקרופלסטיק אינם מְספּקים תזונה, חיות שאוכלות אותם אינן יכולות לגדול באותה המידה כמו חיות שצורכות מזון רגיל [5].

גם לכימיקלים שחלקיקי מיקרופלסטיק נושאים לעיתים, עלולות להיות השְׁפעות שליליות על חיות (איור 3) [6]. כימיקלים משמשים כמעט בכל מוצר שאפשר לחשוב עליו. אף על פי שרבים מהם שימושיים, חלק מהכימיקלים עלולים להיות מזיקים לאורגניזמים, ולפיכך חשוב למנוע מכימיקלים מזיקים להיכנס לסביבה. מִגוון כימיקלים מוּספים לפלסטיק במהלך הייצור, במטרה לגרום לפלסטיק להיות גמיש יותר או לְהַקְנוֹת לו צבע, לדוגמה. בסביבה, כימיקלים אלה עשויים להיות משוחררים מהפלסטיק, ולבוא במגע עם אורגניזמים (איור 3A). חלקיקי מיקרופלסטיק אף יכולים 'לאסוף' כימיקלים בטבע, מאחר שכימיקלים מסוימים במים מסוגלים להידבק בקלות לפלסטיק (איור 3B). אם חיות בולעות את חלקיקי המיקרופלסטיק האלה, המכוסים בכימיקלים, הכימיקלים המזיקים עלולים להיכנס לגוף החיה. באופן מפתיע, התהליך יכול לפעול גם בצורה הפוכה: אם לחיה כבר יש כימיקלים רבים בגוף, בליעת חלקיקי מיקרופלסטיק נקיים יכולה לסייע 'לתפוס' חלק מהכימיקלים ולהסירם מהחיה, שעה שחלקיקי המיקרופלסטיק מופרשׁים מהגוף (איור 3C).

איור 3 - כיצד חלקיקי מיקרופלסטיק עלולים להשפיע על חיות?
  • איור 3 - כיצד חלקיקי מיקרופלסטיק עלולים להשפיע על חיות?
  • (A) חלק מחלקיקי המיקרופלסטיק נושאים כימיקלים מזיקים מהייצור שלהם (Microplastic with harmful chemicals from production), אשר עלולים להשתחרר ולבוא במגע עם חיות. (B) חלקיקי מיקרופלסטיק (Microplastic) עשויים גם לאסוף כימיקלים מזיקים (Harmful chemicals) מהמים, ויחד הם עלולים להיבלע על ידי חיות. (C) כאשר לחיה יש כימיקלים מזיקים בגוף והיא בולעת חלקיקי מיקרופלסטיק נקיים, הפלסטיק יכול לעיתים לאסוף את הכימיקלים האלה, והם מופרשים יחד מהגוף.

מַרבית המידע שהבאנו בפניכם עד כה אינו נשמע מבשׂר טובות. האם משמעות המחקר הזה היא כי כל חיות האוקיינוס הארקטי סובלות מההשפעות השליליות של חלקיקי מיקרופלסטיק? ככל הנראה לא. כמויות חלקיקי המיקרופלסטיק שאנו מוצאים באוקיינוס הארקטי נמוכות באופן ניכר מהכמויות שנצפו כגורמות להשפעות שליליות, במסגרת ניסויי מעבדה. נוסף על כך מַרבית הניסויים הללו נערכו עם חיות מאזורים אחרים בעולם, ולא עם חיות ארקטיות. אם כן, אנו עדיין יודעים מעט מאוד על אודות ההשפעות האפשריות של חלקיקי מיקרופלסטיק באוקיינוס הארקטי, אולם אנו כן יודעים כי חלקיקי מיקרופלסטיק אינם שייכים לשָׁם.

מסקנות

האוקיינוס הארקטי הוא מערכת אקולוגית ייחודית ופגיעה, שכבר נתונה תחת לחץ רב עקב שינויי אקלים, אשר גורמים לשינויים דרמטיים ומהירים שָׁם. פעילות אנושית באזור הארקטי מצויה אף היא בעלייה, ומגדילה את הקֶּלֶט של מזהמים כמו למשל כימיקלים וחלקיקי מיקרופלסטיק. נוסף על שינויי אקלים וזיהום כימי, חלקיקי מיקרופלסטיק עלולים להוות איום נוסף שמגביר את הלחץ הכולל על המערכת האקולוגית הארקטית. במטרה להבין טוב יותר את כמות חלקיקי המיקרופלסטיק שמצויים באוקיינוס הארקטי ואת ההשפעות שיש לחומרים אלה, אנו נדרשים לערוך מחקר נוסף. בינתיים, על כולנו לבצע פעולות כנגד הצטברות אשפת פלסטיק באוקיינוסים שלנו, לפני שהיא תגדל אפילו יותר. כאשר חלקיקי מיקרופלסטיק נמצאים באוקיינוס, בפועל כמעט בלתי אפשרי להסירם, והם עלולים להישאר שָׁם במשך מאות השנים הבאות. ממשלות ורשויות מקומיות צריכות לשפר את המערכות שלהן לטיפול בפסולת פלסטיק, לרבּות טיפול במי שפכים, איסוף פסולת פלסטיק ומִחזוּר. באותו הזמן, כולנו יכולים לסייע!

הימנעו מרכישת מוצרי פלסטיק שאינם הכרחיים ומשימוש בהם; עשׂו שימוש חוזר בפריטי פלסטיק ומַחזרוּ אותם; אִספוּ אשפת פלסטיק מהסביבה, וסַפרוּ לחבריכם ולמשפחותיכם על כל מה שלמדתם במאמר הזה. בואו נפיץ את המֶּסֶר הזה בבקבוק, כדי לפעול יחד למען עתיד אוקיינוס ארקטי ללא זיהום פלסטיק!

מילון מונחים

חלקיקי מיקרופלסטיק (Microplastics): פיסות זעירות של פלסטיק שגודלן כמה מילימטרים או פחות. הן מגיעות בעיקר מפירוק של פריטי פלסטיק גדולים יותר.

שפכים (Wastewater): מים שמגיעים מהביוב של בתינו ושל התעשיות שלנו. שפכים יכולים להיות מטופלים (מנוקים) לפני שהם משוחררים חזרה לאוקיינוס, לאגמים, או לנהרות.

קרח ים (Sea Ice): קרח שנוצר כאשר מֵי ים קופאים.

העברה תזונתית (Trophic Transfer): העברה של חומרים ו/או חלקיקים, כמו חלקיקי מיקרופלסטיק, מגוף של אורגניזם טורף לגופו של טֶרֶף, כאשר הטֶּרֶף נאכל.

זואופלנקטון (Zooplankton): בעלי חיים קטנים, חלקם בגודל מיקרוסקופי, אשר נסחפים באוקיינוסים, באגמים ובנהרות.

הפרשׁה (Excretion): שחרור של מוצרי פסולת, כמו למשל שתן וצואה, מאורגניזם.

הצהרת ניגוד אינטרסים

המחברים מצהירים כל המחקר נערך בהעדר כי קשר מסחרי או פיננסי שיכול להתפרש כניגוד אינטרסים פוטנציאלי.


מקורות

[1] Alimba, C. G., and Faggio, C. 2019. Microplastics in the marine environment: current trends in environmental pollution and mechanisms of toxicological profile. Environ. Toxicol. Pharmacol. 68:61–74. doi: 10.1016/j.etap.2019.03.001

[2] Vihtakari, M. 2020. ggOceanMaps: Plot data on oceanographic map using “ggplot2.” R package version 0.4.3. Available online at: https://mikkovihtakari.github.io/ggOceanMaps (accessed August 18, 2020).

[3] von Friesen, L. W., Granberg, M. E., Pavlova, O., Magnusson, K., Hassellöv, M., Gabrielsen, G. W. 2020. Summer sea ice melt and wastewater are important local sources of microlitter to svalbard waters. Environ. Int. 139:105511. doi: 10.1016/j.envint.2020.105511

[4] Halsband, C., and Herzke, D. 2019. Plastic litter in the european arctic : what do we know? Emerg. Contam. 5:308–18. doi: 10.1016/j.emcon.2019.11.001

[5] Franzellitti, S., Canesi, L., Auguste, M., Wathsala, R. H. G. R., and Fabbri, E. 2019. Microplastic exposure and effects in aquatic organisms: a physiological perspective. Environ. Toxicol. Pharmacol. 68:37–51. doi: 10.1016/j.etap.2019.03.009

[6] Hartmann, N. B., Rist, S., Bodin, J., Jensen, L. H., Schmidt, S. N., Mayer, P., et al. 2017. Microplastics as vectors for environmental contaminants: exploring sorption, desorption, and transfer to biota. Integr. Environ. Assess. Manag. 13:488–93. doi: 10.1002/ieam.1904